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以運算轉阻放大器設計電壓式二階萬用濾波電路
OTRA-Based Voltage-Mode Universal Biquadratic Filter Structure
摘要
本篇論文主要使用運算轉阻放大器（Operational Transresistance Amplifier，簡稱OTRA）為主動元件來設計電路，以元件而言OTRA的特性方程式與運算轉導放大器（Operational Transconductance Amplifier，簡稱OTA）之間有對偶性（Dual Relationship），從對偶的條件來看，它會與OTA有著對等的優勢，且OTRA的輸入端為虛接地，所以輸入端沒有寄生效應，只有輸出端有寄生效應，是唯一一個可以消除輸入端寄生效應的主動元件，因為有著這個特別的特性，因此本篇論文才使用這個主動元件設計濾波電路。 本篇論文使用三個主動元件、兩個電容及八個電阻，以節點分析設計法設計出高通（High-Pass）、低通（Low-Pass）、帶通（Band-Pass）、帶斥（Notch）與全通（All-Pass）五種濾波信號的電壓式二階濾波電路，其次，則考慮在主動元件的非理想效應分析，以得到較精準的濾波電路。最後，由於科技的進步，全部使用電晶體來設計電路成為一種趨勢，故本篇論文嘗試使用MOS電晶體來取代電阻設計電路，並進行電路特性模擬。本篇論文在設計電路的過程中使用的電容數量為最少元件，並可將電路中的被動元件電阻換為MOS以利於在積體電路中的實現，這都是很好的優點。在電路模擬的結果中可知，本篇論文所設計的電路之輸出信號模擬結果的誤差值均為5%以下，被動元件的敏感度也都小於1，並將其全部模擬結果記錄下來，以作為日後研究運算轉阻放大器（OTRA）的非理想效應之數據參考。
並列摘要
In this paper, an operational transresistance amplifier (OTRA) was use to design circuit. But between the OTRA characteristic equation and operator transconductance amplifier (OTA) has Dual Relationship, looking from the dual condition, it possibly and OTA has the coordinated merit. OTRA input end virtual ground, therefore does not have parasitics effect. It is only one may eliminate input end parasitics effect active comoponent. Because has this special characteristic, therefore this paper only then uses this comoponent to design the filter. This paper uses three active comoponent, two capacitance and eight resistances. We can design to High-Pass, Low-Pass, Band-Pass, Notch and All-Pass filter signals the second-order voltage-type filter circuit. Secondly, to explore how to adjust the capacitance value and transduction value of OTRA to absorb the parasitic effects in order to obtain more accurate filter circuits. This paper has not used the part in design a circuit's process to capacitance of at least the number of components, this is a very good merit. Finally, may know in circuit simulate's result, this paper designs of output signal's the electric circuit magnitude of error is below 5%, the sensitivity is below 1.