ΚΥΜΑΤΙΚΑ ΦΙΛΤΡΑ ΔΙΑΚΟΠΤΟΜΕΝΟΥ ΠΥΚΝΩΤΗ

Abstract

OVER THE PAST FIFTEEN YEARS THE SWITCHED CAPACITOR (SC) FILTERS HAVE BECOME INTERESTING ALTERNATIVES TO OTHER TYPES OF FILTERS, FOR REALIZING HIGH QUALITY, LOW-COST INTEGRATED CIRCUIT FILTERS FOR LOW FREQUENCY APPLICATIONS. IN THIS THESIS A DIRECT Z-DOMAIN SIMULATION OF LC LADDER AND UNIT-ELEMENT FILTERS BY MEANS OF WAVE SC CIRCUITS IS PRESENTED. THE DEVELOPMENT OF THE WAVE SC CIRCUITS IS ACHIEVED BY INTERCONNECTING A LIMITED NUMBER OF BASIC SC BUILDING BLOCKS. MOST OFTHE DERIVED CIRCUITS ARE FULLY PARASITICS FREE, SYMMETRIC AND CAN BE OPTIMALLYDESIGNED FOR DYNAMIC RANGE MAXIMIZATION AND CAPACITANCE AREA MINIMIZATION. THENUMBER OF OPERATIONAL AMPLIFIERS, IN THE SIMULATED UNIT-ELEMENT FILTERS, IS ESSENTIALLY LOW IN COMPARISON TO EARLIER PRESENTED, PARASITIC INSENSITIVE WAVE SCFILTERS AND TO LEAPFROG TYPE SC FILTERS. MULTIPLEXED SIMULATED LC FILTERS AND FILTERS WITH TRANSMISSION ZEROS ARE DEVELOPED. BILINEAR S-Z TRANSFORMATION IS APPLIED FOR ALL CIRCUITS, THUS, THE DESIGN IS EXACT AND THERE IS NO REQUIREMENT FOR A HIGH CLOCK FREQUENCY. DETAILED EXAMPLES OF DIFFERENT DESIGNS ARE GIVEN. THE SIMULATED RESPONCES OF THESE FILTERS' ARE IN GOOD AGREEMENT WITH THE THEORY.AS AN EXPERIMENTAL VERIFICATION TWO FILTERS ARE IMPLEMENTED USING DISCRETE COMPONENTS. FINALLY THE WAVE SC FILTERS PRESENTED IN THIS THESIS ARE COMPARED WITHOTHER FILTERS DERIVED BY OTHER KNOWN DESIGN METHODS.

ΤΑ ΤΕΛΕΥΤΑΙΑ ΔΕΚΑΠΕΝΤΕ ΧΡΟΝΙΑ ΤΑ ΦΙΛΤΡΑ ΔΙΑΚΟΠΤΟΜΕΝΟΥ ΠΥΚΝΩΤΗ (SC) ΠΑΡΟΥΣΙΑΖΟΝΤΑΙ ΣΑΝ ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΗ ΛΥΣΗ ΣΕ ΦΙΛΤΡΑ ΑΛΛΩΝ ΤΥΠΩΝ, ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΡΑΓΜΑΤΟΠΟΙΗΣΗ ΥΨΗΛΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ΧΑΜΗΛΟΥ ΚΟΣΤΟΥΣ ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΩΝ ΦΙΛΤΡΩΝ, ΓΙΑ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΤΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ ΤΩΝ ΧΑΜΗΛΩΝ ΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ. ΣΤΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΑΥΤΗ ΠΡΟΤΕΙΝΕΤΑΙ ΜΙΑ ΜΕΘΟΔΟΣ ΕΞΟΜΟΙΩΣΗΣ LC ΚΛΙΜΑΚΩΤΩΝ ΚΑΙ UNIT-ELEMENT ΦΙΛΤΡΩΝ ΣΤΟ ΠΕΔΙΟ Ζ, ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΚΥΜΑΤΙΚΩΝ SC ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ. Η ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΩΝ ΚΥΜΑΤΙΚΩΝ SC ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ ΕΠΙΤΥΓΧΑΝΕΤΑΙ ΜΕ ΔΙΑΣΥΝΔΕΣΗ ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΕΝΟΥ ΑΡΙΘΜΟΥ ΒΑΣΙΚΩΝ SC ΔΟΜΙΚΩΝ ΜΟΝΑΔΩΝ. ΤΑ ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΑ ΑΠΟ ΤΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ, ΠΟΥ ΠΡΟΚΥΠΤΟΥΝ, ΕΙΝΑΙ ΠΛΗΡΩΣ ΑΝΑΙΣΘΗΤΑ ΣΤΙΣ ΠΑΡΑΣΙΤΙΚΕΣ ΧΩΡΗΤΙΚΟΤΗΤΕΣ, ΣΥΜΜΕΤΡΙΚΑ, ΚΑΙ ΜΠΟΡΟΥΝ ΝΑ ΣΧΕΔΙΑΣΤΟΥΝ ΓΙΑ ΜΕΓΙΣΤΟΠΟΙΗΜΕΝΗ ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΠΕΡΙΟΧΗ ΚΑΙ ΕΛΑΧΙΣΤΗ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ. Ο ΑΡΙΘΜΟΣ ΤΩΝ ΤΕΛΕΣΤΙΚΩΝ ΕΝΙΣΧΥΤΩΝ ΣΤΑ ΕΞΟΜΟΙΩΜΕΝΑ UNIT-ELEMENT ΦΙΛΤΡΑΕΙΝΑΙ ΜΙΚΡΟΤΕΡΕΣ ΣΕ ΣΧΕΣΗ ΜΕ ΑΛΛΕΣ ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΚΥΜΑΤΙΚΩΝ ΦΙΛΤΡΩΝ, ΠΟΥ ΕΧΟΥΝ ΠΡΟΤΑΘΕΙ ΚΑΙ ΣΕ ΣΧΕΣΗ ΜΕ ΤΑ ΦΙΛΤΡΑ ΤΥΠΟΥ LEAPFROG. ΑΝΑΠΤΥΧΘΗΚΑΝ ΕΠΙΣΗΣ ΠΟΛΥΠΛΕΓΜΕΝΑ ΕΞΟΜΟΙΩΜΕΝΑ LC ΦΙΛΤΡΑ ΚΑΘΩΣ ΚΑΙ ΦΙΛΤΡΑ ΜΕ ΜΗΔΕΝΙΣΜΟΥΣ ΜΕ ΤΗΝ ΚΥΜΑΤΙΚΗ ΜΕΘΟΔΟ.ΣΤΑ ΚΥΜΑΤΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΤΗΣ ΠΑΡΟΥΣΑΣ ΔΙΑΤΡΙΒΗΣ ΕΦΑΡΜΟΖΕΤΑΙ Ο ΔΙΓΡΑΜΜΙΚΟΣ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ, ΠΟΥ ΟΔΗΓΕΙ ΣΕ ΑΚΡΙΒΗ ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΧΩΡΙΣ ΤΗΝ ΑΠΑΙΤΗΣΗ ΓΙΑ ΥΨΗΛΟΥΣ ΡΥΘΜΟΥΣΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑΣ. ΔΙΝΟΝΤΑΙ ΔΙΕΞΟΔΙΚΑ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΩΝ ΣΧΕΔΙΑΣΜΩΝ. ΟΙ ΑΠΟΚΡΙΣΕΙΣ ΤΩΝ ΦΙΛΤΡΩΝ ΠΡΟΚΥΠΤΟΥΝ ΜΕ ΕΞΟΜΟΙΩΣΗ ΤΟΥΣ ΣΤΟΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗ. ΑΥΤΕΣ ΣΥΜΠΙΠΤΟΥΝ ΑΠΟΛΥΤΑ ΜΕ ΤΙΣ ΑΠΟΚΡΙΣΕΙΣ, ΠΟΥ ΠΡΟΒΛΕΠΟΝΤΑΙ ΘΕΩΡΗΤΙΚΑ. ΓΙΑ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΕΠΙΒΕΒΑΙΩΣΗ ΤΗΕ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΤΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ ΔΥΟ ΑΠ'ΑΥΤΑ ΠΡΑΓΜΑΤΟΠΟΙΗΘΗΚΑΝ ΜΕ ΔΙΑΚΕΚΡΙΜΕΝΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ. ΤΕΛΟΣ ΤΑ ΚΥΜΑΤΙΚΑ ΦΙΛΤΡΑ ΠΟΥ ΠΡΟΤΕΙΝΟΝΤΑΙ, ΣΥΓΚΡΙΝΟΝΤΑΙ ΜΕ ΦΙΛΤΡΑ, ΠΟΥ ΠΡΟΚΥΠΤΟΥΝ ΑΠΟ ΑΛΛΕΣ ΓΝΩΣΤΕΣ ΜΕΘΟΔΟΥΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ.