VSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSIT OF TECHNOLOG FAKULTA ELEKTROTECHNIK A KOMUNIKACNÍCH TECHNOLOGIÍ ÚSTAV TELEKOMUNIKACÍ FACULT OF ELECTRICAL ENGINEERING AND COMMUNICATION DEPARTMENT OF TELECOMMUNICATIONS KMITOČTOVÉ FILTR S NAPĚŤOVÝMI KONVEJOR FREQUENC FILTERS USING VOLTAGE CONVEORS BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BACHELOR S THESIS AUTOR PRÁCE AUTHOR VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR PAVEL DOHNAL ING. MARTIN MINARČÍK BRNO 8
VSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ Fkult elektrotehniky komunikčníh tehnologií Ústv telekomunikí Bklářská práe klářský studijní oor Teleinformtik Student: Dohnl Pvel ID: 8 Ročník: 3 Akdemiký rok: /8 NÁZEV TÉMATU: Kmitočtové filtry s npěťovými konvejory POKN PRO VPRACOVÁNÍ: Seznmte se s různými typy npěťovýh konvejorů. Vytvořte jejih přehled definujte jejih vlstnosti. Vytvořte modely npěťovýh konvejorů ukžte jejih možnou relizi univerzálním npěťovým konvejorem. Prostudujte různé způsoy návrhu kmitočtovýh filtrů s netrdičními ktivními prvky tyto prinipy plikujte při návrhu kmitočtovýh filtrů s npěťovými konvejory. Proveďte nlýzu nvrženýh zpojení v simulčním progrmu PsPie MiroCp. DOPORUČENÁ LITERATURA: [] HÁJEK, K., SEDLÁČEK, J. Kmitočtové filtry, BEN,, ISBN 833. [] ACAR, C., OZOGUZ S. "A new verstile uilding lok: urrent differening uffered mplifier suitle for nlog signl-proessing filters", Miroeletronis Journl, Vol. 3,, pp. 5-. Termín zdání:..8 Termín odevzdání: 4..8 Vedouí práe: Ing. Mrtin Minrčík prof. Ing. Kmil Vr, CS. předsed oorové rdy UPOZORNĚNÍ: Autor klářské práe nesmí při vytváření klářské práe porušit utorská práve třetíh oso, zejmén nesmí zshovt nedovoleným způsoem do izíh utorskýh práv osonostníh musí si ýt plně vědom následků porušení ustnovení následujííh utorského zákon č. / S., včetně možnýh trestněprávníh důsledků vyplývjííh z ustnovení 5 trestního zákon č. / S.
LICENČNÍ SMLOUVA POSKTOVANÁ K VÝKONU PRÁVA UŽÍT ŠKOLNÍ DÍLO uzvřená mezi smluvními strnmi:. Pn/pní Jméno příjmení: Pvel Dohnl Bytem: Sládkov 45/54, 58, Jihlv Nrozen/ dtum místo:..85, Jihlv dále jen "utor". Vysoké učení tehniké v Brně Fkult elektrotehniky komunikčníh tehnologií se sídlem Údolní 44/53, Brno jejímž jménem jedná n zákldě písemného pověření děknem fkulty: prof. Ing. Kmil Vr, CS. dále jen "nyvtel" Článek Speifike školního díl. Předmětem této smlouvy je vysokoškolská kvlifikční práe VŠKP: disertční práe diplomová práe klářská práe jiná práe, jejíž druh je speifikován jko... dále jen VŠKP neo dílo Název VŠKP: Kmitočtové filtry s npěťovými konvejory Vedouí/školitel VŠKP: Ing. Mrtin Minrčík Ústv: Ústv telekomunikí Dtum ohjoy VŠKP:... VŠKP odevzdl utor nyvteli v: tištěné formě - počet exemplářů elektroniké formě - počet exemplářů. Autor prohlšuje, že vytvořil smosttnou vlstní tvůrčí činností dílo shor popsné speifikovné. Autor dále prohlšuje, že při zprovávání díl se sám nedostl do rozporu s utorským zákonem předpisy souvisejíími že je dílo dílem původním. 3. Dílo je hráněno jko dílo dle utorského zákon v pltném znění. 4. Autor potvrzuje, že listinná elektroniká verze díl je identiká.
Článek Udělení lienčního oprávnění. Autor touto smlouvou poskytuje nyvteli oprávnění lieni k výkonu práv uvedené dílo nevýdělečně užít, rhivovt zpřístupnit ke studijním, výukovým výzkumným účelům včetně pořizovní výpisů, opisů rozmnoženin.. Liene je poskytován elosvětově, pro elou dou trvání utorskýh mjetkovýh práv k dílu. 3. Autor souhlsí se zveřejněním díl v dtázi přístupné v mezinárodní síti ihned po uzvření této smlouvy rok po uzvření této smlouvy 3 roky po uzvření této smlouvy 5 let po uzvření této smlouvy let po uzvření této smlouvy z důvodu utjení v něm osženýh informí 4. Nevýdělečné zveřejňování díl nyvtelem v souldu s ustnovením 4 zákon č. /8 S., v pltném znění, nevyžduje lieni nyvtel je k němu povinen oprávněn ze zákon. Článek 3 Závěrečná ustnovení. Smlouv je sepsán ve třeh vyhotoveníh s pltností originálu, přičemž po jednom vyhotovení održí utor nyvtel, dlší vyhotovení je vloženo do VŠKP.. Vzthy mezi smluvními strnmi vzniklé neuprvené touto smlouvou se řídí utorským zákonem, očnským zákoníkem, vysokoškolským zákonem, zákonem o rhivnitví, v pltném znění popř. dlšími právními předpisy. 3. Lienční smlouv yl uzvřen n zákldě svoodné prvé vůle smluvníh strn, s plným porozuměním jejímu textu i důsledkům, nikoliv v tísni z nápdně nevýhodnýh podmínek. 4. Lienční smlouv nývá pltnosti účinnosti dnem jejího podpisu oěm smluvními strnmi. V Brně dne:......... Nyvtel Autor
ANOTACE Předmětem této práe yly kmitočtové filtry jejih relize pomoí npěťovýh konvejorů. Zákldním ílem mojí práe ylo nvrhnout odsimulovt kmitočtové filtry s npěťovými konvejory pomoí dvou různýh metod. Nejdříve yly hledány filtry s npěťovými konvejory druhého řádu pomoí utonomníh ovodů, které vyházely z úplné dmitnční sítě. Poté yly filtry s npěťovými konvejory řešeny pomoí syntetikýh prvků. V úvodu ylo tře definovt kmitočtové filtry, jejih vlstnosti, způso relize typy používnýh kmitočtovýh filtrů. Dále yl popsán zákldní hrkteristik proudovýh konvejorů, ze kterýh lze odvodit npěťové konvejory. Npěťové konvejory tvoří zákldní stvení prvek mojí práe. Bylo potře definovt jednotlivé typy npěťovýh konvejorů jejih ližší speifiki. Byl popsán univerzální npěťový konvejor, který slouží k relize jkéhokoliv typu npěťového konvejoru. Následně po definii všeh potřenýh pojmů yly nvrženy filtry druhého řádu s dvěm npěťovými konvejory čtyřmi psivními prvky vyházejíí z úplné dmitnční sítě. Tkovýhto zpojení ylo nlezeno 44, poté ylo jedno ze zpojení vyráno yly n něm provedeny simule, jejihž výsledkem yl dolní horní propust. Následně yl použit druhá metod, k vytvoření filtrů druhého řádu yly použity syntetiké prvky. Zpojení vyházely z již dříve získnýh utonomníh ovodů pro metodu syntetikýh prvků ylo vhodnýh 5 tkovýhto zpojení. N jednom z nih yl poté proveden simule dolní horní propusti. Klíčová slov: filtr, npěťový konvejor, utonomní ovod, syntetiký prvek, simule ABSTRACT The topi of this helor s thesis ws frequeny filters nd their reliztion using voltge onveyors. The min gol of my thesis ws design nd simultion of frequeny filters with voltge onveyors through two different methods. At first there were found filters seond order with voltge onveyors using utonomous iruits. These iruits resulted from totl dmitne net. Then the frequeny filters using voltge onveyors were solve through syntheti omponents. At the eginnig of this projet the frequeny filters, their hrteristis, reliztions nd types were defined. Then were designed si properties of urrent onveyors, from whih we n derive voltge onveyors. The voltge onveyors re si uilding omponents of my thesis. There were defined individul types of voltge onveyors nd their lose speifition. There ws defined universl voltge onveyor. Through the universl voltge onveyor we n relize ll types of voltge onveyors. After the definition of useful speies there were designed the frequeny filters seond order using voltge onveyors with four pssive omponents using the totl dmitne net. There were found 44 these iruits. Then one of these iruits ws seleted nd this iruit ws simulted to lowpss nd hipss. Susequently the other method ws used, where were used the syntheti omponents to retion of filters seon order. The iruits resulted from utonomous iruits, whih were produed y the first method. 5 of these utonomous iruits were usle for this method. One of these iruits ws simulted to lowpss nd hipss. Keywords: filter, voltge onveyor, utonomous iruit, syntheti omponent, simultion 5
DOHNAL, P. Kmitočtové filtry s npěťovými konvejory. Brno: Vysoké učení tehniké v Brně, Fkult elektrotehniky komunikčníh tehnologií, 8. 5 s. Vedouí klářské práe Ing. Mrtin Minrčík.
