FTFN (Four Terminal Floating Nullor) elemanı ve uygulamaları

Abstract

Akım modlu devrelerin gerilim modlu benzerlerine oranla düşük güç tüketimi, yüksek kazanç ve daha büyük bandgenişliği gibi üstünlükleri vardır. Akım modlu devrelerin en büyük avantajı ise ve yüksek çıkış empedansının olması ve bunun sonucu olarak yükleri herhangi bir ara-devre kullanmadan sürebilmesidir. FTFN ideal bir nullor'a eşdeğer olup bazı çalışmalarda OFA (Operational Floating Amplifier) veya OMA (Operational Mirrored Amplifier) olarak da adlandırılmıştır. Bu çalışmada, FTFN (Four Terminal Floating Nullor) elemanı, FTFN elemanını gerçekleme yöntemleri ve bu eleman kullanılarak geliştirilen akım modlu filtre ve osilatör devreleri incelenmiştir. FTFN'in işlemsel kuvvetlendirici ve akım taşıyıcıya oranla daha esnek ve kullanışlı bir yapı bloğu olduğu örneklerle gösterilmiştir. Gerilim modunda çalışan işlemsel kuvvetlendircili filtreler, nullor devre analizi ve ikili dönüşüm yöntemleri kullanılarak FTFN'li akım modunda çalışan filtrelere dönüştürülmüştür. Ayrıca FTFN elemanı kullanılarak ikinci dereceden akım modlu alçakgeçiren, yüksekgeçiren, bandgeçiren, çentik ve tümgeçiren filtre foksiyonlan elde edilmiştir. Bu devrelerden bazıları yüksek çıkış empendansına sahip olduklarından kaskat bağlanarak daha yüksek dereceden filtreler elde edilebilir. FTFN kullanan akım modlu RC-sinüsoidal osilatörleri de elde edilmiştir. Bu osilatörlerin özellikle düşük ve orta frekansta osilasyon yapanları tümleştirmeye elverişli oldukanndan tercih edilirler. İncelenen devrelerin kullanılabilir oldukları deney ve simulasyonlarla gösterilmiştir.

Current mode circuits have advantages such as low power consumption, high gain and wider bandwidth over their voltage mode counterparts, The major advantage of current mode circuits their high output impedance and thus their ability to drive loads without the need of a buffer. An FTFN is equvalent to an ideal nullor, two other common names utilized in literature for the FTFN are OMA and OFA In this study, the FTFN, realization metods for FTFN and the design of current mode filter and oscillator circuits using FTFN are considered. It has been illustrated with examples that the FTFN is more flexible and versatile building block then the operational amplifier and the current conveyor. Filters with operational amplifiers operating at voltage mode have been transformed to filters with FTFN operating at current mode by consecutive application of nullor analysis and dual transformation. Filter functions of second order lowpass, bandpass, highpass, notch and allpass have been obtained using FTFN. Since some of these circuits have high output impedances, they can be cascaded to obtain higher order filters. FTFN-based RC-sinusoidal oscillators have also been obtained. RC oscillators are preferred particularly at low and medium frequencies. This is because, at these frequencies, RC oscillators are more suitable for integration. Feasibility of these circuits have been confirmed with experiments and simulations.