Τα φίλτρα λογαριθμικού πεδίου (log-domain filters) είναι μια οικογένεια φίλτρων συνεχούς χρόνου στην οποία γίνεται χρήση της μη-γραμμικής I/V χαρακτηριστικής των ενεργών στοιχείων (BJT τρανζίστορ, MOSFET τρανζίστορ σε ασθενή αναστροφή) για να επιτευχθεί γραμμική συμπεριφορά από είσοδο σε έξοδο. Επιπρόσθετα τα log-domain φίλτρα, προσφέρουν και άλλα πλεονεκτήματα, όπως την ηλεκτρονική ρύθμιση της συχνότητας αποκοπής, την λειτουργία σε υψηλές συχνότητες και την δυνατότητα λειτουργίας με χαμηλή τάση τροφοδοσίας.
Στην παρούσα διατριβή προτείνεται μια καινούρια τεχνική σχεδιασμού log-domain φίλτρων, η οποία στηρίζεται στη κυματική μέθοδο (log-domain wave filters). Με αυτή την τεχνική, log-domain φίλτρα μπορούν να σχεδιαστούν είτε με την χρήση των κυματικών παραμέτρων σκέδασης (wave scattering parameters), είτε με την χρήση κυματικών τερματιστών θύρας (wave port terminator).
Έτσι αρχικά, προτείνονται δομές log-domain κυματικών φίλτρων με χρήση των κυματικών παραμέτρων σκέδασης. Σε αυτήν την προσέγγιση, το log-domain κυματικό ισοδύναμο ενός επαγωγού σε σειρά κλάδο μετασχηματίζεται από το γραμμικό στο λογαριθμικό πεδίο. Τα log-domain κυματικά ισοδύναμα των υπολοίπων βασικών στοιχείων του παθητικού πρωτοτύπου φίλτρου προκύπτουν από το κυματικό ισοδύναμο του επαγωγού σε σειρά κλάδο με την εναλλαγή των εξόδων του ή/και την προσθήκη αντιστροφέων τάσης.
Χρησιμοποιώντας μια διαφορετική προσέγγιση, προτείνονται δομές log-domain κυματικών φίλτρων με χρήση του log-domain κυματικού τερμαστιστή θύρας. Με την χρήση του σχεδιάζεται το κυματικό ισοδύναμο στο log-domain ενός πυκνωτή σε παράλληλο κλάδο, το οποίο χρησιμοποιείται ως το βασικό κυματικό ισοδύναμο δομικό στοιχείο. Τα κυματικά ισοδύναμα των υπολοίπων στοιχείων του παθητικού κυκλώματος προκύπτουν με χρήση των παραπάνω κυματικών ισοδυνάμων.
Τέλος γίνεται μελέτη της επίδρασης των μη-ιδανικών χαρακτηριστικών του BJT τρανζίστορ και της επίδρασης των θερμοκρασιακών μεταβολών στην συμπεριφορά των προτεινόμενων φίλτρων, ενώ προτείνονται μέθοδοι τόσο για την επιμέρους όσο και την συνολική αντιστάθμισή τους. / Log-domain filters are a family of continuous time filters that instead of being designed using locally linearized components, directly exploit the non-linear nature of a BJT, or a MOSFET transistor operating in weak inversion, in order to obtain a system with overall linear performance. This way they exhibit high linearity even for large signal to bias ratios. In addition they have some other interesting features like tunability and the ability to work at high frequencies even with low voltage supplies.
In the present dissertation a new method for the design of log-domain filters is proposed, based on the well-known wave method. According to this method log-domain filters can be designed using the wave scattering parameters or using the wave port terminator block.
Structures of log-domain wave filters using wave scattering parameters are initially proposed. In this approach the log-domain wave equivalent of a series inductor is transformed from linear to log-domain. Log-domain wave equivalents of the other basic elements of a passive prototype are then derived by the interchange of its outputs or/and the addition of voltage inverters. These equivalents are then connected together forming the actual filter. Log-domain differential wave filters can be designed by the introduction of the log-domain differential wave equivalent of the series inductor.
Using a different approach, log-domain wave filters have been designed, introducing the block of a log-domain wave port terminator. Using this block, the log-domain wave equivalent of a shunt capacitor is derived as the based structure element. The wave equivalents of other basic elements of the passive prototype are derived as before interchanging its outputs or/and adding voltage inverters.
Finally the influence of the non-ideal characteristics of the BJT transistor on the frequency response of the derived filters is analyzed and efficient methods are proposed for their compensation.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:upatras.gr/oai:nemertes:10889/1823 |
| Date | 31 August 2009 |
| Creators | Φραγκούλης, Νικόλαος |
| Contributors | Χαριτάντης, Ιωάννης, Fragoulis, Nikos, Χαριτάντης, Ιωάννης |
| Source Sets | University of Patras |
| Language | gr |
| Detected Language | Greek |
| Type | Thesis |
| Rights | 0 |
| Relation | Η ΒΥΠ διαθέτει αντίτυπο της διατριβής σε έντυπη μορφή στο βιβλιοστάσιο διδακτορικών διατριβών που βρίσκεται στο ισόγειο του κτιρίου της. |
Page generated in 0.003 seconds