YLDZ TEKNİK ÜNİESİTESİ FEN BİLİMLEİ ENSTİTÜSÜ AKM TAŞYC TABANL AKTİF ELEMANLA KULLANLAAK YENİ FİLTE YAPLA E TASAM YÖNTEMLEİ Mehmet SAĞBAŞ FBE Elektroik ve Haberleşme Mühediliği Aabilim Dalı Elektroik Programıda Hazırlaa DOKTOA TEZİ Tez Daışmaları Doç. Dr. Herma SEDEF Prof. Dr. Muhammet KÖKSAL Tez Savuma Tarihi: 9.7.7 İSTANBUL, 7
İÇİNDEKİLE SİMGE LİSTESİ... KSALTMA LİSTESİ... ŞEKİL LİSTESİ... ÇİZELGE LİSTESİ... X ÖNSÖZ ÖZET... X...X ABSTACT...X. GİİŞ.... Tarihçe... 3. Kouya İlişki Çalışmalar... 4.3 Tezde Tutula Yol... 3. AKM TAŞYCLA E AKM TAŞYC TABANL AKTİF ELEMANLA9. Akım Taşıyıcılar... 9.. Birici Neil Akım Taşıyıcı... 3.. İkici Neil Akım Taşıyıcı... 3..3 İkici Neil Akım Kotrollü Akım Taşıyıcı... 34..4 Çift-Çıkışlı İkici Neil Akım Taşıyıcı... 36..5 Çift-Çıkışlı İkici Neil Akım Kotrollü Akım Taşıyıcı... 37..6 Üçücü Neil Akım Taşıyıcı... 4. Gerilim İzleyicili Akım Farkı Kuvvetlediricii... 4 3. ÖNEİLEN TEK-GİİŞLİ TEK-ÇKŞL FİLTELE... 46 3. DO-CC Kullaılarak Akım Modlu İkici Derecede Filtre Yapıları... 46 3. CC-CDBA Kullaılarak Akım/Gerilim Modlu Filtre Yapıları... 5 4. ÖNEİLEN TEK-GİİŞLİ ÇOK-ÇKŞL FİLTELE... 68 4. CDBA Kullaılarak Çok Modlu Çok Fokiyolu Filtre Taarımı... 68 4. DO-CCC Kullaılarak Elektroik Kotrollü Çok Fokiyolu Filtre Taarımı 75 5. ÖNEİLEN ÇOK-GİİŞLİ TEK-ÇKŞL FİLTELE... 79 5. Gerilim Modlu Üç-Girişli Tek-Çıkışlı Çok-Fokiyolu Filtre Taarımı... 79 6. DUUM DEĞİŞKENİ YÖNTEMİ KULLANLAAK. DEECEDEN AKM MODLU FİLTE TASAM... 88 7. CC-CDBA KULLANLAAK. DEECEDEN AKM TANSFE
FONKSİYONU İÇİN GENEL TASAM YÖNTEMİ... 98 8. CDBA LA KULLANLAAK GENEL GEİLİM TANSFE FONKSİYONLANN İŞAET AKŞ DİYAGAM YÖNTEMİ İLE GEÇEKLEŞTİİLMESİ... 4 9. MO-CCC LE KULLANLAAK GENEL AKM TANSFE FONKSİYONLANN İŞAET AKŞ DİYAGAM YÖNTEMİ İLE GEÇEKLEŞTİİLMESİ... 8. SONUÇLA... 4 KAYNAKLA... 46 EKLE: Tez Kouu İle İlgili Yapıla Yayılar... 59 ÖZGEÇMİŞ... 6
SİMGE LİSTESİ α() Akım Kazacı β() Gerilim Kazacı ε v ε i H o o k M x Q q T ω o T Gerilim İzleyici Hataı Akım İzleyici Hataı DC Kazaç Kutuplama Akımı (Kotrol Akımı) Boltzma Sabiti Tepe Kazacı Parazitik Direç Kalite Faktörü Elektro Yükü Sıcaklık Doğal Freka Termal oltaj
KSALTMA LİSTESİ AD Aalog Device AGF Alçak Geçire Filtre BGF Bad Geçire Filtre BSF Bad Södüre Filtre (Notch Filtre) CC Curret Coveyor (Akım Taşıyıcı) CC Firt Geeratio Curret Coveyor (Birici Neil Akım Taşıyıcı) CC Poitive-Type Firt Geeratio Curret Coveyor (Pozitif-Tip Birici Neil Akım Taşıyıcı) CC- Negative-Type Firt Geeratio Curret Coveyor (Negatif-Tip Birici Neil Akım Taşıyıcı) CC Secod Geeratio Curret Coveyor (İkici Neil Akım Taşıyıcı) CC Poitive-Type Secod Geeratio Curret Coveyor (Pozitif-Tip İkici Neil Akım Taşıyıcı) CC- Negative-Type Secod Geeratio Curret Coveyor (Negatif-Tip İkici Neil Akım Taşıyıcı) CCC Secod Geeratio Curret Cotrolled Curret Coveyor (İkici Neil Akım Kotrollü Akım Taşıyıcı) CCC Poitive-Type Secod Geeratio Curret Cotrolled Curret Coveyor (Pozitif- Tip İkici Neil Akım Kotrollü Akım Taşıyıcı) CCC- Negative-Type Secod Geeratio Curret Cotrolled Curret Coveyor (Negatif-Tip İkici Neil Akım Kotrollü Akım Taşıyıcı) CC Third Geeratio Curret Coveyor (Üçücü Neil Akım Taşıyıcı) CC Poitive-Type Third Geeratio Curret Coveyor (Pozitif-Tip Üçücü Neil Akım Taşıyıcı) CC- Negative-Type Third Geeratio Curret Coveyor (Negatif-Tip Üçücü Neil Akım Taşıyıcı) CC-CDBA Curret Cotrolled Curret Differecig Buffered Amplifier (Akım Kotrollü Gerilim izleyicili Akım Farkı Kuvvetlediricii) CDBA Curret Differecig Buffered Amplifier (Gerilim İzleyicili Akım Farkı Kuvvetlediricii) CDTA Curret Differecig Tracoductace Amplifier (Akım Fark Alıcı Trafer- Kodukta Kuvvetledirici) CF Curret Follower (Akım Takip Edici)
CFCC Four Termial Pair Active Curret Coveyor (4-Çift Uçlu Aktif Akım Taşıyıcı) CFCCp Poitive-Type Four Termial Pair Active Curret Coveyor (Pozitif-Tip 4-Çift Uçlu Aktif Akım Taşıyıcı) CFOA Curret Feedback Operatioal Amplifier (Akım Geri Belemeli İşlemel Kuvvetledirici) CM Curret Mode (Akım Modlu) CMOS Complemetary Metal Oxide Semicoductor CM Commo-Mode ejectio atio (Ortak-Mod eddetme Oraı) DAC Dijital/Aalog Çevirici DDCC Differetial Differece Curret Coveyor (Diferaiyel Fark Akım Taşıyıcı) DO-CC Dual-Output Secod Geeratio Curret Coveyor (Çif-Çıkışlı İkici Neil Akım Taşıyıcı) DO-CCC Dual-Output Secod Geeratio Curret Cotrolled Curret Coveyor (Çif- Çıkışlı İkici Neil Akım Kotrollü Akım Taşıyıcı) DO-DDCC Dual-Output Differetial Differece Curret Coveyor (Çift-Çıkışlı Diferaiyel Fark Akım Taşıyıcı) DCC Differetial oltage Curret Coveyor (Fark Gerilimli Akım Taşıyıcı) CFCC Four Termial Active Curret Coveyor (4-Uçlu Aktif Akım Taşıyıcı) FTFN Four Termial Floatig Nullor (Dört Uçlu Yüze Nulör) FDN Frequecy Depedet Negative eitace GC Geelleştirilmiş İmita Çevirici GSM Global Sytem for Mobile C tegrated Circuit (Tümleşik Devre) KHN Kerwi-Huelma-Newcomb MMO Multi-put Multi-Output (Çok-Girişli Çok-Çıkışlı) MSO Multi-put Sigle-Output (Çok-Girişli Tek-Çıkışlı) MO-CC Multiple-Output Secod Geeratio Curret Coveyor (Çok-Çıkışlı İkici Neil Akım Taşıyıcı) MO-CCC Multiple-Output Secod Geeratio Curret Cotrolled Curret Coveyor (Çok- Çıkışlı İkici Neil Akım Kotrollü Akım Taşıyıcı) MOSFET Metal Oxide Semicoductor Field Effect Traitor MC MOS eitive Circuit NC Negative mpedace Coverter (Negatif Empeda Çevirici) Op-amp İşlemel Kuvvetledirici
