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研究生:徐瑋澤
研究生(外文):Wei-Tsr Hsu
論文名稱:電流傳輸器所構成的高階阻抗模擬器
論文名稱(外文):Higher-Order Impedance Functions Using Current Conveyors
指導教授:洪君維洪君維引用關係
指導教授(外文):Jiun-Wei Horng
學位類別:碩士
校院名稱:中原大學
系所名稱:電子工程研究所
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:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:47
中文關鍵詞:主動濾波器阻抗電流傳輸器
外文關鍵詞:impedanceactive filtercurrent conveyor
相關次數:
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摘要

本論文提出了一個使用電流傳輸器所構成的高階串聯阻抗模擬器。所提出之電路只需要使用接地電容器和電阻器。從積體電路製造的觀點,接地電容器可以消去寄生電容效應,對於製程有很大的效益。以一個帶通濾波器來說明所提出電路的應用。
Abstract

The configuration for realizing higher-order series impedance functions using current conveyors is presented. The proposed circuit requires only grounded resistors and capacitors. As an example of its application, bandpass filter is given with simulation result.
目 錄
摘要 …………………………………………………………………… I
Abstract……………………………………………………………… II
誌謝…………………………………………………………………… III
目錄………………………………………………………………… IV
圖表目錄 …………………………………………………………… VI
第一章 緒論…………………………………………………………… 1
1-1 研究動機…………………………………………………… 1
1-2 論文編排…………………………………………………… 2
第二章 電流式主動元件之簡介……………………………………… 3
2-1 Nullor模型……………………………………………… 3
2-2 電流傳輸器(Current Conveyor:CC) ………………… 8
2-2.1 第一代電流傳輸器(CCI) ……………………… 9
2-2.2 第二代電流傳輸器(CCII) ……………………… 11
2-2.3 電流回授放大器(CFA) ………………………… 17
2-2.4 完全差動第二代電流傳輸器(FDCCII) …………20
第三章 電流傳輸器所構成的高階阻抗模擬器………………………22
3-1 簡介…………………………………………………………22
3-2敏感度(Sensitivity) …………………………………… 23
3-3 阻抗模擬器 ……………………………………………… 24
3-4 本文所提出的阻抗模擬器…………………………………28
3-5 以阻抗模擬器設計帶通濾波器………………………… 31
3-6 CCII與CCIII之非理想特性……………………………… 32
3-7模擬結果…………………………………………………… 34
第四章 結論與展望……………………………………………………36
參考資料……………………………………………………………… 37
圖表目錄
圖2-1.1 Nullor 模型 …………………………………………………3
圖2-1.2 Nullator 模型…………………………………………………4
圖2-1.3 Norator 模型…………………………………………………5
圖2-1.4 正型之Norator……………………………………………… 5
圖2-1.5 負型之Norator……………………………………………… 5
圖2-2.1 電流傳輸器之元件符號 …………………………………… 8
圖2-2.2 CCI之元件符號…………………………………………… 10
圖2-2.3 CCI之內部電路…………………………………………… 10
圖2-2.4 Nullor 等效模型……………………………………………11
圖2-2.5 CCII之元件符號……………………………………………12
圖2-2.6 用BJT元件設計之CCII+電路圖………………………… 12
圖2-2.7 用BJT元件設計之CCII-電路圖……………………………13
圖2-2.8 用CMOS元件設計之CCII+電路圖………………………13
圖2-2.9 用CMOS元件設計之CCII-電路圖……………………… 14
圖2-2.10 CCII之Nullor等效模型……………………………………14
圖2-2.11 CCII之簡單應用……………………………………………15
圖2-2.12 MO-CCII之電路符號………………………………………17
圖2-2.13 CFA之元件符號……………………………………………17
圖2-2.14 CFA之Nullor等效模型……………………………………17
圖2-2.15 CCII+串接電壓隨耦器等效成CFA…………………………18
圖2-2.16 AD844內部電路…………………………………………… 19
圖2-2.17 AD844的內部等效模型…………………………………… 19
圖2-2.18 以CCII+表示的AD844內部等效電路圖…………………20
圖2-2.19 FDCCII的元件符號…………………………………………21
圖2-2.20 CMOS元件合成的FDCCII之電路…………………………21
圖3-3.1 Higashimura和Fukui 提出之高階串聯阻抗模擬器…… 24
圖3-3.2 Weng提出之高階串聯阻抗模擬器……………………… 25
圖3-3.3 Liu和Yang提出之高階串聯阻抗模擬器………………… 26
圖3-4.2 用CMOS元件設計之CCII電路圖……………………… 28
圖3-4.3 CCIII的電路符號………………………………………… 29
圖3-4.4 本文提出之阻抗模擬器電路………………………………29
圖3-4.5 本文提出之高階串聯阻抗模擬器…………………………30
圖3-5.1 以阻抗模擬器設計之帶通濾波器…………………………31
圖3-7.1 模擬結果Bandpass…………………………………………35
表3.1 TSMC 0.35um NMOS 製程參數…………………………… 35
表3.2 TSMC 0.35um PMOS 製程參數…………………………… 35
表3.3 圖3-4.2中MOS的長寬比……………………………………35
參 考 資 料
[1] H. J. Carlin, “Singular network elements”, IEEE Transactions on Circuits Theory, Vol. 11, No. 1, pp. 67-72, 1964.

