Original title: Transformační návrhová metoda filtrů vycházející z pasivních struktur
Translated title: Transform-based filter design technique based on passive structures
Authors: Venclovský, Martin ; Koton, Jaroslav (referee) ; Herencsár, Norbert (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2009
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract: [cze] [eng]
Tato diplomová práce se zabývá transformací pasivních prvků, ve strukturách filtrů, na aktivní náhrady s novým prvkem CFTA. V úvodní části jsou uvedeny základní vlastnosti a typy filtrů, jejich kmitočtové charakteristiky a tvary přenosových funkcí. V další části je uveden vývoj grafů signálových toků, jednotlivé typy a jejich modifikace. Rozvedena je metoda Mason-Coatesových grafů, která se pro řešení obvodů jeví jako nejvhodnější. Uvedeny jsou pravidla pro správné sestavení a vyhodnocení M-C grafů. Dále jsou popsány aktivní prvky CFTA, CDTA a proudový konvejor. V projektu jsou vytvořeny aktivní náhrady k plovoucí a uzemněné indukčnosti, plovoucímu kondenzátoru a také k plovoucímu a uzemněnému rezistoru. Jsou zde rovněž vytvořeny náhrady k paralelním kombinacím plovoucích pasivních prvků. Jednotlivá zapojení náhrad využívají jako aktivní prvek CFTA a jako náhradní pasivní prvek uzemněný kondenzátor. U vytvořených ekvivalentů jsou uvedeny tvary M-C grafů, přenosové funkce a rovnice pro výpočet pasivního prvku náhrady. Funkčnost vytvořených bloků je vždy ověřena pomocí počítačové simulace, na pasivních filtrech druhého řádu. Vytvořené náhrady jsou přehledně uspořádány v tabulkách, společně s odpovídajícími signálovými grafy, přenosovými funkcemi a rovnicemi pro výpočet kondenzátorů náhrady. V práci jsou definovány dva způsoby spojování vytvořených náhrad v rámci jednoho zapojení, kdy lze využít prosté spojení či sloučení hraničních prvků. Při využití sloučení hraničních prvků je možné snížit celkový počet použitých aktivních prvků. Použití vytvořených náhrad je prostřednictvím obou metod ověřeno na známých strukturách pasivních kmitočtových filtrů vyšších řádů. Zapojení struktury filtru dolní propusti třetího řádu je zde realizováno a proměřeno ve frekvenční oblasti od 100 Hz do 100 MHz. This diploma thesis deals with transformation of passive elements in filter structures onto substitutes with new active element CFTA. A basic characteristic, types of filters, their frequency characteristics and a form of transfer functions are listed in an introduction. After it is introduced a development of signal flow graphs, single type of graphs and their modifications. There is specified the method Mason-Coates graphs which proves as optimal for analysis circuits. There are listed rules for a correct evaluation and make-up the graphs. Further are described active elements CFTA, CDTA and a current conveyor. There are defined active substitutes to a floating and grounded inductance, a floating capacitor and also a floating and grounded resistor in this thesis. Here, there are also designed substitutes to parallel combinations of floating passive elements. All substitutes use CFTA as an active element and the grounded capacitor as a passive element of substitute. There are presented forms of M-C graphs, transfer functions and equations for calculation passive elements of substitute at created equivalents. Functionality of designed substitutes is always verified on second order passive filters by the help of a PC simulation. There are tabular listed defined equivalents with corresponding signal graphs, transfer functions and equations for calculation capacitor of substitute are here tabular listed too. In this work there are defined two ways of connecting defined substitutes within the scope of one circuit that can be used as a simple connection or integration bounded elements. In the case of usage of the integration bounded elements it is possible to reduce total number used active elements. The usage defined substitutions are verified by way of both methods on known higher order passive frequency filter structures. Third order low pass filter is here realized and scaled in frequency scope from 100 Hz to 100 MHz.
Keywords: active element CFTA; active equivalent of passive filter known structure; current conveyor; frequency filter; M-C graph; signal flow graph; transformation of passive elements; transformation of passive elements parallel combination; aktivní ekvivalent známé pasivní struktury filtru; aktivní prvek CFTA; graf signálových toků; kmitočtový filtr; M-C graf; proudový konvejor; transformace paralelních kombinací pasivních prvků; transformace pasivních prvků

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/10219

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-569564


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Master’s theses