OTA Operatioal Tra-Coductace Amplifier (İşlemel Trafer-İletkeli Kuvvetledirici) OTA Operatioal Tra-eitace Amplifier (İşlemel Trafer-Direçli Kuvvetledirici) PD Proportioal-tegral-Derivative PLL Phae-Locked Loop (Faz Kilitlemeli Çevrim) TL eitor Traitor Lojic SAW Surface Acoutic Wave (Yüzeyel Akutik Dalga) SC Switchig Capacitor (Aahtarlı Kapaite) SFG Sigal Flow Graph (İşaret Akış Diyagramı) SSO Sigle-put Sigle-Output (Tek-Girişli Tek-Çıkışlı) SMO Sigle-put Multi-Output (Tek-Girişli Çok-Çıkışlı) SF State ariable Filter (Durum Değişkei Filtrei) TAM Traadmitta Mode (Trafer-Admita Modlu) TGF Tüm Geçire Filtre TM Traimpeda Mode (Trafer-Empeda Modlu) M oltage Mode (Gerilim Modlu) LS ery Large-Scale tegratio YGF Yükek Geçire Filtre
ŞEKİL LİSTESİ Şekil. (a) CC i blok diyagramı. (b) CMOS tekolojii kullaılarak gerçeklee CC şematik göterimi... 3 Şekil. CC i blok diyagramı.... 3 Şekil.3 BJT tekolojii kullaılarak gerçeklee CC i şematik göterimi... 33 Şekil.4 BJT tekolojii kullaılarak gerçeklee CC- i şematik göterimi... 33 Şekil.5 CCC i blok diyagramı... 34 Şekil.6 BJT tekolojii kullaılarak gerçeklee CCC ı şematik göterimi.... 35 Şekil.7 BJT tekolojii kullaılarak gerçeklee CCC- ı şematik göterimi... 35 Şekil.8 DO-CC i blok diyagramı... 36 Şekil.9 BJT tekolojii kullaılarak gerçeklee DO-CC ı şematik göterimi.... 37 Şekil. DO-CCC i egatif akım kazacı.... 38 Şekil. DO-CCC i pozitif akım kazacı.... 39 Şekil. DO-CCC i gerilim kazacı... 39 Şekil.3 DO-CCC i blok diyagramı.... 4 Şekil.4 BJT tekolojii kullaılarak gerçeklee DO-CCC i şematik göterimi... 4 Şekil.5 CC ü blok diyagramı.... 4 Şekil.6 CMOS tekolojii kullaılarak gerçeklee CC şematik göterimi.... 4 Şekil.7 (a) CDBA ı blok diyagramı, (b) CDBA ı AD844 ler ile gerçekleştirilmei, (c) CDBA ı küçük işaret eşdeğeri... 43 Şekil.8 CMOS tekolojii kullaılarak gerçeklee CDBA şematik göterimi... 44 Şekil.9 CC-CDBA ı blok diyagramı.... 44 Şekil.. BJT tekolojii kullaılarak gerçeklee CC-CDBA ı şematik göterilimi.... 45 Şekil 3. Geel SSO filtrei blok diyagramı.... 46 Şekil 3. Öerile yükek çıkış-empedalı akım modlu filtre devreleri... 47 Şekil 3.3 AGF içi gelik-freka karakteritiği... 5 Şekil 3.4 BGF içi gelik-freka karakteritiği.... 5 Şekil 3.5 YGF içi gelik-freka karakteritiği... 5 Şekil 3.7 Öerile gerilim-modlu BGF devrei.... 5 Şekil 3.8 Öerile devrei (Şekil 3.7) gelik-freka karakteritiği.... 54 Şekil 3.9 Öerile akım-modlu BGF devrei... 54 Şekil 3. Öerile devrei (Şekil 3.9) gelik-freka karakteritiği.... 56 Şekil 3. Öerile akım-modlu BGF devrei.... 56 Şekil 3. Öerile devrei (Şekil 3.) gelik-freka karakteritiği.... 58
Şekil 3.3 Öerile akım-modlu BGF devrei.... 58 Şekil 3.4 Öerile devrei (Şekil 3.3) gelik-freka karakteritiği.... 6 Şekil 3.5 Öerile gerilim-modlu BGF devrei... 6 Şekil 3.6 Öerile devrei (Şekil 3.5) gelik-freka karakteritiği.... 63 Şekil 3.7 Öerile TAM BGF devrei.... 64 Şekil 4. Geel SMO filtrei blok diyagramı.... 68 Şekil 4.. Öerile çok fokiyolu filtre devrei... 69 Şekil 4... Aktif devrei giriş ve çıkış döüşümleri.... 7 Şekil 4..3 Öerile devrei AGF çıkışı içi gelik-freka karakteritiği... 73 Şekil 4..4 Öerile devrei BGF çıkışı içi gelik-freka karakteritiği... 73 Şekil 4..5 Öerile devrei YGF çıkışı içi gelik-freka karakteritiği... 74 Şekil 4.. Öerile çok fokiyolu devre... 75 Şekil 4.. Öerile çok fokiyolu filtrei gelik-freka karakteritiği... 78 Şekil 5. Geel MSO filtrei blok diyagramı.... 79 Şekil 5.. (a, b) Öerile çok fokiyolu filtreler... 8 Şekil 5.. (a) Şekil 5..a ı AD844 ile gerçekleştirilmei, (b) Şekil 5..b i CCC ile gerçekleştirilmei... 8 Şekil 5... AGF, YGF ve BGF içi gelik-freka karakteritiği.... 85 Şekil 5..3. Şekil 5..a ve 5..b deki devreleri BGF fokiyou içi gelik-freka karakteritiği... 86 Şekil 5..4 BGF içi deeyel ve imülayo gelik-freka karakteritik ouçlarıı teorik ouçlarla karşılaştırılmaı... 87 Şekil 6.. derece SF ı işaret akış diyagramı ile gerçekleştirilmei.... 9 Şekil 6. Alt-diyagramlar ve bu alt diyagramlara karşı düşe alt-devreler.... 9 Şekil 6.3 (a). Derecede akım modlu SF devrei, (b) idirgemiş yapı.... 9 Şekil 6.4 Üçücü derecede SF devrei.... 93 Şekil 6.5 / i trafer fokiyoua ilişki gelik-freka karakteritiği.... 94 Şekil 6.6 / i trafer fokiyoua ilişki gelik-freka karakteritiği.... 94 Şekil 6.7 / i trafer fokiyoua ilişki gelik-freka karakteritiği.... 95 Şekil 6.8 3 / i trafer fokiyoua ilişki gelik-freka karakteritiği... 95 Şekil 6.9 Örek devrei (Şekil 6.4) traiyet aalizi.... 96 Şekil 7. Fark ve etegral alıcı devrei CDBA ile gerçekleştirilmei... 99 Şekil 7. Deklem (7.a) daki her bir ikici derecede yapıı gerçekleştirilmei.... 99 Şekil 7.3 Deklem (7.b) i gerçekleştirilmei...