[2] L.T.Bruton, RC active circuits: theory and design, Englewood Cliffs, N.J. : Prentice-Hall,1980.

[3] B. Wilson, “Recent developments in current conveyors and current-mode circuits”, Circuits, Devices and Systems, IEE Proceedings G, Vol. 137, No. 2, pp. 63-77,1990.

[4] K. C. Smith and A. Sedra, “The current conveyor-a new circuit building block”, Proceedings of the IEEE, Vol. 56, pp.1368-1369,
1968.

[5] K. C. Smith and A. Sedra, “A second-generation current conveyor and it’s applications”, IEEE Transactions on Circuit Theory, Vol. 17, pp. 132-134, 1970.

[6] A.M. Soliman, “Inductorless realization of an all-pass transfer function using the current Conveyor”, IEEE Transactions on Circuit Theory, Vol. CT-20, pp. 80-81, 1973.

[7]A. Fabre, and M. Alami, “A versatile translinear cell library to implement high performance analog ASICs,” IEEE Euroasi’90 Conf., pp. 89-94, 1990.

[8] A. S. Sedra and K. C. Smith, Microelectronic circuits 4rd ed, Florida: Holt, Rinehart and Winston, 1991.

[9] M. Higashimura and Y. Fukui, “Novel method for realizing higher-order immittance function using current conveyors.” IEEE ISCAS, pp. 2677-2680, 1988.

[10] R.M. Weng, J.R. Lai, and M.H. Lee, “Realization of nth-order series impedance function using only (n-1) current-feedback amplifiers.” International Journal of Electronics, vol. 87, no. 1, pp. 63-69, 2000.

[11] S.I. Liu and C.Y. Yang, “Higher-order immittance function synthesis using CCIIIs.” Electronics Letters, 32, no. 25, pp. 2295-2296, 1996.

[12] M.T. Abuelma’atti, A.A. Al-ghumaiz, and M.H. Khan, “Novel CCII- based single-element controlled oscillators employing grounded resistors and capacitors.” International Journal of Electronics, 78, no. 6, pp. 1107-1112, 1995.

[13] M. Bhusan and R.W. Newcomb, “Grounding of capacitors in integrated circuits.” Electronic Letters, vol. 3, no. 4, pp. 148-149, 1967.

[14] S.S. Gupta and R. Senani, “Realisation of current-mode SRCOs using all grounded passive elements.” Frequenz, vol. 57, no. 1-2, pp. 26-37, 2003.

[15] A. Fabre, “Third-generation current conveyor: a new helpful active element.” Electronics Letters, vol. 31, no. 5, pp. 338-339, 1995.

[16] W. Surakampontorn, V. Riewruja, K. Kumwachara, and K. Dejhan, “Accurate CMOS-based current conveyors.” IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol. 40, no. 4, pp. 699–702, 1991.

[17] Omar Saaid and Herve Barthelemy, “On the Frequency Limitations of the Circuits Based on Second Generation Current Conveyors,” Analog Integrated Circuits and Signal Processing, 7, 113-129 (1995).
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