Aktif devre elemanları kullanarak filtre ve osilatör tasarımı

Abstract

Günlük yaşamda kullandığımız cihazlar sayısal ve analog devre tasarımları olarak ayrılır. Sayısal devre tasarımların kullanımı her geçen gün artsa da analog devre tasarımlarına da ihtiyaç duyulmaktadır. Doğadaki uyaranlar analog sinyaller ile bağdaştırılabilir. Bu nedenle analog sinyal işleme devrelerine ihtiyaç duyulmaktadır. Analog sinyal işleme devrelerinin en önemli devre yapılarını filtre ve osilatör devreleri oluşturur. Bu tezde, Aktif devre elemanları kullanılarak yeni filtre ve osilatör tasarımları gerçekleştirilmiştir. Öncelikle Akım Modlu İşlemsel Yükselteç (Current Operational Amplifier, COA) kullanılarak birinci dereceden tüm geçiren filtre devresi sunulmuştur. Sunulan bu yeni devre topolojisi bir adet COA, iki adet direnç ve bir adet kondansatörden oluşmaktadır. Daha sonra son yıllarda yaygın olarak kullanılmakta olan Terslenmiş Akım Geri Beslemeli İşlemsel Yükselteç (Inverting Current Feedback Operational Amplifier, ICFOA) kullanılarak iki farklı topolojiye sahip üçüncü dereceden quadrature osilatör devreleri sunulmuştur. Sunulan üçüncü dereceden quadrature osilatör yapısı ICFOA kullanarak gerçekleştirilmiş ikinci dereceden alçak geçiren filtre ve integratörün kapalı çevrim olarak kaskat bağlanması ile oluşturulmuştur. Bu tezde ayrıca Akım Farkı Alan Tamponlu Kuvvetlendirici (Current Differencing Buffered Amplifier, CDBA) elemanını kullanarak farklı topolojilerde iki adet tüm geçiren filtre devresi ve bu filtre devrelerinin osilatör uygulaması gerçekleştirilmiştir. Bununla birlikte aynı topolojiler kullanılarak iki farklı ikinci dereceden filtre tasarımları sunulmuştur. Sunulan tüm devrelerin çalışabilirliği PSPICE programı kullanılarak test edilmiştir. Benzetim sonuçlarının teorik analizleri doğruladığı görülmüştür.

The devices we use in daily life are divided into digital and analog circuit designs. Although the use of digital circuit designs increases day by day, analog circuit designs are needed. The stimuli in nature can be associated with analog signals. Therefore, analog signal processing circuits are needed. The most important circuit structures of analog signal processing circuits are filter and oscillator circuits. In this thesis, new filter and oscillator designs have been realized by using active circuit elements. First of all, the first order allpass filter circuit is presented using the Current Operational Amplifier (COA). This new circuit topology consists of one COA, two resistors and one capacitor. Then, third order quadrature oscillator circuits with two different topologies are presented using the Inverted Current Feedback Operational Amplifier (ICFOA), which is widely used in recent years. The third-order quadrature oscillator structure is constructed by using the second-order low-pass filter using ICFOA and the cascade of the integrator as closed-loop. In this thesis, two all-pass filter and oscillators are applied in different topologies by using Current Differencing Buffered Amplifier (CDBA) element. However, two different second order filter designs are presented using the same topology. The functionality of all presented circuits has been tested using the PSPICE program. It was seen that the simulation results confirmed the theoretical analyzes.