Şekil 7.4 CC-CDBA kullaılarak. derecede alçak geçire filtre devreii elde edilmei. Şekil 7.5 Pay poliomlarıı elde edilmei... Şekil 7.6 Taarlaa eliptik BGF gelik-freka karakteritiği.... 9 Şekil 7.7 İyileştirilmiş eliptik BGF içi gelik-freka karakteritiği... Şekil 7.8 İkici derece yapıları yer değiştirmei ile elde edile gelik-freka karakteritiği. Şekil 7.9 Örek devrei traiyet aalizi.... Şekil 8. (8.4a-d) deklemlerii işaret akış diyagramı ile ifade edilmei... 5 Şekil 8. Şekil 8. deki alt- diyagramlar ve bu alt- diyagramlara karşı düşe alt-devreler... 6 Şekil 8.3 Deklem (8.3) ü gerçekleştirilmei; (a) ilk durum, (b) idirgemiş durum... 8 Şekil 8.4. derecede üiveral yapı... Şekil 8.5 (a) Üçücü derecede üiveral yapı, (b) Üçücü derecede üiveral yapıı işaret akış diyagramı... Şekil 8.6 CDBA ları AD844 gerçekleştirilmei ile yapıla imülayo içi gelik-freka karakteritiği.... 3 Şekil 8.7 CDBA ları CMOS gerçekleştirilmei ile yapıla imülayo içi gelik-freka karakteritiği... 4 Şekil 8.8 Üçücü derecede TGF, (b) Üçücü derecede TGF i işaret akış diyagramı... 5 Şekil 8.9 Üçücü derecede TGF içi gelik-freka karakteritiği... 6 Şekil 8. Üçücü derecede TGF içi faz karakteritiği.... 6 Şekil 9. İşaret akış diyagramı ile (9.3a-c) deklemlerii ifade edilmei... 9 Şekil 9. Alt- diyagramlar ve bu alt- diyagramlara karşı düşe alt-devreler.... 3 Şekil 9.3 Deklem (9.4) ü gerçekleştirilmei; (a) MO-CC ler kullaılarak, (b) MO- CCC ler kullaılarak, (c) Üiveral form... 33 Şekil 9.4 Üçücü derecede üiveral filtre devrei... 34 Şekil 9.8 / i trafer fokiyoua ilişki gelik-freka karakteritiği.... 36 Şekil 9.6 / i trafer fokiyoua ilişki gelik-freka karakteritiği.... 36 Şekil 9.7 / i trafer fokiyoua ilişki gelik-freka karakteritiği.... 37 Şekil 9.8 3 / i trafer fokiyoua ilişki gelik-freka karakteritiği.... 37 Şekil 9.9 Üçücü derecede TGF içi gelik-freka karakteritiği... 38 Şekil 9. Üçücü derecede BSF içi gelik-freka karakteritiği.... 39 X
ÇİZELGE LİSTESİ Çizelge. DO-CCC i çalışma freka ıırlamalarıı belirlemei.... 4 Çizelge 3. Şekil 3.a-d de öerile filtreleri trafer fokiyoları.... 48 Çizelge 4. Öerile filtrei trafer modu (TM) ve trafer fokiyou (TF) karakteritikleri... 7 Çizelge 5.: Öerile filtreler içi çıkış fokiyolarıı elde edilmei.... 8 X
ÖNSÖZ Doktora çalışmam boyuca çok değerli görüş ve düşüceleride yararladığım ayı hocalarım Prof. Dr. Muhammet Kökal ve Doç. Dr. Herma Sedef e e içte teşekkürlerimi uarım. X
ÖZET So yıllarda, kuvvetlediriciler, empeda çeviriciler, jiratörler, oilatörler ve daha geel olarak aalog işaret işleme devreleri gibi devreleri taarımıda çok ayıda uygulamaları ola akım taşıyıcılar ve akım taşıyıcı tabalı aktif elemalar kullaılarak elde edile devrelere ola ilgi giderek artmaktadır. Bu tezde, farklı tipteki akım taşıyıcı elemalar ve akım taşıyıcı tabalı aktif elemalar kullaılarak gerilim-modlu, akım-modlu, trafer-empedaı modlu ve trafer-admita modlu filtre yapılarıı taarımı üzeride durulmuştur. İkici derecede çok-fokiyolu filtre devreleri gerçekleştirme kouu ele alımıştır. Tez iki aa bölüm içermektedir;. İkici derece filtre yapıları,.. derece filtre yapıları. Bu tezde öerile filtre yapıları şimdiye kadar literatürde yayılamış devrelere göre birçok avatajlara ahiptir. Bular: miimum ayıda elema içermeleri, aktif ve paif duyarlıkları kabul edilebilir ıırlar içide olmaı, elektroik olarak kotrol edilebilmeleri, akım-modlu devreler içi yükek çıkış empedaı, gerilim-modlu devreler içi düşük çıkış empedaı, topraklamış kapaitör elemaıı kullaılmaıdır. Öerile filtre devreleri ve duyarlıkları ideal ve ideal olmaya durumlar içi aaliz edilmiştir. Souçlar PSPCE devre imülayo programı kullaılarak ve/veya deeyel çalışmalar ile doğrulamıştır. Aahtar Kelimeler: Akım Taşıyıcılar, Akım Taşıyıcı Tabalı Aktif Elemalar, Akım-modlu Devreler, Gerilim-modlu Devreler, Aktif Filtreler, Çok Fokiyolu Filtreler, Geel Taarım Yötemleri. X
ABSTACT ecetly there i a growig iteret to circuit uig curret coveyor ad curret coveyor baed active elemet which have led to a great umber of applicatio i variou deig of aalogue electroic like amplifier, filter, impedace coverter, gyrator, ocillator or more geerally igal proceig circuit. thi diertatio, we focu o deig of voltage-mode (M), curret-mode (CM), traimpedace-mode (TM) ad traadmittace-mode (TAM) filter uig differet kid of curret coveyor ad curret coveyor baed active compoet. The diertatio cotai two mai ectio;. Secod order filter tructure,. th-order filter tructure. The propoed tructure have everal advatage over exitig filter i the literature uch a ue of le umber of compoet, tolerable active ad paive eitivity propertie, electroically cotrollability, high-output impedace for CM filter, low-output impedace for M filter, ue of grouded capacitor etc. The propoed filter tructure ad their eitivitie are aalyzed for both ideal ad o-ideal cae. Their validitie are verified through PSPCE imulatio ad/or experimet. Keyword: Curret Coveyor, Curret Coveyor Baed Active Compoet, Curret-mode Circuit, oltage-mode Circuit, Active Filter, Multifuctio Filter, Geeral Sythei Method. X
. GİİŞ Tümleşik devreleri ortaya çıkmaıda bu yaa işlemel kuvvetlediriciler (Op Amp), aalog devre taarımıda temel devre elemaları olarak kullaılmıştır. Yei tümleşik aalog devre uygulamalarıı ortaya çıkmaıda ora, gerilim modlu (M) işlemel kuvvetlediricileri performa karakteritikleri yeterli gelmemeye başlamıştır. Çükü Op Amp ta beklee aşırı gerilim kazacı edeiyle oluşmaı muhtemel ola kararızlık oruuu ölemek amacıyla kullaıla kompazayo kapaitörü, bu elemaı badgeişliğii öemli ölçüde azaltmaktadır (Alle ve Holberg, 987). Ayrıca bu tip devrelerdeki yükek empedalı düğümler parazitik kapaitalarla beraber büyük zama abitleri oluşturup, devrei çalışma frekaıı düşürmektedir (Wilo, 989). Düşük empeda eviyeleride çalışa akım modlu (CM) devreler içi bu tür bir olumuzluklar öz kouu olmamaktadır. Gerilim modlu devrelerde, ayı zamada diamik performata kötü olacaktır. Aktif devrelerdeki diamik aralığı ıırlamaı geelde düşük beleme gerilimleride kayaklamaktadır. Aalog devreleri ayıal devreler ile beraber gerçekleştirilmei beleme gerilimlerii 5 ile ıırlamıştır. Ayrıca kazaç-bad-geişliği çarpımıı abit olmaı gerilim modlu Op-amp kuvvetledirici devrelerii bad-geişliğii ıırlamaktadır. Yükelme eğimleri (Slew-rate) ıırlı ola Op-amplar yükek freka uygulamalarıda bozulmalara ebep olmaktadır. Eğer büyük bad-geişliği, düşük güç tüketimi ve düşük gerilim gerektire uygulamalar yapılacaka gerilim modlu Op-amp ları kullaılmaı oldukça zorlaşacaktır (Toumazou vd. 99). Tüm bu dezavatajlar, akım taşıyıcılar ve akım taşıyıcı tabalı aktif elemalar ile ortada kaldırılabilir (Wadworth 999, Wilo 99, Kumar ve Shukla 985). Bu ebeplerde dolayı akım taşıyıcılar ve akım taşıyıcı tabalı aktif elemalar devre taarımıda çok ayıda uygulamada kullaılmaya başlamıştır. Bular; kuvvetlediriciler, filtreler, empeda döüştürücüler, jiratörler, oilatörler ve daha geel olarak işaret işleme devreleri gibi aalog elektroikte kullaıla uygulamalardır. Akım taşıyıcı (CC), işlemel trafer-iletkeli kuvvetlediriciler (OTA), akım geri belemeli kuvvetlediriciler (CFOA), dört uçlu yüze ullör (FTFN), ve gerilim izleyicili akım farkı kuvvetlediricii (CDBA) gibi akım modlu elemalar gerilim modlu bezerlerie göre daha geiş badlı çalışabilmektedirler. Bu edele gerilim modlu devreleri aşırı kullaımı, bu devreleri ıırlı çalışma badı geişliği edeiyle azalmaya başlamıştır. Gerilim modlu devrelerde yükek değerli direç elemaları ve kaçak kapaitalar göreceli olarak düşük freka değeride bir bakı kutup yaratmakta bu da çalışma badıı ıırlamaktadır. Bu bakı kutbu oucuda devrede kazaç bad-geişliği çarpımı abittir.
