CFOA tabanlı analog süzgeç tasarımları, benzetimleri ve deneyleri

Bu tez çalışmasında akım geri beslemeli işlemsel yükselteç (CFOA) tabanlı gerilim modlu üç adet birinci dereceden ve altı adet ikinci dereceden olmak üzere toplam dokuz adet aktif süzgeç devresi tasarlanmıştır. Tasarlanan bu süzgeç devrelerinin benzetimleri SPICE programında yapılmıştır. Sunulan bazı devrelerin benzetimlerinde 0.18 µm TSMC CMOS teknolojisi parametreleri, bazılarında ise 0.13 µm IBM CMOS teknoloji parametreleri kullanılmıştır. Ayrıca tasarlanan süzgeçlerin performansını görmek için yapılan deneyler, her bir CFOA yerine bir adet AD844 kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Tasarlanan birinci dereceden süzgeç devrelerinden birincisi tek girişli çok çıkışlı (SIMO), ikincisi ve üçüncüsü çok girişli tek çıkışlı (MISO) evrensel süzgeç devreleridir. Birinci devre iki adet CFOA içerirken, ikinci ve üçüncü devre bir adet CFOA ve bir adet birim kazançlı eviren yükselteç içermektedir. Tasarlanan birinci dereceden süzgeç devreleri yüksek giriş empedansına sahiptir. Ayrıca tasarlanan birinci devre yüksek geçiren süzgeç (HPF) ve tüm geçiren süzgeç (APF) cevapları için, diğer iki devre ise bütün cevapları için düşük çıkış empedanslarına sahiptir. Birinci devre bir ucu topraklı olan bir adet kondansatör içerirken, ikinci devre minimum sayıda pasif eleman içermektedir. Birinci devredeki HPF ve APF cevapları ve üçüncü devrenin alçak geçiren süzgeç cevabı kazanca sahiptir. Ancak sunulan birinci ve üçüncü devrenin APF cevapları için birer adet pasif eleman eşleştirme koşulu vardır. Tasarlanan ikinci dereceden süzgeç devrelerinin birincisi SIMO iken ikincisi, üçüncüsü, dördüncüsü ve beşincisi MISO ve altıncısı çok girişli çok çıkışlı (MIMO)'dur. İkinci dereceden MISO olan süzgeçler evrensel iken SIMO ve MIMO olanlar çok işlevlidir. Tasarlanan ikinci dereceden süzgeçlerden ilk dördü iki adet CFOA içerirken, beşinci devre bir adet CFOA ve bir adet gerilim izleyici içermektedir. Altıncı devre ise üç adet CFOA ile tasarlanmıştır. Tasarlanan son dört süzgeç devresi ortogonal olarak kontrol edilebilme özelliğine sahiptir. Tasarlanan altı devre de düşük çıkış empedanslarına sahipken bu devrelerden beş tanesinin bazı girişleri yüksek empedansa sahiptir. Ayrıca bu devrelerden bazılarının süzgeç cevapları kazanca sahiptir. Ancak bazı devrelerin APF cevapları için pasif eleman eşleştirme koşulu vardır.