Farksal aktif blok tabanlı analog devrelerin tasarımları, benzetimleri ve deneyleri
Designs, simulations and experiments of the differential active building block-based analog
Yazar: TAYFUN UNUK
Danışman: PROF. DR. ERKAN YÜCE
Pamukkale Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Akım taşıyıcı devreler = Current conveyor circuits ; Analoglar = Analogs ; Endüktans = Inductance

Özet:
Bu tezde diferansiyel fark kuvvetlendirici (DDA), diferansiyel gerilim akım taşıyıcı (DVCC) diferansiyel fark akım taşıyıcı (DDCC) ve işlemsel geçiş iletkenliği yükselticisi (OTA) aktif blokları kullanılarak çeşitli analog devreler tasarlanmıştır. 

DVCC tabanlı birinci dereceden gerilim modlu (VM) evrensel süzgeç tasarımı yapılmıştır. Bu süzgeç kullanılarak ayrıca bir kuadratör osilatör (QO) devresi tasarlanmıştır.

DDCC tabanlı yeni birçok girişli tek çıkışlı VM evrensel süzgeç tasarımı yapılmıştır. İkinci dereceden alçak geçiren (LP), yüksek geçiren (HP), bant geçiren (BP), tüm geçiren (AP) ve çentik süzgeç (NF) cevapları elde edilmiştir. Ayrıca AP süzgeç için deneysel çalışma yapılmıştır. Çeşitli benzetim sonuçlarının yanı sıra AP süzgeç zaman ortamı cevabı için deneysel çalışma yapılmıştır.

DVCC tabanlı yeni karışık mod (MM) süzgeç tasarımı yapılmıştır. İkinci dereceden VM LP, HP ve BP cevapları akım modlu (CM) LP, HP, BP, AP ve NF cevapları, geçiş admintansı modunda (TAM) HP ve BP cevapları, geçiş empedansı modunda (TIM) LP, HP ve BP süzgeç cevapları elde edilmiştir. Çeşitli benzetim sonuçlarının yanı sıra VM LP, HP ve BP süzgeçlerin frekans cevaplarının elde edildiği deneysel çalışmalar yapılmıştır.

DDA ve OTA tabanlı bir girişli beş çıkışlı bir VM evrensel süzgeç önerilmiştir. Bu süzgecin en temel özelliği bütün evrensel süzgeç cevaplarını vermesi ve sadece bir ucu topraklı pasif elemanlar içermesidir. Fakat, AP için bir pasif eleman eşleniği mevcuttur.

DVCC tabanlı yeni emitans fonksiyon simülatörleri (IFS) tasarımı yapılmıştır. Tasarlanan devrelerden dört farklı seri kayıplı bobin ve dört farklı paralel kayıplı bobin eşdeğeri elde edilebilmektedir. Devrenin çalışma performansını göstermek için çeşitli benzetim çalışmaları yapılmıştır.

Abstract:
In this thesis, various analog circuits are designed using differantial difference amplifier (DDA), differential voltage current current conveyor (DVCC), diferential difference current conveyor (DDCC) and operational transconductance amplifier (OTA).

DVCC-based first-order voltage-mode (VM) universal filter is designed. A quadrature oscillator (QO) circuit is obtained from this filter.

A new multi-input single-output VM universal filter based on the DDCC is designed. Second-order low-pass (LP), high-pass (HP), band-pass (BP), all-pass (AP) and notch filter (NF) responses are obtained with apropriate selection of input voltages. In addition to a number of simulation results, and some designed experimental studies are performed for the designed filter. 

A new DVCC-based mixed mode (MM) filter is designed. Second-order VM LP, HP and BP responses and current mode (CM) LP, HP, BP, AP and NF responses are obtained. Also, HP and BP responses in transadmittance-mode (TAM), LP, HP and BP filter in transimpedance mode (TIM) responses are obtained. In addition to many simulation results, several experimental studies are carried out to obtain the frequency and time domain responses.

DDA and OTA-based a new VM universal filter is given. This filter can simutanesly provide all the second order universal responses. This filter has high input impedance. However, its suffers from a passive element matching condion for the AP filter responses.

Eight new DVCC-based immittance function simulators (IFS) are designed. From the designed circuits, four different series lossy inductor and four different parallel lossy inductor equivalents are obtained. Nemerous simulation studies are achieved to show the performance of the circuit.