CCCII Kullanarak Akım Modlu Kesirli Dereceli Basamak Süzgeç Tasarımı

Yıl 2023, Cilt: 8 Sayı: 1, 54 - 67, 28.04.2023

Betül Öncel , Ali Kırçay

https://doi.org/10.46578/humder.1240123

Öz

Bu çalışmada, iki adet ikinci nesil akım kontrollü akım taşıyıcı (CCCII) kullanılarak kesirli dereceli akım modlu alçak geçiren ve yüksek geçiren basamak süzgeç tasarımı yapıldı. Bu tasarım için iki adet CCCII, dört adet direnç, bir adet topraklanmış kapasitör kullanıldı. Sunulan basamak süzgeç devresinin kesir derecesi için 𝛼 = 0.7, 0.8 ve 0.9 olarak belirlendi. Tasarlanan kesirli-dereceli basamak süzgeç devresi için kesirli dereceli kapasitör elemanı kullanıldı. Kesirli kapasitörü Foster-I 𝑅C devresi ile elde edildi. Akım kontrollü akım taşıyıcısının (CCCII) iç yapısı için Bipolar Junction Transistors (BJT) kullanıldı. Tasarlanan süzgeç devreleri PSpice programı kullanılarak, kesim frekansı 10kHz olarak benzetimleri yapıldı. Tasarlanan devrelerin teorik sonuçları benzetim sonuçları ile doğrulandı. Bu benzetim sonuçlarından, gerçekleştirilen süzgeçlerin akustik bant uygulamaları için uygun olduğu görüldü.

Anahtar Kelimeler

Kesirli Dereceli Yüksek Geçiren Süzgeç, Bipolar Bağlantı Transistörleri, Kontrollü Akım Taşıyıcı, Foster-I RC Devresi, Akım Modlu Devreler, Akım Modlu Devreler, Foster-I RC Devresi

Teşekkür

Makale konusunun seçiminde, hazırlanmasında ve uygulanmasında yardımını esirgemeyen danışmanım sayın Prof. Dr. Ali KIRÇAY’ a, bilgisi ve deneyimleriyle bana yol gösteren Öğr. Gör. Fadile ŞEN’ e ve bu konudaki bilgisini benimle paylaşan doktora öğrencisi Elif Songül ÇALIŞKAN’ a teşekkür ederim.

Kaynakça

• S. Nemat-Nasser, ve Y. Wu, Farklı omurga iyonomerlerine ve çeşitli katyon formlarına sahip iyonik polimer-metal kompozitlerinin karşılaştırmalı deneysel çalışması. Journal of Applied Physics , 93 (9), (2003) 5255-5267.
• I. Podlubny, Kesirli dereceli sistemler ve PI/sup/spl lambda//D/sup/spl mu//-denetleyiciler. Otomatik kontrol üzerine IEEE İşlemleri, 44 (1), (1999) 208-214.
• I. Podlubny, I. Petráš, B. M. Vinagre, P. O'leary & Ľ. Dorčák, Analogue realizations of fractional-order controllers. Nonlinear dynamics, 29(1), (2002) 281-296.
• K. Biswas, S. Sen & P. K. Dutta, A constant phase element sensor for monitoring microbial growth. Sensors and Actuators B: Chemical, 119(1), (2006) 186-191.
• C. M. Ionescu & R. De Keyser, Relations between fractional-order model parameters and lung pathology in chronic obstructive pulmonary disease. IEEE Transactions on Biomedical Engineering, 56(4), (2008) 978-987.
• A. S. Elwakil, Fractional-order circuits and systems: An emerging interdisciplinary research area. IEEE Circuits and Systems Magazine, 10(4), (2010) 40-50.
• A. G. Radwan, A. Shamim, ve K. N. Salama, Kesirli dereceli elemanlar teorisi tabanlı empedans eşleştirme ağları. IEEE Mikrodalga ve Kablosuz Bileşenler Mektupları , 21 (3), (2011) 120-122.
• T. C. Haba, G. Ablart, & T. Camps, Fraktal bir fotolitografik yapının frekans tepkisi. Dielektrikler ve elektrik yalıtımı hakkında IEEE işlemleri , 4 (3), (1997) 321-326.
• R. Caponetto, S. Graziani, F. Pappalardo, ve M. G. Xibilia, Kesirli dereceli sistem olarak modellenen IPMC aktüatörün parametrik kontrolü. Advances in Science and Technology (Cilt 79, s. 63-68). Trans Tech Yayınları Ltd., 2013.
• R. Chen ve Y. Wang, Kesirli spektrumun dördüncü dereceden orijin momentine dayalı olarak çok bileşenli LFM sinyallerinin hızlı tespiti için eşik ayarı çalışması. Devreler, Sistemler ve Sinyal İşleme, 32 (1), (2013) 255-271.
• A. M. AbdelAty, A. G. Radwan, A. S. Elwakil, ve C. Psychalinos, Farklı yükler altında kesirli mertebeli bir dinamik PV modelinin geçici ve sabit durum yanıtı. Devreler, Sistemler ve Bilgisayarlar Dergisi , 27 (02), (2018) 1850023.
• T. J. Freeborn, B. Maundy & A. S. Elwakil, Field programmable analogue array implementation of fractional step filters. IET circuits, devices & systems, 4(6), (2010) 514-524.
• B. Maundy, A. S. Elwakil & T. J. Freeborn, On the practical realization of higher-order filters with fractional stepping. Signal Processing, 91(3), (2011) 484-491.
• A. G. Radwan, A. S. Elwakil & A. M. Soliman, Fractional-order sinusoidal oscillators: design procedure and practical examples. IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers, 55(7), (2008) 2051-2063. T. Comedang & P. Intani, A±0.2 V, 0.12 μW Ccta using vtmos and an application fractional-order universal filter. Journal of Circuits, Systems and Computers, 23(09), (2014) 1450126. M. SUGI, Y. HIRANO, Y. F. MIURA & K. SAITO, Simulation of fractal immittance by analog circuits: an approach to the optimized circuits. IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences, 82(8), (1999) 1627-1635.
• C. C. Tseng, FIR ve IIR kesirli dereceden Simpson dijital entegratörlerinin tasarımı. Sinyal İşleme, 87 (5), (2007) 1045-1057.
• K. C. Smith ve A. Sedra, Mevcut konveyör—Yeni bir devre yapı taşı. IEEE Tutanakları, 56 (8), (1968) 1368-1369. F. Sen, & A. Kircay, MO-CCCII Based Current-Mode Fractional-Order Universal Filter. Journal of Circuits, Systems and Computers, 30(08), (2021) 2150132.
• E. Yüce, A. Kırçay ve S. Tokat, CCCII'leri kullanan evrensel dirençsiz akım modu filtreleri. Uluslararası Devre Teorisi ve Uygulamaları Dergisi , 36 (5-6), (2008) 739-755. M. S. Keserlioglu, A. Kircay, Design of current-mode square-root-mode shelving filter using state-space synthesis method. 4th International Zeugma Conference on Scientific Researches. Iksad Publications, 2020.