PROHLÁŠENÍ Prohlšuji, že svoji klářskou prái n tém Kmitočtové filtry s npěťovými konvejory jsem vyprovl smosttně pod vedením vedouího klářské práe s použitím odorné litertury dlšíh informčníh zdrojů, které jsou všehny itovány v prái uvedeny v seznmu litertury n koni práe. Jko utor uvedené klářské práe dále prohlšuji, že v souvislosti s vytvořením této práe jsem neporušil utorská práv třetíh oso, zejmén jsem nezsáhl nedovoleným způsoem do izíh utorskýh práv osonostníh jsem si plně vědom následků porušení ustnovení následujííh utorského zákon č. / S., včetně možnýh trestněprávníh důsledků vyplývjííh z ustnovení 5 trestního zákon č. / S. V Brně dne.. podpis utor
PODĚKOVÁNÍ Děkuji vedouímu klářské práe Ing. Mrtinu Minrčíkovi z velmi užitečnou metodikou pomo enné rdy při zprování klářské práe. V Brně dne.. podpis utor 8
. Úvod.... Zákldní vlstnosti kmitočtovýh filtrů.... Olsti použití kmitočtovýh filtrů.... Způso relize kmitočtovýh filtrů....3 Typy kmitočtovýh filtrů... 3. Konvejory... 3. Proudové konvejory... 3.. Zákldní vlstnosti popis zoeněného proudového konvejoru... 3.. Univerzální proudový konvejor... 5 3. Npěťové konvejory...5 3.. Třírnové npěťové konvejory s jedním proudovým vstupem... 3.. Čtyřrnové npěťové konvejory s jedním proudovým vstupem... 8 3..3 Npěťové konvejory s rozdílovým proudovým vstupem jedním výstupem... 3..4 Npěťové konvejory s rozdílovým proudovým vstupem dvěm výstupy... 3..5 Univerzální npěťový konvejor... 4. Návrh kmitočtovýh filtrů s npěťovými konvejory...3 4. Úplná dmitnční síť...3 4.. Metod návrhu kmitočtového filtru pomoí dmitnční sítě... 4 4.. Konečný návrh kmitočtovýh filtrů z úplné dmitnční sítě... 34 4... Návrh kmitočtového filtru typu dolní propust... 34 4... Návrh kmitočtového filtru typu horní propust... 3 4. Syntetiké prvky...3 4.. Metod návrhu kmitočtového filtru pomoí syntetikýh prvků... 4 4.. Konečný návrh kmitočtového filtru s využitím syntetikého prvku... 4 4... Návrh dolní propusti s využitím syntetikého prvku... 48 4... Návrh horní propusti s využitím syntetikého prvku... 5 5. Závěr...53. Seznm orázků...54. Seznm tulek...55 8. Seznm litertury...5. Seznm zkrtek...5
. Úvod Moje práe se zývá návrhem kmitočtovýh filtrů s npěťovými konvejory. V úvodní části práe jsou shrnuty zákldní vlstnosti kmitočtovýh filtrů, dále se seznámíme s olstmi použití kmitočtovýh filtrů, protože kmitočtové filtry jsou zákldními stveními loky pro mnoho olstí elektrotehniky. V dlší části práe je uveden popis ktivníh prvků vhodnýh pro použití v kmitočtovýh filtreh. Nejdříve udeme hrkterizovt proudové konvejory jejih typy. Z nih potom přejdeme n duální prvky sie npěťové konvejory, u kterýh tké popíšeme jednotlivé typy způsoy zpojení. Všehny konvejory mjí minimálně tři druhy rn. U třírnového npěťového konvejoru je nezávislou veličinou npětí. Tto veličin je přiveden n živou svorku vstupní rány oznčuje se x. Npěťové konvejory jsou nejvhodnější ke konstruki ovodů prujííh v npěťovém módu, le mód může ýt tké proudový neo smíšený. Signály uvnitř ovodů jsou všk proudy i npětí součsně, protože npěťové konvejory mjí jk npěťové, tk i proudové svorky. Dále se udeme zývt návrhem kmitočtovýh filtrů druhého řádu, přičemž vyházíme z úplné dmitnční sítě, kterou udeme tké hrkterizovt. Jednotlivé utonomní ovody kmitočtovýh filtrů oshují dv npěťové konvejory ktivní prvky čtyři dmitne psivní prky, později z dmitní nvrhneme konkrétní psivní prvky rezistory kpitory. Při tvorě hrkteristikýh rovni použijeme progrm SNAP. Dlší metodou návrhu kmitočtovýh filtrů s npěťovými konvejory je metod s využitím syntetikýh prvků. Kmitočtové filtry nvrhujeme tk, y odpovídly zpojením dolní propust, horní propust neo pásmová propust. V závěru mojí práe vyereme jeden utonomní ovod jeden ovod se syntetikým prvkem, které udeme relizovt postupně jko dolní propust horní propust. Anlýzu jednotlivýh zpojení provedeme simulí v progrmu PSpie.
