電壓模式與電流模式二階濾波器之研究__臺灣博碩士論文知識加 ...

黃偉晏 · Wei-Yen Huang · 電壓模式與電流模式二階濾波器之研究 · Study of Voltage-Mode and Current-Mode Biquadratic Filters · 陳華彬. 資料載入處理中... 跳到主要內容 臺灣博碩士論文加值系統 ::: 網站導覽| 首頁| 關於本站| 聯絡我們| 國圖首頁| 常見問題| 操作說明 English |FB專頁 |Mobile 免費會員 登入| 註冊 功能切換導覽列 (159.65.142.206)您好！臺灣時間：2022/09/2412:10 字體大小：       ::: 詳目顯示 recordfocus 第1筆/ 共1筆  /1頁 論文基本資料 摘要 外文摘要 目次 參考文獻 電子全文 紙本論文 QRCode 本論文永久網址: 複製永久網址Twitter研究生:黃偉晏研究生(外文):Wei-YenHuang論文名稱:電壓模式與電流模式二階濾波器之研究論文名稱(外文):StudyofVoltage-ModeandCurrent-ModeBiquadraticFilters指導教授:陳華彬指導教授(外文):Hua-PinChen口試委員:王三輔、楊萬興口試委員(外文):San-FuWang、Wan-ShingYang口試日期:2015-07-07學位類別:碩士校院名稱:明志科技大學系所名稱:電子工程系碩士班學門:工程學門學類:電資工程學類論文種類:學術論文論文出版年:2015畢業學年度:103語文別:中文論文頁數:72中文關鍵詞:電流式主動元件、電流模式濾波器、電壓模式濾波器外文關鍵詞:current-modeactivecomponents、current-modefilters、voltage-modefilters相關次數: 被引用:0點閱:227評分:下載:8書目收藏:0 本論文提出一個電流模式多功能二階濾波器及三個電壓模式多功能二階濾波器電路。

第一個提出的電流模式多功能二階濾波器電路，使用三個反相第二代電流傳輸器，配合兩個接地電容器與三個接地電阻器。

本電路具有以下優點：(1)在同一個電路架構下可以實現低通、帶通、高通、帶拒與全通濾波器信號；(2)不需元件匹配條件來實現濾波器信號；(3)具有正交可調的諧振角頻率與品質因素；(4)具有在電流模式操作時所需的低輸入及高輸出阻抗特性；(5)使用完全接地的被動元件；(6)具有非常低的主動、被動元件靈敏度。

第二個提出的電壓模式多功能二階濾波器電路，使用兩個反相第二代電流傳輸器，配合兩個接地電容器與四個電阻器，此電路可以同時實現反相與非反相之低通、帶通與高通濾波器信號。

第三個提出的電壓模式多功能二階濾波器電路，使用兩個差動電壓電流傳輸器，配合兩個接地電容器與兩個電阻器，此電路可實現低通、帶通、高通、帶拒和全通等濾波器信號。

第四個提出的電壓模式多功能二階濾波器，使用兩個差動差分電流傳輸轉導放大器，配合兩個接地電容器與兩個電阻器，此電路可實現低通、帶通、高通、帶拒和全通濾波器信號。

以上三個電壓模式二階濾波器電路皆具有以下優點：(1)不需任何的元件匹配條件來實現濾波器信號；(2)不需輸入反相電壓信號；(3)只使用接地電容以及(4)具有非常低的主動、被動元件靈敏度。

最後，我們使用H-Spice驗證電路的正確性，使用的製程參數為TSMC0.18µm，其模擬結果顯示與理論值相近。

Inthisthesis,onecurrent-modemultifunctionbiquadraticfilterandthreevoltage-modemultifunctionbiquadraticfilterareproposed.Thefirstproposedcurrent-modemultifunctionbiquadraticfilterusesthreeinvertingsecond-generationcurrentconveyors,threegroundedresistorsandtwogroundedcapacitors.Theproposedcurrent-modebiquadraticfilteroffersthefollowingadvantageousfeatures:(i)providesfivebiquadraticfilterfunctions,thatis,lowpass,bandpass,highpass,bandrejectandallpassfilters,fromthesamecircuitconfiguration,(ii)doesnotrequirecriticalcomponent-matchingconditiontorealizeallfilterresponses,(iii)offersorthogonaltunabilityoftheparametersresonanceangularfrequencyandqualityfactor,(iv)haslow-inputandhigh-outputimpedances,whichisdesirableforcascadingincurrent-modeoperation,(v)employsallgroundedpassiveelements,whichisimportantinintegratedcircuitimplementationpointofviewand