臺灣博碩士論文加值系統

　　本論文主要使用單一個第二代電流傳輸器設計萬用主動電流式濾波器電路類比濾波器是以簡化電路和精準的輸出信號為設計考量，故本研究以此為目標而提出的設計方法，先將二階萬用濾波器的轉移函數以矩陣模式表示，並使用主動元件特性完成矩陣關係式。
　　電路中的主動元件使用特別的電流式主動元件:第二代電流傳輸器(Second-generation Current Conveyor，簡稱CCII)，在電路設計的過程中總共使用了一個主動元件、兩個串接電容與三個串接電阻、一個接地電容與兩個接地電阻，已完成最簡電路。
　　本論文設計之電路將以1MHz為操作頻率，使用HSPICE及TSMC-0.35um製程參數進行9種不同的模擬，測量頻率響應、功率損耗、蒙地卡羅、敏感度、穩定度、線性與動態範圍、交互調變頻率，觀察模擬結果與理論驗證。最後，將本論文設計出的電路，利用論文內的數據資料，將其下線成實體之電路並在未來應用在實務之上。

　　In this thesis, using the second-generation current conveyor current formula to achieve universal active filter circuit. Analog filter circuit is simplified and accurate output signal design considerations, so the research objectives in this design method is proposed, the transfer function of the first second-order universal filter matrix model representation, and using an active element characteristics completion matrix relationship.
　　Active circuit element using a special current type active element: a second-generation current conveyor (Second-generation Current Conveyor, referred CCII), the circuit design process uses a total of active components, two capacitors connected in series and Three a series resistor, a capacitor to ground and two ground resistance, has completed the most simple circuit.
　　In this paper, the design of the circuit will be 1MHz operating frequency, use HSPICE and TSMC 0.35um process parameters 9 different analog measuring frequency response, power loss, Monte Carlo, sensitivity, stability, linearity and dynamic range, interactive modulation frequency, observe the simulation results and theoretical verification. Finally, this paper design a circuit using the data within the paper, which was offline circuit entities and future applications in the above practices.

目錄
摘要 I
Abstract II
致謝 III
目錄 IV
圖目錄 VII
表目錄 XII
第一章　緒論 1
1-1　研究動機 1
1-2　論文編排 2
第二章　濾波電路文獻回顧 3
2-1　二階濾波電路文獻回顧 3
2-2　結論 9
第三章　電流式主動元件基本特性介紹 10
3-1　Norator 與 Nullor 介紹 10
3-1.1　Norator Model 正負型 10
3-1.2　Nullor Model等效模型 11
3-2　電流傳輸器(CC)基本特性 13
3-2.1　第一代電流傳輸器(First-generation Current Conveyor; CCI) 13
3-2.2　第二代電流傳輸器(Second-generation Current Conveyor;CCII) 15
3-2.3　第三代電流傳輸器(CCIII) 18
3-3　結論 20
第四章　以單一個第二代電流傳輸器為主動元件設計電流式萬用二階濾波電路 21
4-1　濾波器介紹 21
4-2　電路分析法 23
4-3 電路設計與實現 26
4-4　結論 36
第五章　電流式二階濾波電路模擬 37
5-1　電路元件值計算 37
5-1.1　正規化與逆正規化(Normalization &; Denormalization) 38
5-1.2 計算元件值步驟 42
5-2　頻率響應(Frequency Response)與功率損耗(Power Dissipation) 47
5-3　蒙地卡羅方法(Monte Carlo Method)模擬 53
5-4　雜訊(Noise)之模擬 62
5-5　穩定度(Stability) 66
5-6　敏感度(Sensitivity)模擬 70
5-7　動態範圍(Dynamic Range)及線性範圍(Linear Range) 78
5-7.1　動態範圍(Dynamic Range) 78
5-7.2　線性範圍(Linear Range) 85
5-8　交互調變頻譜(Spectrum of Intermodulation) 89
5-9　結論 93
第六章　未來發展及研究方向 94
參考文獻 96

圖目錄
圖2-1.a　Component blocks (dashed lines) and elements used to realize second-order complex-pole network 17
圖2-1.b　Proposed current processing implementation with a unity gain CCI+ 18
圖2-1.c　General configuration for current-mode single-CCII-biquad with high output impedance 19
圖2-1.d　Universal active filter network 20
圖2-1.e　低通濾波器 21
圖2-1.f　高通濾波器 21
圖2-1.g　帶通濾波器 22
圖3-2.a　Norator模型 24
圖3-2.b　正型Norator 24
圖3-1.d　Nullor 等效模型 25
圖3-2.a　CCI之元件符號 27
圖3-2.b　CCI之Nullor元件符號 27
圖3-2.c　CCII 之元件符號 28
圖3-2.d　CCII 之Nullator模型 29
圖3-2.e　CCII 之簡化Nullator模型 29
圖3-2.f　CCII+- 之內部電路 29
圖3-2.g　CCII+ 之內部電路 30
圖2-2.h　CCII- 之內部電路 30
圖3-2.i　CCIII之元件符號 32
圖3-2.j　以雙輸出端CCII實現CCIII 32
圖3-2.k　以雙輸出端CCII實現CCIII 32
圖4-1　各種濾波器之響應 35
圖4-2.a　Nodal Analysis示意圖 36
圖4-2.b　Nodal Analysis中間點接地 37
圖4-2.c　Loop Analysis示意圖 38
圖4-2.d　Loop Analysis一點接地 38
圖4-3.a　本論文初步設計之萬用二階電流式濾波電路架構 40
圖4-3.b　本論文初步設計之萬用二階電流式濾波電路(被動元件) 43
圖4-3.c　本論文再設計之萬用二階電流式濾波電路架構 44
圖4-3.d　本論文設計之萬用二階電流式濾波電路(被動元件表示) 45
圖4-3.e　本論文設計之萬用二階電流式濾波電路對應(G2=0) (被動元件表示) 47
圖5 1.a　一階低通濾波電路 51
圖5 1.b　一階低通濾波電路頻率響應 52
圖5 1.c　逆正規化示意圖 54
圖5-2.a　頻率響應圖 60
圖5-2.b　二階帶通濾波於1MHz頻率響應圖 61
圖5-2.c　二階高通濾波於1MHz頻率響應圖 62
圖5-2.d　電流式二階低通濾波器於1MHz頻率響應圖 63
圖5-2.e　電流式二階全通濾波器於1MHz頻率響應圖 64
圖5-2.f　電流式二階帶拒濾波器於1MHz頻率響應圖 65
圖5-3.a　帶通濾波器之Monte Carlo頻率響應 67
圖5-3.b　帶通濾波器Monte Carlo之頻率分佈 67
圖5-3.c　帶通濾波器Monte Carlo之峰值分佈 68
圖5-3.d　高通濾波器之Monte Carlo頻率響應 69
圖5-3.e　高通濾波器Monte Carlo之頻率分佈 69
圖5-3.f　低通濾波器之Monte Carlo頻率響應 70
圖5-3.g　低通濾波器Monte Carlo之頻率分佈 71
圖5-3.h　全通濾波器之Monte Carlo頻率響應 72
圖5-3.i　全通濾波器Monte Carlo之頻率分佈 72
圖5-3.k　帶拒濾波器之Monte Carlo頻率響應 73
圖5-3.L　帶拒濾波器Monte Carlo之頻率分佈 74
圖5-3.m　帶拒濾波器Monte Carlo之峰值分佈 74
圖5-4.a　帶通(High-Pass)濾波器之雜訊 75
圖5-4.b　高通(High-Pass)濾波器之雜訊 76
圖5-4.c　低通(Low-Pass)濾波器之雜訊 76
圖5-4.d　全通(All-Pass)濾波器之雜訊 77
圖5-4.e　帶拒(Notch)濾波器之雜訊 77
圖5-5.a　極點位置與穩定度之關係 79
圖5-5.b　二階帶通濾波器穩定度之模擬結果 80
圖5-5.c　二階高通濾波器穩定度之模擬結果 80
圖5-5.d　二階低通濾波器穩定度之模擬結果 81
圖5-5.e　二階全通濾波器穩定度之模擬結果 81
圖5-5.f　二階帶拒濾波器穩定度之模擬結果 82
圖5-6.a　帶通濾波器之

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