. Zákldní vlstnosti kmitočtovýh filtrů Kmitočtové filtry [] [] jsou dvojrny převážně lineární, které propouští hrmoniké složky spektr signálů ez neo jen s mlým útlumem v určitém pásmu kmitočtů, které nzýváme propustné pásmo. Mimo propustné pásmo jsou hrmoniké složky signálů nopk silně utlumovány - tzv. nepropustné pásmo. Tyto vlstnosti ovykle vyjdřujeme mplitudovou modulovou kmitočtovou hrkteristikou. Při průhodu signálu filtrem dohází tké ovykle k čsovému zpoždění signálu, ož je způsoeno fázovým posuvem proházejííh hrmonikýh kmitočtovýh složek signálu. Tyto vlivy můžeme popst fázovou kmitočtovou hrkteristikou. Vliv filtrů n výstupní signál je tké ptrný při znázornění signálu vlstností filtru v čsové olsti, npř. odezv n jednotkový skok. Fázové vlivy filtru n signál v propustném kmitočtovém pásmu se v čsové olsti projevují npř. jko nežádouí překmity či zvlnění průěhu signálu. Uvedené vlivy je možné vhodnou volou filtru minimlizovt. Existují le tké přípdy, kdy lze těhto vlstností filtrů využít npř. ve fázovíh zpožďovíh ovodeh.. Olsti použití kmitočtovýh filtrů Kmitočtové filtry [], [] [] se používjí v ovodeh systémeh, které zprovávjí signály. Kmitočtové filtry dělíme do čtyř zákldníh skupin: dolní propust, horní propust, pásmová propust pásmová zádrž. V rdiotehnie se čsto používá pásmová propust pro výěr přijímnýh signálů vstupní ovody přijímčů, mezifrekvenční filtry, dolní horní propust pro rozdělení kmitočtovýh pásem v nténáh v předzesilovčíh, pásmová zádrž pro potlčení rušííh signálů td. V elektrokustie využíváme čsto korekční filtry nstvitelné korektory hlouek, výšek, pásmové korektory, korektory kmitočtovýh hrkteristik dynmikýh přenosek, mgnetofonovýh hlv, různé typy filtrů v systémeh omezení šumu. Dolní, horní pásmové propusti tvoří kmitočtové výhyky pro reproduktorové soustvy psivní i ktivní. V olsti elektroniké hudy se filtry využívjí pro relizi různýh zvláštníh zvukovýh efektů, jko je npř. zrvení zvuku. Velmi čsto se kmitočtové filtry využívjí tké v olsti měříí tehniky. Jsou to filtry npř. pro výěr měřeného kmitočtového pásm v různýh typeh selektivníh měření selektivní voltmetry, měřiče hrmonikého zkreslení, různá vysokofrekvenční měření. Pro kustiká měření se využívá několik typů váhovýh filtrů pro měření úrovně kustikého signálu modeluje se vnímání lidského uh. I přesto, že se v součsné doě čísliové kmitočtové filtry hodně rozvíjejí, u slýh hodně zrušenýh signálů je stále nejvhodnější použít nlogovou předfiltri před A/D převodem pro výrzné zvýšení dynmikého rozshu systému. V systémeh pro převod nlogového signálu n čísliový se používá zvláštní filtr typu dolní propust. V mnoh přípdeh je pro splnění vzorkovího teorému potře využít ntilisingový filtr, který zmezí překrývání rušivého spektr do užitečného signálu smozřejmě n výstupu tkového systému musíme pro zpětné dekódování použít odoný rekonstrukční filtr. Kmitočtové filtry nleznou využití i v regulční tehnie, silnoproudé elektrotehnie td.
. Způso relize kmitočtovýh filtrů Existuje elá řd způsoů, jk v prxi relizovt kmitočtové filtry [], ož do jisté míry určuje i některé provozní vlstnosti filtru. Při návrhu kmitočtového filtru je zpotřeí si vyrt optimální způso jeho relize. Relize kmitočtovýh filtrů dělíme do tří zákldníh skupin: Relize z diskrétníh prvků rezistory, kpitory, ívky, operční zesilovče pod., kde si kždý seství pomoí těhto prvků tkový filtr, který potřeuje. Relize v podoě integrovného loku. Mezi její největší výhody ptří zejmén to, že je menšíh rozměrů, levnější její proprování je dleko detilnější než u diskrétníh prvků. Avšk mezi hlvní nevýhody ptří to, že člověk si nemůže nvrhnout vlstní zpojení to je již předem definováno zel striktně výroem. 3 Relize čísliovými filtry. Čísliový signál je mtemtiky zprován tk, y po zpětném převodu měl minimálně shodné či lepší vlstnosti než po průhodu normálním kmitočtovým filtrem. Mtemtiky tk modelujeme poždovné vlstnosti filtrů tímto způsoem lze dokone relizovt i některé funke vlstnosti, které je nemožné dosáhnout nlogovými filtry. Mezi nevýhody ptří to, že jsme omezeni ryhlostí počítče, který vypočítává dnou relizi, tké ryhlostí vzorkování, ož poté omezuje kmitočtové pásmo filtru..3 Typy kmitočtovýh filtrů Nejdůležitější dělení kmitočtovýh filtrů lze provádět z hledisk: kmitočtového spektr: dolní propust, horní propust, pásmová propust, d pásmová zádrž, e všepropustný fázoví dvojrn. použitýh prvků: psivní filtry RC resp. RLC, psivní filtry LC, ktivní filtry RC, i se stndrdními operčními zesilovči, ii se zvláštními typy OZ, iii s ideálními zesilovči npětí, d filtry RC s funkčními loky, i s impednčními invertory gyrátory, ii s impednčními konvertory, iii s proudovými konvejory, iv ktivní filtry R, e filtry se syntetikými prvky, f filtry se spínnými kpitory, g filtry s povrhovou vlnou, h filtry s piezoelektrikými rezonátory.
3. Konvejory V dnešní doě se stále víe kldou poždvky n plně integrovné kmitočtové filtry, které dokáží provt v olsti vysokýh kmitočtů. Dlší poždvky jsou především nízké npájeí npětí smozřejmě nízká spotře, proto se stále víe hledjí nová ovodová řešení s klsikými le i netrdičními ktivními prvky. Tkovéto poždvky splňují npř. npěťové neo proudové konvejory. 3. Proudové konvejory Proudový konvejor [] ž [] zvedli v r. 8 Smith Sedr. Autoři definovli nový třírnový ovodový prvek. Jednlo se o zvláštní přípd třírnového imitnčního konvertoru. Proudové konvejory jsou speiální trojrny. Dá se předpokládt velie široké využití těhto ktivníh prvků npř. v olsti zprování vysokofrekvenčníh signálů. 3.. Zákldní vlstnosti popis zoeněného proudového konvejoru Model N - rnového proudového konvejoru [], [3] zstupuje rozsáhlou skupinu speiálníh typů imitnčníh konvertorů, tedy mnohornů, které mezi svými rnmi trnsformují npětí proudy v určitém poměru ez ohledu n vnější ovody. Oshují tudíž zdroje npětí proudů řízené shodnými typy veličin sie vstupními npětími proudy. Příkldem je oený třírnový proudový konvejor Generl Current Conveyor GCC n or. 3.. Brány proudového konvejoru jsou znčeny jko: x proudová rán, y npěťová rán, z výstupní rán. Or. 3. Oený třírnový proudový konvejor.
Mtiová rovnie zoeněného třínného proudového konvejoru je U I y Iz x Ix. U U y z, 3. kde,, jsou oené koefiienty, které mohou mít hodnoty -, v přípdě koefiientu tké hodnotu. Koefiienty pro vrinty proudovýh konjevorů GCC jsou v T. 3.. T. 3. Typy třírnovýh proudovýh konvejorů Typy proudovýh Přenosové koefiienty konvejorů CCI CCI- - ICCI - ICCI- - - CCII CCII- - ICCII - ICCII- - - CCIII - CCIII- - - ICCIII - - ICCIII- - - - Různé typy proudovýh konvejorů dělíme do tří generí I, II III podle funke svorky y polrity výstupního proudu I z. Dále volíme konkrétní hodnoty -,,. Proudové konvejory jsou pk npř. CCI, ICCI td. ž ICCIII. Neinvertujíí proudový konvejor oznčený jko CC má koefiient. Invertujíí proudový konvejor oznčený jko ICC má koefiient -. Koefiientem určíme generi proudového konvejoru. První genere CCI neo ICCI má, druhá genere CCII neo ICCII má třetí genere CCIII neo ICCIII má -. Koefiient nám určuje, zd-li se jedná o pozitivní proudový konvejor, který je oznčen znménkem plus npř. CCI, neo se jedná o negtivní proudový konvejor, který je oznčen znménkem mínus npř. ICCIII-. V dnešní doě je nejvíe používán proudový konvejor z genere II oznčovný jko CCII, který je součástí operčního zesilovče s proudovou zpětnou vzou CFA.
5 3.. Univerzální proudový konvejor Známé typy proudovýh konvejorů [] [3] lze relizovt univerzálním proudovým konvejorem, který má oznčení UCC Universl Current Conveyor. Univerzální proudový konvejor je oený osmirn, který má tři vysokoimpednční npěťové vstupy y, y y 3, kde dv jsou rozdílové y, y dv součtové y, y 3, jeden nízkoimpednční vstup x čtyři proudové výstupy z, z, z -, z -. Výstupy z -, z - jsou inverzní vůči výstupům z, z. Shémtiká znčk UCC je nznčen n Or. 3.. Or. 3. Shémtiká znčk UCC. Mtiová rovnie univerzálního proudového konvejoru popisuje vzthy mezi jednotlivými svorkmi. Mtiová rovnie popisujíí vlstnosti UCC je 3. 3. Npěťové konvejory Dostál-Pospíšil již roku 8 zvedli nový teoretiký stvení lok - npěťový konvejor [] []. Roku yl npěťový konvejor definován nvržen jeho unipolární struktur utory Arem Ozoguzem. Byl to první ze známýh prvků elé možné třídy npěťovýh konvejorů. Byl oznčen CDBA Current Differening Buffered Amplifier. CDBA je duálním prvkem k proudovému konvejoru DVCCII. Shémtiká znčk CDBA je n or. 3.3... z z z z x y3 y y z z z z x y3 y y u u u u i u u u i i i i u i i i
Or. 3.3 Shémtiká znčk CDBA. Mtiový popis CDBA je I z U U U o p n U I o. I p I n z. 3.3 Pomoí npěťovýh konvejorů [] lze relizovt npř. různé nlogové ovody, filtry, lze použít npř. v moderníh filtrčníh mnohorneh. Npěťové konvejory yly definovány jko duální prvky ke konvejorům proudovým. Npěťové konvejory jsou vhodné k relizi ovodů prujííh v npěťovém módu, všk lze s nimi relizovt i ovody prujíí v proudovém neo smíšeném módu. CDBA disponuje dvěm nízkoimpednčními vstupy p, n rozdíl proudů jimi tekouíh je převáděn do vysokoimpednční svorky z. Převod npětí je ze svorky z n výstup o. DVCCII má oproti CDBA dv vysokoimpednční vstupy y, y - rozdíl npětí n těhto vstupeh je převáděn n nízkoimpednční svorku x. Proud tekouí svorkou x rozdílového proudového konvejoru je zrdlen do výstupní svorky z. Po dulizi skupiny proudovýh konvejorů vznikne řd novýh prvků, npěťovýh konvejorů Voltge Conveyors, VC. U npěťovýh konvejorů je znčení svorek stejné jko u proudovýh konvejorů: x npěťový vstup, y proudové vstupy, z npěťové výstupy. Nezávislou veličinou těhto prvků je npětí, které je přivedeno npěťovou svorkou x. Toto npětí je přenášeno s kldným neo záporným znménkem n výstupní svorky z u některýh typů tké n proudový vstup y. Npěťové konvejory přenáší proud z nízkoimpednčníh vstupů y do svorky x opět s kldným neo záporným znménkem.
3.. Třírnové npěťové konvejory s jedním proudovým vstupem Vlstnosti třírnovýh npěťovýh konvejorů lze popst pomoí zoeněného npěťového konvejoru Generl Voltge Conveyor - GVC [] [3]. Shémtiká znčk prvku GVC je nznčen n or. 3.4. Or. 3.4 Shémtiká znčk zoeněného třírnového konvejoru s jedním proudovým vstupem. Mtiová rovnie zoeněného třírnového npěťového konvejoru s jedním proudovým vstupem I x U U y z U. I y I z x, 3.4 kde,, jsou oené koefiienty. Koefiient může nývt hodnot neo -, tím určuje, s jkým znménkem je přenášen proud ze svorky y n svorku x. Koefiient nývá hodnot -, neo tím určuje npěťový přenos ze svorky x n proudový vstup y. Koefiient nývá hodnot - neo. Tím je definován přenos npětí ze vstupu x n výstupní svorku z. Různými kominemi konkrétníh hodnot koefiientů,, můžeme definovt typů třírnovýh npěťovýh konvejorů t. 3..
