Tow-Thomas süzgeç tasarımının incelenmesi
Tow-Thomas filter design investigation
Yazar: MUNTASSER AHMED MOSLEH
Danışman: PROF. DR. NURHAN KARABOĞA
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Son yıllarda, elektronik sistem tasarımı ile yapılan çalışmalarda elektronik süzgeçlerin performansının sistemin başarısında doğrudan etkili olduğu görülmüştür. İstenilen işaretin algılanmasının zor veya imkânsız olduğu durumlarda, istenmeyen işaretlerin süzgeçlenmesi ile işaret daha doğru olarak elde edilebilmektedir. Bu tez çalışmasında elektronik ve haberleşme sistemlerinde çok kullanılan süzgeçlerden biri olan Tow-Thomas süzgeç tasarımı konusu incelenmiştir. Tow-Thomas süzgeç tasarımında kuvvetlendiriciler, empedans çeviriciler, osilatörler gibi analog işaret işleme devrelerinin tasarımında çok sayıda uygulama alanı bulan Op-Amp. ve OTA aktif elemanlarının kullanımı tercih edilmiştir.  Çalışmanın ilk aşamasında Op-Amp.'lar ve OTA'lar hakkında bilgi verilmiştir. Daha sonra Op-Amp. ve OTA kullanılarak Tow-Thomas süzgeçlerin bilgisayar ortamında benzetimi gerçekleştirilmiştir. İkinci dereceden süzgeç tasarımı temel alınarak bir, iki, üç, ve dört Op-Amp. ve OTA kullanıldığı durumlar için farklı türde süzgeçlerin benzetimleri gerçekleştirilmiştir. Tez çalışmasının daha sonraki bölümünde üç Op-Amp. kullanıldığı durum için laboratuarda deneysel çalışmalar gerçekleştirilmiş ve elde edilen deneysel sonuçlarla benzetim sonuçları karşılaştırılmıştır. Tez çalışmasının devamında, Tow-Thomas süzgeç tasarımı için altı adet OTA kullanımına dayalı üç farklı yaklaşım önerilmiş ve bu önerilen süzgeçlerin bilgisayar ortamında benzetimleri yapılmıştır. Önerilen OTA'lı devre yapıları yüksek frekansta çalışabilme özelliğine sahiptir. Yine tasarımlarda, kalite faktörü frekanstan bağımsız olarak ayarlanabilmekte ve kazanç birden daha büyük olabilmektedir.  Tez çalışmasının son bölümünde elde edilen sonuçlar birbirleriyle kıyaslanmıştır.

Abstract:
In recent years, it has been observed that the performance of electronic filters directly affects the system's success in studies conducted with electronic system design. In cases where it is difficult or impossible to detect the desired signal, the signal can be obtained more accurately by filtering the unwanted signals.  In this thesis, Tow-Thomas filter design which is one of the most used filters in electronic and communication systems was analysed. In the design of the Tow-Thomas filter, the use of Op-Amp. and OTA active components, which find a large number of application areas in the design of analogue signal processing circuits such as amplifiers, impedance transformers and oscillators, has been preferred. At the first stage of the study, information was given about Op-Amp.s and OTAs. Then, the simulation of Tow-Thomas filters was performed in computer environment by using Op-Amp. and OTA. Based on the second-order filter design, simulations of different types of filters were performed for cases where one, two, three and four Op-Amp.s and OTAs were used. In the later part of the thesis study, experimental studies were carried out in the laboratory for the case of using three Op-Amp.s and the experimental results obtained were compared with the simulation results. In the course of the thesis study, three different approaches, based on the use of six OTAs, were proposed for the Tow-Thomas filter design, and these proposed filters were simulated in the computer environment. Suggested circuit structures with OTA have the capability of operating in high frequencies. Also, in the designs, the quality factor can be adjusted independently of the frequency, and the gain can be greater than one. In the last part of the thesis study, the results obtained were compared with each other.