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http://inaoe.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1009/582| CAD tool for amplifier design on negative-feedback nullor based ampliers | |
| ROBERTO CASTAÑEDA SHEISSA | |
| LIBRADO ARTURO SARMIENTO REYES | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución-NoComercial-SinDerivadas | |
| Computer aided engineering Amplifiers Analogue circuits | |
| Traditional circuit design has as starting point a similar already proved design that could
accomplish the desired specs. Once the circuit is selected, modifications are performed within
it in order to provide the required performance. Unfortunately, this way to perform circuit
design has several drawbacks, among them there are two such as:
• The time needed to perform the adaptation of the circuit is too high.
• Given the case that there is no circuit that could be adapted, it is necessary to invest
valuable time and resources to create a new one.
This thesis presents the design and development of an automated tool aimed at the
design of negative feedback amplifiers based on the Structured Circuit Design theory. The
main idea of this methodology is to establish an ideal solution first and from this starting
point, perform the required modifications to find the particular solution of the problem. The
base element of this methodology is the nullor, which is an ideal two-port element with these
important characteristics:
• The voltage and current at the input port always are zero.
• At the output port, the voltage and current values will always accomplish the load
requirements.
This methodology allows to create amplifiers with one or two feedback loops and the
topologies that can be implemented are: voltage amplifier, transconductance amplifier, transimpedance
amplifier and current amplifier.
To reach the implementation of the amplifier is necessary, at first instance, to perform
the nullor synthesis. The synthesis is performed by means of active devices since they are
the only ones capable to emulate the nullor characteristics. Nevertheless, the active devices
have some limitations like: noise generation, limited operational frequency or a narrow bias
range. The active devices in this work have been modelled using their small signal models,
this way is possible to depict any active device using just capacitors, resistors and controlled
sources. Using the small signal models are valid through the design process because the main
goal is to obtain a Butterworth like output, accomplish certain noise level and the output
signal are kept within certain voltage or current level. Therefore, the main focus of this work
lies in the AC domain while the DC bias values will be taken into account just in certain
design aspects.
El diseño tradicional de circuitos utiliza como punto de partida un circuito con características similares a las que se desea cumplir. Una vez seleccionado el circuito, se modifica de tal manera que cumpla las condiciones de operación para el nuevo diseño. Desafortunadamente esta manera de diseñar circuitos electrónicos tiene varios inconvenientes, los dos mas importantes son: • El tiempo que se invierte en adaptar el circuito a las nuevas condiciones de operación es muy alto. • En caso de que no exista un diseño que se pueda adaptar, es necesario invertir tiempo y recursos para crear uno nuevo. Este trabajo de tesis presenta el desarrollo e implementación de una herramienta para automatizar el proceso de diseño de amplificadores con retroalimentación negativa basado en la teoría de Diseño Estructurado de Circuitos. El fundamento principal de esta teoría es establecer una solución ideal y, a partir de esta, se procede a realizar las modificaciones necesarias para poder llegar a la solución particular del problema. El elemento base que utiliza esta metodología es el nullor, el cual es un elemento ideal de dos puertos con las siguientes características principales: • En el puerto de entrada el voltaje y la corriente tienen valor de cero. • El puerto de salida tiene valores de voltaje y corriente que siempre cumplen los requerimientos de la carga. En este trabajo, los amplificadores a realizar serán aquellos con con uno y dos lazos de retroalimentación. Las topologías que se pueden implementar son: amplificador de voltaje, amplificador de transconductancia, amplificador de transimpedancia y amplificador de corriente. Debido a que el nullor es un elemento ideal, es necesario realizar la síntesis de este dispositivo utilizando elementos “reales” tales como resistencias, capacitores, transistores, etc. La síntesis se lleva a cabo por medio de dispositivos activos, ya que son los únicos que pueden, hasta cierto punto, recrear las características de amplificación que posee el nullor. Sin embargo, los dispositivos activos tienen ciertas limitantes como lo son: generación de ruido, frecuencia de operación limitada o un rango estrecho de valores de alimentación. Los dispositivos activos en este trabajo se han modelado utilizando sus modelos de pequeña señal, es decir, el dispositivo activo se representa utilizando elementos capacitivos, resistivos y fuentes controladas. | |
| Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica | |
| 2007-11 | |
| Tesis de doctorado | |
| Inglés | |
| Estudiantes Investigadores Público en general | |
| Castañeda-Sheissa R | |
| DISEÑO DE CIRCUITOS | |
| Versión aceptada | |
| acceptedVersion - Versión aceptada | |
| Aparece en las colecciones: | Doctorado en Electrónica |
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