|
|
Synthesis of differential filtering structures with complex active elements
Pánek, David ; Kubánek, David (referee) ; Langhammer, Lukáš (advisor)
This document is focused on already existing single-ended frequency filters with modern active components working in current mode and their modification into fully-differential ended form. After the modification both versions were compared between each other. The first part informs about problems concerning analogue frequency filters. The second part deals with used active components - MO-CF (Multiple Output Current Follower), BOTA (Balanced transconductance amplifier), UCC (universal current conveyor), VDTA (Voltage differencing transconductance amplifier), CDTA (Current differencing transconductance amplifier) and VDCC (voltage differencing current conveyor). Four circuits have been chosen and transformed into their differential form. Two circuits have been chosen and realised into PCB and then practicaly measured in a laboratory. The last part is a summary of simulations and measured results and check of circuits behavior result.
|
|
|
Circuits for Analog Signal Processing Employing Unconventional Active Elements
Khatib, Nabhan ; Brzobohatý, Jaromír (referee) ; Zaplatílek,, Karel (referee) ; Biolek, Dalibor (advisor)
Disertační práce se zabývá zaváděním nových struktur moderních aktivních prvků pracujících v napěťovém, proudovém a smíšeném režimu. Funkčnost a chování těchto prvků byly ověřeny prostřednictvím SPICE simulací. V této práci je zahrnuta řada simulací, které dokazují přesnost a dobré vlastnosti těchto prvků, přičemž velký důraz byl kladen na to, aby tyto prvky byly schopny pracovat při nízkém napájecím napětí, jelikož poptávka po přenosných elektronických zařízeních a implantabilních zdravotnických přístrojích stále roste. Tyto přístroje jsou napájeny bateriemi a k tomu, aby byla prodloužena jejich životnost, trend navrhování analogových obvodů směřuje k stále většímu snižování spotřeby a napájecího napětí. Hlavním přínosem této práce je návrh nových CMOS struktur: CCII (Current Conveyor Second Generation) na základě BD (Bulk Driven), FG (Floating Gate) a QFG (Quasi Floating Gate); DVCC (Differential Voltage Current Conveyor) na základě FG, transkonduktor na základě nové techniky BD_QFG (Bulk Driven_Quasi Floating Gate), CCCDBA (Current Controlled Current Differencing Buffered Amplifier) na základě GD (Gate Driven), VDBA (Voltage Differencing Buffered Amplifier) na základě GD a DBeTA (Differential_Input Buffered and External Transconductance Amplifier) na základě BD. Dále je uvedeno několik zajímavých aplikací užívajících výše jmenované prvky. Získané výsledky simulací odpovídají teoretickým předpokladům.
|
|
|
Analysis of filter structures with controllable amplifiers
Pánek, David ; Langhammer, Lukáš (referee) ; Polák, Josef (advisor)
This bachelor thesis is focused on simulations and practical realizations of already existing frequency filters with modern active components in current mode. New simulation ABM model (Analog Behavioral Model) of DACA (Digital Adjustable Current Amplifier) element was used in the simulations. The first part informs about problems concerning analogue frequency filters. The second part deals with used active components - DACA (Digital Adjustable Current Amplifier), MO-CF (Multiple Output Current Follower), BOTA (Balanced transconductance amplifier) and UCC (universal current conveyor). Four circuits have been chosen and implemented into PCB (printed circuit board) on the basis of simulation results. The first circuit tunes the quality factor with help of DACA component. The second circuit tunes the natural frequency and quality factor with help of DACA components. The third and the fourth circuits are simulated and implemented in differential and also in single ended forms. These circuits tune the natural frequency with help of the same set of current amplification by DACA components. The last part is summary of simulation’s and practical measurement‘s result of this project.
