İkinci kuşak eviren akım taşıyıcılarla tasarlanan osilatörler

Abstract

Bu çalışmada, 1999 yılında Awad ve Soliman tarafından yayınlanan bir makale ile tanıtılan ikinci kuşak eviren akım taşıyıcılar kullanılarak yeni, akım modlu RC- ICCII- sinüzoidal osilatör devreleri tasarlanmış; bunlara ait karakteristik denklemler, osilasyon frekansları ve osilasyon koşullan verilmiştir. İkinci bölümde, önce genel olarak birinci kuşak, ikinci kuşak, üçüncü kuşak, çok çıkışlı ve diferensiyel fark akım taşıyıcılar hakkında bilgi verilmiştir. Daha sonra akım taşıyıcılar ailesine yeni katılan ikinci kuşak eviren akım taşıyıcı (ICCII) aktif elemanı tanıtılmıştır. Ayrıca aynı bölümde negatif ikinci kuşak eviren akım taşıyıcının (ICCII-) bir CMOS gerçeklemesi; ideal olmayan durumlarının incelenebilmesi için de bir makro modeli verilmiştir. Üçüncü bölümde, bu yeni aktif eleman kullanılarak tasarlanan ondokuz tane yeni akım modlu RC-ICCII- sinüzoidal osilatör devresi tanıtılmıştır. Bu bölümde ayrıca tasarlanan yeni osilatörlerin karakteristik denklemleri, osilasyon frekans ve koşullan tablolar halinde verilmiştir. Aynı zamanda bu osüatörler kendi aralannda da karşılaştınlarak sonuçlar belirtilmiştir. Dördüncü bölümde, akım taşıyıcılara iç yapılarından kaynaklanan akım ve gerilim izleme hatalan göz önüne alınmış, bu durumda osilatör devrelerinin osilasyon frekanslan ve koşullanmn nasıl değiştiği incelenmiştir. Aynı zamanda değişen karakteristik denklemler, osilasyon frekansı ve koşullan tablolar halinde verilmiştir. Son olarak da uygun eleman değerleri seçilerek bu hatalan kompanze etmeye uygun devreler olduklan gösterilmiştir. Dördüncü bölümde aynca, akım taşıyıcının iç yapısından kaynaklanan parazitik elemanlara incelenmesi için basit bir model verilmiştir. Önce tasarlanan osilatör devrelerinden, akım taşıyıcılannın (X) uçlanna seri bir direnç elemanı gelenler incelenmiş; ve bu durumdaki osilasyon frekans ve koşullanna bakılmıştır. Daha ıxsonra (X) uçlarına sadece bir kapasite gelen osilatör devreleri ele alınmış ve aynı şekilde incelenmişlerdir. Beşinci bölümde osilatör devrelerinin hepsinin osilasyon frekansının aktif ve pasif eleman duyarlıkları incelenmiş; tüm osilatörlerin aktif ve pasif duyarlıkları tablolar halinde verilmiştir. Altıncı bölümde ise tasarlanan osilatörlerden bazıları, ideal ICCII- eşdeğer devresi kullanılarak Spice simülasyon programında incelenmiş; hesaplanan frekans değerleriyle simülasyon sonuçlarının uygun oldup olmadıklarına bakılmıştır. Son bölümde ise bu çalışmanın neden önem taşıdığı anlatılmış ve tasarlarlanan bu yeni akım modlu RC-ICCII- sinüzoidal osilatörlerin literatürdeki yerinden bahsedilmiştir.In this thesis, new current mode RC sinusoidal oscillator circuits designed by employing inverting second generation current conveyors which were introduced with an essay written by Awad and Soliman in 1999 and also ascillation frequency and condition of these circuits are given. In the second section, the general information about first, second, third generation differential output and differential difference current conveyors and their applications are given. Then a new active element, inverting second generation current conveyor (ICCII) is introduced. In additionto these in this section a CMOS realization and macro model of negative inverting second generation current conveyor (ICCII-) are given. Mocromodel is used for showing non-ideatilies of ICCH-. In the third section, nineteen new current mode RC-ICCII- sinusoidal oscillator circuits, which are designed by using this new active element, are introduced. And also characteristic equations, oscillation frequency and conditions of these new oscillators are given in tables and also they are compared within themselves and results are given in this section. In the fourth section, it is told about current and voltage tracking errors of current conveyor and oscillation frequency and conditions of oscillator circuits are analised under these conditions and changed characteristic equations, oscillation frequency and conditions are given in tables. Finally it is shown that the oscillator circuits are suitable for compansating these errors by using proper element values. In the fourth section, also a simple model of current conveyor is given for analsing the effect of parasitic elements. First the oscillator circuits which have serial resistor in (X) terminal are analised and under these conditions oscillation frequency and conditions are given. Then the oscillator circuits which have serial capasitor in (X) terminal are analised and under these conditions oscillation frequency and conditions are given. XIIn the fifth section active and passive sensitivities of oscillation frequency of all oscillator circuits are analised and they are given in tables. In the sixth section, some of oscillation circuits are simulated by Spice and it is seen that theresults supported by the calculated value of oscillation frequency. In the last section, the importance of this thesis and also the importance of these designed new current mode RC-ICCII- oscillators are told.