|
|
Syntéza a analýza obvodů s moderními aktivními prvky
Koton, Jaroslav ; Vrba, Kamil (vedoucí práce)
Disertační práce pojednává o návrhu a realizaci aktivních kmitočtových filtrů s proudovými (CC – Current Conveyor) a napěťovými konvejory (VC – Voltage Conveyor), dále pak s proudovými aktivními prvky CMI (Current Mirror and Inverter), MCMI (Multi-output CMI) a PCA (Programmable Current Amplifier). V úvodu práce jsou tyto aktivní prvky popsány jako elementy příhodné pro návrh obvodů pracujících v napěťovém, proudovém a smíšeném módu, resp. v tzv. čistě proudovém módu, jedná-li se o proudové aktivní prvky. Nové struktury kmitočtových filtrů s vybranými aktivními prvky uvedené v práci jsou navrženy použitím metod zobecněných autonomních obvodů, transformačních článků a grafů signálových toků. Zobecněná metoda autonomních obvodů je založena na tom, že je definována úplná admitanční síť, ke které je připojen zobecněný aktivní prvek či prvky. Definované admitanční sítě pak lze aplikovat pro různé aktivní prvky. Další metoda návrhu užívá transformační články, které jsou použity pro realizaci syntetických prvků s imitacemi vyšších řádů. Jsou uvedeny původní podmínky realizace těchto bloků, které vedou na maximální jednoduchost výsledné struktury s minimálním počtem pasivních a aktivních prvků. Pro efektivní využití další metody využívající grafů signálových toků jsou diskutovány nové redukované grafy vybraných aktivních prvků. Jejich použití vede na přímou syntézu funkčních bloků, které vykazují požadované vlastnosti. Činnost vybraných zapojení byla podrobena analýze v simulačních programech. Aktivní prvky byly přitom realizovány univerzálními proudovými (UCC) nebo napěťovými konvejory (UVC), které byly na našem pracovišti ve spolupráci s firmou AMI Semiconductor Design Centre v Brně navrženy a vyrobeny v technologii CMOS 0,35 m. Tyto aktivní prvky byly také použity k realizaci vybraných zapojení. Reálná měření byla provedeny ve frekvenční oblasti 10 kHz až 100 MHz.
|
|
|
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.
|
|
|
Analog Signal Processing with Integrated Current Feedback Amplifiers
Ben Ayad, Ibrahim R. H. ; Mikula, Vladimír (oponent) ; Šimčák, Marek (oponent) ; Musil, Vladislav (vedoucí práce)
This dissertation thesis deals with the design of new functional blocks usable in area of analogue signal processing. The current feedback circuits (which in a suitable configuration can operate in voltage or current mode) are used here. This allows to achieve very promising results in the systems with a very low power supply. The versatility of the circuits will find applications in many areas. The curreent-feedback amplifier is chosen as the main building block for the detailed studies on the analog signal processing circuit design and realisation through various RC configurations. The thesis deals mainly with the study, synthesis, and design aspects of deriving new immittance functions covering inductive and supercapacitive admittances, current conveyors, voltage conveyors, high quality selective filters utilizing the transimpedance, integrators and differentiators, non-minimum phase allpass equalizers, and voltage controlled oscillators. The work deals in detail with these new particular blocks which are described theoretically and evaluated by simulations.
|
|
|
Osciloskop a logický analyzátor s mikroprocesorem
Pešl, Jiří ; Magát, Martin (oponent) ; Šteffan, Pavel (vedoucí práce)
Obsahem této bakalářské práce je návrh elektronického měřícího a diagnostického zařízení k počítači nebo jinému modernímu přenosnému zařízení jako jsou moderní mobilní telefony a PDA. Navržený elektronický sytém bude měřit průběhy spojitých periodických signálů v čase v běžně používaných rozsazích a diskrétních logických signálů. Signály budou následně rekonstruovány a zobrazovány na obrazovce jiného zařízení s nimž bude navržené zařízení komunikovat prostřednictvím USB 2.0 nebo Bluetooth rozhraní.