Akım modlu devrelerde geel olarak düğüm empedaları düşük ve gerilim alıımları küçüktür. Büyük gerilim alıımları içi problem ola parazitik kapaitaları dolma boşalma üreleri ve buu getirdiği zama abiti ve dolayııyla yükelme eğimi problemi miimumdur (Toumazou vd. 99). Yukarıda değiile yararlarıı yaııra CMOS tekolojiiyle tümleştirmeye de elverişli olmaları, akım modlu devreleri elektroik item taarımıda gittikçe yaygılaşarak kullaılmalarıı başlıca edelerii oluşturmaktadır. Akım modlu devreleri aktif elema olarak geleekel Op-amp kullaıla gerilim modlu devrelere göre öemli avatajlarıı olmaıa rağme, gerilim modlu devrelerde akım taşıyıcı ve akım taşıyıcı tabalı aktif elemalar kullaılarak gerilim modlu devreleri bu dezavatajları ortada kaldırılabilmektedir (Wadworth 999, Wilo 99, Kumar ve Shukla 985). Souç olarak gerilim modlu devreleri devre teoriideki öemi hala ürmektedir. Girişi akım, çıkışı gerilim ola devreler (traempeda-modlu (TM) filtreler) ya da girişi gerilim, çıkışı akım ola devreler (traadmita-modlu (TAM) filtreler), akım modlu devreleri gerilim modlu devreler ya da gerilim modlu devreleri akım modlu devrelere bağlamaı içi kullaıla devreler olarak taımlaır. Souç olarak pek çok uygulamada gerilim ve akım modlu devreler beraber kullaılmaktadır. Bularda bazıları; moder radyo itemleride alıcı temel-bad kımıda kullaıla TAM filtreler (udell vd. 997, Steyaert vd. ), ayrıca çoğu aalog/dijital döüştürücüleri çıkışlarıda da (DAC) kullaıla TAM filtreler. Bezer şekilde TM filtrelerde DAC leri çıkışlarıda kullaılmaktadır. Farklı tipteki aktif elemalar kullaılarak gerçekleştirile yükek mertebede filtre yapıları araştırmacılar içi öemli bir ala olmuştur. Çok ayıda aktif filtre yapıı öerilmiştir. Bu tezde yukarıda bahi geçe tüm modlarda çalışabile yükek mertebede filtre yapılarıı taarımı ile ilgili yötemleri (CM, CM, TAM ve TM filtre) öerilmei üzeride de odaklaılmıştır. Yükek mertebede filtre yapıları gerçekleştirilirke, iki temel yötem kullaılmıştır. Bular; (i) İkici derecede filtre yapılarıı elde edilmei ve elde edile ikici derece yapıları ardışık bağlamaı ile yükek mertebede filtre yapılarıı elde edilmei. (ii) Geel. derecede filtre yapılarıı gerçekleştirmeye yöelik taarım yötemlerii öerilmei ve bu yötemlerde geel yapıları oluşturulmaı şeklide ıralaabilir. Ayrıca, aktif filtre taarımıda aktif ve paif elema ayıları da öemli bir koudur. Çükü aktif ve paif elema ayıları, devrei baitliğii, maliyetii ve güç tüketimii doğruda etkilemektedir. Bu ebeple literatürde aktif ve paif elema ayıı az ola devreler uulmaya
3 çalışılmıştır (Miaei vd., Acar ve Sedef 3, İbrahim vd. 5a, Abuelma atti, Solima 997, Sharma ve Seai 3). Filtre yapıları dört gruba ayrılabilir: tek-girişli tek-çıkışlı (SSO) (Acar ve Sedef 3, Abuelma atti, Keki 5, Çam 4, Özca vd. 3, Miaei vd. ), tek-girişli çok-çıkışlı (SMO) (Chag ve Lee 999, Chag ve Che 3, Sağbaş ve Fidaboylu 4, ve Seai vd. 5), çok-girişli tek-çıkışlı (MSO) (Sharma ve Seai 3, Hou vd. 999, Horg vd., Sharma ve Seai 3, Hou vd. 999, Özca vd. 3) ve çok-girişli çokçıkışlı (MMO) (Abuelma atti 3, Abuelma atti vd. 4) filtreler. Çok çıkışlı filtreler, iki veya daha fazla farklı çıkışıda ayı ada farklı filtre fokiyolarıı gerçekleştire filtre yapılarıdır. Bu filtre fokiyoları: alçak-geçire filtre (AGF), bad-geçire filtre (BGF), yükek-geçire filtre (YGF), bad-ödüre filtre (BSF) ve tüm-geçire filtre (TGF) olabilir. Aktif filtre taarımıda çok fokiyolu filtreler, ayı ada birde fazla filtre fokiyouu ayı devrede verebile filtre yapıları olarak biliirler. Pratikte, GSM itemlerii alıcı/verici kımıda yüzey akutik dalga (Surface Acoutic Wave, SAW) filtrelerii yerie kullaılabilir. Ayrıca faz kilitlemeli çevrim (PLL), FM tereo demodülatörler de telefo to kod çözücü ve çaprazlama ağlarıda üç yollu e hoparlörü (cro-over) olarakta kullaılmaktadır (İbrahim vd. 5b, edell vd. 997). Soraki alt bölümde, devre taarımıı tarihi gelişimide bahedildikte ora kouyla ilgili çalışmalar icelemiş ve bu tezde tutula yol kıaca belirlemiştir.. Tarihçe Devre taarımı, yai devre fokiyolarıda bir veya birde fazla devrei itematik yötemlerle elde edilmei kouu, 95 97 yılları araıda Amerika da ve Almaya da George Campbell ve Karl Wager i elektrik filtrelerii birbiride bağımız olarak bulmalarıyla başlamıştır. 94 93 yılları araıda Otto J. Zobel, oraki yıllarda oald M. Foter, Wilhelm Cauer, Otto Brue, Hedrick Bode, 98 li yıllarda ie Sydey Darligto bu bilim dalıa öemli katkılarda bulumuşlardır. Devre taarımı kouuda ilk makale 94 yılıda Foter tarafıda yazılmıştır (alkeburg 98). Savaş oraıdaki yıllarda, özellikle haberleşme itemleride kapaiteyi ve güveliği arttırmak içi yei çalışmalar yapılmaı gerekli görülmüştür. Bu arada 945 yılıda Bell Laboratuarıda bir araştırma grubu kurulmuştur. Burada yapıla yarıiletkeler kouudaki çalışmalar oucuda, Bardee ve Brattai 947 yılıda traitörü keşfetmişlerdir.
4 Tekolojii gelişmeiyle çok ayıda direç, diyot, traitor ve kapaitörlerde oluşa elektroik devreleri bir bütü olarak gerçekleştirilmei yolu bulumuştur. Böylece ortaya tümleşik devreler (C) çıkmıştır. İlk tümleşik devre 96 yılıda gerçekleştirile ve 4 elemada oluşa TL (eitor Traitor Logic) tipideki devredir. Bir tümleşik devredeki elema ayıı 964 te 4 a ve 97 de e yükelmiştir. 98 li yıllarda LS (ery Large-Scale tegratio) olarak iimledirile itemlerde, ler mertebeide elema içere tümleşik devreler gerçekleştirilmiştir (Leblebici, 974). Güümüzde bu elama ayıları çok daha büyük değerlere ulaşmıştır. 96 lı yıllarda başlaya ve güümüze kadar çok hızlı bir şekilde gelişe tümleşik devre tekolojii pek çok tümleşik aktif devre elemalarıı ortaya çıkmaıa ede olmuştur. Bu devre elemalarıda bazıları şulardır: İşlemel kuvvetlediriciler Norto kuvvetlediriciler OTA Akım taşıyıcılar ve akım taşıyıcı tabalı aktif elemalar Bulua bu tümleşik devre elemaları ayeide aktif devre taarımıda yei ufuklar açılmış ve bilim adamları bu devre elemalarıı kullaarak pek çok yei taarım yötemleri umuşlardır. Buda oraki kıımda özellikle akım taşıyıcılarla ilgili güümüze kadar yapıla çeşitli literatürdeki çalışmalara değiilecektir.. Kouya İlişki Çalışmalar Akım taşıyıcı elemaı literatürde ilk olarak Smith ve Sedra tarafıda uulmuştur ve birici kuşak akım taşıyıcı (CC) olarak bilimektedir (Smith ve Sedra 968). CC elemaıı, çıkış empedaı ıırlamaları, temel akım hatalarıda dolayı oluşa bozulmalar ve ıırlamalar ebebiyle kıa bir ure ora ikici kuşak akım taşıyıcıı (CC) uulmuştur (Smith ve Sedra, 97). Acak akım taşıyıcı elemaıı aktif devre taarımıdaki öemi 98 lerde ora ortaya çıkmaya başlamış ve pek çok uygulamada kullaılmıştır. Solima, 973 yılıda, gerilim-modlu ikici derecede TGF devreii adece bir CC kullaarak gerçekleştirmiştir (Solima 973).
5 Arohime, 974 yılıda, yılıda akım taşıyıcılarla herhagi bir gerilim trafer fokiyouu gerçekleştire devreyi adece bir CC kullaarak gerçekleştirmiştir (Arohime 974). Y C ayrışım tekiğii kulladığı bu çalışmaıda, tek bir akım taşıyıcı, ve C elemaları ile gerilim trafer fokiyolarıı gerçekleştirilmeide bir geelleme ağlamıştır. Acak, bu şekilde yapıla çalışmalar yükek giriş empedaıa ahip değildir. Solima, 977 yılıda, gerilim trafer fokiyolarıı akım taşıyıcılar kullaarak gerçekleştire iki yei aktif-c devreyi umuştur (Solima 977). Nadi, 978 yılıda, akım taşıyıcı kullaarak edükta imülatör devrei öermiştir (Nadi 978a). Öerile devrede, bir pozitif akım taşıyıcı ve üç tae paif elema kullaılmıştır. Üçücü derecede alçak-geçire Butterworth karakteritiğii miimum ayıda aktif elema kullaılarak gerçekleştire devreyi Nadi 978 yılıda umuştur (Nadi 978b). Devre, tüm paif elemaları birim değerli ve kapaitelerii topraklamış olmaı edeiyle, tümdevre olarak gerçekleştirilmeye uygudur. Salawu, 98 yılıda, tüm geçire bir gerilim trafer fokiyouu ikici kuşak akım taşıyıcı ve dört paif elemala gerçekleştirmiştir (Salawu 98). Pal, 98 yılıda iki ucu erbet ideal edükta elemaıı imülayouu yapa bir devreyi dört akım taşıyıcı, dört direç ve bir kapaitör elemaı kullaarak gerçekleştirmiştir (Pal 98). Gerçekleştirdiği devrede bulua tüm paif devre elemaları bir ucu topraklı biçimdedir. Pal ve Sigh, 98 yılıda, üç akım taşıyıcı, dört direç ve iki topraklamış kapaitörler kullaarak ikici derecede TGF devrei umuşlardır (Pal ve Sigh 98). Öerile yapıı, yükek giriş empedaı ve kotrol edilebilir gerilim kazacı bulumaktadır. Naqhibedi ve Sharma, 983 yılıda BGF fokiyolarıı gerçekleştire iki devre öermişlerdir (Naqhibedi ve Sharma 983). Bu devrelerde, çok yükek giriş empedaı elde edilmiş, ω o, Q ve kazacı, topraklamış bir direç yardımıyla birbiride bağımız olarak ayarlaabilmei ağlamıştır. Patraabi ve Goh, akım taşıyıcılar kullaarak ideal itegral ve türev alıcı devreleri umuşlardır (Patraabi ve Goh 984). Toumazo ve Lidgey, 985 yılıda, akım taşıyıcıları kullaarak iki ucu erbet empeda ve geelleştirilmiş imita çeviricileri (GC) gerçekleştirmişlerdir (Toumazo ve Lidgey 985).
6 Empeda çevirici içi iki pozitif-tip ikici eil akım taşıyıcı (CC), imita çevirici içi ie dört CC kullamışlardır. Seai, 985 yılıda, yükek derecede filtreleri akım taşıyıcılarla taarımıa ilişki yei bir yötem umuştur (Seai 985). Bu yötem, baamaklı türde LC devrelerie yei bir ölçekleme tekiği uygulamaı ve böylelikle elde edile devreleri, ideal olmaya imüle edükta elemaları ve FDN lar ile gerçekleştirilmei eaıa dayamaktadır. Bu yötem oucuda elde edile devreler e-az duyarlıklı bir yapıya ahip olup akım taşıcı ayıı, LC devrei reaktif elema ayııa eşittir. Wilo, 986 yılıda, yapmış olduğu çalışmada CC ve CC- tipi akım taşıyıcıları kullaarak çeşitli uygulamalar yapmıştır (Wilo, 986). Bular: tüm geçire filtreler, bir ucu topraklı ve iki ucu erbet NC lar, jiratörler, FDN ler ve C oilatörleri gibi çeşitli uygulamalardır. Wilo bu şekilde Op-amp, OTA ve Norto kuvvetlediricii gibi aktif elemalarla yapıla tüm uygulamaları, akım taşıyıcılar kullaarak da yapılabileceğii götermiştir ve bu devreleri çok daha geiş bir freka badıda çalışabileceğii belirtmiştir. Toumazo ve Lidgey, 986 yılıda, Nawrocki ve Klei i (Nawrocki ve Klei 986) OTA lar kullaarak gerçekleştirdikleri ikici derecede yapıyı, tüm OTA lar yerie akım taşıyıcılar ve direçler kullaarak gerçekleştirmişlerdir (Toumazo ve Lidgey 986). Bu yapıda, yedi akım taşıyıcı, ekiz bir ucu topraklamış direç ve iki tae kapaitör bulumaktadır. OTA lı devre, direç buludurmadığı içi tümleştirmeye daha uygu olmaıa rağme OTA ı düşük bad-geişliği, küçük çıkış ürme kabiliyeti yüzüde devrei tüm çalışma performaı kııtlamıştır. Chog ve Smith, 986 yılıda, adece tek bir akım taşıyıcı kullaarak ikici derecede BGF, AGF ve YGF devrelerii gerçekleştirmişlerdir (Chog ve Smith 986). Öerile filtre yapıları, düşük duyarlılığa ve birbiride bağımız olarak ayarlaabile ω o ve Q ya ahiptirler. Higahimura ve Fukui, 988 yılıda, yei bir egatif akım taşıyıcı ve dört tae paif elema kullaarak birici derecede TGF trafer fokiyolarıı gerçekleştire iki devre umuşlardır (Higahimura ve Fukui 988a). Devreler yükek giriş empedaıa ahip oldukları içi ardışık bağlamaya uygudurlar. Gerilim-modlu ikici derecede TGF fokiyolarıı gerçekleştirmek içi tek akım taşıyıcılı bir devre yie 988 yılıda Higahimura ve Fukui tarafıda uulmuştur (Higahimura ve Fukui 988b). Devre, yükek giriş empedaıa ahip olduğu içi ardışık bağlamaya
7 uygudur. TGF devreide bir direci ayarlamaı ile BSF elde edilebileceği de göterilmiştir. Tek ve Aday, 989 yılıda, işaret akış diyagramlarıda yararlaarak e geel ikici derecede gerilim trafer fokiyouu gerçekleştire bir devre öermişlerdir (Tek ve Aday 989). Öerile yapı iki CC, iki CC-, beş direç ve üç kapaitör içermektedir. Devre düşük duyarlığa ve yükek giriş empedaıa ahip ve kullaıla paif elemalar bir ucu topraklamış olduğu içi tümleştirmeye uygudur. Svoboda, 989 yılıda, akım taşıyıcı içere devreleri aalizi içi bir yötem umuştur (Svoboda 989). Bu yötemi bilgiayar programlamaıa da uygu olduğu ve ideal olmaya akım taşıyıcı içere devreleri aalizide de kullaılabileceği öreklerle göterilmiştir. Higahimura ve Fukui, 99 yılıda, birici derecede TGF fokiyolarıı gerçekleştire iki devre öermişlerdir (Higahimura ve Fukui 99). Devreler, adece bir akım taşıyıcı ve dört paif elema içermekte ve yükek çıkış empedaıa ahiptirler. Liu vd., 99 yılıda, yei bir CMOS akım taşıyıcı ve bir MOSFET-kapaite itegratör yapıı vermişlerdir (Liu vd. 99). İtegratör, akım taşıyıcıya MOS-reitif devrei (MC) uygu şekilde bağlamaı ile elde edilmektedir. Bu yapıı yükek frekalı ürekli zama filtreleride kullaılabileceğii belirtmişler ve bir örek olarak üçücü derece baamaklı türde AGF taarlamışlardır. Arohime vd., yie 99 yılıda, yükek çıkış empedalı, akım modlu devreleri taarlamaıda birici kuşak akım taşıyıcıları ağladığı avatajları götererek, ikici derecede komplek kutuplu akım moduda TGF devreii tek akım taşıyıcı ile gerçekleştire bir örek vermişlerdir (Arohime vd. 99). Fabre vd., 99 yılıda ikici derecede akım-modlu TGF, BSF ve BGF devrelerii umuşlardır (Fabre vd. 99). Öerile devrelerde, adece bir CC, üç direç ve üç kapaitör bulumakta olup TGF ve BSF de ω o ve Q birbiride bağımız olarak ayarlaabilmektedir. Sigh ve Seai, 99 yılıda, üç akım taşıyıcı kullaarak tek-girişli üç-çıkışlı gerilim modlu çok işlevli filtre yapıı öermiştir (Sigh ve Seai 99). Öerile filtre AGF, BGF ve YGF karakteritiklerii vermektedir. Ayrıca BSF karakteritiği uygu çıkış kombiayolarıı eçilmei ile elde edilebilmektedir. Liu ve Tao, ikici derecede iki yei geel filtre devrei umuşlardır (Liu ve Tao 99b).
8 Bu filtre yapıları AGF, BGF, YGF, BSF ve TGF karakteritiklerii adece bir adet CC ve beş adet paif elema kullaarak vermektedir. 99 yılıda, Svoboda vd., bir AD844, üç direç ve bir kapaitör kullaarak Wie oilatörü ve BGF devrelerii umuşlardır (Svoboda vd., 99). Liu ve Tao, 99 yılıda, akım taşıyıcı ve C -kapılıda oluşa iki geel devre öermişlerdir (Liu ve Tao 99). Bu devrelerle, AGF, BGF, YGF, BSF ve TGF fokiyoları gerçekleebilmektedir. Alami ve Fabre, 99 yılıda, aktif ve paif duyarlıkları az ola iki BGF yapıı umuşlardır (Alami ve Fabre 99). Öerile devreler, bir CC, bir CC-, iki direç ve iki kapaitör içermektedirler. Higahimura, biquadratic gerilim trafer fokiyolarıı gerçekleştirilmei amacı ile bir yötem öermiştir (Higahimura 99). Yötem, öce akım taşıyıcıı ullator-orator modelii kullaarak ikici derecede gerilim trafer fokiyou gerçekleştirmeye, ora da ullator-orator modelii yerie akım taşıyıcıları yerleştirmeye dayamaktadır. Örek olarak e geel ikici derecede trafer fokiyouu ağlaya devreler verilmiştir. Devrelerde, dört tae pozitif akım taşıyıcı, ekiz tae topraklamış paif elema kullaılmıştır. Liu vd., 99 yılıda, baamaklı türde filtreleri taarımıda kullaılmak üzere akım taşıtıcı, tampo, üç kapaite ve MC ler kullaarak elde edile üç itegratör yapıı gerçeklemişlerdir (Liu vd. 99a). Liu vd., yie 99 yılıda, CMOS CC li MOSFET-C türev alıcıı ve buu filtre uygulamalarıı umuşlardır (Liu vd., 99b). 99 de, Hou vd., akım modlu birici ve ikici derecede filtreleri gerçekleebilmei içi tek akım taşıyıcılı bir yapı öermişlerdir (Hou vd, 99). Arohime ve Diwiddie, ikici derecede akım modlu AGF, BGF ve YGF yapılarıı adece bir CC kullaarak gerçekleştirmişlerdir (Arohime ve Diwiddie 99). Chag ve Che (99a), gerilim modudaki devreleri akım modudaki devrelere döüştürmek içi işaret akış diyagramıa dayaa bir yötem öermişlerdir. Bu yötem, gerilim modlu akım taşıyıcılı bir filtrei blok diyagramıda bir döüşüm tekiği ile ek blok diyagramıı elde edilmeie ve burada akım modlu akım taşıyıcılı eşdeğer devreye geçilmeie dayamaktadır.
9 Chag ve Che, yie 99 yılıda, üç girişli tek çıkışlı akım modlu üiveral filtre yapıı umuşlardır (Chag ve Che 99b). Bu yapı, beş akım taşıyıcı, altı direç ve iki kapaitör içermektedir. Chag, 99 yılıda, akım modlu TGF, BSF ve BGF devrelerii tek bir CC-, iki bir ucu topraklamış kapaitör ve dört direç kullaarak gerçekleştirmiştir (Chag 99a). Ayı yıl Chag, akım modlu TGF, BSF ve BGF devrelerii tek bir CC-, iki bir ucu topraklamış kapaitör ve dört direç kullaarak gerçekleştirmiştir (Chag 99b). Liu vd., 99 yılıda, CC ler kullaarak akım modlu ikici derecede filtre yapıları öermişlerdir (Liu vd. 99). Akım taşıyıcılara dört veya daha fazla paif elema bağlayarak ikici derecede AGF, BGF, YGF, BSF ve TGF fokiyolarıı gerçekleştirmişlerdir. Aday ve Güeş, 99 yılıda, işaret akış diyagramları ile e geel. derecede gerilim trafer fokiyolarıı gerçekleştirilmeie ilişki bir yötem umuşlardır (Aday ve Güeş 99). Bu yötem ile paif elema değerleri trafer fokiyouu katayıları ciide belirleebilmekte ve elde edile devreler düşük duyarlıkta olmaktadır. Seai, 99 yılıda, akım taşıyıcı kullaarak ikici derecede aktif filtre devrei umuştur (Seai 99). Öerile devrei öceki çalışmalara göre şu avatajları vardır: (i) Tüm temel beş filtre karakteritiklerii ayı yapıda herhagi bir şarta bağlı kalmakızı elde edilebilmei (AGF, BGF, YGF, BSF ve TGF); (ii) Sadece iki adet bir ucu topraklı kapaitörleri kullaılmaı; (iii) Tüm paif elemaları bir ucu topraklı olmaı; (iv) Kolaylıkla gerilim modlu ikici derece yapıya çevrilebilmei ve (v) Tümleştirmeye uygu olmaı. Chag, iki akım taşıyıcı kullaarak akım modlu tek-girişli çift-çıkışlı çok fokiyolu filtre devreii umuştur (Chag 993a). Acak bu devrei çıkış empedaıı yükek olmamaıda dolayı ardışık bağlamaya uygu değildir. Yie 993 yılıda Chag vd., adece bir CC- kullaarak iki üiveral filtre gerçekleştirmişlerdir (Chag vd. 993). Chag, 993 yılıda, tek girişli üç çıkışlı akım modlu üiveral filtre devrei umuştur (Chag 993b). Bu yapıda, beş tae akım taşıyıcı, iki kapaitör ve üç direç kullaılmaktadır. Chag, ayı yıl iki CC kullaarak ikici derecede filtre yapıları umuştur (Chag 993c). Bu yapılarda biri, BGF ve AGF, diğeri ie BGF ve YGF fokiyolarıı bir kııtlama
olmada gerçekleştirmektedir. Abuelma atti, 993 yılıda, bir akım taşıyıcıya (CC ya da CC) bağlı N, N devre bloklarıda oluşa geel akım modlu bir devre öermiştir (Abuelma atti 993). N, N devre bloklarıa uygu bağlatılı elemalar yerleştirilerek AGF, YGF, BGF, BSF, TGF ve iüoidal oilatör devreleri elde edilebilmektedir. İkeda ve Tomita, 993 yılıda, CC aktif elemaıı kullaarak herhagi bir ikici derecede gerilim trafer fokiyouu gerçekleştire bir devre yapıı vermişlerdir (İkeda ve Tomita 993). 994 yılıda, Su ve Fidler, ikici derecede akım trafer fokiyouu gerçekleştire üiveral bir filtre devrei umuşlardır (Su ve Fidler 994). Devrede, beş CC, iki CC-, o tae paif elema bulumaktadır. Tüm kapaitörler bir ucu topraklamış olarak gerçeklemiştir. Liu ve Hwag, CFOA aktif elemaı ile eri direç-edükta, kapaitör-frekaıa bağlı egatif direç yapıı umuşlardır (Liu ve Hwag 994). Wu vd., 994 yılıda, akım modlu çok fokiyolu yei bir filtre yapıı umuşlardır (Wu vd. 994). Öerile yapı, tek-girişli dört-çıkışlı olup ayı ada ikici derecede YGF, BGF ve AGF fokiyolarıı gerçekleştirmektedir. Devrede bir akım taşıyıcı, bir gerilim izleyici, iki kapaitör ve üç direç içermektedir. Yie 994 yılıda Solima, iki Kerwi-Huelma-Newcomb (KHN) eşdeğer devreii beş akım taşıyıcı kullaarak gerçekleştirmiştir (Solima 994). Chag ve Lee, üç-girili tek-çıkışlı gerilim-modlu ikici derecede bir filtre yapıı öermişlerdir (Chag ve Lee 994). Öerile yapı, üç akım taşıyıcı, bir gerilim izleyici, iki kapaitör ve üç direç içermektedir. CC elemaıı kullaılarak akım modlu birice derecede TGF devreii gerçekleştire bir devreyi Nadi ve ay 994 yılıda umuşlardır (Nadi ve ay 994). Bu devrei getirmiş olduğu avataj kazacı direç oraıda bağımız olarak ayarlaabilmeidir. Faz kaymaı, merkez frekaı ve kazaç, aktif elemaı idealizlikleride etkilememektedir. keda ve Tomita, dört kapılı aktif akım taşıyıcı (CFCC) kullaarak ikici derecede akım modlu filtre devreii umuşlardır (keda ve Tomita 994). Devre bir akım toplayıcı ve iki itegratörde oluşmaktadır. İkici derecede herhagi bir akım trafer fokiyou
CFCC leri çıkışlarıda yapıla değişikliklerle kolaylıkla gerçekleebilmektedir. Seai ve Sigh, KHN eşdeğer devreii akım taşıyıcılar kullaarak gerçekleştirmiştir (Seai ve Sigh 995). erile devre daha öce Solima tarafıda verile iki devre ile (Solima 994) ayı ayıda akım taşıyıcı, direç ve kapaitör içermektedir. Acak bu devrede, kazaç ve Q, AGF ve YGF karakteritikleride bağımız olarak kotrol edilebilmektedir. BGF da ie ω o bağımız olarak ayarlaabilmektedir. Ayrıca kapaitörleri ve direçleri tümü topraklamış ve devrei yükek giriş empedaı vardır. Solima, 995 yılıda düşük duyarlıklı bir akım modlu filtre devrei öermiştir (Solima 995). Bu devre AGF ve BGF fokiyolarıı üç akım taşıyıcıı, iki bir ucu topraklamış kapaitör ve üç direçle, YGF fokiyouu ie devreye dördücü bir akım taşıyıcıı eklemei ile gerçeklemektedir. Elde edile devreleri düşük giriş, yükek çıkış empedaları bulumaktadır. Fabre vd., 995 yılıda ikici kuşak akım taşıyıcıı x ucudaki parazitik direci değerii akımla kotrol edildiği yei bir akım taşıyıcı kavramı vermişlerdir (Fabre vd. 995). Celma vd., birim kazaçlı hücreleri ürekli zamada işaret işlemede ağladığı avatajları göz öüe