Σχεδίαση Ολοκληρωμένου Rc Φίλτρου 90nm Με Ενισχυτή Χαμηλής Κατανάλωσης Και Αυτόματη Ρύθμιση Του Συντελεστή Ποιότητας

Abstract

Σκοπός αυτής της εργασίας είναι η σχεδίαση ενός αναλογικού ενεργού RC φίλτρου στην τεχνολογία των 90nm, χρησιμοποιώντας τελεστικό ενισχυτή χαμηλής κατανάλωσης και μικρού εύρους ζώνης, και παράλληλα η μελέτη ενός συστήματος που θα αντισταθμίζει αυτόματα τις συνέπειες του προκαλεί αυτός ο ενισχυτής και ρυθμίζει αυτόματα την τιμή του συντελεστή ποιότητας του φίλτρου.Στο Κεφάλαιο 1 κάνουμε μια αναφορά στη γενική θεωρία φίλτρων και περιγράφονται τα διάφορα είδη φίλτρων, οι μέθοδοι προσέγγισης της συνάρτησης μεταφοράς καθώς και παραδείγματα των ευρέων εφαρμογών των ηλεκτρονικών φίλτρων στην σύγχρονη τεχνολογία.Στο Κεφάλαιο 2 αναπτύσσουμε το θεωρητικό υπόβαθρο. Μελετάμε τις επιπτώσεις που έχει η μη ιδανικότητα του τελεστικού ενισχυτή στην συνάρτηση μεταφοράς ενός απλού φίλτρου και παρουσιάζουμε τρόπους αντιστάθμισης αυτών των φαινομένων. Με βάση τα αποτελέσματα διαλέγουμε την τοπολογία του φίλτρου που ταιριάζει καλύτερα στο σύστημα μας και με μοντέλα τελεστικών ενισχυτών προσομοιώνουμε την συμπεριφορά του. Τέλος παρουσιάζονται οι δύο βασικοί αλγόριθμοι για την αυτοματοποίηση της διαδικασίας αντιστάθμισης.Στο τρίτο Κεφάλαιο παρουσιάζουμε την σχεδίαση του τελεστικού ενισχυτή. Παρουσιάζεται η τοπολογία του και αναλύονται τα χαρακτηριστικά της, δικαιολογούνται οι βασικές επιλογές της σχεδίασης και παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων και όλα τα απαραίτητα γραφήματα.Τέλος στο τέταρτο και τελευταίο κατασκευάζουμε το φίλτρο χρησιμοποιώντας τον ενισχυτή που σχεδιάσαμε και μελετάμε την συμπεριφορά του. Σχεδιάζουμε τον ταλαντωτή που είναι το βασικό δομικό στοιχείο του συστήματος αυτόματης ρύθμισης και με βάση τα αποτελέσματα παρουσιάζουμε την τελική συμπεριφορά του αντισταθμισμένου φίλτρου.