Logaritmik ortamda eliptik filtre yaklaşımının gerçeklenmesi

Abstract

Bu tezde eliptik filtrelerin logaritmik ortamda analizi ve sentezi incelenmiştir. Logaritmik ortamda n.dereceden bir filtrenin sentezi için genel bir teori geliştirilmiştir. Geliştirilen bu teori kullanılarak 3.derece eliptik filtrelerin sistematik olarak sentezleri ve simülasyonları yapılmıştır. Logaritmik ortam filtreleri teorisine dayanarak, genel bir teori geliştirilmiştir. Bu filtrelerin statik ve dinamik sınırlamaları tartışılmıştır. Ön, gerek ve yeter şartlar tanımlanmıştır. Sentez metodu olarak durum uzayı metodu kullanılmıştır. Filtreler AB sınıfında ve fark alıcı devre yapısında gerçekleştirilmiştir. Devrelerin analizinde translineer prensibi kullanılmıştır. Geliştirilen teori filtre sentezinde kullanıcıya bazı parametrelerin seçimi hakkını verir. Bu parametrelerin bir kısmı yeter şartların sağlanması için gereklidir, bazıları ise isteğe bağlıdır. Parametrelerin değişik seçilmesi farklı devrelerin elde edilmesine neden olur. Bu araştırmada farklı parametreler seçilerek genel olarak dört farklı devre tasarlanmıştır. Tasarlanan devreler PSpice devre simülasyon programı kullanılarak denenmiştir. Filtrelerin frekans cevabı ve sürekli hal zaman ortamı tepkileri elde edilmiş ve bozulma analizi gerçekleştirilmiştir. Öncelikle sentezin doğruluğunu kontrol amacıyla sonsuz akım kazançlı ideal transistörler kullanılmıştır. Sonuçlar teoriyi doğrulamıştır. Daha sonra NE68000 ve CBIC-R transistörleri kullanılarak simülasyonlar tekrarlanmıştır. Beklendiği gibi, iletim bölgesi kazancı değişmiş, kesim frekansı ve bazı sıfırların yerinde kaymalar olmuştur. Bununla birlikte genel olarak eliptik filtre karakteristiği elde edilmiştir.

In this thesis, analysis and synthesis of elliptic filters in the log domain is considered. A general theory is developed in order to synthesize nth order filters in the log domain. Using the developed theory, third order elliptic filters are systematically synthesized and simulated. Based on the theory of log domain filters, a general theory is developed. Static and dynamic constraints associated with these filters are discussed. Prerequisites, necessary conditions and satisfactory conditions are defined. The state space synthesis method is used for the synthesis procedure. Filters are realized as Class AB and differential type. Translinear principle is used to analyze circuits. The developed theory gives one to choose some parameters to synthesize the filters. Some of these parameters have to be chosen in order to satisfy the satisfactory conditions whereas some of them are optional. Choosing different parameters, one can obtain different circuits. In this research, mainly four different circuits are designed based on the selection of different parameters. The realized circuits are simulated using PSpice, a circuit simulation program. Frequency response and steady state time response of filters are obtained, and distortion analysis is carried out. First of all, 'ideal' transistors with infinite forward current gain are used in order to verify the synthesis. The results confirm the theory. Then, using NE68000 and CBIC-R type real transistors, simulations are repeated. As expected, the in band gain are changed and the cutoff frequency and some zeros are shifted. However, the general elliptic filter characteristics are obtained.