|
|
Circuits for Analog Signal Processing Employing Unconventional Active Elements
Khatib, Nabhan ; Brzobohatý, Jaromír (oponent) ; Zaplatílek,, Karel (oponent) ; Biolek, Dalibor (vedoucí práce)
The dissertation thesis deals with implementing new structures of modern active elements working in voltage_, current_, and mixed mode. The functionality and behavior of these elements have been verified by SPICE simulation. Sufficient numbers of simulated plots are included in this thesis to illustrate the precise and strong behavior of those elements. However, a big attention to implement active elements by utilizing LV LP (Low Voltage Low Power) techniques is given in this thesis. This attention came from the fact that growing demand of portable electronic equipments and implantable medical devices are pushing the development towards LV LP integrated circuits because of their influence on batteries lifetime. More specifically, the main contribution of this thesis is to implement new CMOS structures of: CCII (Current Conveyor Second Generation) based on BD (Bulk Driven), FG (Floating Gate) and QFG (Quasi Floating Gate); DVCC (Differential Voltage Current Conveyor) based on FG; Transconductor based on new technique of BD_QFG (Bulk Driven_Quasi Floating Gate); CCCDBA (Current Controlled Current Differencing Buffered Amplifier) based on conventional GD (Gate Driven); VDBA (Voltage Differencing Buffered Amplifier) based on GD. Moreover, defining new active element i.e. DBeTA (Differential_Input Buffered and External Transconductance Amplifier) based on BD is also one of the main contributions of this thesis. To confirm the workability and attractive properties of the proposed circuits many applications were exhibited. The given results agree well with the theoretical anticipation.
|
|
|
Aktivní obvodové prvky s proudovými vstupy a výstupy a jejich aplikace
Vávra, Jiří ; Sedláček, Jiří (oponent) ; Maschke, Jan (oponent) ; Biolek, Dalibor (vedoucí práce)
Disertační práce se zabývá definicemi nových obvodových prvků v proudovém nebo smíšeném módu a jejich implementacemi a aplikacemi. Na základě analýzy současného stavu jsou navržena nová aplikační zapojení, využívající výše uvedených obvodových prvků. Aktivní prvky jsou pro účely experimentálního ověřování realizovány prostřednictvím komerčně dostupných integrovaných obvodů a jejich aplikace jsou simulovány pomocí programu PSpice. Aplikace jsou zaměřeny na kmitočtové filtry, usměrňovače, oscilátory a obvody pro kopírování proudů. Vybrané aplikace zahrnují analýzu reálných vlivů a měření na sestavených prototypech.
|
|
|
Synthesis of electronically configurable filters with modern active elements
Hricko, Tomáš ; Šotner, Roman (oponent) ; Langhammer, Lukáš (vedoucí práce)
This bachelor thesis is concerned of proposal electronically configurable filters. The first part describes the basic division of frequency of filters and working modes alongside with the principle of electronically configuration. All active elements used in the proposal of presented circuit solutions are defined in the second section. The third part consist of the design of three circuits of electronically configurable filters and comparison of theory with simulation results obtained from program OrCAD PSpice. The concluding part of the work compares the experimental results of the implemented filters with the PSpice simulations.
|
|
|
Active Frequency Filter Design Methods Based on Passive RLC Prototype
Pisár, Peter ; Vrba, Kamil (oponent) ; Kubánek, David (vedoucí práce)
The aim of this diploma thesis is to design active frequency filters based on passive RLC prototype. Three methods of the design of active filters and active functional blocks of electronic circuits working in current or mixed mode are used to this purpose. These blocks allow to process electrical signals with frequencies up to low tens of megahertz. In addition they feature for instance with high slew rate and low supply voltage power. Active high-pass and low-pass 2nd order filters are designed using simulation of inductor by active subcircuit method. Grounded and subsequently floating synthetic inductor is made with the current conveyors in the first case and with the current operational amplifiers with single input and differential output in the second case. This method advantage is relatively simple design and disadvantage is great quantity of active functional blocks. Active filters based on passive frequency ladder 3rd order filter while only one floating inductor is connected, are designed with circuit equation method. In the first design differential input / output current followers are used and in the second case current-differencing buffered amplifiers are used. This method benefits by smaller active blocks number and disadvantage is more complex design of the active filter. Active filter based on passive prototype of low-pass 3rd order filter with two floating inductors is designed with Bruton transformation method. Final active filter uses current operational amplifiers with single input and differential output which together with other passive elements replace frequency depending negative resistor, which arise after previous Bruton transform. This method usage is advantageous if the design consists of larger quantity of inductors and less number of capacitors. High-pass 2nd order filter is simulated by tolerance and parametrical analyses. Physical realisation utilising current feedback operational amplifier which substitute commercially hardly accessible current conveyors is subsequently made. Measurements of constructed active filter show that additional modifications, which allow better amplitude frequency characteristics conformity, are necessary.