T. 3. Typy třírnovýh npěťovýh konvejorů s jedním proudovým vstupem Typy třírnovýh Přenosové koefiienty npěťovýh konvejorů VCI VCI- - IVCI - IVCI- - - VCII VCII- - IVCII - IVCII- - - VCIII - VCIII- - - IVCIII - - IVCIII- - - - 3.. Čtyřrnové npěťové konvejory s jedním proudovým vstupem Vlstnosti čtyřrnovýh npěťovýh konvejorů s jedním proudovým vstupem lze popst pomoí zoeněného npěťového konvejoru Generl Voltge Conveyor - GVC [], [3]. Shémtiká znčk prvku GVC je nznčen n or. 3.5. Or. 3.5 Shémtiká znčk zoeněného čtyřrnového npěťového konvejoru s jedním proudovým vstupem. 8
Mtiová rovnie zoeněného čtyřrnového npěťového konvejoru s jedním proudovým vstupem I U U U x y z z U x I y. I z I z, 3.5 kde,,, jsou oené koefiienty. Koefiient může nývt hodnot neo -, tím určuje, s jkým znménkem je přenášen proud ze svorky y n svorku x. Koefiient nývá hodnot -, neo tím určuje npěťový přenos ze svorky x n proudový vstup y. Koefiienty nývjí hodnot - neo. Těmi je definován přenos npětí ze vstupu x n výstupní svorku z. Různými kominemi konkrétníh hodnot koefiientů,,, můžeme definovt 8 různýh typů čtyřrnovýh npěťovýh konvejorů T. 3.3. T. 3.3 Typy čtyřrnovýh npěťovýh konvejorů s jedním proudovým vstupem Typy čtyřrnovýh Přenosové koefiienty npěťovýh konvejorů VCI/ VCI/- - VCI-/- - - IVCI/ - IVCI/- - - IVCI-/- - - - VCII/ VCII/- - VCII-/- - - IVCII/ - IVCII/- - - IVCII-/- - - - VCIII/ - VCIII/- - - VCIII/- - - - IVCIII/ - - IVCIII/- - - - IVCIII/- - - - -
3..3 Npěťové konvejory s rozdílovým proudovým vstupem jedním výstupem Ke skupině proudovýh konvejorů s rozdílovými npěťovými vstupy lze definovt duální npěťové konvejory s rozdílovými proudovými vstupy Differenil Current Voltge Conveyors - DCVC [] [3]. V tom přípdě pk definujeme tři různé typy DCVC s jedním výstupem or. 3.. Or. 3. Shémtiká znčk DCVC s jedním výstupem. Mtiová rovnie DCVC s jedním výstupem popsná oeným koefiientem. 3. N zákldě přenosu npětí ze svorky x n výstupní svorku rozlišujeme typy: DCVC má vlstnosti již dříve popsného prvku CDBA DCVC- -. 3..4 Npěťové konvejory s rozdílovým proudovým vstupem dvěm výstupy Dále můžeme definovt npěťové konvejory s rozdílovým proudovým vstupem dvěm výstupními svorkmi [] [3]. Shémtiká znčk DCVC je nznčen n or. 3.. z y y x z y y x. I I I U U U U I
Or. 3. Shémtiká znčk DCVC se dvěm výstupy. Mtiová rovnie je popsán oenými koefiienty. Mtiová rovnie DCVC se dvěm výstupy má tvr I U U U U x y y z z U I. I I I x y y z z. 3. Různou kominí oenýh koefiientů můžeme definovt typy: DCVC/, DCVC-/- -, DCVC/-, -. 3..5 Univerzální npěťový konvejor Odoně jko u proudovýh konvejorů, u kterýh lze většinu známýh typů relizovt univerzálním proudovým konvejorem UCC, lze většinu npěťovýh konvejorů relizovt ktivním prvkem, který znčíme jko univerzální npěťový konvejor Universl Voltge Conveyor - UVC [], []. V přípdě, že ideální přípd, impedne proudovýh vstupů ude nulová, potom není možné vytvořit konvejory první třetí genere pouze tím, že yhom propojili určitý výstup s některou nízkoimpednční svorkou univerzálního npěťového konvejoru, jk to ylo možné provést v přípdě univerzálního proudového konvejoru. Z toho důvodu je zveden pomoný npěťový vstup w, který v přípdě genere I propojíme s neinvertujíím výstupem, v přípdě genere III - s invertujíím výstupem jestliže se jedná o přípd genere II, spojíme w se zemí. Typy relize pro třírnový npěťový konvejor pomoí UVC jsou v t. 3.4, relize pro čtyřrnový npěťový konvejor pomoí UVC jsou v t. 3.5 relize DCVC pomoí UVC je v t. 3.. Shémtiká znčk prvku UVC je znázorněn n or. 3.8.
Or. 3.8 Shémtiká znčk UVC. Mtiová rovnie UVC je 3.8 T. 3.4 Relize třírnovýh npěťovýh konvejorů s jedním proudovým vstupem pomoí UVC Třírnové npěťové konvejory s jedním proudovým vstupem Typ Vstup Výstup Propojeno VCI y z w n z VCI- y z- w n z IVCI y- z w n z IVCI- y- z- w n z VCII y z w n zem VCII- y z- w n zem IVCII y- z w n zem IVCII- y- z- w n zem VCIII y z w n z- VCIII- y z- w n z- IVCIII y- z w n z- IVCIII- y- z- w n z-.. z z y y w x z z y y w x I I I I U U U U U U I I
T. 3.5 Relize čtyřrnovýh npěťovýh konvejorů s jedním proudovým vstupem pomoí UVC Čtyřrnové npěťové konvejory s jedním proudovým vstupem Typ Vstup Výstup Propojeno VCI/- y z, z- w n z IVCI/- y- z, z- w n z VCII/- y z, z- w n zem IVCII/- y- z, z- w n zem VCIII/- y z, z- w n z- IVCIII/- y- z, z- w n z- T. 3. Relize DCVC pomoí UVC Npěťové konvejory s rozdílovým proudovým vstupem Typ Vstup Výstup Propojeno DCVC y, y- z - DCVC- y, y- z- - DCVC/- y, y- z, z- - 4. Návrh kmitočtovýh filtrů s npěťovými konvejory 4. Úplná dmitnční síť Pro návrh zpojení kmitočtovýh filtrů s npěťovými konvejory je možné použít npř. metodu úplné dmitnční sítě [8]. Výhodou metody úplné dmitnční sítě je, že se dá postupovt velie systemtiky oproti npř. náhodnému zpojování prvků do ovodu. Tto metod je zložen n postupném zjednodušování úplné dmitnční sítě to tk, že je nejdříve zvolen počet ktivníh prvků v nšem přípdě npěťové konvejory počet psivní prvků v nšem přípdy yly zvoleny 4 dmitne. Výsledkem zjednodušování je elá řd utonomníh ovodů, které jsou uvedeny v t. 4.. U úplné dmitnční sítě nemá smysl zpojovt oené dmitne mezi npěťový výstup zem, protože impedne výstupní npěťové svorky je ideálně nekonečná, tto dmitne y neměl žádný vliv n činnost ovodu. Autonomní ovod je tkový ovod, který nemá udíí zdroje nemá ni vyznčenou vstupní neo výstupní svorku. 3
