Akım modlu kesirli dereceli evrensel süzgeç tasarımı
Current mode fractional order universal filter design
Yazar: SERKAN KAHRAMAN
Danışman: PROF. DR. ALİ KIRÇAY
Harran Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Devre sentezi = Circuit synthesis ; Filtreler = Filters ; Foster sentezi = Foster circuit ; Genlik titreşimi = Amplitude vibration ; Kapasite yönetimi = Capacity management

Özet:
Bu çalışmada akım modlu ikinci dereceden iki evrensel süzgece kesirli derece uygulanmıştır. Birinci süzgeç üç akım taşıyıcı (CCII, AD844A), iki kondansatör, üç direnç kullanılarak tasarlanmıştır. Tasarlanan süzgece Foster devresi uygulanmıştır. Foster devresinde kullanılan kondansatör ve direnç değerleri 100 kHz frekans ve 1 nf kapasite değeri için MATLAB programı ile hesaplanmıştır. Foster devresinde geleneksel kondansatörlerde bulunan X_C=1/SC empedans değeri, modelde X_C=1/S^α C değerine eşit olmaktadır. Modelin uygulanmasıyla α'nın 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9 değerleri için α+1 değerine bağlı olarak 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9 derecesine sahip süzgeçler elde edilmiş ve bu süzgeçlerin genlik ve faz cevapları PSPİCE programı yardımıyla birbirleriyle ve ikinci derece süzgeç ile karşılaştırılmıştır. İkinci süzgeç devresi ise daha önce integratörler kullanılarak logaritmik ortamda tasarlanmış transistörlerden ve kondansatörlerden oluşan düşük güçlü bir devredir. Kesirli derecenin her devreye uygulanabildiğini göstermek amacıyla farklı bir ortamda tasarlanan bu süzgece α'nın 0.8 ve 0.9 değerleri için kesirli derece uygulanarak genlik ve faz cevapları PSPİCE programı yardımıyla birbirleriyle ve ikinci derece süzgeç devresi ile karşılaştırılmıştır. İki devrenin de sonuçları; kesirli dereceli süzgeçlerin bir ihtiyaç olduğunu, çok iyi sonuçlar verdiğini ve model kullanılmasıyla devrelere rahatça uygulanabildiğini göstermektedir.

Abstract:
In this study, fractional order was applied to two current-mode second-order universal filters. The first filter is designed using three current conveyors (CCII, AD844A), two capacitors, and three resistors. Foster circuit is applied to the designed filter. Capacitor and resistor values used in Foster circuit were calculated with MATLAB program for 100 kHz frequency and 1 nf capacitance value. In the Foster circuit, the impedance value of X_C=1/SC   in conventional capacitors is equal to the value of X_C=1/S^α C in the model. By applying the model, filters with a degree of 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9 depending on the value of α+1 for the values of 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9 The amplitude and phase responses of these filters were compared with each other and with the second order filter with the help of the PSPICE program. The second filter circuit, on the other hand, is a low-power circuit consisting of transistors and capacitors previously designed in a logarithmic environment using integrators. In order to show that fractional order can be applied to every circuit, this filter designed in a different environment is applied to this filter for 0.8 and 0.9 values of α, and the amplitude and phase responses are compared with each other and with the second order filter circuit with the help of PSPICE program. The results of both circuits; It shows that fractional order filters are a necessity, they give very good results and can be easily applied to circuits by using models.