• Sonuç bulunamadı

İkinci Dereceden Gerilim Modlu Süzgeçler

Bilimsel literatürde, CCII tabanlı gerilim modlu birçok süzgeç örneği yer almaktadır. Chang ve Lee (1995) ile Özoğuz ve Güneş (1996) tarafından sunulan süzgeçler, üç adet giriş ve bir çıkışa sahip olup, üç adet CCII+ elemanı ile gerçekleştirilmiştir. Buna karşın, her iki devre de üç adet giriş geriliminin uygun seçimi ile yalnızca tek çıkış verebilmektedir. Chang ve Lee (1995) tarafından sunulan bir süzgeç, tüm geçiren cevabının elde edilebilmesi için birim kazançlı eviren yükselteç gibi ek elemanlara gereksinim duymaktadır. Özoğuz ve Güneş (1996) tarafından gerçekleştirilen gerilim modlu süzgeç ise, direnç eşlenmesine gereksinim duymaktadır.

Horng ve diğ. (1997a) tarafından hazırlanan bir süzgeç, dört adet CCII+ elemanı ve dokuz adet pasif eleman içermektedir. Higashimura ve Fukui (1996) tarafından gerçekleştirilen bir süzgeç ise, yedi adet CCII+ elemanı ve on adet pasif elemana sahiptir. Bu nedenle, sözü edilen süzgeç, tümleşik devre üretiminde geniş bir alana gereksinim duymaktadır.

Higashimura (1991) tarafından dört CCII+ elemanı kullanılarak gerçekleştirilen süzgeçler, yalnızca bir çeşit süzgeç cevabı sağlamaktadır. Ayrıca, bazı süzgeçler (Horng 2001, Horng 2004), üç adet giriş gerilimin uygun seçimiyle, yalnızca tek çıkış cevabı verebilmektedir.

Yirmi dört MOS transistörlü negatif tip CCII elemanı ile tasarlanan gerilim modlu bir süzgeç (Chen 2010), bazı kritik pasif eleman eşlenmelerine gereksinim

duymaktadır. Soliman (1998) tarafından tasarlanan bir süzgeç, yalnızca alçak geçiren cevabı verebilmektedir. Horng (1996) ile Horng ve diğ. (1997b) tarafından tasarlanan süzgeçler, tüm geçiren süzgeç cevabı verebilmek için ek aktif elemana gereksinim duymaktadır. Chang ve Tu (1999) ile Liu ve Lee (1997) tarafından gerçekleştirilen süzgeçler, bazı kritik pasif eleman eşlenmelerine ihtiyaç duymaktadır.

Tek giriş ve üç çıkışa sahip gerilim modlu çok fonksiyonlu bir süzgeç (Chang ve Lee 1999), iki adet DO-CCII elemanı ile gerçekleştirilmiştir. Buna karşın, elektronik olarak ayarlanabilirlik özelliği bulunmamaktadır. Bunlar dışında, bazı CCII tabanlı süzgeçler de, bilimsel literatürde yer almaktadır (Horng ve diğ. 2005, Horng ve diğ. 2006).

Son zamanlarda gerçekleştirilen bazı gerilim modlu süzgeçler, Kaçar ve Yeşil (2012) ile Horng ve diğ. (2012a) tarafından yapılan çalışmalarda önerilmiştir. Kaçar ve Yeşil (2012) tarafından gerçekleştirilen süzgeç, iki adet FDCCII elemanı, iki adet topraklanmış kapasitör ve iki NMOS transistör kullanılarak tasarlanmıştır. Fakat FDCCII elemanın içyapısı komplekstir. Horng ve diğ. (2012a) tarafından hazırlanan yüksek giriş empedansına sahip ikinci dereceden süzgeç, üç adet DVCC elemanı ile gerçekleştirilmiştir. Horng ve diğ. (2012b) tarafından hazırlanan üç giriş ve yedi adet çıkış terminaline sahip diğer bir süzgeç devresi, üç adet DDCC elemanı ile gerçekleştirilmiştir. Başka bir DVCC tabanlı karma modlu süzgeç konfigürasyonu, Minaei ve Ibrahim (2009) tarafından verilmiştir. DVCC+ ve DDCC+ tabanlı evrensel süzgeç devreleri, sırasıyla, Horng ve diğ. (2006b) ile Chen (2007) tarafından sunulmuştur. Horng ve diğ. (2006b) tarafından tasarlanan süzgeç üç adet aktif eleman içermektedir. Chen (2007) tarafından hazırlanan süzgeç ise yüksek giriş empedansı özelliğine sahip değildir. Ayrıca, Yuce (2009b) ile Chiu ve Horng (2012) tarafından tasarlanan, sırasıyla, DVCC ve DDCC elemanı içeren çok fonksiyonlu süzgeçler, tek bir aktif eleman ile tasarlanmış olmasına karşın, her ikisi de yüksek giriş empedansı özelliğine sahip değildir ve eşzamanlı süzgeç cevabı verebilmek için kritik pasif eleman eşlenmesine gereksinim duymaktadır.