|
|
|
Frequency Filters with Current Active Elements
Jeřábek, Jan ; Ondráček,, Oldřich (referee) ; Kolka, Zdeněk (referee) ; Vrba, Kamil (advisor)
This doctoral thesis is focused mainly on research of new current active elements and their applications in frequency filters suitable for current-mode. Work is focused on design of new filtering structures suitable for traditional single-ended signal processing and also on structures suitable for fully-differential applications. The thesis contains three designed general conceptions of KHN-type second-order filters. Adjustability of quality factor and pole frequency is provided by controllable current amplifiers that are placed properly in designed structures. Structures also contain second-generation current conveyors, multiple-output current followers, transconductance amplifiers and their fully-differential equivalents. There are lot of possible solutions that could be obtained from general structures, some of them are presented in the work. The thesis also presents several multifunctional and also single-purpose filtering structures of second-order and two variants of n-th order synthetic elements which are suitable to realize higher order filters both in single ended and fully differential type. In each case, functionality of new solutions is verified by simulations and in several cases also by real measurement.
|
|
|
Utilization of signal-flow graphs in design of the fully-differential filters
Žůrek, Radomil ; Kubánek, David (referee) ; Jeřábek, Jan (advisor)
The dissertation deals with the design of fully differential frequency filters using the signal flow graphs. It presents the procedures for designing frequency filters, focusing on the active elements such as multiple-output current followers (MO-CF) and digitally adjustable current amplifiers (DACA), which work in a current mode. It is theoretically discussed the issue of designing the M-C graphs, which are the graphic analogy of voltage and current incidence matrices. There are also presented three designs of 2nd order frequency filter circuits using the indirect method of design by M-C graphs and one circuit design using the direct method. The results of each simulation and measurement are presented in a module frequency characteristics. Finally, there is a summary of M-C graphs characteristics and applicability.
|
|
|
Unconventional Circuit Elements for Ladder Filter Design
Shaktour, Mahmoud ; Dobeš,, Josef (referee) ; Mišurec, Jiří (referee) ; Biolek, Dalibor (advisor)
Kmitočtové filtry jsou lineární elektrické obvody, které jsou využívány v různých oblastech elektroniky. Současně tvoří základní stavební bloky pro analogové zpracování signálů. V poslední dekádě bylo zavedeno množství aktivních stavebních bloků pro analogové zpracování signálů. Stále však existuje potřeba vývoje nových aktivních součástek, které by poskytovaly nové možnosti a lepší parametry. V práci jsou diskutovány různé aspekty obvodů pracujících v napěťovém, proudovém a smíšném módu. Práce reaguje na dnešní potřebu nízkovýkonových a nízkonapěťových aplikací pro přenosné přístroje a mobilní komunikační systémy a na problémy jejich návrhu. Potřeba těchto výkonných nízkonapěťových zařízení je výzvou návrhářů k hledání nových obvodových topologií a nových nízkonapěťových technik. V práci je popsána řada aktivních prvků, jako například operační transkonduktanční zesilovač (OTA), proudový konvejor II. generace (CCII) a CDTA (Current Differencing Transconductance Amplifier). Dále jsou navrženy nové prvky, jako jsou VDTA (Voltage Differencing Transconductance Amplifier) a VDVTA (Voltage Differencing Voltage Transconductance Amplifier). Všechny tyto prvky byly rovněž implementovány pomocí "bulk-driven" techniky CMOS s cílem realizace nízkonapěťových aplikací. Tato práce je rovněž zaměřena na náhrady klasických induktorů syntetickými induktory v pasivních LC příčkových filtrech. Tyto náhrady pak mohou vést k syntéze aktivních filtrů se zajímavými vlastnostmi.