(vi)haslowactiveandpassivesensitivityperformances.Thesecondproposedvoltage-modemultifunctionbiquadraticfilterusestwoinvertingsecond-generationcurrentconveyors,twogroundedcapacitorsandfourresistors.Thiscircuitcanrealizeinvertingandnon-invertinglow-pass,band-passandhigh-passfilteringresponses,simultaneously.Thethirdproposedvoltage-modemultifunctionbiquadraticfilterusestwodifferentialvoltagecurrentconveyors,twogroundedcapacitorsandtworesistors.Thiscircuitcanrealizelow-pass,band-pass,high-pass,band-rejectandall-passfilteringresponses.Thefourthproposedvoltage-modeuniversalbiquadraticfilterusestwodifferentialdifferencecurrentconveyortransconductanceamplifiers,twogroundedcapacitorsandtworesistors.Thiscircuitcanrealizelow-pass,band-pass,high-pass,band-rejectandall-passfilteringresponses.Eachoftheproposedvoltage-modefiltercircuitsstilloffersthefollowingadvantageousfeatures:(i)noneedtocomponent-matchingconditiontorealizeallfilterresponses,(ii)noneedtoemployinvertingtypeinputvoltagesignals,(iii)theemploymentonlygroundedcapacitors,and(iv)lowactiveandpassivesensitivityperformances.Finally,weuseH-SpicetoprovetheaccuracyofthecircuitwithTSMC0.18µmprocesstechnology.Theresultsshowcloseagreementbetweentheoryandsimulation. 目錄明志科技大學碩士學位論文指導教授推薦書i明志科技大學碩士學位論文口試委員審定書ii誌謝iii摘要ivAbstractv目錄vi表目錄vii圖目錄viii第一章緒論1.1相關研究發展11.2研究動機21.3論文架構4第二章電流式主動元件介紹2.1第二代電流傳輸器(CCII)62.2差動差分電流傳輸器(DDCC)82.3差動電壓電流傳輸器(DVCC)112.4運算轉導放大器(OTA)142.5反相第二代電流傳輸器(ICCII)162.6差動差分電流傳輸轉導放大器(DDCCTA)19第三章類比電流模式二階濾波器電路之設計3.1ICCII-based設計電流模式多功能濾波器文獻回顧233.2ICCII-based電流模式多功能二階濾波器設計25第四章類比電壓模式二階濾波器電路之設計4.1ICCII-based設計電壓模式多功能濾波器文獻回顧344.2DVCC-based設計電壓模式多功能濾波器文獻回顧354.3DDCCTA-based設計電壓模式多功能濾波器文獻回顧374.4ICCII-based電壓模式多功能二階濾波器設計394.5DVCC-based電壓模式多功能二階濾波器設計494.6DDCCTA-based電壓模式多功能二階濾波器設計56第五章結論與未來展望5.1結論645.2未來展望65參考文獻66表目錄表1DVCC內部CMOS架構之長寬比13表2ICCII內部CMOS架構之長寬比18表3DDCCTA內部CMOS架構之長寬比21表4電流模式濾波器之電路功能比較31表5電壓模式濾波器之電路功能比較63圖目錄圖2-1CCII之元件符號6圖2-2雙輸出端CCII之內部CMOS架構7圖2-3DDCC之元件符號8圖2-4DDCC正型之內部CMOS架構9圖2-5DDCC負型之內部CMOS架構10圖2-6本文使用之DDCC內部CMOS架構10圖2-7DVCC之元件符號11圖2-8DVCC之內部CMOS架構12圖2-9本文使用之DVCC內部CMOS架構13圖2-10OTA之元件符號14圖2-11OTA之內部CMOS架構15圖2-12本文使用之TA內部CMOS架構15圖2-13ICCII之元件符號16圖2-14ICCII之第一個提出的內部CMOS架構17圖2-15ICCII之第二個提出的內部CMOS架構17圖2-16本論文使用之多輸出端ICCII之內部CMOS架構18圖2-17DDCCTA之元件符號19圖2-18DDCCTA之內部CMOS架構20圖2-19本論文使用之DDCCTA之內部CMOS架構21圖3-1以ICCII設計之二階濾波器23圖3-2以ICCII為主動元件設計之二階濾波器之系統方塊圖25圖3-3以ICCII設計之二階濾波器26圖3-4帶拒濾波器信號Io1的振幅大小與相位29圖3-5帶通濾波器信號Io2的振幅大小與相位29圖3-6低通濾波器信號Io3的振幅大小與相位30圖3-7高通濾波器信號Io4的振幅大小與相位30圖3-8全通濾波器信號Io1的振幅大小與相位31圖4-1以ICCII設計之二階濾波器34圖4-2以DVCC設計之二階濾波器35圖4-3以DDCCTA設計之二階濾波器37圖4-4以ICCII為主動元件設計之二階濾波器之系統方塊圖39圖4-5以ICCII為主動元件設計之二階濾波器40圖4-6反相帶通濾波器信號Vo1的振幅大小與相位42圖4-7反相低通濾波器信號Vo2的振幅大小與相位43圖4-8反相高通濾波器信號Vo3的振幅大小與相位43圖4-9非反相高通濾波器信號Vo4的振幅大小與相位44圖4-10非反相帶通濾波器信號Vo5的振幅大小與相位44圖4-11非反相低通濾波器信號Vo6的振幅大小與相位45圖4-12三輸出ICCII架構圖46圖4-13雙輸出ICCII架構圖46圖4-14反相帶通濾波器信號Vo1的振幅大小47圖4-15反相低通濾波器信號Vo2的振幅大小47圖4-16反相高通濾波器信號Vo3的振幅大小48圖4-17反相帶通濾波信號Vo1與輸入信號之比較48圖4-18以DVCC為主動元件設計之二階濾波器之系統方塊圖49圖4-19以DVCC為主動元件設計之二階濾波器50圖4-20帶通濾波器信號Vo1的振幅大小與相位53圖4-21低通濾波器信號Vo2的振幅大小與相位53圖4-22帶拒濾波器信號Vo3的振幅大小與相位54圖4-23高通濾波器信號Vo4的振幅大小與相位54圖4-24全通濾波器信號Vo3的振幅大小與相位55圖4-25以DDCCTA為主動元件設計之二階濾波器之系統方塊圖56圖4-26以DDCCTA為主動元件設計之二階濾波器57圖4-27低通濾波器信號Vo1的振幅大小與相位60圖4-28帶通濾波器信號Vo2的振幅大小與相位60圖4-29帶拒濾波器信號Vo3的振幅大小與相位61圖4-30高通濾波器信號Vo4的振幅大小與相位61圖4-31全通濾波器信號Vo5的振幅大小與相位62 [1]B.Wilson,“Constantbandwidthvoltageamplificationusingcurrentconveyor,”Int.J.Electronics,vol.65,no.5,pp.983–988,Apr.1988.[2]K.C.SmithandA.S.Sedra,“Thecurrentconveyor–anewcircuitbuildingblock,”Proc.IEEE,vol.56,no.8,pp.1368–1369,Aug.1968.[3]A.S.SedraandK.C.Smith,“Asecond-generationcurrentconveyoranditsapplication,”IEEETrans.CircuitTheory,vol.17,no.1,pp.132–134,Feb.1970.[4]K.IkedaandY.Tomita,“Realizationofcurrent-modebiquadraticfilterusingCCIIswithcurrentfollowers,”Electr.Commun.Jpn.,vol.77,no.1,pp.99–107,Jan.1994.[5]W.Chiu,S.I.Liu,H.W.TsaoandJ.J.Chen,“CMOSdifferentialdifferencecurrentconveyorsandtheirapplications,”IEEProc.-CircuitsDevicesSyst.,vol.143,no.2,pp.91–96,Apr.1996.[6]H.O.ElwanandA.M.Soliman,“NovelCMOSdifferentialvoltagecurrentconveyoranditsapplications,”IEEEProc.CircuitsDevicesandSystems,vol.144,no.3,pp.195–200,Jun.1997.[7]M.BialkoandR.Newcomb,“GenerationofallfinitelinearcircuitsusingtheintegratedDVCCS,”IEEETrans.CircuitsSyst.I-Regul.Pap.,vol.18,no.6,pp.733–736,Nov.1971.[8]I.A.AwadandA.M.Soliman,“Invertingsecondgenerationcurrentconveyorsthemissingbuildingblocks,CMOSrealizationsandapplications,”Int.J.Electronics,vol.86,no.4,pp.413−432,Aug.1999.[9]N.PandeyandS.K.Paul,“DifferentialDifferenceCurrentConveyorTransconductanceAmplifier:ANewAnalogBuildingBlockforSignalProcessing,”J.Electron.Comp.Eng.,vol.2011,ArticleID361384,10pages.[10]A.TokerandS.Özoğuz,“IntegrableCurrent-ModeFilterRealisationusingDual-OutputCurrentConveyorsforLow-FrequencyOperation,”AEÜ-Int.J.Electron.Commun.Vol.55,no.2,pp.145−149,Mar.2001.[11]O.Çiçekoğlu,N.TarimandH.Kuntman,“WideDynamicRangeHighOutputImpedanceCurrent-modeMultifunctionFilterswithDual-outputCurrentConveyors,”AEÜ-Int.J.Electron.Commun.,vol.56,no.1,pp.55−60,Jan.2002.[12]O.Çİçekoğlu,“HighOutputImpedanceCurrent-ModeFour-FunctionFilterwithReducedNumberofActiveandPassiveElementsUsingtheDualOutputCurrentConveyor,”AnalogIntegr.CircuitsProcess.,vol.28,no.2,pp.201–204,Aug.2001.[13]A.Ü.KeskinandU.Cam,“Insensitivehigh-outputimpedanceminimumconfigurationSITO-typecurrent-modebiquadusingdual-outputcurrentconveyorsandgroundedpassivecomponents,”AEÜ-Int.J.Electron.Commun.,vol.61,no.5,pp.341–344,May.2007.[14]A.M.Soliman,“CurrentmodefiltersusingtwooutputinvertingCCII,”Int.J.Circ.Theor.Appl.,vol.36,no.7,pp.875–881,Oct.2008.[15]K.K.Abdalla,D.R.BhaskarandR.Senani,“Configurationforrealisingacurrent-modeuniversalfilteranddual-modequadraturesingleresistorcontrolledoscillator,”IETCircuitsDevicesSyst.,vol.6,no.3,pp.159–167,May.2012.[16]U.TorteanchaiandM.Kumngern,“Three-inputsingle-outputcurrent-modeuniversalfilterusingasingleFDCCIIandgroundedpassivecomponents,”InternationalSymposiumonIntelligentSignalProcessingandCommunicationSystems(ISPACS),pp.275–278,Dec.2014.[17]C.L.Lin,R.M.Weng,M.H.LeeandT.S.Kuo,“Anewcurrent-modeuniversalfilterusingCCIIandOTAs,”The1998IEEEAsia-PacificConferenceonCircuitsandSystems,pp.253–254,Nov.1998.[18]J.W.Horng,“Current-modeuniversalbiquadraticfilterwithfiveinputsandoneoutputusingthreeICCIIs,”IndianJournalofPure&AppliedPhysics.,vol.49,no.03,pp.214–217,Mar.2011.[19]J.W.Horng,C.L.Hou,•C.M.Chang,W.Y.ChiuandC.C.Liu,“Current-ModeUniversalBiquadraticFilterwithFiveInputsandTwoOutputsUsingTwoMulti-OutputCCIIs,”CircuitsSystSignalProcess.,vol.28,no.5,pp.781–792,Oct.2009.[20]C.M.ChangandM.J.Lee,“Voltage-ModeMultifunctionFilterwithSingleInputandThreeOutputsUsingTwoCompoundCurrentConveyors,”IEEETrans.CircuitsSyst.I-FundamentalTheoryAndApplications,vol.46,no.11,pp.1364–1365,Nov.1999.[21]E.Yuce,“Voltage-ModeMultifunctionFiltersEmployingaSingleDVCCandGroundedCapacitors,”IEEETrans.Instrum.Meas.,vol.58,no.7,pp.2216–2221,Jul.2009.[22]W.TangsriratandO.Channumsin,“High-InputImpedanceVoltage-ModeMultifunctionFilterUsingaSingleDDCCTAandGroundedPassiveElements,”Radioengineering,vol.20,no.4,pp.905–910,Dec.2011.[23]J.W.Horng,W.Y.ChiuandH.Y.Wei,“Voltage-modehighpass,bandpassandlowpassfiltersusingtwoDDCCs,”Int.J.Electronics,vol.91,no.8,pp.461–464,Aug.2004.[24]J.W.Horng,C.L.Hou,C.M.ChangandW.Y.Chung,“Voltage-ModeUniversalBiquadraticFilterswithOneInputandFiveOutputs,”AnalogIntegr.CircuitsProcess.,vol.47,no.1,pp.73–83,Apr.2006.[25]H.P.Chen,“Universalvoltage-modefilterusingonlyplus-typeDDCCs,”AnalogIntegr.CircuitsProcess.,vol.50,no.2,pp.137–139,Feb.2007.[26]A.M.Soliman,“VoltagemodeandcurrentmodeTowThomasbi-quadraticfiltersusinginvertingCCII,”Int.J.Circuit.Theory.Appl.,vol.35,no.4,pp.463–467,Jan.2007.[27]J.W.Horng,“Losslessinductancesimulationandvoltage-modeuniversalbiquadraticfilterwithoneinputandfiveoutputsusingDVCCs,”AnalogIntegr.CircuitsProcess.,vol.62,no.3,pp.407–413,Mar.2010.[28]S.Minaei,E.YuceandO.Cicekoglu,“ICCII-BasedVoltage-ModeFilterwithsingleinputandsixoutputsemployinggroundedcapacitors,”CircuitsSyst.SignalProcess.,vol.25,no.4,pp.559–566,Aug.2006.[29]S.MinaeiandE.Yuce,“NovelVoltage-ModeAll-PassFilterBasedonUsingDVCCs,”CircuitsSyst.SignalProcess.,vol.29,no.3,pp.391–402,Jun.2010.[30]W.TangsriratandO.Channumsin,“High-InputImpedanceVoltage-ModeMultifunctionFilterUsingaSingleDDCCTAandGroundedPassiveElements,”Radioengineering,vol.20,no.4,pp.905–910,Dec.2011.[31]O.Channumsin,T.PukkalanunandW.Tangsrirat,“Voltage-modeuniversalfilterwithoneinputandfiveoutputsusingDDCCTAsandall-groundedpassivecomponents,”Microelectron.J.,vol.43,no.8,pp.555–561,Aug.2012.[32]W.Tangsrirat,O.ChannumsinandT.Pukkalanun,“Resistorlessrealizationofelectronicallytunablevoltage-modeSIFO-typeuniversalfilter,”Microelectron.J.,vol.44,no.3,pp.210–215,Mar.2013.[33]O.ChannumsinandW.Tangsrirat,“Single-inputfour-outputvoltage-modeuniversalfilterusingsingleDDCCTA,”Microelectron.J.,vol.44,no.12,pp.1084–1091,Dec.2013.[34]S.MinaeiandE.Yuce,“All-GroundedPassiveElementsVoltage-ModeDVCC-BasedUniversalFilters,”CircuitsSyst.SignalProcess.,vol.29,no.2,pp.295–309,Apr.2010.[35]H.P.ChenandS.S.Shen,“AVersatileUniversalCapacitor-GroundedVoltage-ModeFilterUsingDVCCs,”ETRIJ.,vol.29,no.4,pp.470–476,Aug.2007.[36]H.P.Chen,K.W.HuangandT.Y.Liu,“Voltage-ModeUniversalFilterEmployingTwoPlus-TypeDDCCs,”InternationalJournalofInformationandElectronicsEngineering,vol.2,no.1,pp.44–49,Jan.2012.[37]C.M.Chang,“MultifunctionBiquadraticFiltersUsingCurrentConveyors,”IEEETrans.CircuitsSyst.II:AnalogAndDigitalSignalProcessing,Vol.44,no.11,pp.956–958,Nov.1997.[38]J.W.Horng,“HighInputImpedanceVoltage-ModeUniversalBiquadraticFilterwithThreeInputsUsingDDCCs,”CircuitsSyst.SignalProcess.,vol.27,no.4,pp.553–562,Aug.2008.[39]W.Y.ChiuandJ.W.Horng,“HighInputImpedanceVoltage-ModeUniversalBiquadraticFilterwithThreeInputsandSixOutputsUsingThreeDDCCs,”CircuitsSyst.SignalProcess.,vol.31,no.1,pp.19–30,Feb.2012.[40]J.W.Horng,T.Y.ChiuandZ.Y.Jhao,“TunableVersatileHighInputImpedanceVoltage-ModeUniversalBiquadraticFilterBasedonDDCCs,”Radioengineering,vol.21,no.4,pp.1260–1268,Dec.2012.[41]C.M.ChangandH.P.Chen,“Universalcapacitor-groundedvoltage-modefilterwiththreeinputsandasingleoutput,”Int.J.Electron.,vol.90,no.6,pp.401–406,Jun.2003.[42]O.OliaeiandJ.Porte,“Compoundcurrentconveyor(CCII+andCCII-),”Electron.Lett.,vol.33,no.4,pp.253–254,Feb.1997.[43]M.Kumngern,“ANewCMOSSecondGenerationCurrentConveyorwithVariableCurrentGain,”2012IEEEInternationalConferenceonCircuitsandSystems(ICCAS),pp.272–275,Oct.2012.[44]S.MinaeiandM.A.Ibrahim,“Amixed-modeKHN-biquadusingDVCCandgroundedpassiveelementssuitablefordirectcascading,”Int.J.CircuitTheoryAppl.,vol.37,no.7,pp.793–810,Sep.2009.[45]T.Tsukutani,Y.SumiandY.Fukui,“Novelcurrent-modebiquadfilterusingOTAsandDO-CCII,”Int.J.Electron.,vol.94,no.2,pp.99–105,Jan.2007.[46]A.Fabre,O.SaaidandH.Barthelemy,“Onthefrequencylimitationsofthecircuitsbasedonsecondgenerationcurrentconveyors,”AnalogIntegr.CircuitsProces.,vol.7,no.2,pp.113–129,Jul.1995.  電子全文  國圖紙本論文 推文 網路書籤 推薦 評分 引用網址 轉寄                                                                                                                                                                                                                    top 相關論文 相關期刊 熱門點閱論文 1. 類比電壓與電流式二階濾波器之研究 2. 以電流式主動元件設計類比濾波器   無相關期刊   1. 以電流式主動元件設計正交弦波振盪器 2. 以電流式主動元件設計類比濾波器 3. 主動式電感壓控振盪器及具有增益控制和干擾抑制之寬頻低雜訊放大器 4. 新型低電壓低功耗寬頻低雜訊放大器 5. 類比電壓與電流式二階濾波器之研究 6. 軌道列車旅客資訊系統之軟體開發與測試研究 7. 使用主動元件CFOA與DVCCTA實現電壓模式正交弦波振盪器 8. 以Android應用程式實現具大眾運輸系統都會區之一種旅程規劃機制 9. 基於運算轉導放大器實現電壓模式二階濾波器與振盪器 10. 以電壓差分轉導放大器設計之電子可調整三階正交振盪器與應用 11. 使用差動差分電流傳輸轉導運算放大器設計電壓模式萬用濾波器 12. 低靜態功耗之車用直流電源轉換器 13. 以微型電磁鐵於微流道中進行微粒分離 14. 使用於行動裝置的寬頻天線 15. 高效率有機發光二極體：倒置與正置型結構之研究     簡易查詢 | 進階查詢 | 熱門排行 | 我的研究室