3 4 5 8 GVC y z x GVC y z x 5 Or. 4. Úplná dmitnční síť. Jk je ptrné n or. 4., úplná dmitnční síť je složen elkem ze sedmnáti dmitní oznčovnýh jko ž. Kždá dmitne v ovodu může ýt nhrzen uď rezistorem neo kpitorem. 4.. Metod návrhu kmitočtového filtru pomoí dmitnční sítě Při návrhu filtru se používá výše zmíněná dmitnční síť postup je následujíí: Budou vytvořeny utonomní ovody v nšem přípdě se dvěm npěťovými konvejory ktivní prvky se čtyřmi dmitnemi psivní prvky. Bude vypočten hrkteristiká rovnie CE zvoleného ovodu. 3 Poté pomoí vhodně volenýh koefiientů,, v nšem přípdě,,,, je tře hrkteristikou rovnii o nejvíe zjednodušit uprvit ji tk, y yl splněn podmínk stility ovodu, která vyhází z toho, že všehny členy hrkteristiké rovnie musí mít kldné znménko. 4 Oené dmitne se nhrdí konkrétními psivními prvky rezistory kpitory. 4
Z úplné dmitnční sítě or. 4. ylo vytvořeno elkem 44 utonomníh ovodů, číslování oenýh dmitní koresponduje s číslováním v úplné dmitnční síti. T. 4. Autonomní ovody se čtyřmi psivními prvky Číslo Autonomní ovod Levá strn hrkteristiké rovnie 5 5 3 4 5
5 8 8 8
5 5 4 4
8 5 5 5 5 5 5 5 8 5 5 8 8
4 4 8 8 3 4
5 8 8 8 8 8 4 4 3
3 3 8 8 3 33 34 3
35 8 8 3 8 8 3 8 5 8 5 38 4 4 3 4 4 3
33 4 4 4 4 4 4 4 5 5 43 5 5 44 5 5
4.. Konečný návrh kmitočtovýh filtrů z úplné dmitnční sítě Pro návrh konkrétního kmitočtového filtru yl zvolen npř. utonomní ovod or. 4. zpojení z t. 4.. Or. 4. Autonomní ovod se dvěm ktivními čtyřmi psivními prvky. Chrkteristiká rovnie utonomního ovodu je. 4. Je tře určit konkrétní hodnoty přenosovýh koefiientů tk, y hrkteristiká rovnie splňovl podmínku stility všehny členy CE musí ýt kldné. Přenosové koefiienty mohou ýt zvoleny následovně: GVC : ; ; > těmto členům odpovídá podle T. 3. zpojení VCII GVC : -; ; > těmto členům odpovídá podle T. 3. zpojení IVCII Pro zjednodušení hrkteristiké rovnie yly koefiienty voleny nulové. Chrkteristiká rovnie se nám poté zjednoduší n tvr 4.. 4. 4... Návrh kmitočtového filtru typu dolní propust Pro získání kmitočtového filtru dolní propust yly psivní prvky voleny následovně: udou rezistory R R, udou kpitory C C. Konečné shém zpojení kmitočtového filtru typu dolní propust je nznčeno n or. 4.3. 34
Or. 4.3 Nvržený kmitočtový filtr typu dolní propust. N or. 4.4 je shém nvrženého kmitočtového filtru, kde npěťové konvejory jsou nhrzeny univerzálními npěťovými konvejory. R V in UVC x z y y- w z- C UVC x z y y- w z- V out C R Or. 4.4 Nvržený kmitočtový filtr relizovný pomoí univerzálníh npěťovýh konvejorů. Oená rovnie přenosu je Rovnie 4.3 po doszení rezistorů kpitorů je ve tvru K V p p. 4.3 K V p R C p C C R R. 4.4 Oená rovnie pro ω je ω. 4.5 35
Oená rovnie pro činitele jkosti Q je vyjádřen Q. 4. Rovnie 4.5 po doszení rezistorů kpitorů jsou ω ω R R C C R R C C R. R C C ω,, 4. 4.8 4. Rovnie 4. po doszení rezistorů kpitorů je ve tvru Q Q R R R C C C R RC R C 4., 4. 4. Máme zdány hodnoty npř.: f MHz > ω πf ω π ω 8385,3[rd/s] ; Q,; C C pf. Doszením zdnýh hodnot do rovni 4., 4. 4. dostáváme RC C Q,. R R R, R,, R, R., 4. 4. 4.5 3
Doszením výsledného tvru rovnie 4.5 do rovnie 4. dostáváme, R R R R R 558, 5 Ω. π π,,, 4. 4. 4.8 4. Doszením rovnie 4. do rovnie 4.5 dostáváme R, R 5 Ω. 5 4. 4. Provedení nlýzy zpojení or. 4.4 v simulčním progrmu PSpie je vidět n or. 4.5. - - -4 - KHz 3KHz KHz 3KHz.MHz 3.MHz MHz 3MHz MHz DBVR: Frequeny Or. 4.5 Modulová kmitočtová hrkteristik nvrženého kmitočtového filtru. 4... Návrh kmitočtového filtru typu horní propust Pro získání kmitočtového filtru horní propust yly voleny následovně: udou kpitory C C, udou rezistory R R. Konečné zpojení kmitočtového filtru typu horní propust je nznčeno n or. 4.5. 3
Or. 4. Nvržený kmitočtový filtr typu horní propust. N or. 4. je shém nvrženého kmitočtového filtru, kde npěťové konvejory jsou nhrzeny univerzálními npěťovými konvejory. Or. 4. Nvržený kmitočtový filtr relizovný pomoí univerzálníh npěťovýh konvejorů. Rovnie 4.3 po doszení rezistorů kpitorů je Jsou zdány hodnoty npř.: f MHz > ω πf ω π ω 8385,3[rd/s] ; Q,; C C pf. Výpočty jsou nlogiké jkou u dolní propusti. R 5 Ω R 5 Ω. K V p CC RR p R C p C C R R. 4. 38
Provedení nlýzy zpojení or. 4. v simulčním progrmu PSpie je vidět n or. 4.8. -4-8 KHz 3KHz KHz 3KHz.MHz 3.MHz MHz 3MHz MHz DBVR: Frequeny Or. 4.8 Modulová kmitočtová hrkteristik nvrženého kmitočtového filtru. 4. Syntetiké prvky Syntetiké prvky [], [], [] [] se nejčstěji využívjí pro náhrdu ívky při relizi RLC filtrů, protože při nízkýh kmitočteh vznikjí velké prolémy s konstrukí v závislosti n rozměreh eně ívek. V součsnosti vzniká snh nhrdit tyto ívky jiným způsoem, použitím novýh funkčníh loků v ovodu. Tto speilizovná zpojení se projevují speifikými imitnčními vlstnostmi, které nemůžeme dosáhnou prostým zpojením psivníh prvků RLC. Pod pojmem syntetiký prvek rozumíme dvojpól jednorn, ož je elektriký lineární ktivní utonomní ovod. Pomoí Lpleov operátoru p můžeme popst imitnční vlstnosti ± n syntetikýh prvků p jω, kde n ptří do ooru elýh čísel. Syntetiké prvky dělíme do dvou skupin sie D E, jejihž přehled je v t. 4.. Typ D je dmitne vyššího řádu typ E je impedne vyššího řádu, z čehož vyplývá, že prvek typu D má vlstnosti zoeněného kpitoru C prvek typu E má vlstnosti zoeněného induktoru L. Exponent n nám udává řád imitne. 3
T. 4. Syntetiké prvky jejih náhrdy typ řád znčk název náhrd znčk imitne E rezistor Z jω R D konduktor jω G E induktor Z jω jωl D kpitor jω jωc E dvojný Z jω ω E induktor D dvojný jω ω D kpitor 4
E n oený induktor Z jω jω - N E N E E D n oený kpitor jω jω D - N D ND Filtry se snžíme sestrojit tk, y se projevovly o možná nejvyšší selektivitou v propustnýh pásmeh strmým poklesem v pásmeh přehodnýh, znčným útlumem filtru v pásmeh nepropustnýh td. Tohoto můžeme doílit zvýšením řádu kmitočtového filtru. V přípdě syntetikýh prvků může ýt řád nvýšen vhodným spojením syntetikýh prvků prlelně či sériově. 4.. Metod návrhu kmitočtového filtru pomoí syntetikýh prvků Budou nlezeny trnsformční články tvořeny dvěm npěťovými konvejory ktivní prvky třemi neo čtyřmi dmitnemi psivní prvky tk, y splňovly zdný tvr VU rovnie vstupní dmitne IN V U, viz t. 4.3. W Poté pomoí vhodně volenýh koefiientů,, v nšem přípdě,,,, je tře rovnii vstupní dmitne o nejvíe zjednodušit uprvit tk, y yl splněn podmínk stility ovodu, která vyhází z toho, že všehn znménk v čitteli musí ýt kldná. 3 Oené dmitne se nhrdí konkrétními psivními prvky rezistory kpitory. 4 Nvržený syntetiký prvek zpojíme do děliče npětí. 5 Provedeme výpočet konkrétníh hodnot psivníh prvků dle zdnýh prmetrů kmitočtového filtru. 4