|
|
|
Analýza filtračních struktur s řiditelnými zesilovači
Pánek, David ; Langhammer, Lukáš (oponent) ; Polák, Josef (vedoucí práce)
Bakalářská práce je zaměřena na simulace a praktickou realizaci již existujících zapojení kmitočtových filtrů s moderními aktivními prvky v proudovém módu. V simulacích byl použit nově ABM model (Analog Behavioral Model) prvku DACA (Digital Adjustable Current Amplifier). První část práce pojednává o problematice analogových kmitočtových filtrů. Druhá část se zabývá seznámením s použitými aktivními prvky - digitálně řiditelný proudový zesilovač DACA, vícevýstupový proudový sledovač MO-CF (Multiple Output Current Follower), transkonduktanční zesilovač BOTA (Balanced transconductance amplifier) a universální proudový konvejor UCC (universal current conveyor). Na základě provedených simulací byla vybrána čtyři filtrační zapojení a ta byla realizována do podoby desek plošných spojů (DPS). První zapojení umožňuje měnit pomocí prvku DACA činitel jakosti. Druhé zapojení umožňuje měnit pomocí prvků DACA činitel jakosti i charakteristický kmitočet. Třetí a čtvrtý filtr jsou simulovány a realizovány v diferenční i nediferenční verzi. U třetího a čtvrtého zapojení je možné pomocí stejné změny proudového zesílení u prvků DACA měnit charakteristický kmitočet. Poslední část se zabývá vyhodnocením výsledků provedených simulací a praktického měření.
|
|
|
Toleranční analýza filtrů s CDTA
Miksl, Jan ; Jeřábek, Jan (oponent) ; Šotner, Roman (vedoucí práce)
Bakalářská práce je zaměřena na toleranční a citlivostní analýzu filtrů s prvky CDTA. První část práce je věnována teorii a základním vlastnostem filtrů. Poté se práce zabývá aktivními prvky v proudovém módu, které jsou využity k realizaci modelu CDTA. Je nadefinován prvek CDTA, jeho bloková struktura, schématická značka a popis jeho přenosových vlastností. Následuje simulace, ve které je analyzována struktura KHN filtru s OZ. Výsledky této simulace slouží k porovnání s výsledky simulací filtru s prvky CDTA. Je analyzován filtr s jeho ideálním modelem, modelem 3. úrovně a model reprezentovaný dílčími makromodely (AD 844, MAX 435) výrobců dostupnými komerčně. Poté jsou vysvětleny pojmy toleranční a citlivostní analýza a vypočteny teoretické hodnoty citlivostí pro jednotlivé prvky v daném zapojení. Další část se zabývá způsoby modifikace a návrhu struktury KHN s prvky CDTA modely 3. úrovně (ladění mezního kmitočtu transkonduktancí, změna činitele jakosti a návrh zapojení podle Butterworthovy aproximace). V poslední kapitole je zapojení optimalizováno pomocí programu PSpice a pozornost je zaměřena na dosažení co možná nejlepších vlastností zapojení pro typické tolerance použitých prvků. V závěru jsou zhodnoceny výsledky simulací, porovnány vlastnosti zapojení před a po optimalizaci a uvedeny výhody a nevýhody filtru s prvky CDTA.
|
|
|
Analýza, vlastnosti a aplikace komerčně dostupných proudových násobiček
Miksl, Jan ; Jeřábek, Jan (oponent) ; Šotner, Roman (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá analýzou, ověřením parametrů, kontrolním měřením a následným návrhem několika aplikací s komerčně dostupnými proudovými násobičkami. Konkrétně se jedná o prvky EL2082 a EL4083. Kontrolní analýzy jsou prováděny v programu OrCAD PSpice a porovnávány s hodnotami z katalogových listů. Kontrolní analýzy zkoumají AC a DC vlastnosti těchto aktivních bloků. Sledována je vstupní impedance, výstupní impedance, přenos proudu a možnosti elektronického řízení. Uvedené vlastnosti prvků jsou ověřeny také kontrolním měřením na sestavené konfigurovatelné desce. V práci jsou ukázány návrhy různých obvodových aplikací (selektivní obvod, oscilátor, kmitočtový filtr) s prvky EL2082 a EL4083 a podrobeny simulacím v programu OrCAD. Z navržených aplikací jsou realizována tři možná zapojení pro oscilátor, která jsou experimentálně proměřena. Dosažené výsledky měření jsou porovnány s teoretickými předpoklady a simulacemi v programu OrCAD. Sledována je především možnost elektronického řízení oscilátoru. Návrhy oscilátorů jsou také podrobeny citlivostním a tolerančním analýzám v programu OrCAD. Konstrukční náležitosti pro výrobu oscilátorů jsou uvedeny na konci práce.