Bu tezin amacı, CMOS teknolojisi kullanılarak, çıkış karakteristiğinde geniş bir frekans bandı içerisinde işlevsel olan, bilimsel literatürde gerçekleştirilen çalışmalara göre daha az sayıda aktif ve pasif elemana sahip, olabildiğince düşük güç tüketimli ve elektronik olarak ayarlanabilir devrelerin incelenmesi ve

tasarlanmasıdır. Devrelerin tasarımında, tümleşik devre teknolojisine uygun olarak MOS transistörler ve bunlarla gerçekleştirilmiş elektronik devre blokları kullanılmıştır.

Tasarlanan devrelerin ideal elemanlarla analizini gerçekleştirmek üzere, Cadence Design Systems, Inc. firmasına ait Orcad PSpice 9.2 (Simulation Program for Integrated Circuits Emphasis) programı kullanılarak, 0.13 μm ve 0.25 μm CMOS teknoloji parametreleri ile zaman ve frekans ortamında simülasyonlar yapılmıştır. Simülasyonlarda kullanılan CMOS teknoloji parametreleri, EK A’da verilmiştir. Bu simülasyonlar grafik haline getirilerek, sonuçlar analiz edilmiştir.

Tasarlanan bazı devreler için deneysel düzenek oluşturulmuştur. Tasarlanan devre, bir elektronik deney bordu üzerinde, ticari olarak mevcut bulunan tümleşik devreler, MOS transistör, direnç ve kondansatör gibi ayrık veya tümleşik devre elemanları kullanılarak oluşturulmuş, osiloskop ve multimetre cihazlarıyla çıkış cevabı izlenmiştir. Daha sonra, elde edilen deneysel bulgular analiz edilerek, devrenin performansı konusunda tespitler yapılmıştır.

Deneysel testlerde, Tektronix marka TDS3032B model numaralı iki kanallı dijital osilaskop kullanılmıştır. Kullanılan osilaskop cihazı, 300 MHz frekansına kadar 2.5 GSa/s örnekleme hızına sahiptir. İşaret üreteci olarak, Rigol marka DG2041A model numaralı fonksiyon dalga şekli üreteci kullanılmıştır. Kullanılan fonksiyon dalga şekli üreteci, 40 MHz frekansına kadar 100 MSa/s örnekleme hızına sahiptir. Deneysel testlerde kullanılan güç kaynağı, AA Tech marka ATP-3306D model numaralı, regülasyonlu DC ayarlanabilir güç kaynağıdır. Sözü edilen cihaz, simetrik 0-30 V aralığında 6 A değerine kadar çıkış verebilmektedir. Deneysel testler, yaklaşık 25 °C oda sıcaklığında gerçekleştirilmiştir.

Bu tez, dokuz bölümden oluşmaktadır. İlk bölümde, tezin konusu ile ilgili bilimsel literatürde mevcut bulunan çalışmalar özetlenmiştir. İkinci bölümde temel kavramlar hakkında kuramsal bilgiler verilmiş, üçüncü bölümde ayarlanabilir dirençlerden bahsedilmiştir. Dördüncü bölümde ayarlanabilir transkondüktör devreleri, beşinci bölümde kare alıcı devreler, altıncı bölümde birinci dereceden süzgeçler, yedinci bölümde ikinci dereceden akım modlu bir süzgeç ve sekizinci bölümde ikinci dereceden gerilim modlu bir süzgeç tasarımı anlatılmıştır.

Dokuzuncu bölümde ise tez çalışmasından elde edilen sonuçlar özetlenmiştir. Kaynakça, ekler ve tez yazarının özgeçmişinin yer aldığı bölümler ile tez sonlandırılmıştır.

Benzer Belgeler