Návrh základních stavebních bloků s fraktálním charakterem přenosu
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract
Tato diplomová práce je zaměřena na návrh analogových obvodových struktur celočíselného i neceločíselného řádu. V úvodu práce je nahlédnuto na možnosti, jak docílit přenosové funkce fraktálního řádu. Byly navrženy dva základní stavební bloky v podobě integrátoru, respektive derivátoru, jejichž řád i frekvence jsou elektronicky nastavitelné. V rámci těchto struktur je využito netradičního aktivního prvku, jehož vnitřní struktura je navíc upravena tak, aby prvek umožňoval elektronické řízení některých dalších parametrů. Aplikace integrátorů necelistvých řádů je prezentována na frekvenčním filtru. Simulace jsou provedeny pomocí tranzistorových modelů aktivních prvků ve dvou technologiích: CMOS TSMC 0,18 um v prostředí OrCAD Pspice a I3T25 v prostředí CADENCE Virtuoso. Všechna zapojení jsou realizována na desku plošného spoje (DPS) a jsou podrobena experimentálnímu měření. Součástí práce je i srovnávací měření filtrů s fraktálním integrátorem jiného autora.
This diploma thesis is focused on design of the analogue circuit structures with integer-order and fractional-order transfer. The ways in which fractional-order transfer functions can be achieved are mentioned in the introduction. Two basic building blocks with the ability to control its transfer function order and frequency, such as integrator and differentiator respectively, were designed. A non-traditional active element was used in proposed analogue building blocks. In addition, the inner structure of this active element has been improved to provide the ability to control another suitable parameters. Aplication of the proposed fractional-order integrators is presented by employing into the frequency filter. Simulations are performed with help of transistor-level models of two different technologies: CMOS TSMC 0,18 um in the OrCAD Pspice software and I3T25 in the CADENCE Virtuoso software too. All proposed circuit structures are realized on the printed circuit board (PCB) and then measured experimentally. The last part is focused on comparative measurements of the filters with fractional-order integrator proposed by another author.
This diploma thesis is focused on design of the analogue circuit structures with integer-order and fractional-order transfer. The ways in which fractional-order transfer functions can be achieved are mentioned in the introduction. Two basic building blocks with the ability to control its transfer function order and frequency, such as integrator and differentiator respectively, were designed. A non-traditional active element was used in proposed analogue building blocks. In addition, the inner structure of this active element has been improved to provide the ability to control another suitable parameters. Aplication of the proposed fractional-order integrators is presented by employing into the frequency filter. Simulations are performed with help of transistor-level models of two different technologies: CMOS TSMC 0,18 um in the OrCAD Pspice software and I3T25 in the CADENCE Virtuoso software too. All proposed circuit structures are realized on the printed circuit board (PCB) and then measured experimentally. The last part is focused on comparative measurements of the filters with fractional-order integrator proposed by another author.
Description
Keywords
integrátor, derivátor, aktivní prvky, CDTA, prvek s konstantní fází, fraktální kapacitor, fraktální řád, fraktální kalkulus, frekvenční fraktální filtr, TSMC, I3T25 technologie, integrator, differentiator, active elements, CDTA, constant phase element, fractal capacitor, fractional order, fractional calculus, fractional-order frequency filter, TSMC, I3T25 technology
Citation
THEUMER, R. Návrh základních stavebních bloků s fraktálním charakterem přenosu [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2022.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
bez specializace
Comittee
doc. Ing. Jiří Petržela, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Ladislav Polák, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Tomáš Mikulášek, Ph.D. (člen)
Ing. Karel Fliegel, Ph.D. (člen)
Ing. Michal Pokorný, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2022-06-07
Defence
Student prezentuje výsledky a postupy řešení své diplomové práce.
Otázky:
Z posudku oponenta:
Jakými dalšími způsoby je možné realizovat CPE? Student doplňuje možné způsoby realizace CPE struktur, jak v pasivní, tak v aktivní variantě.
Tab 5.3, liší se nějak hodnoty/zapojení kondenzátorů mezi realizacemi fraktálních integrátorů/derivátorů? Student na zobrazené tabulce komentuje hodnoty a vysvětluje odlišnosti.
Ing. Tomáš Mikulášek, Ph.D.
Jaké mají praktické uplatnění vaše výstupy? Student uvádí aplikace v modulátorech a filtračních aplikacích.
doc. Ing. Jiří Petržela, Ph.D.
Byly zkoušeny i jiné typy filtru než DP? Student uvádí zkoušení topologie HP, v konkrétní prezentované topologii zkoušen nebyl.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení