Aktif-URC devre sentezinde yeni olanaklar
New possibilities in active-URC network synthesis
Yazar: FETHİ GÜR
Danışman: PROF. DR. FUAT ANDAY
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik-Haberleşme Eğitimi Ana Bilim Dalı / Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Bu tezde, direnç ve kapasite elemanları yerine URC elemanlarının kullanıldığı aktif-URC devrelerinin sentezi problemi incelenerek yeni devreler ve sentez yöntemleri önerilmiştir. Salt transistörlü süzgeç devreleri çoğunlukla, ince film teknolojisiyle üretilmiş URC elemanı bulunduran aktif-URC süzgeç devrelerinde, ince film URC yerine MOS URC eşdeğerinin kullanılmasıyla elde edilmektedir. Ancak, URC elemanı hiperbolik fonksiyonlarla tanımlandığından aktif-URC süzgeç devrelerinde ele alınan sentez yöntemleri klasik devre sentezi yöntemlerinden farklılık göstermektedir. Bu nedenle yeni süzgeç devrelerinin yanında yeni sentez yöntemlerine ve yaklaşımlara ihtiyaç duyulmaktadır. Bu amaçla ilk olarak, ele alınan salt transistörlü bir süzgeç devresinden yeni bir süzgeç fonksiyonunun nasıl elde edilebileceği gösterilmiştir. Bu yolla salt transistörlü yeni iki süzgeç devresi önerilmiştir. Önerilen yüksek ve alçak geçiren süzgeç devrelerinin SPICE programı ile benzetimi yapılarak başarımı gösterilmiştir. Bunun yanında, aktif-URC devre sentezinde klasik devre sentezi yöntemlerini de kullanma olanağı sağlayan çeşitli eşdeğer devreler incelenerek, iki eş URCli yeni bir geçiş kapasitesi ve integral alıcı önerilmiştir. Eş URClerin eşleşme problemini ortadan kaldırmak için tek URCli kayıplı yeni bir integral alıcı önerilmiştir. Ayrıca bu tek URCli kayıplı yeni integral alıcı devreden kayıpsız bir integral alıcı devrenin nasıl elde edilebileceği de gösterilmiştir. Buna ek olarak, URC tabanlı integral alıcılar, devre parametreleri açısından incelenerek yeni bir NEÇ-URC tabanlı kayıplı integral alıcı devre önerilmiş ve benzetimi yapılmıştır. Son olarak, URC elemanının, tanım bağıntısı farklı bir bakışla ele alınarak, kesirli dereceden kapasite olarak kesirli dereceden süzgeç devrelerinin sentezinde kullanılabileceği SPICE programında benzetimi yapılarak görülmüş ve böylece URC elemanının farklı bir yolla da değerlendirilebileceği gösterilmiştir.

Abstract:
In this thesis, the problem of synthesis of active-URC networks that uses uniformly distributed RC line (URC), instead of resistor and capacitor, is investigated. Transistor only filters are generally obtained from active-URC filters using MOS URCs instead of thin-film URCs. However, the synthesis methods of active-URC filter differ from the synthesis methods of active-RC filter because of the hyperbolic functions in the circuit definition of the URC. So new synthesis methods and approaches, as well as new filter topologies, are needed. To this end, firstly it is shown that new filter functions are possible to be derived from existing transistor only filters. By this way, two new transistor only filters are proposed. Circuit simulations are performed with SPICE program to exhibit the performance of the proposed low pass and high pass filters. Also commensurate URCs based a new transcapacitor and integrator is proposed by investigating some useful equivalent circuits which utilize possibility of using classical network synthesis methods in active-URC networks. Moreover, a new single URC lossy integrator is proposed to avoid the mismatch problem of commansurate URCs. In addition to this, it is shown that a way of obtaining a lossless integrator from the proposed lossy one is possible. Additionally, from another point of view URC based integrators are considered by means of network parameters and a new Negative Impedance Converter-URC based lossy integrator is proposed and simulated. Finally, evaluating the circuit definition of URC by another point of view as a new approach, a possible usage of URC as a fractional capacitor in fractional filter applications is demonstrated.