|
|
Syntéza diferenčních filtračních struktur se složenými aktivními prvky
Pánek, David ; Kubánek, David (oponent) ; Langhammer, Lukáš (vedoucí práce)
Diplomová práce je zaměřena na převod existujících nediferenčních filtrů obsahujících složené aktivní prvky do diferenční podoby a jejich následné vzájemné porovnání za použití vhodných simulačních programů. První část práce pojednává o problematice analogových kmitočtových filtrů. Druhá část se zabývá seznámením s použitými aktivními prvky - vícevýstupový proudový sledovač MO-CF (Multiple Output Current Follower), transkonduktanční zesilovač BOTA (Balanced transconductance amplifier), universální proudový konvejor UCC (universal current conveyor), Napěťově diferenční transkonduktanční zesilovač VDTA (Voltage differencing transconductance amplifier), proudově diferenční transkonduktanční zesilovač CDTA (Current differencing transconductance amplifier) a napěťově diferenční proudový konvejor VDCC (voltage differencing current conveyor). Na základě provedených simulací byla vybrána čtyři filtrační zapojení a ta byla převedena do diferenční podoby a byla provedena kontrola správné funkce diferenčních zapojení. Dvě zapojení byla vybrána a realizována v podobě DPS a následně podrobena praktickému měření. Poslední část se zabývá vyhodnocením výsledků provedených simulací a praktických měření.
|
|
|
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.
|
|
|
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.
|
|
|
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.
|
|
|
Využití grafů signálových toků k návrhu diferenčních filtrů
Žůrek, Radomil ; Kubánek, David (oponent) ; Jeřábek, Jan (vedoucí práce)
Diplomová práce pojednává o návrhu plně diferenčních kmitočtových filtrů za pomoci grafů signálových toků. Jsou zde prezentovány postupy návrhů kmitočtových filtrů se zaměřením na aktivní prvky, jako jsou proudové více-výstupové proudové sledovače (MO-CF) a řiditelné diferenční proudové zesilovače (DACA) jenž pracují v proudovém módu. Je zde teoreticky rozebrána problematika návrhu tzv. M-C grafů jenž jsou grafickou obdobou napěťových a proudových incidenčních matic. V práci jsou dále prezentovány výsledky návrhů třech obvodů kmitočtových filtrů druhého řádu pomocí nepřímé metody návrhu pomocí M-C grafů a jeden obvod pomocí přímé metody návrhu. Výsledky jednotlivých simulací a měření jsou prezentovány v modulových kmitočtových charakteristikách. Nakonec jsou zhodnoceny vlastnosti M-C grafů a jejich vhodnost použití.
|
|
|
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.
|
|
|
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.
|
|
|
Aktivní kmitočtové filtry pro vyšší frekvence
Fröhlich, Lubomír ; Dostál, Tomáš (oponent) ; Biolek, Dalibor (oponent) ; Sedláček, Jiří (vedoucí práce)
Práce pojednává o syntéze a optimalizaci kmitočtových analogových filtrů s moderními aktivními prvky užitých pro vyšší frekvence. Práce je rozdělena do tří částí, první část se zabývá problematikou týkající se kombinované ARC struktury Leap-Frog. Tato metoda není vzhledem k složitému návrhu řádně popsána a využívána v praktické rovině, přestože vykazuje např. nízké citlivosti. Pro rozšíření této metody byla nejprve provedena kompletní analýza jednotlivých typů filtrů pro zakončení typu a T a následné poznatky byly využity při implementaci této metody do programu NAF. V závěru byly zrealizovány vzorky reálných filtrů pro ověření funkčnosti a správného návrhu. Dalším velice zajímavým tématem v oblasti filtrů je využití vázaných pásmových propustí pro malé šířky pásma, kde je především nutné řešit problematiku týkající se poměru hodnot stavebních prvků, ale také ceny, kvality, rozměru cívek, citlivostí, činitelů jakosti, koeficientů atd. Proto se v praxi velice často nahrazuje cívka v obvodech RLC jinými ekvivalentními ztrátovými nebo bezeztrátovými bloky, které vytvářejí strukturu filtrů ARC. Zde byl především popsán návrh a možnost využití ztrátových uzemněných prvků jako jsou syntetické induktory a kmitočtově závislé negativní rezistory. Součásti návrhu jsou jednotlivé počítačové citlivostní analýzy, vymezení pásma použitelnosti a porovnání vlastností jednotlivých ztrátových uzemněných bloků. Kromě toho byl vytvořen pro tyto prvky program, který slouží k rychlému návrhu a zobrazení modulových a fázových kmitočtových charakteristik. Třetí část se zabývá využitím laditelných univerzálních filtrů obsahující tři či více operačních zesilovačů, čímž je zajištěna jejich univerzálnost a možnost vytvářet různé druhy přenosových charakteristik. V praxi jsou nejvíce využívány dva typy univerzálních filtrů, a to Akerberg - Mossberg a Kerwin - Huelsman - Newcomb, ke kterým bylo vztaženo porovnávání dalších méně známých univerzálních filtrů. V závěru byla ukázána možnost digitálního ladění univerzálního filtru pomocí digitálních potenciometrů pro filtr 10. řádu a kmitočet okolo 1 MHz.
|
|
|
Diferenční a pseudodiferenční filtrační obvody
Hrbek, Tomáš ; Bečková, Zuzana (oponent) ; Jeřábek, Jan (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá analogovými kmitočtovými filtry, pracující v diferenčním a~pseudodiferenčním režimu. Je zaměřena zejména na aktivní filtry druhého řádu, které využívají moderních aktivních prvků. U konkrétních řešení je analyzována možnost řízení parametrů filtru. Dále se text zabývá problematikou návrhu plně diferenčních filtrů a~transformací z nediferenčních filtrů. V práci jsou analyzovány tři konkrétní filtrační řešení se kterými jsou provedeny ideální simulace a simulace pomocí modelů třetího řádu. Pro jedno filtrační řešení je zkonstruován plošný spoj, jeho parametry změřeny a~porovnány se simulacemi.
|
|
|
Syntéza diferenčních filtračních struktur se složenými aktivními prvky
Pánek, David ; Kubánek, David (oponent) ; Langhammer, Lukáš (vedoucí práce)
Diplomová práce je zaměřena na převod existujících nediferenčních filtrů obsahujících složené aktivní prvky do diferenční podoby a jejich následné vzájemné porovnání za použití vhodných simulačních programů. První část práce pojednává o problematice analogových kmitočtových filtrů. Druhá část se zabývá seznámením s použitými aktivními prvky - vícevýstupový proudový sledovač MO-CF (Multiple Output Current Follower), transkonduktanční zesilovač BOTA (Balanced transconductance amplifier), universální proudový konvejor UCC (universal current conveyor), Napěťově diferenční transkonduktanční zesilovač VDTA (Voltage differencing transconductance amplifier), proudově diferenční transkonduktanční zesilovač CDTA (Current differencing transconductance amplifier) a napěťově diferenční proudový konvejor VDCC (voltage differencing current conveyor). Na základě provedených simulací byla vybrána čtyři filtrační zapojení a ta byla převedena do diferenční podoby a byla provedena kontrola správné funkce diferenčních zapojení. Dvě zapojení byla vybrána a realizována v podobě DPS a následně podrobena praktickému měření. Poslední část se zabývá vyhodnocením výsledků provedených simulací a praktických měření.
|
host ::
RSS.