ELE512 øleri Analog Tümdevre Tasarımı 2007-2008 Bahar Yarıyılı ÖDEV 3 (19 Mart 2008, Süre 3 haftadır) Akım modlu DO-OTA-C süzgeci yapıları kullanılarak akort frekansı f = 3.5MHz olan 4. dereceden Butterworth tipi bir alçak geçiren süzgeç tasarlanacaktır. Süzgecin geçiú iúlevi genel durumda úeklindedir. 4. dereceden Butterworth tipi süzgeç için payda normalize olarak D(s) = (s2 + 0,765s +1). (s2 + 1,848s +1) biçimindedir. Buna göre, ilk hücrenin de÷er katsayısı QP1 = 1.307, ikinci hücrenin de÷er katsayısı da QP2 = 0.541 de÷erinde olmaktadır. Süzgeç geçirme bandında birim kazanç sa÷layacaktır. I- OTA Tasarımı a- Süzgecin gerçekleútirilmesinde kullanılmak üzere 0.35Pm CMOS teknolojisi ile bir DO-OTA yapısı tasarlayınız. (OTA'ların kutuplama akımlarının Iss d 100PA bölgesinde, e÷imlerinin de gm d 150PA/V bölgesinde seçilmesi önerilir. Devreyi tasarlayarak tranzistorların boyutlarını belirleyiniz.) Yukarıda belirtilen çalıúma bölgesi içinde - E÷imin band geniúli÷inin f3dB > 75 MHz, - Giriú iúaretinin lineer de÷iúim aralı÷ının -1V d VIN d 1V - Çıkıú iúaretinin lineer de÷iúim aralı÷ının -1V d VIN d 1V - Çıkıú direncinin RO+, RO- > 100 M: B olması beklenmektedir. SPICE benzetim programı yardımıyla devrenin b- DC akım geçiú karakteristi÷ini çıkartınız; (I SS kutuplama akımı parametre olarak alınacaktır), c- DC gerilim geçiú karakteristi÷ini çıkartınız; (ISS kutuplama akımı parametre olarak alınacaktır), d- gm1 ve gm2 geçiú iletkenliklerinin ISS kutuplama akımı ile de÷iúimlerini (gm1= gm1 (ISS), gm2 = gm2(ISS), kutuplama akımı ba÷ımsız de÷iúken olarak alınacaktır), e- gm1 ve gm2 geçiú iletkenliklerinin frekansla de÷iúimini (ISS kutuplama akımı parametre olarak alınacaktır), f- ZO+ ve ZO- çıkıú empedanslarının frekansla de÷iúimini (ISS kutuplama akımı parametre olarak alınacaktır), her kutuplama akımı için çıkıú direncini ve çıkıú kapasitesini belirleyiniz, Elde etti÷iniz sonuçları yorumlayınız, OTA tasarımında öngördü÷ünüz hedeflere ulaúıp ulaúamadı÷ınızı araútırınız. II- Süzgeç tasarımı a- Aktif süzgeç devresini oluúturunuz. Devre elemanlarını ve OTA'ların kutuplama akımlarını belirleyiniz. SPICE benzetim programı yardımıyla b- Süzgecin frekans yanıtını çıkartınız, frekans yanıtını ideal elemanlarla kurulan süzgeç karakteristi÷i ile aynı eksen takımına çiziniz. (Her bir katı ayrı ayrı çalıútırmanız ve daha sonra artarda ba÷lamanız önerilir.) c- Süzgecin büyük iúaret yanıtını inceleyiniz. (Bunun için çıkıúı çok küçük bir dirençle referansa ba÷layınız, akort frekansında uygulanan bir giriú iúaretini belirli adımlarla arttırarak çıkıútaki THD(%) toplam harmonik distorsiyonunun giriú iúareti seviyesine ba÷lı de÷iúimini belirleyiniz, Daha sonra giriú iúaretini düúük distorsiyonlu bir seviyede tutarak yük direncini de÷iútiriniz, VO çıkıú geriliminin ve THD(%) toplam harmonik distorsiyonunun yük direncine ba÷lı de÷iúimini bulunuz). d- Elde etti÷iniz sonuçları ayrıntılı bir úekilde irdeleyiniz.