alarak, gerilim ve akım izleyiciler kullaarak üiveral bir filtre yapıı umuşlardır (Celma vd. 995). Bu devre gerilim moduda AGF, BGF, YGF, BSF ve TGF fokiyolarıı ağlamaktadır. Fabre ve Alami, ikici derecede akım modlu üiveral filtre devrei umuşlardır (Fabre ve Alami 995). Devre AGF, BGF ve YGF karakteritiklerii ayı ada verebilmektedir ve devrede iki adet CC ve dört paif elema kullaılmaktadır. Aktif ve paif duyarlıkları kalite faktörüde bağımız ve değerleri e fazla birdir. Liu, 995 yılıda, yükek giriş empedalı, küçük elema dağılımlı, iki CFOA aktif elemaı kullaa devre yapııı umuştur (Liu 995). Devrede dört paif elema bulumakta ve bu paif elemalar uygu eçilmeiyle BGF, AGF ve YGF karakteritikleri elde edilebilmektedir. Abuelma atti ve Kha, 995 yılıda, akım modlu çalışa tek girişli, üç çıkışlı bir filtre devrei umuşlardır (Abuelma atti ve Kha 995). Devre ayı ada AGF, YGF ve BGF fokiyolarıı vermektedir. BSF ve TGF fokiyoları içi ek aktif elemalara gerek yoktur. Devrede üç akım taşıyıcı, bir OTA, iki bir ucu topraklamış direç ve üç tae bir ucu topraklamış kapaitör bulumakta olup düşük duyarlıklara ahiptir. Abuelma atti ve Shahrai, iki tae CFOA, iki kapaitör ve üç direç kullaarak gerilim modlu
ikici derecede üiveral bir devre umuşlardır (Abuelma atti ve Shahrai 996). Devrei üç girişi ve düşük empedalı tek bir çıkışı vardır. AGF, YGF, BGF, BSF ve TGF fokiyoları elemaları yerlerii ve ayılarıı değiştirmede gerçekleştirilebilmektedir. Acar, yükek mertebede gerilim trafer fokiyolarıı gerçekleştire geel bir yötemi AD844 elemalarıı kullaarak gerçekleştirmiştir (Acar 996a). Öerile yapı 43 direç içermektedir. 996 yılıda Acar,. derecede alçak geçire gerilim trafer fokiyolarıı gerçekleştirilmei içi bir etez yötemi vermiştir (Acar 996b). Yötem, verile trafer fokiyouu işaret-akış diyagramıı elde edilmeie, buda yararlaarak aktif Cdevreii gerçeklemeie dayamaktadır. Devredeki bütü akım taşıyıcılar pozitif türdedir ve gerilim izleyici gibi davraır. DC kazaç birim alıarak taarım yapılıra devre e fazla akım taşıyıcı, direç ve kapaitör içerir. Yie 996 da Acar,. derecede tüm-geçire gerilim trafer fokiyolarıı gerçekleştirilmei içi bir etez yötemi vermiştir (Acar 996c). erile yötem, tüm geçire gerilim trafer fokiyouu işaret-akış diyagramıı elde edilmeie, buda yararlaarak aktif C-devreii gerçeklemeie dayamaktadır. Devre, akım taşıyıcı, 3 direç ve kapaitör içerir. Higuhimura ve Fukui, 996 yılıda, adece CC ler kullaarak ikici derecede üiveral filtre devreii umuşlardır (Higuhimura ve Fukui 996). Devrede yedi akım taşıyıcı, ekiz direç ve iki kapaitör bulumaktadır. Horg vd., iki akım taşıyıcı, iki kapaitör ve üç direç kullaarak ikici derecede gerilim modlu üiveral filtre devrei öermişlerdir (Horg vd. 996). Bu devre ile AGF, BGF, YGF, BSF ve TGF karakteritikleri ayı yapıda elde edilebilmektedir, elemalar araıda bir şart olmakızı, ω o ve Q birbiride bağımız olarak kotrol edilebilmektedir. Acar ve Özoğuz, işaret akış diyagramı yötemii (SFG) kullaarak yükek mertebede gerilim trafer fokiyolarıı gerçekleştire geel bir yötemi akım taşıyıcılar kullaarak umuşlardır (Acar ve Özoğuz 996). Öerile yapı e fazla 3 direç, adet CC içermektedir. Liu vd., bir CC, bir CC-, iki kapaitör ve üç direç kullaarak gerilim modlu filtre yapıı öermişlerdir (Liu vd., 997). Papazoglu ve Karybaka, elektroik olarak kotrol edilebile tek-girişli üç-çıkışlı akım modlu
3 çok fokiyolu bir filtre yapıı öermişlerdir (Papazoglu ve Karybaka 997). Abuelma'atti ve Taaduq, yükek derecede akım trafer fokiyolarıı gerçeklemek içi tralieer pozitif-tip akım takip ede ikici kuşak akım taşıyıcılar (CFCCp) kullaarak geel bir yötem umuşlardır (Abuelma'atti ve Taaduq 998). Yötem işaret akış diyagramları yötemie dayamaktadır ve devre adet yükek akım çıkışıa ahiptir. Solima,998 yılıda, ikici ve üçücü derecede Butterworth AGF ler öermiştir (Solima 998). Öerile devrelerde aktif elema olarak akım taşıyıcılar kullaılmış ve devre yapıı kaoik formdadır. Acar ve Özoğuz (999), literatüre yei bir aktif elema kazadırmışlardır. Gerilim izleyicili akım farkı kuvvetlediricii (CDBA) adı verile bu aktif elema ile filtre taarımıda kolaylıklar ağlaabileceği göterilmiştir. CDBA elemaı, iki adet CFOA elemaı ile gerçeklemiştir. Bu makalede, işaret akış diyagramı yötemi kullaılarak üçücü derecede gerilim moduda çalışa tüm geçire filtre taarımı yapılmıştır. Özca vd., (999) tarafıda yayılaa makalede, CMOS larla CDBA elemaı gerçeklemiştir. Gerçeklee CMOS CDBA elemaı ile tek direçle kotrol edile oilatör devrei uulmuştur. Özoğuz vd., akım modlu ürekli zama tümleşik yapılı üiveral filtre devreii CDBA kullaarak gerçekleştirmişlerdir (Özoğuz vd. 999). Bu çalışmada, CDBA içi yei CMOS yapıı da verilmiştir. Toker vd., akım modlu ikici derecede KHN eşdeğer devreii CDBA lar kullaarak gerçekleştirmişlerdir (Toker vd. 999). Öerile çok-girişli tek-çıkışlı üiveral devre klaik KHN devreie işaret akış diyagramı yötemii uygulamaı ile elde edilmiştir. Güeş ve Aday,. derecede TGF gerilim trafer fokiyou içi geel bir yötem umuşlardır (Güeş ve Aday 999). Öerile geel yapı CFOA, topraklamış kapaitör ve 3 direç içermektedir. Chag ve Tu, 999 yılıda, gerilim modlu dört-girişli tek-çıkışlı filtre devrei öermişlerdir. Öerile devre iki CC, iki kapaitör ve üç direç içermekte olup ω o ve Q bağımız olarak kotrol edilebilmektedir (Chag ve Tu, 999). Acar ve Özoğuz, yılıda. derecede akım trafer fokiyouu gerçekleştire geel bir yötemi CDBA elemaı kullaarak umuşlardır (Acar ve Özoğuz ). Öerile yapı
4 33 adet direç ve CDBA içermektedir. Miaei ve Türköz, akım modlu üiveral filtre yapıı öermişlerdir (Miaei ve Turkoz, ). Öerile devre dört CCC ve iki tek ucu topraklı kapaitör içermektedir. Salama ve Solima () tarafıda yayılaa makalede, farklı bir yapı ile CMOS CDBA devrei verilmiştir. Bu devre ile gerilim moduda çalışa alçak geçire, yükek geçire ve bad geçire filtre devreleri gerçeklemiştir. de, Kha ve Mahehwari, birici derecede gerilim modlu TGF devrei öermişlerdir. Öerile devre bir CCC, iki direç ve iki kapaitör kullamaktadır (Kha ve Mahehwari, ). yılıda Özca ve diğerleri, CDBA aktif elemaıı kullaarak altı adet voltaj kotrollü oilatör devrei umuşlardır (Özca vd ). Salama vd., ikici derecede üiveral filtre devreii CDBA kullaarak öermişlerdir (Salama vd. ). Bu yapı altı filtre fokiyouu gerçekleştirmekte, iki CDBA kullamakta ve kalite faktörü bağımız kotrol edilebilmektedir. Miaei ve Türkoz, akım modlu akım kotrollü üiveral filtre yapııı CCC ler ve üç tae bir ucu topraklı kapaitör kullaarak gerçekleştirmişlerdir (Miaei ve Turkoz, ). Öerile yapıda AGF, BGF ve YGF karakteritikleri elde edilebilmekte, çıkış empedaı yükek ve ω o ve ω o /Q bağımız olarak kotrol edilebilmektedir. de, Miaei vd., ikici derecede AGF, BGF ve YGF fokiyolarıı gerçekleştire üç filtre yapııı umuşlardır (Miaei vd. ). Horg, üç CC, iki kapaitör ve iki direç kullaarak gerilim modlu ikici derecede filtre yapıı umuştur (Horg ). Sigh ve Seai, dört akım taşıyıcı, beş direç ve iki tae bir ucu topraklamış kapaitör kullaarak gerilim modlu ikici derecede filtre umuşlardır (Sigh ve Seai ). Özca vd., yılıda, akım modlu çok işlevli ikici derecede filtre devrei umuşlardır (Ozca vd. ). Suula filtre, BGF ve AGF fokiyolarıı gerçekleştirmekte ve iki kapaitör, üç direç ve adece bir CDBA kullamaktadır. Fazlada kullaıla bir direç ve CDBA ile YGF fokiyou da elde edilebilmektedir. Ayrıca Q, bir ucu topraklamış tek bir direç ile bağımız olarak kotrol edilebilmektedir.