T. 4.3 Trnsformční články rovnie jejih vstupní dmitne Číslo Shém zpojení Vstupní dmitne IN IN 3 IN 4 IN 4
5 IN IN IN 8 IN IN 8 8 43
IN 8 8 8 8 IN IN IN IN 44
5 IN 8 8 IN 8 8 IN 8 IN IN 8 8 45
IN IN IN 8 8 3 IN 8 8 4 IN 8 8 8 8 4
5 IN 8 5 5 8 5 4.. Konečný návrh kmitočtového filtru s využitím syntetikého prvku Pro návrh konkrétního kmitočtového filtru ylo zvoleno zpojení 5 z t. 4.3 je zorzeno n or. 4.. Or. 4. Ovod se dvěm ktivními čtyřmi psivními prvky. Oená rovnie vstupní dmitne je VU IN V U, W 4.3 kde je nutné, y V U yly kpitory W yl rezistor kvůli splnění podmínky pro rovnii filtru druhého řádu. Rovnie vstupní dmitne zvoleného ovodu je vyjádřen IN 4.4 Je potře určit hodnoty koefiientů,, rovnie vstupní dmitne tk, y splňovl podmínku stility všehny členy v čitteli musí ýt kldné.. 4
Přenosové koefiienty mohou ýt zvoleny následovně: GVC : ; ; > těmto členům odpovídá podle t. 3. zpojení VCII GVC : ; ; > těmto členům opět odpovídá zpojení z t. 3. sie VCII Zjednodušená rovnie vstupní dmitne je ve tvru IN. 4.5 4... Návrh dolní propusti s využitím syntetikého prvku Ayhom mohli nvržený syntetiký prvek použít při relizi kmitočtového filtru typu dolní propust, musí jeho dmitnční funke odpovídt prlelnímu spojení syntetikýh prvků typu D řádu ž n, kde n udává řád dmitnční funke. V nšem přípdě lze nvrženým syntetikým prvkem relizovt dmitnční funki nejvýše třetího řádu. V tomto přípdě jsou voleny konkrétní psivní prvky následovně: udou kpitory C C, udou rezistory R R. Konečné shém zpojení syntetikého prvku s dmitnční funkí druhého řádu je nznčeno n or. 4.. Or. 4. Syntetiký prvek s dmitnční funkí druhého řádu.. Oené zpojení syntetikého prvku do děliče npětí je nznčeno n or. 4.. Or. 4. Oené zpojení kmitočtového filtru typu dolní propust n-tého řádu využívjíí prlelní spojení syntetikýh prvků řádů ž n s dmitnční funkí n-tého řádu. 48
Nyní do děliče se syntetikým prvkem zpojíme ještě jeden rezistor, jk je vidět n or. 4.. Or. 4. Kmitočtový filtr typu dolní propust využívjíí syntetiký prvek s dmitnční funkí druhého řádu. N or. 4. je shém nvrženého kmitočtového filtru, kde npěťové konvejory jsou nhrzeny univerzálními npěťovými konvejory. Or. 4. Kmitočtový filtr typu dolní propust využívjíí univerzální npěťové konvejory. Rovnie přenosu kmitočtového filtru n or. 4. je dán vzthem K V R R p R R C p R R R C C. 4. 4
Pro výpočet konkrétníh hodnot psivníh prvků yly vytvořeny následujíí návrhové vzthy vyházejíí z rovni 4.5 4.. Hodnoty kpitorů odporu R je možné volit liovolně R R R R, R R C C ω R Q R RC C R C. 4. 4.8 Máme zdány hodnoty npř.: f MHz > ω πf ω π ω 8385,3[ rd / s] ; Q,; C C pf; R kω. Doszením do rovnie 4. získáme hodnoty rezistorů R 855,8 Ω ; R 5, Ω. Provedení nlýzy zpojení 4. v simulčním progrmu PSpie je vidět n or. 4.. - - -4 - KHz 3KHz KHz 3KHz.MHz 3.MHz MHz 3MHz MHz DBVU:X Frequeny Or. 4. Modulová kmitočtová hrkteristik dolní propusti využívjí syntetiký prvek s dmitnční funkí druhého řádu. 4... Návrh horní propusti s využitím syntetikého prvku Ayhom mohli nvržený syntetiký prvek použít při relizi kmitočtového filtru typu horní propust, musí jeho dmitnční funke odpovídt prlelnímu spojení syntetikýh prvků typu E řádu ž n, kde n udává řád dmitnční funke. V nšem přípdě lze nvrženým syntetikým prvkem relizovt dmitnční funki nejvýše třetího řádu. V tomto přípdě jsou voleny konkrétní psivní prvky následovně: udou kpitory R R, udou rezistory C C. Konečné shém zpojení syntetikého prvku s dmitnční funkí druhého řádu je nznčeno n or. 4.5. 5
Or. 4.5 Syntetiký prvek s dmitnční funkí druhého řádu. Or. 4. Oené zpojení kmitočtového filtru typu horní propust n-tého řádu využívjíí prlelní spojení syntetikýh prvků řádů ž n- s dmitnční funkí n-tého řádu. Nyní do děliče se syntetikým prvkem zpojíme ještě jeden kpitor, jk je vidět n or. 4.. Or. 4. Kmitočtový filtr typu horní propust využívjí syntetiký prvek s dmitnční funkí druhého řádu. N or. 4.8 je shém nvrženého kmitočtového filtru, kde npěťové konvejory jsou nhrzeny univerzálními npěťovými konvejory. 5
C R C UVC x z R C UVC x z out in y y- w z- y y- w z- Or. 4.8 Kmitočtový filtr typu horní propust využívjíí univerzální npěťové konvejory. Rovnie přenosu kmitočtového filtru n or. 4.8 je dán vzthem KV p R C p RR CC p R R C C R R C C. 4. Máme zdány hodnoty npř.: f MHz > ω πf ω π ω 8385,3[ rd / s] ; Q,; C C pf; C 5 pf. Výpočty jsou nlogiké jko u dolní propusti R 8,3 Ω R 5, Ω. Provedení nlýzy zpojení 4.8 v simulčním progrmu PSpie je vidět n or. 4.. -4-8 KHz 3KHz KHz 3KHz.MHz 3.MHz MHz 3MHz MHz DBVR: Frequeny Or. 4. Modulová kmitočtová hrkteristik horní propusti využívjíí syntetiký prvek s dmitnční funkí druhého řádu. 5
5. Závěr Cílem mojí práe ylo seznámit se s různými typy npěťovýh konvejorů, vytvořit jejih přehled definovt jejih vlstnosti. N zákldě hrkterize npěťovýh konvejorů yly vytvořeny modely npěťovýh konvejorů, které yly dále relizovány univerzálním npěťovým konvejorem. Pro návrh kmitočtovýh filtrů yl v první části klářské práe zvolen metod úplné dmitnční sítě, ze které ylo nvrženo 44 různýh zpojení při použití dvou ktivníh prvků GVC čtyř psivníh prvků rezistory kpitory. Z těhto 44 zpojení ylo vyráno jedno jko vzorové yly n něm provedeny ptřičné výpočty. N zákldě těhto výpočtů yl proveden simule ovodu v progrmu PSpie. Zpojení ylo relizováno jko dolní propust horní propust. V druhé části klářské práe yl zvolen metod využívjíí syntetikýh prvků. Bylo nvrženo elkem 5 zpojení, která mohou ýt použit při relizi syntetikýh prvků. Z těhto 5 zpojení ylo vyráno jedno jko vzorové yly n něm provedeny simule jko v přípdě metody úplné dmitnční sítě, tedy dolní horní propust. 53
