Gerilim izleyicili akım fark kuvvetlendiricisi (CDBA) ve osilatör uygulamaları

Abstract

Bu tezin amacı, son zamanlarda tanıtılan CDBA (gerilim izlemeli akım fark kuvvetlendirici) elemanı ile temsil edilen yeni bir aktif eleman kullanarak, durum denklemleri vasıtasıyla SRCO (tek dirençli kontrol edilen osilatör) devrelerinin sunulmasıdır. Bu osilatörler, osilasyon şartı b, osilasyon frekansı ©o' dan bağımsız ve eleman sayısının az olması sınırlamaları altında tasarlanmıştır. Tek direnç ile ayarlanabilen osilasyon frekansında, direncin bir ucu CDBA elemanının p veya n uçlarına, dolayısıyla CDBA elemanın tanımı gereğince 0 potansiyele sahiptir. Bu özellik tüm devre gerçekleştirme ve gerilim kontrollü osilatörün gerçekleştirilmesi için çok elverişli şartlardır. Tek direnç kontrollü osilatörler gerçekleştirilirken farklı karakteristik denklemler bulunarak, bu denkemlere ait düğüm eşitlikleri yazılmış ve buradan fiziksel osilatör devreleri gerçekleştirilmiştir. Bunlardan uygun olanlar önerilmiştir. Daha önce sunulmuş olan CDBA ile SRCO tasarımından farklı olarak durum değişkenleri yöntemi yaklaşımı kullanılmıştır. Bu yöntem sayesinde herhangi özel bir topolojiye bağlı kalmadan sistematik bir şekilde karakteristik denklemden yola çıkarak devre tasarımı gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak durum değişkenleri yaklaşımı ile CDBA tabanlı SRCO' ların devre tasarımını gerçekleştirmenin mümkün olduğu gösterilmiştir. Birinci bölümde, konunun tarihi gelişimi ile ilgili giriş yapılmış kısa bilgi aktarılmıştır. vııı İkinci bölümde, topraklanmış dört-kapılı eleman olarak CDBA tanıtılmış, bununla ilgili karakteristikleri, eşdeğer devresi, AD844' ü kullanarak CDBA gerçekleştirilmesi anlatılmıştır. Üçüncü bölümde, CDBA temelli kuvvetlendiriciler, integral ve türev alıcı devreler gerçekleştirilmiştir. Dördüncü bölümde, karakteristik denklemlerden yola çıkarak nasıl osilatör gerçekleştirileceği anlatılmış, bu devrelere karşı düşen fiziksel devreler çizilmiş, osilasyon şartlan ve osilasyon frekansları verilmiştir. Beşinci bölümde, CDBA elemanının özellikleri osilatör açısından incelenmiş, CDBA elemanının idealsizliği halindeki davranışı incelenmiş, bunlarla ilgili tablolar verilmiş ve frekans kararlılığı incelenmiştir. Ayrıca PSPICE programı ile simulasyon da gerçekleştirilmiştir.

In this thesis, it is intended to design and implement new SRCO, single resistance circuit oscillator, topologies using active elements. For this purpose recently introduced CDBA, current differencing buffered amplifier, is chosen as active element. For these topologies followings are aimed to achieve: 1. Orthogonal control of oscillation of condition b, 2. Orthogonal control of oscillation frequency ©o, 3. Using few numbers of elements. Oscillator frequency is adjusted by means of a single resistor whose one end is connected to p or n end of CDBA. This leads resistance to be grounded which is an important feature in circuit implementation. These are advantages for realization of voltage-controlled oscillators, VCO. Following steps has been taken during the design and implementation stages of SRCO: 1. Various characteristics equations have been suggested. 2. All possible node equations introduced for each characteristic equation. 3. Physical oscillator circuits have been designed for each node equations. 4. Suitable circuits that satisfy previously defined conditions have been chosen for implementation. A new approach is taken into consideration in this work that is using state variables for designing SRCO with CDBA. This approach provides designing circuits systematically starting from characteristics equations without considering any special topology. As a conclusion, CDBA based SRCO has been successfully designed by considering a new methodology. In the first chapter, brief historical background in the area is given. In chapter two, CDBA is described as a grounded four-ports element. Furthermore, implementation of CDBA using AD844, its characteristics end equivalence circuit is introduced. CDBA based amplifiers, integral and differential circuits implemented in chapter three. Fourth chapter describes how to design oscillator starting from characteristics equations. For these oscillators physical circuits are introduced and their oscillation conditions and frequencies are also defined. In the last chapter, CDBA is considered from the oscillator point of view. Its conduct in the case of non-ideal is investigated and results are figured out. Frequency stability of CDBA is also covered in the chapter.