فیلتر سه ورودی-تک خروجی مد ولتاژ چند کاره با امکان کنترل الکترونیک بر پایه تراشه تجاری موجود
شاپا پرینت: 0882-7516 وبسایت مرجع 40 رفرنس دارد
16,500 تومانشناسه فایل: 6717
چکیده
در این مقاله یک فیلتر مد ولتاژ مرتبه دو بررسی می شود که دارای سه ورودی و یک سیگنال ولتاژ خروجی است و توسط یک تراشه تجاری موجود، یک مقاومت و دو خازن ساخته شده است. تراشه ی تجاری موجود مورد استفاده LT1228 است که توسط شرکت Linear Technology ساخته شده است. فیلتر ارایه شده بر اساس مدار RLC کار می کند. فیلتر پنج پاسخ فیلتر در خروجی تولید می کند : توابع میان گذر (BP) ، میان نگذر (BR) ، پایین گذر (LP) ، بالا گذر (HP) ، تمام گذر (AP). انتخاب هر پاسخ فیلتر بدون نیاز به شرایط تطبیق اجزاء فعال و غیر فعال انجام می شود. علاوه بر این فرکانس ذاتی و ضریب کیفیت به طور الکتریکی کنترل می شوند. علاوه بر این حالت غیر ایده آل نیز مورد بررسی قرار گرفته است. گره ولتاژ خروجی امپدانس پایین را نشان می دهد. نتایج تجربی درستی تحلیل تئوری را میتواند اثبات می کند.
مقدمه مقاله
فیلترهای آنالوگ به طور گسترده در کاربرد های مختلفی مورد استفاده قرار می گیرند مانند سیستم های مخابراتی ، سیستم های صوتی ، ابزار دقیق و سیستم های کنترل. فیلترهای biquadratic یا مرتبه دوم یک قسمت سازنده مهم هستند. همچنین این فیلتر یک بلوک پایه در طراحی فیلتر های مرتبه بالا هستند. به ویژه فیلتر های مرتبه دوم چند کاره که پاسخ های فیلتری متعددی را با همان مدار ارائه می کنند توجه زیادی را به خود جلب کرده اند و به یک موضوع تحقیقاتی جالب تبدیل شده اند[1,2] . فیلتر جامع چند ورودی تک خروجی (MISO) یک نوع جالب توجه است و به طور مداوم ارائه شده است. در شرایط فیلتر MISO مد ولتاژ ، انتخاب پاسخ خروجی فیلتر با سوئیچینگ روشن و خاموش ورودی بدون شرایط تطبیق اجزای فعال و غیر فعال انجام می شود. علاوه بر این تقویت کننده دو برابر بهره مورد نیاز نیست. توجه به استفاده از اجزای سازنده فعال در طراحی و ساخت مدارهای الکترونیکی برای پردازش سیگنال آنالوگ جلب شده است[3-6].
مدارهای مبتنی بر اجزاء سازنده فعال یک تعداد حداقل از اجزاء فعال نیاز دارند (اکثر آنها تنها از یک جزء سازنده فعال استفاده می کنند). بنابراین اجزاء سازنده به ویژه اجزاء سازنده فعال که به صورت الکترونیکی قابل کنترل هستند طور پیوسته ارایه شده اند. اکثر آن ها با ترانزیستورهای BJT و CMOS طراحی شده و ساخته شده اند. در عمل این قطعه ها باید در تراشه طراحی و ساخته شوند که به صورت بهتری عملکردشان تست شود. با این وجود به دلیل هزینه های سرمایه گذاری عملکرد و کاربرد آن ها معمولا از طریق شبیه سازی و فقط با استفاده از برنامه های کامپیوتری اثبات می شود. با این وجود اجزای سازنده فعال جدید می توانند با استفاده از تراشه های تجاری مرسوم ساخته شوند. برای مثال در [7,8] با استفاده از AD844 و در [9] با استفاده از OPA860 و EL2082 هنوز به بیش از یک تراشه ی صنعتی موجود نیاز دارند. علی رغم این حقیقت که بعضی از مدارات می توانند از یک AD844 به جزء سازنده فعال استفاده کنند، مدارات مبتنی بر AD844 به صورت الکترونیکی قابل کنترل نیستند.