. Seznm orázků Or. 3. Oený třírnový proudový konvejor.... Or. 3. Shémtiká znčk UCC.... 5 Or. 3.3 Shémtiká znčk CDBA.... Or. 3.4 Shémtiká znčk zoeněného třírnového konvejoru s jedním proudovým vstupem... Or. 3.5 Shémtiká znčk zoeněného čtyřrnového npěťového konvejoru s jedním proudovým vstupem.... 8 Or. 3. Shémtiká znčk DCVC s jedním výstupem.... Or. 3. Shémtiká znčk DCVC se dvěm výstupy... Or. 3.8 Shémtiká znčk UVC... Or. 4. Úplná dmitnční síť.... 4 Or. 4. Autonomní ovod se dvěm ktivními čtyřmi psivními prvky.... 34 Or. 4.3 Nvržený kmitočtový filtr typu dolní propust... 35 Or. 4.4 Nvržený kmitočtový filtr relizovný pomoí univerzálníh npěťovýh konvejorů.. 35 Or. 4.5 Modulová kmitočtová hrkteristik nvrženého kmitočtového filtru.... 3 Or. 4. Nvržený kmitočtový filtr typu horní propust... 38 Or. 4. Nvržený kmitočtový filtr relizovný pomoí univerzálníh npěťovýh konvejorů.. 38 Or. 4.8 Modulová kmitočtová hrkteristik nvrženého kmitočtového filtru.... 3 Or. 4. Ovod se dvěm ktivními čtyřmi psivními prvky.... 4 Or. 4. Syntetiký prvek s dmitnční funkí druhého řádu.... 48 Or. 4. Oené zpojení kmitočtového filtru typu dolní propust n-tého řádu využívjíí prlelní spojení syntetikýh prvků řádů ž n s dmitnční funkí n-tého řádu... 48 Or. 4. Kmitočtový filtr typu dolní propust využívjíí syntetiký prvek s dmitnční funkí druhého řádu... 4 Or. 4. Kmitočtový filtr typu dolní propust využívjíí univerzální npěťové konvejory.... 4 Or. 4. Modulová kmitočtová hrkteristik dolní propusti využívjí syntetiký prvek s dmitnční funkí druhého řádu.... 5 Or. 4.5 Syntetiký prvek s dmitnční funkí druhého řádu... 5 Or. 4. Oené zpojení kmitočtového filtru typu horní propust n-tého řádu využívjíí prlelní spojení syntetikýh prvků řádů ž n- s dmitnční funkí n-tého řádu.... 5 Or. 4. Kmitočtový filtr typu horní propust využívjí syntetiký prvek s dmitnční funkí druhého řádu... 5 Or. 4.8 Kmitočtový filtr typu horní propust využívjíí univerzální npěťové konvejory.... 5 Or. 4. Modulová kmitočtová hrkteristik horní propusti využívjíí syntetiký prvek s dmitnční funkí druhého řádu.... 5 54
. Seznm tulek T. 3. Typy třírnovýh proudovýh konvejorů... T. 3. Typy třírnovýh npěťovýh konvejorů s jedním proudovým vstupem... 8 T. 3.3 Typy čtyřrnovýh npěťovýh konvejorů s jedním proudovým vstupem... T. 3.4 Relize třírnovýh npěťovýh konvejorů s jedním proudovým vstupem pomoí UVC... T. 3.5 Relize čtyřrnovýh npěťovýh konvejorů s jedním proudovým vstupem pomoí UVC... 3 T. 3. Relize DCVC pomoí UVC... 3 T. 4. Autonomní ovody se čtyřmi psivními prvky... 5 T. 4. Syntetiké prvky jejih náhrdy... 4 T. 4.3 Trnsformční články rovnie jejih vstupní dmitne... 4 55
8. Seznm litertury [] HÁJEK, K., SEDLÁČEK, J. Kmitočtové filtry. Prh: BEN- tehniká litertur,. 53 s. ISBN 8-3-3-. [] VRBA, K. Anlogová tehnik. Elektroniké skriptum. Dostupný z www: http://www.fee.vutr.z/et/index.php?oorb-tli, Brno: FEKT VUT Brno. [3] JEŘÁBEK, J VRBA, K. Vyrné vlstnosti univerzálního proudového konvejoru, ukázk návrhu plike. Pulike v internetovém mgzínu Elektrorevue. Dostupný z www: http://elektrorevue.z/z/lnky/ommunition-tehnology-5//vyrnevlstnosti-univerzlniho-proudoveho-konvejoru--ukzk-nvrhu-plike/, Brno:. [4] JEŘÁBEK, J LATTENBERG, I. Návrh kmitočtovýh filtrů s CMI vyházejíí z oené dmitnční sítě. Pulike v internetovém mgzínu Elektrorevue. Dostupný z www: http://www.elektrorevue.z/z/lnky/ommunition-tehnology-5//nvrhkmitotovyh-filtru-s-mi-vyhzejii-z-oene-dmitnni-site/, Brno:. [5] BEČVÁŘ, D VRBA, K. Univerzální proudový konvejor. Pulike v internetovém mgzínu Elektrorevue. Dostupný z www: http://www.elektrorevue.z/lnky//index.html, Brno:. [] DOSTÁL, T. Dvojrny mnohorny. Dostupný z www: http://www.urel.fee.vutr.z/~dostl/dt/eo/-prvkydvojrny.pdf, Brno. [] PÁNEK, D. Relize kmitočtovýh filtrů. Pulike dostupná z www: home.zu.z/~pnek5/tevs/prednsky//_prednsk.ppt, Plzeň:. [8] JEŘÁBEK, J, KOTON, J VRBA, K. Zoeněná metod návrhu multifunkčníh kmitočtovýh filtrů. Pulike v internetovém mgzínu Elektrorevue. Dostupný z www: http://elektrorevue.z/z/lnky/ommunition-tehnology-5//zoenen-metodnvrhu-multifunknih-kmitotovyh-filtru/, Brno:. [] MINARČÍK, M. UNIVERSAL VOLTAGE CONVEOR AND ITS APPLICATIONS. In Proeedings of the th Conferene nd Competition STUDENT EEICT 5, Brno, 5. s. -. ISBN: 8--888-. [] VRBA, K. Vstupní ovody čísliovýh spektrálníh nlyzátorů měřičů činitele přenosu. Brno: VUT v Brně,. 5 s. ISBN 8--4-. [] ŠPONAR, R. Syntetiké dvojpólové prvky s imitnemi vyššíh řádů v kmitočtovýh filtreh s proudovými konvejory. Pulike v internetovém mgzínu Elektrorevue. Dostupný z www: http://www.elektrorevue.z/lnky/4/index.html, Brno: 4. 5
. Seznm zkrtek,, Oené koefiienty konvejoru A/D Převodník nlogového signálu n digitální C Kpitor CDBA Current Differening Buffered Amplifier CE Chrkteristiká rovnie D Admitne vyššího řádu DCVC Differenil Current Voltge Conveyor DP Dolní propust E Impedne vyššího řádu f Frekvene GCC Generl Current Conveyor GVC Generl Voltge Conveyor HP Horní propust I z Výstupní proud K Přenos filtru v propustném pásmu K V Komplexní funke přenosu npětí n Řád filtru OZ Operční zesilovč p Lpleův operátor PP Pásmová propust PZ Pásmová zádrž Q Činitel jkosti R Rezistor UCC Universl Current Conveyor UVC Universl Voltge Conveyor x, y, w Vstupní svorky konvejorů Admitne IN Vstupní dmitne z Výstupní svork konvejorů Z Impedne 5