Návrh plně diferenčních kmitočtových filtrů s proudovými aktivními prvky za pomoci metody grafu signálových toků

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá návrhem kmitočtových filtrů pracujících v proudovém, plně diferenčním módu, a to za pomocí grafů signálových toků. První část práce je zaměřena na obecný popis kmitočtových filtrů, jejich funkci a rozdělení. V další části práce jsou popisovány aktivní prvky, jenž tvoří tyto kmitočtové filtry, jako jsou více-výstupové proudové sledovače (MO-CF), dvou či více-výstupové transkonduktanční zesilovače (BOTA, MOTA) a digitálně řiditelné diferenční proudové zesilovače (DACA). Dále je teoreticky probírána problematika a různé způsoby návrhu těchto filtrů. Ve zbývající části práce je podrobně popsáno šest navržených zapojení kmitočtových filtrů, které jsou pomocí takzvaného zrcadlení pasivních prvků převedeny na diferenční zapojení. Uvedeny jsou výpočty pasivních součástek a výsledky simulací, kde jsou porovnávány nediferenční a diferenční varianty těchto navržených kmitočtových filtrů. Nakonec jsou vybrány některé varianty návrhů, které byly zrealizovány, následně odměřeny a porovnány zejména mezi sebou a také se simulovanými výsledky.

This master’s thesis deals with designing of fully-differential current-mode frequency filters using signal-flow graphs method. The first part is focused on a general description of frequency filters, its function and division. Active elements that create these frequency filters, such as multi-output current follower (MO-CF), balanced or multi-output transconductance amplifier (BOTA, MOTA) and digitally adjustace current amplifier (DACA) are described in the following part. Next, problems and various techniques of designing such filters are discussed on a theoretic basis. In the remaining part of the thesis there are six circuits of frequency filters described in detail; these connections are then transferred of passive elements to a proposed connections, with the assistance of a so-called reflection. Calculations of passive form are stated, as well as results of simulations, where nondifferential and differential variations of these designed frequency filters are compared. Finaly, it has been selected some variants of designs, which has been manufactured, then measured out and resulet has been compare between each other.