Novel Electronically Tunable Biquadratic Mixed- Mode Universal Filter Capable of Operating in MISO and SIMO Configurations
Creators
- 1. Symbiosis International University
- 2. Brno University of Technology
- 3. National University of Malaysia
Description
In this paper, a novel electronically tunable biquadratic universal mixed-mode filter is presented. The filter is based on extra X current conveyor transconductance amplifier (EXCCTA), recently introduced by authors. The proposed filter employs two EXCCTAs, two capacitors, a switch, and four resistors. The filter can work in both multi-input-single-output (MISO) and single-input-multi-output (SIMO) configurations without change in its structure. The filter provides low-pass (LP), high-pass (HP), band-pass (BP), band-reject (BR) and all-pass (AP) responses in voltage-mode (VM), current-mode (CM), transimpedance-mode (TIM), and transadmittance-mode (TAM). The attractive features of the filter include (i) ability to operate in both MISO and SIMO configurations in all four modes, (ii) no requirement of capacitive matching, (iii) high output impedance in SIMO (CM & TAM) configuration, (iv) tunability of quality factor ( Q ) independent of natural frequency ( ) in MISO & SIMO configurations, (v) use of grounded capacitors in SIMO configuration, (vi) low output impedance for MISO (VM & TIM), (vii) high output impedance explicit current output for MISO (CM & TAM), and (viii) no requirement for double/negative input signals (voltage/current) in MISO configuration. The non-ideal gain and sensitivity analysis is also carried out to study the effects of process variations and passive components spread on filter performance. The filter is designed in Cadence Virtuoso using Silterra Malaysia 0.18µm PDK. The complete layout of the EXCCTA is designed and the parasitic extraction is done. The filter is tested at a supply voltage of ±1.25 V and the obtained results validate the theoretical findings.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
في هذه الورقة، يتم تقديم مرشح عالمي مختلط ثنائي النمط قابل للضبط إلكترونيًا. يعتمد المرشح على مضخم ناقل التيار X الإضافي (EXCCTA)، الذي قدمه المؤلفون مؤخرًا. يستخدم المرشح المقترح اثنين من EXCCTAs، واثنين من المكثفات، ومفتاح، وأربعة مقاومات. يمكن أن يعمل المرشح في كل من تكوينات المدخلات والمخرجات الفردية المتعددة (MISO) وتكوينات المدخلات والمخرجات المتعددة الفردية (SIMO) دون تغيير في هيكلها. يوفر المرشح استجابات التمرير المنخفض (LP)، والمرور العالي (HP)، والمرور النطاقي (BP)، ورفض النطاق (BR)، والمرور الشامل (AP) في وضع الجهد (VM)، ووضع التيار (CM)، ووضع المعاوقة (TIM)، ووضع الإرسال (TAM). تشمل الميزات الجذابة للمرشح (1) القدرة على العمل في كل من تكوينات ميسو وسيمو في جميع الأوضاع الأربعة، (2) عدم وجود متطلبات للمطابقة السعوية، (3) مقاومة الخرج العالية في تكوين سيمو (CM & TAM)، (4) قابلية ضبط عامل الجودة ( Q ) بشكل مستقل عن التردد الطبيعي () في تكوينات ميسو وسيمو، (5) استخدام المكثفات المؤرضة في تكوين سيمو، (6) مقاومة الخرج المنخفضة لميسو (VM & TIM)، (7) خرج التيار الصريح لمعاوقة الخرج العالية لميسو (CM & TAM)، و (8) لا يوجد شرط لإشارات الدخل المزدوجة/السلبية (الجهد/التيار) في تكوين ميسو. يتم أيضًا إجراء تحليل الكسب والحساسية غير المثالية لدراسة تأثيرات اختلافات العملية والمكونات السلبية المنتشرة على أداء المرشح. تم تصميم المرشح في Cadence Virtuoso باستخدام Silterra Malaysia 0.18ميكرومتر PDK. تم تصميم التصميم الكامل لـ EXCCTA ويتم الاستخراج الطفيلي. يتم اختبار المرشح عند جهد إمداد ±1.25 فولت وتتحقق النتائج التي تم الحصول عليها من صحة النتائج النظرية.Translated Description (French)
