PP filtri sa strujnim prijenosnicima druge generacije s niskom osjetljivošću i niskim šumom u integriranoj tehnologiji

master's thesis

• Title (english): BP filters using second-generation current conveyors with low sensitivity and low noise in integrated technology
• Author: Edi Emanović
• Mentor: Dražen Jurišić (mentor)
• Committee member: Dražen Jurišić (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Dubravko Babić (član povjerenstva)
• Committee member: Zvonko Kostanjčar (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Electrical Engineering and Computing; Zagreb
• Defense date and country: 2016-08-30, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Computing
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Electrical Engineering

Abstract

U ovom radu je prikazan postupak projektiranja i analize pojasno-propusnog filtra četvrtog reda (PP4) aproksimacije po Chebyshevu. Filtar je izveden u integriranoj tehnologiji I3T80 (AMS 0,35 µm) koristeći strujne prijenosnike druge generacije. Za sve potrebne analize i simulacije tokom projektiranja filtra korišteni su "Pspice" i ''Cadence Virtuoso'' programski alati. Uloga električnih filtara je da odvoje pojedine frekvencije iz cjelokupnog spektra signala uz što manje izobličenje i šum. Analogni aktivni filtri u strujnom režimu rada su pogodni za visoke brzine rada, niski šum i nisku osjetljivosti na tolerancije pasivnih komponenata što ih čini primjenjivim za integriranje. Integriranjem ovakvih sklopova postižu se još bolja svojstva prilikom rada u realnim uvjetima zbog činjenice da se komponente mogu bolje upariti. Uz električnu izvedbu filtra napravljen je i layout koji omogućuje dodatne post-layout simulacije uzevši u obzir sve parazitne elemente koji se pojavljuju u realnoj izvedbi. Korištenje realnih strujnih prijenosnika (CCII) za izvedbu integratora s negativnom povratnom vezom u svrhu realizacije filtra neidealnosti CCII su se pokazale kao izvor problema. U ovom radu također su definirani uvjeti koje realni CCII treba zadovoljiti da bi filtar bio izvediv. Rezultati simulacija realnog rada sklopa pokazuju dobro poklapanje s teoretskim analizama što omogućuje stvarnu izvedbu sklopa u siliciju. Na kraju je pomoću Monte Carlo analize pokazano kako realizacija filtra s negativnom povratnom vezom ima manju osjetljivost na tolerancije pasivnih komponenata u području propuštanja. Realizacija s povratnom vezom također posjeduje reducirani termički šum na izlazu filtra.

Abstract (english)

This paper describes design process and analysis of integrated fourth-order band-pass filter (BP4), approximated by Chebyshev. Filter is implemented in integrated technology I3T80 using second-generation current conveyors (CCII). For the purpose of all analysis during design process, Pspice and Cadence Virtuoso program tools were used. The role of electric filters is to separate individual frequencies from the entire spectrum of the signal with adding minimal noise and distortion. Analog active filters in the current mode are appropriate for high speed operation, low noise and low sensitivity on passive components tolerance, what makes them suitable for integrated designs. When integrated, these circuits can achieve even better performance while working in real conditions because components can be matched properly. Using non-ideal CMOS CCIIs for the integrators in the negative feedback loop of the biquads, the realization of high pole Q factors is a problem, because of the CCII nonidealities. In this paper we show under which conditions the circuits are realizable. Along with electrical design, layout of integrated circuit has been made in order to conduct post-layout simulations with real parameters and geometry of the system. Simulation results showed good match with theoretical expectations, what indicates that the circuit can be produced in silicon. Finally, it is shown using analysis with Monte Carlo runs that the sensitivity of the coupled band-pass filter is much lower in the pass-band region when compared to the classical cascaded realization. The coupled realization also possesses reduced thermal noise at the filter output.

• Keywords: Pojasnopropusni (PP) filtar; strujni prijenosnik druge generacije (CCII); aproksimacija po Chebyshevu; strujni način; naponski način; CMOS tranzistorska izvedba CCII; kaskadna realizacija; realizacija s povratnom vezom; Pspice simulacija; Monte Carlo analiza osjetljivosti; termički šum na izlazu; Cadence Virtuoso
• Keywords (english): Band-pass (BP) filter; Current conveyor of second generation (CCII); Chebyshev approximation; Current mode; Voltage mode; CMOS transistor version CCII; Cascade realization; Coupled realization; Pspice simulation; Monte Carlo sensitivity analysis; Output thermal noise; Cadence Virtuoso
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:168:126563
• Study programme: Title: Electrical Engineering and Information Technology; Study programme type: university; Study level: graduate; Academic / professional title: magistar/magistra inženjer/inženjerka elektrotehnike i informacijske tehnologije (magistar/magistra inženjer/inženjerka elektrotehnike i informacijske tehnologije)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Closed access
• Created on: 2018-02-06 08:40:18