|
|
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.
|
|
|
Syntetické obvodové prvky s imitancí vyššího řádu s řízenými proudovými zdroji
Popelka, Petr ; Vrba, Kamil (oponent) ; Kubánek, David (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá návrhem a využitím syntetických prvků s imitancí vyššího řádu s řízenými proudovými zdroji k realizaci kmitočtových filtrů. Prezentovány jsou řízené proudové zdroje, které byly odvozeny od jejich napěťových variant. Jsou to proudový sledovač, proudový invertor a proudový operační zesilovač. Kmitočtové filtry typu dolní propust a horní propust využívající syntetické prvky jsou simulovány na počítači. Je zkoumán vliv reálných vlastností aktivních prvků a tolerancí pasivních prvků na funkci obvodů. Vybrané zapojení kmitočtového filtru je realizováno a je změřena jeho kmitočtová charakteristika.
|
|
|
Návrh řešení a analýza vlastností proudového operačního zesilovače v bipolární a unipolární technologii
Pawlas, Radovan ; Lattenberg, Ivo (oponent) ; Vrba, Kamil (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá proudovými operačními zesilovači a to především jejích vnitřními strukturami a možnými modifikacemi těchto struktur. Proudový operační zesilovač se skládá z několika základních stavebních bloků a ty jsou v této práci stručně popsány a následně jsou tyto bloky použity ve vnitřní struktuře navrhovaných operačních zesilovačů. Základními stavebními bloky proudového operačního zesilovače jsou proudové zrcadlo, diferenční zesilovač, proudový zdroj, transimpedanční zesilovač a pomocné prvky obvodu, které zajistí konkrétní vlastnosti zesilovače. Jsou představena základní zapojení vnitřních struktur operačních zesilovačů. Každý zesilovač prošel analýzou obvodu provedenou v programu MicroCap 9.0, kde byla provedena jednoduchá DC analýza zpětnovazební sítě operačního zesilovače, vnitřní struktury proudového operačního zesilovače v zapojení se zpětnovazební sítí. Obvody byly řešeny jak v bipolární, tak i v unipolární technologii a to vždy pro stejný typ zapojení. Práce se zabývá způsobem připojení zpětnovazební sítě k operačnímu zesilovači a byly zkoumány reálné vlastnosti samotného zesilovače v navržené zpětnovazební síti. Tento návrh zásadně ovlivňuje výsledné vlastnosti obvodu. Analýzou obvodu se provedlo zjištění, jak daný proudový operační zesilovač pracuje v určitém proudovém rozsahu. Každý typ zkoumaného zesilovače je popsán, je uvedeno schéma zapojení vnitřní struktury a uveden graf vyjadřující proudový přenos zesilovače. Na závěr jsou tyto zesilovače porovnány a uvedeny jejich základní vlastnosti.
|
|
|
Nelineární obvody s řízenými proudovými zdroji
Dolák, Jan ; Hanák, Pavel (oponent) ; Kubánek, David (vedoucí práce)
Tato diplomová práce pojednává o problematice nelineárních obvodů. V úvodu práce jsou popsány základní možnosti řešení nelineárních obvodů. Dále jsou uvedeny základní informace o moderních proudových aktivních prvcích, jako jsou například proudové sledovače, proudové operační zesilovače a proudové konvejory. V další části diplomové práce je probrána problematika reálných vlastností polovodičových diod, hlavní pozornost je věnována závěrné zotavovací době. V diplomové práci jsou popsány tři různé typy obvodů s nelineárními prvky. Prvním typem obvodů jsou obvody diodových přesných usměrňovačů, nejvíce jsou prozkoumány dvoucestné usměrňovače obsahující napěťové operační zesilovače, proudové sledovače a další aktivní prvky popsané v předchozích kapitolách. Pro každý z těchto obvodů byly provedeny simulace v programu PSpice, aby byly zjištěny jejich vlastnosti. Následně je věnována pozornost zvyšování maximální zpracovávané frekvence. Také je hledána minimální potřebná velikost vstupních signálů obvodů. V následující části jsou zpracovány dva návrhy diodového funkčního měniče, funkční měnič s napěťovým operačním zesilovačem a funkční měnič s proudovým sledovačem. Pro oba navržené funkční měniče byly provedeny simulace pro zjištění jejich skutečných vlastností. Třetí zkoumaný typ nelineárních obvodů jsou různé druhy napěťových a proudových diodových okrajovačů, ze kterých jsou blíže zkoumány horní, dolní a oboustranné okrajovače. Pro všechny zkoumané obvody okrajovačů byly opět provedeny simulace a byla zkoumána jejich funkčnost a problémy spojené s jejich využitím pro okrajování signálů s vysokými frekvencemi. V poslední části práce je popsána praktická realizace obvodu přesného usměrňovače, který se ze všech zkoumaných obvodů vykazoval nejlepší schopností zpracovávat vysoké frekvence signálů. Tento obvod byl realizován pro možnost použití v proudovém režimu a ve smíšeném režimu. Získané hodnoty reálných obvodů byly následně srovnávány s hodnotami získanými ze simulací příslušných obvodů.
|
|
|
Nelineární obvody s řízenými proudovými zdroji
Dolák, Jan ; Hanák, Pavel (oponent) ; Kubánek, David (vedoucí práce)
Tato diplomová práce pojednává o problematice nelineárních obvodů. V úvodu práce jsou popsány základní možnosti řešení nelineárních obvodů. Dále jsou uvedeny základní informace o moderních proudových aktivních prvcích, jako jsou například proudové sledovače, proudové operační zesilovače a proudové konvejory. V další části diplomové práce je probrána problematika reálných vlastností polovodičových diod, hlavní pozornost je věnována závěrné zotavovací době. V diplomové práci jsou popsány tři různé typy obvodů s nelineárními prvky. Prvním typem obvodů jsou obvody diodových přesných usměrňovačů, nejvíce jsou prozkoumány dvoucestné usměrňovače obsahující napěťové operační zesilovače, proudové sledovače a další aktivní prvky popsané v předchozích kapitolách. Pro každý z těchto obvodů byly provedeny simulace v programu PSpice, aby byly zjištěny jejich vlastnosti. Následně je věnována pozornost zvyšování maximální zpracovávané frekvence. Také je hledána minimální potřebná velikost vstupních signálů obvodů. V následující části jsou zpracovány dva návrhy diodového funkčního měniče, funkční měnič s napěťovým operačním zesilovačem a funkční měnič s proudovým sledovačem. Pro oba navržené funkční měniče byly provedeny simulace pro zjištění jejich skutečných vlastností. Třetí zkoumaný typ nelineárních obvodů jsou různé druhy napěťových a proudových diodových okrajovačů, ze kterých jsou blíže zkoumány horní, dolní a oboustranné okrajovače. Pro všechny zkoumané obvody okrajovačů byly opět provedeny simulace a byla zkoumána jejich funkčnost a problémy spojené s jejich využitím pro okrajování signálů s vysokými frekvencemi. V poslední části práce je popsána praktická realizace obvodu přesného usměrňovače, který se ze všech zkoumaných obvodů vykazoval nejlepší schopností zpracovávat vysoké frekvence signálů. Tento obvod byl realizován pro možnost použití v proudovém režimu a ve smíšeném režimu. Získané hodnoty reálných obvodů byly následně srovnávány s hodnotami získanými ze simulací příslušných obvodů.
|
|
|
Syntetické obvodové prvky s imitancí vyššího řádu s řízenými proudovými zdroji
Popelka, Petr ; Vrba, Kamil (oponent) ; Kubánek, David (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá návrhem a využitím syntetických prvků s imitancí vyššího řádu s řízenými proudovými zdroji k realizaci kmitočtových filtrů. Prezentovány jsou řízené proudové zdroje, které byly odvozeny od jejich napěťových variant. Jsou to proudový sledovač, proudový invertor a proudový operační zesilovač. Kmitočtové filtry typu dolní propust a horní propust využívající syntetické prvky jsou simulovány na počítači. Je zkoumán vliv reálných vlastností aktivních prvků a tolerancí pasivních prvků na funkci obvodů. Vybrané zapojení kmitočtového filtru je realizováno a je změřena jeho kmitočtová charakteristika.
|
|
|
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.
|
|
|
Návrh řešení a analýza vlastností proudového operačního zesilovače v bipolární a unipolární technologii
Pawlas, Radovan ; Lattenberg, Ivo (oponent) ; Vrba, Kamil (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá proudovými operačními zesilovači a to především jejích vnitřními strukturami a možnými modifikacemi těchto struktur. Proudový operační zesilovač se skládá z několika základních stavebních bloků a ty jsou v této práci stručně popsány a následně jsou tyto bloky použity ve vnitřní struktuře navrhovaných operačních zesilovačů. Základními stavebními bloky proudového operačního zesilovače jsou proudové zrcadlo, diferenční zesilovač, proudový zdroj, transimpedanční zesilovač a pomocné prvky obvodu, které zajistí konkrétní vlastnosti zesilovače. Jsou představena základní zapojení vnitřních struktur operačních zesilovačů. Každý zesilovač prošel analýzou obvodu provedenou v programu MicroCap 9.0, kde byla provedena jednoduchá DC analýza zpětnovazební sítě operačního zesilovače, vnitřní struktury proudového operačního zesilovače v zapojení se zpětnovazební sítí. Obvody byly řešeny jak v bipolární, tak i v unipolární technologii a to vždy pro stejný typ zapojení. Práce se zabývá způsobem připojení zpětnovazební sítě k operačnímu zesilovači a byly zkoumány reálné vlastnosti samotného zesilovače v navržené zpětnovazební síti. Tento návrh zásadně ovlivňuje výsledné vlastnosti obvodu. Analýzou obvodu se provedlo zjištění, jak daný proudový operační zesilovač pracuje v určitém proudovém rozsahu. Každý typ zkoumaného zesilovače je popsán, je uvedeno schéma zapojení vnitřní struktury a uveden graf vyjadřující proudový přenos zesilovače. Na závěr jsou tyto zesilovače porovnány a uvedeny jejich základní vlastnosti.
|
host ::
RSS.