Dans cet article, un nouveau filtre universel biquadratique à mode mixte électroniquement accordable est présenté. Le filtre est basé sur un amplificateur de transconductance à convoyeur de courant X supplémentaire (EXCCTA), récemment introduit par les auteurs. Le filtre proposé utilise deux EXCCTA, deux condensateurs, un commutateur et quatre résistances. Le filtre peut fonctionner dans des configurations à entrées multiples-sorties uniques (MISO) et à entrées multiples-sorties uniques (SIMO) sans modification de sa structure. Le filtre fournit des réponses passe-bas (LP), passe-haut (HP), passe-bande (BP), bande-rejet (BR) et passe-tout (AP) en mode tension (VM), en mode courant (CM), en mode transimpédance (Tim) et en mode transadmittance (TAM). Les caractéristiques attrayantes du filtre comprennent (i) la capacité de fonctionner dans les configurations MISO et SIMO dans les quatre modes, (ii) aucune exigence d'adaptation capacitive, (iii) une impédance de sortie élevée dans la configuration SIMO (CM & TAM), (iv) l'accordabilité du facteur de qualité (Q) indépendant de la fréquence naturelle ( ) dans les configurations MISO & SIMO, (v) l'utilisation de condensateurs mis à la terre dans la configuration SIMO, (vi) une faible impédance de sortie pour le MISO (VM & TIM), (vii) une sortie de courant explicite à impédance de sortie élevée pour le MISO (CM & TAM), et (viii) aucune exigence de signaux d'entrée doubles/négatifs (tension/courant) dans la configuration MISO. L'analyse de gain et de sensibilité non idéale est également réalisée pour étudier les effets des variations de processus et des composants passifs répartis sur les performances du filtre. Le filtre est conçu en Cadence Virtuoso à l'aide de Silterra Malaysia 0,18µm PDK. L'agencement complet de l'EXCCTA est conçu et l'extraction parasitaire est effectuée. Le filtre est testé à une tension d'alimentation de ±1,25 V et les résultats obtenus valident les résultats théoriques.Translated Description (Spanish)
En este documento, se presenta un novedoso filtro universal de modo mixto bicuadrático sintonizable electrónicamente. El filtro se basa en el amplificador de transconductancia del transportador de corriente extra X (EXCCTA), introducido recientemente por los autores. El filtro propuesto emplea dos EXCCTA, dos condensadores, un interruptor y cuatro resistencias. El filtro puede funcionar tanto en configuraciones de múltiples entradas y una sola salida (MISO) como de una sola entrada y múltiples salidas (SIMO) sin cambios en su estructura. El filtro proporciona respuestas de paso bajo (LP), paso alto (HP), paso de banda (BP), rechazo de banda (BR) y paso total (AP) en modo de voltaje (VM), modo de corriente (CM), modo de transimpedancia (Tim) y modo de transadmitancia (TAM). Las características atractivas del filtro incluyen (i) la capacidad de operar en configuraciones MISO y SIMO en los cuatro modos, (ii) ningún requisito de coincidencia capacitiva, (iii) alta impedancia de salida en configuración SIMO (CM y TAM), (iv) sintonización del factor de calidad ( Q ) independiente de la frecuencia natural ( ) en configuraciones MISO y SIMO, (v) uso de condensadores conectados a tierra en configuración SIMO, (vi) baja impedancia de salida para MISO (VM y TIM), (vii) salida de corriente explícita de alta impedancia de salida para MISO (CM y TAM), y (viii) ningún requisito de señales de entrada dobles/negativas (voltaje/corriente) en configuración MISO. El análisis de ganancia y sensibilidad no ideal también se lleva a cabo para estudiar los efectos de las variaciones del proceso y los componentes pasivos sobre el rendimiento del filtro. El filtro está diseñado en Cadence Virtuoso utilizando Silterra Malaysia 0.18µm PDK. Se diseña la disposición completa del EXCCTA y se realiza la extracción del parásito. El filtro se prueba a una tensión de alimentación de ±1.25 V y los resultados obtenidos validan los hallazgos teóricos.Files
93027621PB.pdf.pdf
Files
(7.6 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:7ed5642aa9ac04ce7f5a33e6e6861791
|
7.6 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- مرشح عالمي جديد متعدد الأوضاع قابل للضبط إلكترونيًا قادر على العمل في تكوينات ميسو وسيمو
- Translated title (French)
- Nouveau filtre universel biquadratique à mode mixte réglable électroniquement capable de fonctionner dans des configurations MISO et SIMO
- Translated title (Spanish)
- Novedoso filtro bicuadrático bicuadrático de modo mixto sintonizable electrónicamente capaz de funcionar en configuraciones MISO y SIMO
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3110084106
- DOI
- 10.33180/infmidem2020.304