|
|
|
Návrh elektronicky rekonfigurovatelných filtračních struktur s moderními aktivními prvky
Prát, Marek ; Kubánek, David (oponent) ; Langhammer, Lukáš (vedoucí práce)
Cílem diplomové práce bylo navrhnout elektronicky rekonfigurovatelné filtry s říditelnou změnou přenosové funkce za pomoci aktivních prvků v proudovém módu. V první části práce jsou probrány nezbytné znalosti a pojmy pro porozumění této práce, režimy ve kterých obvody pracují, jejich návrhy pomocí grafu signálových toků a vliv parazitních vlastností na obvod. Ve druhé části jsou probrány použité aktivní prvky, jejich schématické značky a zjednodušené M-C grafy. Ve třetí části bylo navrženo a sestaveno 5 elektronicky rekonfigurovatelných obvodů na základě M-C grafů, byly provedeny simulace jejich přenosových charakteristik a parazitních vlastností. Dva obvody byly navrženy, vyrobeny a následně změřeny. Bylo provedeno porovnání naměřených a simulovaných charakteristik.
|
|
|
Kmitočtové filtry s proudovými aktivními prvky
Jeřábek, Jan ; Ondráček,, Oldřich (oponent) ; Kolka, Zdeněk (oponent) ; Vrba, Kamil (vedoucí práce)
Disertační práce se orientuje především na výzkum nových proudových aktivních prvků a jejich aplikace v kmitočtových filtrech, vhodných pro proudový mód. Práce je zaměřena na návrh nových zapojení filtrů vhodných nejen pro tradiční nediferenční režim zpracování signálů, ale i struktur pro plně diferenční zpracování. V práci jsou navrženy tři obecné koncepce typu KHN filtrů druhého řádu, v nichž je řiditelnost činitele jakosti a kmitočtu komplexně sdružených pólů zajištěna pomoci několika vhodně zařazených řiditelných proudových zesilovačů. Dalšími použitými aktivními prvky jsou proudový konvejor druhé generace, vícevýstupový proudový sledovač, transkonduktanční zesilovač a jejich diferenční obdoby. Z obecných struktur je možné odvodit velké množství řešení a některá z nich jsou prezentována i v této práci. V práci je dále prezentováno několik multifunkčních a také jednoúčelových filtračních struktur druhého řádu a dvě varianty syntetických prvků n-tého řádů, se kterými je možné navrhnout filtry vyšších řádů, jak v nediferenční, tak i diferenční podobě.
|
|
|
Kmitočtové filtry vyšších řádů s moderními aktivními prvky
Chrást, Jakub ; Minarčík, Martin (oponent) ; Jeřábek, Jan (vedoucí práce)
Bakalářská práce pojednává o návrhu aktivních kmitočtových filtrů druhého řádu, které budou vhodné pro stavbu filtrů vyšších řádů pomocí kaskádní syntézy. Tyto filtry byly navrženy pomocí metody autonomních obvodů. Jako aktivní prvky byly použity více-výstupový obecný proudový sledovač MCMI, proudový operační zesilovač COA a diferenční transkonduktanční operační zesilovač CDTA. Návrh je zaměřen zejména na obvody s prvkem MCMI. Všechny navržené filtry pracují v proudovém módu. V úvodní kapitole jsou obecně popsány vlastnosti kmitočtových filtrů. Druhá kapitola je věnována metodám stavby filtrů vyšších řádů, třetí kapitola obsahuje popis použitých aktivních prvků. Čtvrtá kapitola se věnuje samotnému návrhu. Funkce všech filtrů byly ověřeny počítačovou simulací. Jedno z filtračních zapojení, nejvhodnější pro zapojení do kaskády, bylo prakticky realizováno pomocí dostupného integrovaného obvodu UCC 0520. Po ověření funkčnosti byl zhotoven druhý kus. Oba filtry byly spojeny do kaskády, čímž vznikl kmitočtový filtr čtvrtého řádu.
|
host ::
RSS.