5 3 te, Özca vd., ikici derecede AGF, BGF ve YGF fokiyolarıı gerçekleştire, adece bir CC ve dört paif elema kullaa filtre devreii umuşlardır (Özca vd. 3). Horg, 3 yılıda, üç-girişli tek-çıkışlı gerilim moduda çalışa ikici derecede filtre devreii iki OTA, bir CC ve iki kapaitör kullaarak gerçekleştirmiştir (Horg 3). Öerile devre yükek empeda özelliğie ahiptir ve tüm beş temel filtre fokiyolarıı gerçekleştirebilmektedir. Seai vd., akım moduda çalışa tek-girişli çok-çıkışlı üiveral filtre yapııı çok-çıkışlı ikici eil akım taşıyıcıı (MO-CC) ve dört tae bir ucu topraklamış paif elema ile gerçekleştirmiştir (Seai vd. 3). Sharma ve Seai, 3 yılıda, ikici derecede çok-girişli tek-çıkışlı filtre devrelerii umuşlardır. Suula filtre devreleri, akım ve gerilim modlu olarak çalışmakta, AGF, YGF, BGF ve BSF fokiyolarıı gerçekleştirmekte ve adece bir CFOA, dört direç ve iki kapaitör içermektedir (Sharma ve Seai 3). Acar ve Sedef, geel. derece akım trafer fokiyou gerçekleye bir yötem öermişlerdir (Acar ve Sedef 3). Öerile yötem C-C ayrıştırma tekiğie dayamaktadır. Öerile devrelerde gerilim modlu ola bir CDBA, akım modlu ola ie iki CDBA içermektedir. İşaret akış diyagramı yötemi kullaılarak geel baamaklı devreleri taarımı, CDBA elemaı kullaılarak 3 yılıda öerilmiştir (Biolek ve Biolkova 3). Yie 3 yılıda, Biolek vd., CDBA elemaı ile baamaklı türde eliptik LC filtreleri imüle ede bir yötem umuşlardır (Biolek vd. 3). Bu yötem edükta imülatörü devrei kullaılmaıa dayamaktadır. Öerile edükta imülatörü, üç CDBA, dört direç ve bir kapaitör içermektedir. Beşici derecede alçak geçire Cauer eliptik filtre devrei örek olarak verilmiştir. Sağbaş ve Fidaboylu, elektroik olarak kotrol edilebile, tek-girişli üç-çıkışlı üiveral filtre yapııı öerdiler (Sağbaş ve Fidaboylu 4). Öerile devre, iki CCC- ve iki kapaitör içermekte olup AGF, YGF ve BGF fokiyolarıı ayı ada vermektedir. Abuelma'atti vd., karışık modlu ikici derecede filtre devreleri öermişlerdir (Abuelma'atti vd. 4). Öerile devre, altı CC, bir DO-CC, iki tae bir ucu topraklamış kapaitör, ekiz direç içermekte olup AGF, YGF, BGF, BSF ve TGF karakteritiklerii ayı yapıda elde edilebilmektedir. Ayrıca devre, akım veya gerilim ile ürülebilmekte olup, ω o ve ω o /Q
6 bağımız olarak kotrol edilebilmektedir. Yüce vd., AGF, YGF ve BGF fokiyolarıı ayı ada gerçekleştire, akım modlu iki aalog filtre devreii öermişlerdir (Yüce vd. 4). İlk veriyo, bir pozitif-tip üçücü eil akım taşıyıcı (CC), ikici veriyo ie bir egatif-tip üçücü eil akım taşıyıcı (CC-) içermektedir. Her iki devrede e-az ayıda paif elema içermektedir. İbrahim ve Kutma, 4 yılıda, gerilim modlu ikici derecede KHN filtre devreii öermişlerdir (İbrahim ve Kutma 4). Öerile devre, yükek ortak-mod reddetme oraıa (commo-mode rejectio ratio, CM) ahip olup, devrede aktif elema olarak çift çıkışlı diferaiyel fark akım taşıyıcı (DO-DDCC), iki kapaitör ve beş direç kullaılmıştır. Tüm paif elemaları bir ucu topraklamıştır. Mahehwari, tek bir CC ve üç paif elema kullaarak birici derecede TGF devreleri öermiştir (Mahehwari 4). Öerile TGF ler, devrelerde herhagi bir değişiklik yapmakızı gerilim ve akım moduda çalışabilmektedir. Tagrirat vd., 4 yılıda, CDBA elemaıı BJT traitorler kullaarak gerçekleştirmişlerdir (Tagrirat vd. 4). Ayrıca, CDBA elemaıı kullaarak akım modlu baamaklı Leapfrog devre yapılarıı gerçekleştirmişlerdir. Buu içi iki Leapfrog alt-devrei umuşlar ve beşici derecede Butterworth AGF taarım öreğii vermişlerdir. Bezer yolla, paralel ve eri LC devrelerii CDBA kullaarak gerçekleştirmişler ve akım moduda çalışa altıcı derecede Chebyhev BGF filtreyi örek olarak vermişlerdir. Kılıç ve Çam, 4 yılıda CDBA tabalı, akım modlu filtre öermişlerdir (Kılıç ve Çam 4). Öerile devrede, iki direç, iki kapaitör ve bir CDBA kullaılmaktadır. Elema değerlerii eçimie göre AGF, YGF, BGF ve BSF fokiyoları elde edilebilmektedir. Keki, 4 yılıda, NC yaklaşımı kullaarak e-az elema ayılı oilatör devrei öermiştir (Keki, 4). Bu yaklaşımla, CC, CDBA, OTA ve Op-amp kullaılarak oilatör devrei taarlaabileceğii belirtmiştir. 5 te, Çam, birici derecede TAM TGF devreii umuştur (Çam 5). Öerile devre, bir üçücü eil akım taşıyıcı (CC), üç direç ve bir ucu topraklamış kapaitör kullamaktadır. Devrei çıkış empedaı yükek, dolayııyla ardışık bağlamaya uygudur. Shah ve Malik, 5 yılıda, gerilim modlu/akım modlu üiveral filtre devreii umuşlardır (Shah ve Malik 5). Öerile devre, bir FTFN, bir CFOA, iki kapaitör ve üç direç içermektedir ve girişleri eçimie göre tüm beş temel filtre karakteritiği