Abstrakt

Signalflussdiagramm Realisierung von CurrentMode-Tiefpassfiltern höherer Ordnung mit allen Polen unter Verwendung von fünf Stromfolger-Transkonduktanzverstärkern (CFTAs)

 Deich UO

Ziel: Es wird die Realisierung eines Signalflussdiagramms für Stromübertragungsfunktionen mit allen Polen und Strommodi höherer Ordnung mit fünf Stromfolger-Transkonduktanzverstärkern (CFTAs) vorgestellt. Das fünfte vorgestellte Filter mit einem Eingang und drei Ausgängen verwendet fünf CFTAs und fünf Kondensatoren und kann gleichzeitig Stromreaktionen von Tiefpassfiltern dritter, vierter und fünfter Ordnung aus den vorgeschlagenen Schaltungstopologien realisieren. Für die CFTA-Implementierung werden bipolare und CMOS-Technologien verwendet. Ziel dieser Studie ist es, eine Literaturübersicht zur Ermittlung von Forschungslücken bereitzustellen und den Entwurf und die Implementierung des Stromfolger-Transkonduktanzverstärkers (CFTA) mit konstanter gm zu demonstrieren. Implementierung des aktiven CFTA-Geräts in der in CFTA dargestellten bipolaren Technologiestruktur, die unter Verwendung der Transistormodellparameter PR100N (PNP) und NP100N (NPN) der bipolaren Arrays ALA400 und der COMS-Technologiestruktur unter Verwendung von 0,5 μm CMOS-Prozessparametern für nMOS- und pMOS-Transistoren verwendet wurde.

Methoden: Der Ansatz basierte darauf, direkt aus der gegebenen Übertragungsfunktion einen Signalflussgraphen zu zeichnen und dann aus dem Graphen den Active-C-Filter mit CFTAs abzuleiten. Ein Butterworth-Tiefpassschaltkreis dritter Ordnung erfordert nur drei CFTAs und drei geerdete Kondensatoren, ein Butterworth-Tiefpassschaltkreis vierter Ordnung erfordert nur vier CFTAs und vier geerdete Kondensatoren und ein Butterworth-Tiefpassschaltkreis fünfter Ordnung erfordert nur fünf CFTAs und fünf geerdete Kondensatoren. Ein Filter basierend auf Eingang und Ausgang wird durch seine Übertragungsfunktion charakterisiert. Die Übertragungsfunktion eines Filters ist das Verhältnis des Ausgangssignals zu dem des Eingangssignals als Funktion der komplexen Frequenz. Die erhaltenen Filtereigenschaften umfassen die Eigenfrequenz (ωo) und den Qualitätsfaktor (Q-Faktor), die elektronisch durch den Vorspannungsstrom der Transkonduktanzverstärkung der CFTAs abgestimmt werden. Die aus dem Syntheseverfahren erhaltenen Schaltkreise sind widerstandslose Strukturen und eignen sich besonders für eine monolithische Implementierung. Die Schaltkreise weisen außerdem geringe Empfindlichkeitseigenschaften auf und weisen elektronische Steuerbarkeitskoeffizienten über die Transkonduktanzverstärkungen (gm) von CFTAs auf.

Ergebnisse: Um den vorgeschlagenen Ansatz zu demonstrieren, wurden die Butterworth-Allpol-Tiefpassfilter dritter, vierter und fünfter Ordnung entworfen und mit MATLAB Simulink simuliert. Schlussfolgerung: Die Studie zur Simulation der Allpol-Tiefpassfilter dritter, vierter und fünfter Ordnung wurde durchgeführt. Die CFTA-Schaltungen wurden mit MATLAB SIMULINK simuliert. Die Simulationsergebnisse stimmen mit der Theorie überein.