|
|
|
Novel active function blocks and their applications in frequency filters and quadrature oscillators
Herencsár, Norbert ; Zahradník, Pavel (referee) ; Kolka, Zdeněk (referee) ; Lattenberg, Ivo (advisor)
Kmitočtové filtry a sinusoidní oscilátory jsou lineární elektronické obvody, které jsou používány v široké oblasti elektroniky a jsou základními stavebními bloky v analogovém zpracování signálu. V poslední dekádě pro tento účel bylo prezentováno velké množství stavebních funkčních bloků. V letech 2000 a 2006 na Ústavu telekomunikací, VUT v Brně byly definovány univerzální proudový konvejor (UCC) a univerzální napět'ový konvejor (UVC) a vyrobeny ve spolupráci s firmou AMI Semiconductor Czech, Ltd. Ovšem, stále existuje požadavek na vývoj nových aktivních prvků, které nabízejí nové výhody. Hlavní přínos práce proto spočívá v definici dalších původních aktivních stavebních bloků jako jsou differential-input buffered and transconductance amplifier (DBTA), current follower transconductance amplifier (CFTA), z-copy current-controlled current inverting transconductance amplifier (ZC-CCCITA), generalized current follower differential input transconductance amplifier (GCFDITA), voltage gain-controlled modified current-feedback operational amplifier (VGC-MCFOA), a minus-type current-controlled third-generation voltage conveyor (CC-VCIII-). Pomocí navržených aktivních stavebních bloků byly prezentovány původní zapojení fázovacích článků prvního řádu, univerzální filtry druhého řádu, ekvivalenty obvodu typu KHN, inverzní filtry, aktivní simulátory uzemněného induktoru a kvadraturní sinusoidní oscilátory pracující v proudovém, napět'ovém a smíšeném módu. Chování navržených obvodů byla ověřena simulací v prostředí SPICE a ve vybraných případech experimentálním měřením.
|
|
|
Active Frequency Filters for Higher Frequencies
Fröhlich, Lubomír ; Dostál, Tomáš (referee) ; Biolek, Dalibor (referee) ; Sedláček, Jiří (advisor)
This thesis deals with the synthesis and optimization of frequency analogue filters with modern active elements usable for higher frequencies. The thesis is divided into three parts, the first part deals with the problematic concerning Leap-Frog combined ARC structure. Due to a difficult design, this method is not described in a detail and used in practice, although it shows e.g. low sensitivity. Firstly, a complete analysis of individual filters was made (for and T endings) and consequently these findings were used during implementation of this method to NAF program. Finally, samples of real filters were realized (for verification of functioning and correct design). Another very interesting topic concerning filters is usage of coupled band-pass for small bandwidth, where it is necessary to solve the problems concerning ratio of building elements values, but also price, quality, size of coils, sensitivity, Q factors, coefficients etc. That is why in practice a coil is very often substituted with other equivalent lossy and lossless blocks which create ARC filters structure. The design and the possibility of usage of lossy grounded elements were described here (such as synthetic inductors, frequency dependent negative resistor). Some parts of the design are individual computer sensitivity analysis, setting of usage and quality comparison of individual lossy grounded blocks. Besides, a program for these elements was created, it is useful for a quick design and depiction of transfer characteristics. The third part deals with the usage of tuning universal filters consisting three or more operational amplifiers, which secures its universality and possibility to create different kinds of transfer characteristic. In practice, Akerberg - Mossberg and Kerwin - Huelsman - Newcomb are the most used types of filters. These were also compared with less common universal filters. In the end, the possibility of digital tuning of universal filter with the help of digital potentiometers for filters of 10th order and frequency around 1 MHz was shown.
|
|
|
Differential and pseudo-differential filtering circuits
Hrbek, Tomáš ; Bečková, Zuzana (referee) ; Jeřábek, Jan (advisor)
This bachelor thesis deals with analog frequency filters operating in differential and pseudodifferential mode. It is focused on active filters second order that use modern active elements. For specific solution is analyzed the ability to control filter parameters. It also deals with the design of fully differential filters and transformations from non-differential filters. The thesis analyzes three specific filtering solutions with which ideal simulations and simulations using third order models are performed. A printed circuit is constructed for one filter solution, its parameters are measured and compared with simulations.
|
|
|
Synthesis of differential filtering structures with complex active elements
Pánek, David ; Kubánek, David (referee) ; Langhammer, Lukáš (advisor)
This document is focused on already existing single-ended frequency filters with modern active components working in current mode and their modification into fully-differential ended form. After the modification both versions were compared between each other. The first part informs about problems concerning analogue frequency filters. The second part deals with used active components - MO-CF (Multiple Output Current Follower), BOTA (Balanced transconductance amplifier), UCC (universal current conveyor), VDTA (Voltage differencing transconductance amplifier), CDTA (Current differencing transconductance amplifier) and VDCC (voltage differencing current conveyor). Four circuits have been chosen and transformed into their differential form. Two circuits have been chosen and realised into PCB and then practicaly measured in a laboratory. The last part is a summary of simulations and measured results and check of circuits behavior result.
|
guest ::