در مقالات تعدادی فیلتر چند ورودی تک خروجی مد ولتاژ بر اساس اجزای سازنده فعال مختلف ارایه شده اند که در [10-42] گزارش شده اند و مراجع داده شده اند. با این وجود فیلترهای ارائه شده در [10-16 , 18-23, 27,29,30,32,34,38,39,41,42] بیشتر از یک جزء سازنده فعال استفاده کرده اند. فرکانس ذاتی و ضریب کیفیت فیلترهای ارائه شده در [10-17, 19, 21-25, 27, 28 ,30,32,35,38,39] به صورت الکترونیکی تنظیم نشده اند. برای مدارات داده شده در [14,15,17,21,23,26,28,33,35-38] شرایط تطبیق برای انتخاب پاسخ خروجی فیلتر مورد نیاز است. اجزاء سازنده داده شده در [19,24,27,30,32,36,38] به صورت تراشه های تجاری موجود نیستند. برای فیلترهای داده شده در [11,12,14,15,17,18,20-22,24,25,29,31,33,34,36-38,40] گره ولتاژ خروجی امپدانس پایین نشان نمی دهد. فیلتر ارایه شده در [37,41] به دو سیگنال ورودی نیاز دارد. علاوه بر این فقط فیلترهای ارائه شده در [25,26,31,35,39,41,42] با اندازه گیری های عملی ارایه شده اند.
فیلتر biquad سه ورودی تک خروجی مد ولتاژ بر استفاده از یک تراشه ی تجاری موجود که LT1228 از شرکت Linear Technology است تکیه می کند در این مقاله ارائه شده است. فیلتر ارایه شده از یک LT1228 ، یک مقاومت و دو خازن استفاده می کند که برای پیاده سازی به صورت انبوه مناسب هستند. انتخاب پاسخ خروجی فیلتر می تواند بدون استفاده از شرایط تطبیق اجزای فعال و غیر فعال انجام شود. فرکانس ذاتی و ضریب کیفیت می تواند به صورت الکترونیکی تنظیم شود. نتایج عملی فیلتر ارایه شده به خوبی با انتظارات تئوری تطبیق دارد.
ABSTRACT Three-Input Single-Output Voltage-Mode Multifunction Filter with Electronic Controllability Based on Single Commercially Available IC
This paper presents a second-order voltage-mode filter with three inputs and single-output voltage using single commercially available IC, one resistor, and two capacitors. The used commercially available IC, called LT1228, is manufactured by Linear Technology Corporation. The proposed filter is based on parallel RLC circuit. The filter provides five output filter responses, namely, band-pass (BP), band-reject (BR), low-pass (LP), high-pass (HP), and all-pass (AP) functions. The selection of each filter response can be done without the requirement of active and passive component matching condition. Furthermore, the natural frequency and quality factor are electronically controlled. Besides, the nonideal case is also investigated. The output voltage node exhibits low impedance. The experimental results can validate the theoretical analyses.
Introduction
Analog filter is widely utilized in numerous applications such as communication, sound system, instrumentation, and control system. The biquadratic or second-order filter is the important building block. Also, this filter is the basic block to design high order filter. In particular, the second-order multifunction filter which provides many filter responses in the same circuit has gained significant attention and has become an interesting research topic [1, 2]. The multiple-inputs single-output (MISO) universal filter is the interesting one and has been continuously proposed. In case of voltage-mode MISO filter, the selection of output filter response by switching on or off the input voltages should be done without the matching condition of passive and active elements. Moreover, the additional double gain amplifier should not be required.
Attention has been paid to the use of active building block in synthesis and design of electronic circuits for analog signal processing [3–6]. The active building block based circuits require a minimum number of active elements (most of them use only single active building block). Thus, the new active building blocks have been continuously introduced especially the electronically controllable active building block. Most of them are designed and constructed from BJT or CMOS transistors. Practically, these devices should be fabricated into the chip for the best way to test their performances. However, their performances and applications are often proved via simulation by only using computer program due to the investment cost reason. Although the new active building block can be constructed from commercially available IC, for example, in [7, 8] using AD844 and in [9] using OPA860 and EL2082, they still require more than one commercially available IC. Despite the fact that some circuits can use single AD844 as active building block, the AD844 based circuits are not electronically controlled.
In the literature, a number of multiple-input single-output voltage-mode multifunction filters based on different active building blocks have been reported in [10–42] and the references cited. However, the proposed filter in [10–16, 18–23, 27, 29, 30, 32, 34, 38, 39, 41, 42] uses more than one active building block. The natural frequency and quality factor of the filters in [10–17, 19, 21–25, 27, 28, 30, 32, 35, 38, 39] are not electronically tuned. The matching condition for selection of output filter response is required for the circuit in [14, 15, 17, 21, 23, 26, 28, 33, 35–38]. The active building block used in [19, 24, 27, 30, 32, 36, 38] is not commercially available IC. The output voltage node does not exhibit low impedance for the filter in [11, 12, 14, 15, 17, 18, 20–22, 24, 25, 29, 31, 33, 34, 36–38, 40]. The proposed filter in [37, 41] requires double input signal. Additionally, only the proposed filters in [11–18, 21, 22, 25, 26, 31, 35, 39, 41, 42] are supported by the experimental measurements.
The three-input single-output voltage-mode biquad filter emphasizing the use of single commercially available IC, LT1228 from Linear Technology Inc., is present in this paper. The proposed filter consists of single LT1228, single resistor, and two capacitors which are suitable for off-the-shelf implementation. The selection of output filter response can be done without the requirement of any passive and active component matching condition. The natural frequency and quality factor can be electronically adjusted. The experimental results of proposed filter agree well with the theoretical expectation.
- مقاله درمورد فیلتر سه ورودی-تک خروجی مد ولتاژ چند کاره با امکان کنترل الکترونیک بر پایه تراشه تجاری موجود
- پروژه دانشجویی فیلتر سه ورودی-تک خروجی مد ولتاژ چند کاره با امکان کنترل الکترونیک بر پایه تراشه تجاری موجود
- فیلتر سه فاز ورودی تک خروجی با کنترل الکترونیکی
- پایان نامه در مورد فیلتر سه ورودی-تک خروجی مد ولتاژ چند کاره با امکان کنترل الکترونیک بر پایه تراشه تجاری موجود
- تحقیق درباره فیلتر سه ورودی-تک خروجی مد ولتاژ چند کاره با امکان کنترل الکترونیک بر پایه تراشه تجاری موجود
- مقاله دانشجویی فیلتر سه ورودی-تک خروجی مد ولتاژ چند کاره با امکان کنترل الکترونیک بر پایه تراشه تجاری موجود
- فیلتر سه ورودی-تک خروجی مد ولتاژ چند کاره با امکان کنترل الکترونیک بر پایه تراشه تجاری موجود در قالب پايان‌نامه
- پروپوزال در مورد فیلتر سه ورودی-تک خروجی مد ولتاژ چند کاره با امکان کنترل الکترونیک بر پایه تراشه تجاری موجود
- گزارش سمینار در مورد فیلتر سه ورودی-تک خروجی مد ولتاژ چند کاره با امکان کنترل الکترونیک بر پایه تراشه تجاری موجود
- گزارش کارورزی درباره فیلتر سه ورودی-تک خروجی مد ولتاژ چند کاره با امکان کنترل الکترونیک بر پایه تراشه تجاری موجود