|
|
|
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.
|
|
|
Unconventional Circuit Elements for Ladder Filter Design
Shaktour, Mahmoud ; Dobeš,, Josef (oponent) ; Mišurec, Jiří (oponent) ; Biolek, Dalibor (vedoucí práce)
Frequency filters are linear electric circuits that are used in wide area of electronics. They are also the basic building blocks in analogue signal processing. In the last decade, a huge number of active building blocks for analogue signal processing was introduced. However, there is still the need to develop new active elements that offer new possibilities and better parameters. The current-, voltage-, or mixed-mode analog circuits and their various aspects are discussed in the thesis. This work reflects the trend of low-power (LP) low-voltage (LV) circuits for portable electronic and mobile communication systems and the problems of their design. The need for high-performance LV circuits encourages the analog designers to look for new circuit architectures and new LV techniques. This thesis presents various active elements such as Operational Transconductance Amplifier (OTA), Current Conveyor of Second Generation (CCII), and Current Differencing Transconductance Amplifier (CDTA), and introduces novel ones, such as Voltage Differencing Transconductance Amplifier (VDTA) and Voltage Differencing Voltage Transconductance Amplifier (VDVTA). All the above active elements were also designed in CMOS bulk-driven technology for LP LV applications. This thesis is also focused on replacement of conventional inductors by synthetic ones in passive LC ladder filters. These replacements can lead to the synthesis of active filters with interesting parameters.
|
|
|
Digitizer for radar senzors
Cích, Augustín ; Šebesta, Jiří (oponent) ; Kubíček, Michal (vedoucí práce)
This bachelor thesis deals with digitization of analog signal of radar sensors, which employ Doppler‘s effect. Radar sensor used for construction of prototype was HB100. Digitization was done with ADC, which has 12 bit resolution and sample rate of 15,625 kS/s. Control unit of aquisition is Arduino UNO, which sends data to computer, where they are, in application interface made in MATLAB, processed using „watterfall“ spectrogram.
|
|
|
Obvody s proudovou zpětnou vazbou pro zpracování analogových signálů
Stehlík, Jiří ; Bartoň,, Zdeněk (oponent) ; Dostál, Tomáš (oponent) ; Musil, Vladislav (vedoucí práce)
Předkládaná dizertační práce se zabývá návrhem nových základních bloků využitelných v oblasti analogového zpracování signálu se zaměřením na zpracování signálů ze senzorů. Univerzálnost těchto obvodů najde uplatnění v aplikaci programovatelného pole analogových bloků, které by bylo možné řídit a konfigurovat pomocí digitálního signálu. Takto sestavené pole bude plně rekonfigurovatelným číslicově řízeným systémem pro zpracování signálu a využitelné pro široké spektrum různých senzorů. Nabízí možnost pro každý konkrétní senzorový systém sestavit řídicí kód, se kterým by bylo dosaženo optimálních výsledků celého systému a následně umísťovat v rámci jednoho systému na čipu. Předkládané pole je navrhováno z nových programovatelných analogových bloků. Zde jsou využity obvody s proudovou zpětnou vazbou, které při vhodné konfiguraci mohou pracovat jak v napěťovém tak i proudovém režimu. To umožňuje dosahovat velmi dobrých výsledků i u systémů s nízkým napájecím napětím, což je velmi úzce spojeno s mobilitou a autonomním chováním (v dnešní době velmi sledované a důležité parametry) celé senzorické soustavy. Práce se podrobně zabývá jednotlivými bloky, které jsou teoreticky popsány a z výše uvedených hledisek posouzeny pro využití v programovatelném poli. Práci uzavírá návrh programovatelné struktury analogového pole a využití těchto obvodů v části systému, který bude realizován na čipu.
|
|
|
Novel active function blocks and their applications in frequency filters and quadrature oscillators
Herencsár, Norbert ; Zahradník, Pavel (oponent) ; Kolka, Zdeněk (oponent) ; Lattenberg, Ivo (vedoucí práce)
Frequency filters and sinusoidal oscillators are linear electric circuits that are used in wide area of electronics and also are the basic building blocks in analogue signal processing. In the last decade, huge number of active building blocks (ABBs) were presented for this purpose. In 2000 and 2006, the universal current conveyor (UCC) and the universal voltage conveyor (UVC), respectively, were designed at the Department of Telecommunication, BUT, Brno, and produced in cooperation with AMI Semiconductor Czech, Ltd. There is still the need to develop new active elements that offer new advantages. The main contribution of this thesis is, therefore, the definition of other novel ABBs such as the differential-input buffered and transconductance amplifier (DBTA), the current follower transconductance amplifier (CFTA), the z-copy current-controlled current inverting transconductance amplifier (ZC-CCCITA), the generalized current follower differential input transconductance amplifier (GCFDITA), the voltage gain-controlled modified current-feedback operational amplifier (VGC-MCFOA), and the minus-type current-controlled third-generation voltage conveyor (CC-VCIII-). Using the proposed ABBs, novel structures of first-order all-pass filters, second-order universal filters, KHN-equivalent circuits, inverse filters, active grounded inductance simulators, and quadrature sinusoidal oscillators working in the current-, voltage-, or mixed-mode are presented. The behavior of the proposed circuits has been verified by SPICE simulations and in selected cases also by experimental measurements.
|
|
|
Návrh koncepce napěťového konvejoru a jeho aplikační možnosti
Minarčík, Martin ; Vrba, Kamil (vedoucí práce)
Disertační práce pojednává o napěťovém konvejoru jako novém aktivním prvku pro analogové zpracování signálu. Různé typy napěťových konvejorů byly definovány na základě principu duality proudového a napěťového módu jako duální prvky proudových konvejorů. Byla navržena koncepce aktivního prvku, který dokáže zastoupit všechny typy napěťových konvejorů. Prvek byl nazván univerzální napěťový konvejor –UVC a podle navržené koncepce jeho vnitřní struktury byl vyroben ve spolupráci s firmou AMI Semiconductor. Základním stavebním blokem UVC je zapojení napěťového sledovače. Při výrobě UVC byla použita známá obvodová realizace napěťového sledovače, vycházející ze čtyř transkonduktančních zesilovačů, kde klíčové parametry (napěťový přenos a výstupní odpor) jsou odvozeny od poměrné přesnosti transkonduktančních zesilovačů. Pro další možnou výrobu UVC byla navržena původní obvodová realizace sledovače, vycházející pouze ze tří transkonduktančních zesilovačů, kde jsou taktéž klíčové parametry dány poměrnou přesností transkonduktančních zesilovačů. Disertační práce dále pojednává o návrhu kmitočtových filtrů s napěťovými konvejory s využitím grafů signálových toků. Byly vytvořeny různé grafy napěťových konvejorů vycházející z různých metod analýzy linearizovaných obvodů s neregulárními aktivními prvky. S využitím známých metod grafického zobrazení řízených zdrojů byl vytvořen elementární graf napěťového konvejoru, který byl dále využíván při návrhu multifunkčních kmitočtových filtrů, filtrů s vysokou vstupní a nízkou výstupní impedancí a řiditelných kmitočtových filtrů. Návrhové postupy jsou vytvořeny tak, aby v určitém kroku mohl být elementární graf napěťového konvejoru rozšířen na graf libovolného napěťového konvejoru a tímto je zjišťováno praktické využití různých typů napěťových konvejorů. Dále je vytvořena nová metoda návrhu kmitočtových filtrů založená na rozšiřování grafů signálových toků.
|
host ::
RSS.