Návrh koncepce napěťového konvejoru a jeho aplikační možnosti
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract
Disertační práce pojednává o napěťovém konvejoru jako novém aktivním prvku pro analogové zpracování signálu. Různé typy napěťových konvejorů byly definovány na základě principu duality proudového a napěťového módu jako duální prvky proudových konvejorů. Byla navržena koncepce aktivního prvku, který dokáže zastoupit všechny typy napěťových konvejorů. Prvek byl nazván univerzální napěťový konvejor –UVC a podle navržené koncepce jeho vnitřní struktury byl vyroben ve spolupráci s firmou AMI Semiconductor. Základním stavebním blokem UVC je zapojení napěťového sledovače. Při výrobě UVC byla použita známá obvodová realizace napěťového sledovače, vycházející ze čtyř transkonduktančních zesilovačů, kde klíčové parametry (napěťový přenos a výstupní odpor) jsou odvozeny od poměrné přesnosti transkonduktančních zesilovačů. Pro další možnou výrobu UVC byla navržena původní obvodová realizace sledovače, vycházející pouze ze tří transkonduktančních zesilovačů, kde jsou taktéž klíčové parametry dány poměrnou přesností transkonduktančních zesilovačů. Disertační práce dále pojednává o návrhu kmitočtových filtrů s napěťovými konvejory s využitím grafů signálových toků. Byly vytvořeny různé grafy napěťových konvejorů vycházející z různých metod analýzy linearizovaných obvodů s neregulárními aktivními prvky. S využitím známých metod grafického zobrazení řízených zdrojů byl vytvořen elementární graf napěťového konvejoru, který byl dále využíván při návrhu multifunkčních kmitočtových filtrů, filtrů s vysokou vstupní a nízkou výstupní impedancí a řiditelných kmitočtových filtrů. Návrhové postupy jsou vytvořeny tak, aby v určitém kroku mohl být elementární graf napěťového konvejoru rozšířen na graf libovolného napěťového konvejoru a tímto je zjišťováno praktické využití různých typů napěťových konvejorů. Dále je vytvořena nová metoda návrhu kmitočtových filtrů založená na rozšiřování grafů signálových toků.
This doctoral thesis deals with a voltage conveyor as a new active element for an analog signal processing. Various types of the voltage conveyors have been defined as a dual active elements to current conveyors based on a duality principle. Conception of a new active element that can supply all types of the voltage conveyors have been proposed. The active element has been named an universal voltage conveyor – UVC. A voltage follower is a basic building block of the UVC. The well-known circuit realization of the voltage follower comes from four transconductance amplifiers with key parameters (voltage transfer and output resistance) derived from relative accuracy of used transconductance amplifiers has been used by UVC fabrication. A new circuit realization of the voltage follower comes from three transconductance amplifiers with key parameters also derived from relative accuracy of used transconductance amplifiers has been designed. Further the doctoral thesis deals with a frequency filter with the voltage conveyors design using signal flow graphs. Various graphs of the voltage conveyors comes from the various circuit analysis methods with non-regular active elements have been created. A basic graph of the voltage conveyor has been designed with help of a known controlled sources graphs. This graph have been used to design of multifunctional frequency filters, filters with high input and low output impedance and controlled frequency filters. A design procedure have been created so that in specific step of the frequency filter design the basic graph of the voltage conveyor could be extended to graph of any type of the voltage conveyor. Thereby a practical usage of various types of the voltage conveyors has been finding out. Further a new method of frequency filter design based on expanding of the signal flow has beenproposed.
This doctoral thesis deals with a voltage conveyor as a new active element for an analog signal processing. Various types of the voltage conveyors have been defined as a dual active elements to current conveyors based on a duality principle. Conception of a new active element that can supply all types of the voltage conveyors have been proposed. The active element has been named an universal voltage conveyor – UVC. A voltage follower is a basic building block of the UVC. The well-known circuit realization of the voltage follower comes from four transconductance amplifiers with key parameters (voltage transfer and output resistance) derived from relative accuracy of used transconductance amplifiers has been used by UVC fabrication. A new circuit realization of the voltage follower comes from three transconductance amplifiers with key parameters also derived from relative accuracy of used transconductance amplifiers has been designed. Further the doctoral thesis deals with a frequency filter with the voltage conveyors design using signal flow graphs. Various graphs of the voltage conveyors comes from the various circuit analysis methods with non-regular active elements have been created. A basic graph of the voltage conveyor has been designed with help of a known controlled sources graphs. This graph have been used to design of multifunctional frequency filters, filters with high input and low output impedance and controlled frequency filters. A design procedure have been created so that in specific step of the frequency filter design the basic graph of the voltage conveyor could be extended to graph of any type of the voltage conveyor. Thereby a practical usage of various types of the voltage conveyors has been finding out. Further a new method of frequency filter design based on expanding of the signal flow has beenproposed.
Description
Keywords
Napěťový konvejor, univerzální napěťový konvejor, napěťový sledovač, aktivní kmitočtový filtr, graf signálových toků, multifunkční kmitočtový filtr, řiditelný kmitočtový filtr, Voltage conveyor, universal voltage conveyor, voltage follower, active frequency filter, signal flow graph, multifunctional frequency filter, controlled frequency filter, analog signal processing
Citation
MINARČÍK, M. Návrh koncepce napěťového konvejoru a jeho aplikační možnosti [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2009.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Teleinformatika
Comittee
prof. Ing. Zdeněk Smékal, CSc. (předseda)
doc. Ing. Jiří Sýkora, CSc. (člen)
prof. Ing. Zdeněk Diviš, CSc. (člen)
Doc. Ing. Jiří Vodrážka, Ph.D. (člen)
Ing. Miroslav Vozňak, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Karol Molnár, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Jiří Mišurec, CSc. (člen)
doc. Ing. Jiří Schimmel, Ph.D. (člen)
Prof. Ing. Andrej lúč, CSc. - oponent (člen)
Ing. Michal Olšák, Ph.D.- oponent (člen)
prof. Ing. Kamil Vrba, CSc. (člen)
Date of acceptance
2009-01-08
Defence
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení