Microsoft Word - 03_Stojkovic

Слични документи
MAZALICA DUŠKA.pdf

PI1_-_funkcije_i_srednja_log._temp._razlika

46th Croatian & 6th International Symposium on Agriculture

Microsoft Word - radnja_uvezivanje.doc

VNLab

NN indd

Microsoft PowerPoint - sis_av14_2002.ppt

SPR , IV godina, VHDL – Ispitna pitanja

VIK-01 opis

Microsoft Word - sm - ISPITNA PITANJA1.doc

KATUŠIĆ ANTONIO.pdf

Toplinska i električna vodljivost metala

PRILOG I. PONUDBENI LIST S DODACIMA ZA ZAJEDNICU PONUDITELJA I PODIZVODITELJE / APPENDIX I. BIDDING LIST WITH APPENDICES FOR JOINT BIDDERS AND SUB- CO

Laboratorija za termičku obradu Inženjerstvo površina Kratko uputstvo za obradu i analizu profila u programskom paketu SPIP Programski paket SPIP preu

1

VRAČEVIĆ FRANJO.pdf

MIP-heuristike (Matheuristike) Hibridi izmedu metaheurističkih i egzaktnih metoda Tatjana Davidović Matematički institut SANU

Diferenciranje i integriranje pod znakom integrala math.e Vol math.e Hrvatski matematički elektronički časopis Diferenciranje i integriranje pod

75 Bolyai - Gerwienov teorem Margita Pavleković Sažetak.Bolyai-Gerwienov teorem ima veliku primjenu u nastavi geometrije u osnovnoj školi. Ovaj teorem

oae_10_dom

Microsoft Word - oae-09-dom.doc

Maksimalni protok kroz mrežu - Ford-Fulkerson, Edmonds-Karp

ISSN СТАТИСТИКА СТАНОВНИШТВА ГОДИШЊЕ САОПШТЕЊЕ POPULATION STATISTICS ANNUAL RELEASE 25. IV Број/No. 121/18 РОЂЕНИ И УМРЛИ У РЕПУБ

Sveučilište J.J. Strossmayera Fizika 2 FERIT Predložak za laboratorijske vježbe Određivanje relativne permitivnosti sredstva Cilj vježbe Određivanje r

Mladen Pavičić: Grafičko računanje kvantno-mehaničkih nelinearnih jednadžbi Projekt: Kvantno računanje: paralelnost i vizualizacija ( )

ISSN СТАТИСТИКА СТАНОВНИШТВА ГОДИШЊЕ САОПШТЕЊЕ POPULATION STATISTICS ANNUAL RELEASE 25. IV Број/No. 107/17 РОЂЕНИ И УМРЛИ У РЕПУБ

7 TABAK.cdr

Microsoft Word doc

18 1 DERIVACIJA 1.3 Derivacije višeg reda n-tu derivaciju funkcije f označavamo s f (n) ili u Leibnizovoj notaciji s dn y d x n. Zadatak 1.22 Nadite f

ISSN СТАТИСТИКА СТАНОВНИШТВА ГОДИШЊЕ САОПШТЕЊЕ POPULATION STATISTICS ANNUAL RELEASE 25. IV Број/No. 115/19 РОЂЕНИ И УМРЛИ У РЕПУБ

Техничко решење: Метода мерења ефективне вредности сложенопериодичног сигнала Руководилац пројекта: Владимир Вујичић Одговорно лице: Владимир Вујичић

Jasna Kellner

Logičke izjave i logičke funkcije

Microsoft Word Lj. Vasov.doc

Dragi trkac i/ice, I ove godine imamo preporuku za vaš smještaj na Jahorini, ali ovog puta je to c ista eksluziva po STVARNO POSEBNIM cijenama u izuze

Microsoft Word - 4.Ee1.AC-DC_pretvaraci.10

SEMINAR

PROGRAMIRANJE Program je niz naredbi razumljivih računalu koje rješavaju neki problem. Algoritam je postupak raščlanjivanja problema na jednostavnije

FAKULTET STROJARSTVA I BRODOGRADNJE KATEDRA ZA STROJARSKU AUTOMATIKU SEMINARSKI RAD IZ KOLEGIJA NEIZRAZITO I DIGITALNO UPRAVLJANJE Mehatronika i robot

CONFIDA_Mesecni_Newsletter_SRB_JUL

Tolerancije slobodnih mjera ISO Tolerancije dimenzija prešanih gumenih elemenata (iz kalupa) Tablica 1.1. Dopuštena odstupanja u odnosu na dime

AKVIZICIJA PODATAKA SA UREĐAJEM NI USB-6008 NI USB-6008 je jednostavni višenamjenski uređaj koji se koristi za akviziciju podataka (preko USBa), kao i

ELEKTRONIKA

januar siječanj JANUARY Greške se mogu ispraviti. Even if you make a mistake, you can fix it.

ISSN СТАТИСТИКА ОБРАЗОВАЊА ГОДИШЊЕ САОПШТЕЊЕ EDUCATION STATISTICS ANNUAL RELEASE 1. IV Број/No. 88/19 ОБРАЗОВАЊЕ У САОБРАЋАЈУ EDU

NN indd

ISSN СТАТИСТИКА ОБРАЗОВАЊА ГОДИШЊЕ САОПШТЕЊЕ ШКОЛСКА ГОДИНА/SCHOOL YEAR почетак/beginning of 2018/2019 EDUCATION STATISTICS ANNUAL RELEASE П

Frekventne metode analize sistema automatskog upravljanja

Stručno usavršavanje

Microsoft Word - SIORT1_2019_K1_resenje.docx

Microsoft Word - Sretenovic.doc

TEORIJA SIGNALA I INFORMACIJA

InfoXgen Input Evaluation Königsbrunnerstr Enzersfeld Austria Austria Bio Garantie d.o.o. Rudera Boškovica Cako

Predlozak za PhD studente

Microsoft Word Prilog potvrdi (proširenje, suženje..)-post. doku.(606374)

In accordance with Article 33 Paragraph 2 Item 4 of the Listing Rules of the Belgrade Stock Exchange j.s.c. Belgrade, NIS j.s.c. Novi Sad announces RE

ELEKTROTEHNIČKI FAKULTET, UNIVERZITET U BEOGRADU KATEDRA ZA ELEKTRONIKU UVOD U ELEKTRONIKU - 13E041UE LABORATORIJSKA VEŽBA Primena mikrokontrolera

CRNOGORSKI KOMITET CIGRE Fuštić Željko doc. dr Martin Ćalasan Elektrotehnički fakultet,ucg Simulacione i eksperim

In accordance with Article 33 Paragraph 2 Item 4 of the Listing Rules of the Belgrade Stock Exchange j.s.c. Belgrade, NIS j.s.c. Novi Sad announces RE

F84 Zahtjev za priznavanje inostrane visokoškolske kvalifikacije (zaokružiti) Application for academic recognition of foreign higher qualification (ci

Рјешавање проблема потрошње у чиповима Александар Пајкановић Факултет техничких наука Универзитет у Новом Саду Фабрика чипова у Србији: има ли интерес

I колоквијум из Основа рачунарске технике I СИ- 2017/2018 ( ) Р е ш е њ е Задатак 1 Тачка А Потребно је прво пронаћи вредности функција f(x

Microsoft Word - predavanje8

In accordance with Article 33 Paragraph 2 Item 4 of the Listing Rules of the Belgrade Stock Exchange j.s.c. Belgrade, NIS j.s.c. Novi Sad announces RE

Техничко решење: Метода мерења реактивне снаге у сложенопериодичном режиму Руководилац пројекта: Владимир Вујичић Одговорно лице: Владимир Вујичић Аут

Microsoft Word - pitalice.doc

Staticki kriterijumi new-1.pptx

Elektrotehnika, 3. modelarska vježba Katedra za strojarsku automatiku Elektrotehnika Treća modelarska vježba Motori istosmjerne struje 1. Nacrtajte na

ODE_0 [Compatibility Mode]

Harmonics

Influences of Temperature Variation on the Dynamic Behavior of MR Dumper

Kombinatorno testiranje

Slide 1

Методологиjа стручног и научног рада Рецензирање Милена Вуjошевић Jаничић Математички факултет, Београд

Транскрипт:

Eng. Rev. 30- (00) 7-36 7 UDK 6.37.54:6.39.8 OPTIMIZIRANI OTA-C NP FILTRI DRUGOG I ČETVRTOG REDA OPTIMIZED SECOND AND FOURTH-ORDER OTA-C LP FILTERS Nino STOJKOVIĆ Filip TOMLJENOVIĆ Saša VLAHINIĆ Sažeta: Analizirana je nisopropusna opća OTA-C filtarsa secija drugoga reda. Izračunata je spetralna gustoća napona šuma i Schoefflerova osjetljivost. Projetiranje filtra izvedeno je na dva načina, jednom baziranom na jednostavnosti proračuna filtarsih elemenata i drugom baziranom na optimizacijsom postupu. Optimizacija je provedena u cilju smanjivanja promatranih parametara: šuma i osjetljivosti. Rezultati analize dali su filtre sa smanjenim šumom i osjetljivosti. Optimizacijsi postupa proveden je i za nisopropusni filtar četvrtoga reda. Poazano je da smanjenje jednoga parametra povećava drugi te je pri odabiru filtarsih elemenata potrebno napraviti ompromis. Ključne riječi: OTA-C filtar šum osjetljivost optimizacija Abstract: A general second-order low-pass OTA-C filter section is analyzed. Voltage noise spectral density and Schoeffler sensitivity are calculated. The design of the filter is performed in two ways, one based on simplicity of calculating filter elements and the other based on optimization. Optimization is done to decrease observed parameters: noise and sensitivity. The analyses results give a filter that gives lower sensitivity and noise. The optimization procedure is done for the fourth-order low-pass filter, as well. It is shown that decreasing one of the two parameters increases the other and a compromise has to be made in designing filter elements. Keywords: OTA-C filter noise sensitivity optimization. UVOD Od doba ad su se pojavili vremensi ontinuirani OTA C filtri našli su svoju primjenu u analognoj obradi signala [-3]. Vrijednosti filtarsih elemenata mogu se izračunati na razne načine budući da u postupu proračuna ima više varijabli nego jednadžbi. Ao se upotrijebi najjednostavnija metoda, nei dodatni parametri filtra, ao što su šum i osjetljivost, neće biti optimalni. Rad OTA-C filtra bit će bolji što je manji šum ao i osjetljivost. U prvom orau optimizacija je provedena po šumu u cilju izračuna spetralne gustoće napona šuma i efetivne vrijednosti napona šuma ao mjere za šum. Naon toga optimizacija je provedena na osjetljivosti orištenjem Schoefflerove mjere osjetljivosti. Kombinirajući dobivene rezultate obje su optimizacije provedene na općoj nisopropusnoj OTA-C filtarsoj seciji drugoga reda. Konačno, potpuna optimizacija bit će provedena za filtar 4. reda izveden ao asada dviju secija reda.. INTRODUCTION From the time they are designed, the continuous-time OTA-C filters find their application in analog signal processing [-3]. The values of filter elements calculation can be done in various ways because in the designing procedure there are more variables than equations. If the simplest way is used, some additional parameters of the filter, such as noise figure and sensitivity figure, may not be optimal. The operation of the OTA-C filter will be better if output noise and/or sensitivity are lower. In the first step, optimization will be done on noise in such a way as to calculate voltage noise spectral density and RMS noise voltage as noise measurement. Then, optimization will be done on sensitivity using Schoeffler sensitivity measurement. Combining the obtained results, both optimizations will be performed on the second-order general low-pass OTA-C filter section. Finally, the complete optimization will be done for the fourth-order filter realized as a cascade of two second-order sections.

8 N. Stojović, F. Tomljenović, S. Vlahinić: Optimizirani OTA C drugog. OPĆA OTA-C FILTARSKA SEKCIJA DRUGOG REDA Opća OTA-C filtarsa secija drugog reda u niso propusnom modu priazana je sliom.. THE SECOND-ORDER GENERAL OTA-C FILTER SECTION The second-order general OTA -C filter section operating in low-pass (LP) mode is presented in Figure. g g g 3 V OUT g 4 V IN C Slia. Opća NP OTA-C filtarsa secija drugog reda Figure. The general second-order LP OTA-C filter section C.. Analiza šuma Šumni model operacijsoga transondutantnog pojačala (OTA) predstavljen je u [4], ao i proračun šuma. Korištenjem nadomjesnoga šumnog modela izračunate su prijenosne funcije:.. Noise analysis The noise model for operational transconductance amplifiers (OTA) is given in [4], as well as the noise calculation procedure. Using the substitute noise model, the transfer functions: T V OUT x ( s), () N x gdje je s N x u () naponsi ili strujni izvor šuma elementa x. Efetivna vrijednost napona šuma En unutar određenoga frevencijsog područja dana je s: are calculated, where N x in () is either voltage or the current noise source of the element denoted by x. RMS noise voltage En within a specified frequency range is given by: E V d n ef n, () gdje je where V n m Ti, j In Tv, l j V n n l l. (3) Posljednja jednadžba daje vadrat spetralne gustoće napona šuma određene iz svih izvora šuma, gdje je T i, (j) prijenosna impedancija, tj. omjer izlaznoga napona i ulazne struje -toga strujnog izvora šuma (I n ), T v,l (j) je naponsa prijenosna funcija, tj. omjer izlaznoga napona i ulaznoga napona l-toga naponsog izvora šuma (V n ) l [5]. Preo spetralne gustoće napona šuma i efetivne vrijednosti napona šuma mogu se promatrati efeti šuma... Analiza osjetljivosti Proračun osjetljivosti predstavljen je u [6]. U cilju usporedbe utjecaja promjene filtarsih parametara na The last equation gives the square of the noise spectral density derived from all noise sources, where T i, (j) is the transfer impedance, i.e. the ratio of output voltage and input current of the -th current noise source (I n ), T v,l (j) is the voltage transfer function, i. e. the ratio of the output voltage and input voltage of the l-th voltage noise source (V n ) l [5]. Through noise voltage spectral density and RMS noise voltage, noise effects can be observed... Sensitivity analysis The sensitivity calculation is given in [6]. In order to compare the influence of filter parameters variations to

Eng. Rev. 30- (00) 7-36 9 amplitudni odziv filtra analizirane su osjetljivosti amplitudnoga odziva T(j) na promjene elemenata x i. Funcija osjetljivosti S određena je s: the filter amplitude response, the sensitivities of the filter amplitude response T(j) to the variation of elements x i are analyzed. The sensitivity function S is defined with: S T x i j d T j xi. (4) d x T j i Ao je pojačanje, (), izraženo s: If the gain, (), is expressed by: 0logT j db, (5) funcija osjetljivosti pojačanja može se definirati ao: the gain sensitivity function can be defined as: Za mjeru osjetljivosti oristi se Schoefflerova funcija osjetljivosti I s (): d S x xi db i. (6) d x i As a sensitivity measure the Schoeffler sensitivity function I s () is used: I s xi i S. (7) Dodatno, višeparametarsa mjera Schoefflerove osjetljivosti je izračunata preo: Additionally, a multi-parameter measure of Schoeffler sensitivity is calculated with: M i T j S x d. (8) i.3. Optimizacijsi postupa Najjednostavniji način za izračun filtarsih elemenata je postavljanje:.3. Optimization procedure The simplest way for calculating filter elements values is by setting: C C and g g. (9) Iz zadanih parametara: filtra frevencije polova, Q-fatora polova i pojačanja, svi se elementi mogu izračunati jedan za drugim From the given filter parameters: poles frequency, poles Q-factor and gain, all elements can be calculated straightforwardly p gg CC, gg C Q p, g C 3 g 4 A, (0) g3 uzimajući: using: C C and g g, () filtarsi odzivi nisu promijenjeni, ali su nea filtarsa svojstva, ao što su šum i osjetljivost, drugačija. Problem je odrediti oji će dati najmanji šum ili najmanju osjetljivost. Kao su analitiči izrazi previše složeni, problem je riješen oristeći numeriče metode i rezultati su priazani u sljedećem primjeru. The filter's responses are not changed, but some other properties, such as noise and sensitivity are different. The problem is to define, which will give minimal noise or minimal sensitivity. As analytic expressions are too complex, the problem is solved using numerical methods and results are presented in following example.

30 N. Stojović, F. Tomljenović, S. Vlahinić: Optimizirani OTA C drugog.4. Primjer Za primjer, realiziran je NP Butterworthov filtar drugog reda s graničnom frevencijom od 4 Hz. Numeriča metoda za izračun najboljeg u (0) oji daje najmanji šum ili osjetljivost je iterativni postupa. U području od 0,0 to, mijenja se u oracima po 0,0 te se računaju poazatelji šuma i osjetljivosti. Cilj je pronaći oji će dati najmanji E iz () za minimizaciju šuma ili najmanji M iz (8) za minimizaciju osjetljivosti. Dobiveni rezultati priazani su na sliama i 3. Nažalost, ta dva fatora nisu ista. To vodi do ompromisa u projetiranju filtra: filtar će imati ili minimalni šum ili minimalnu osjetljivost. Iz slie očigledno je da će šum biti to manji što je manji, ali uzeta je najmanja vrijednost 0,0 ao bi se spriječili velii omjeri vrijednosti filtarsih elemenata. Produt E M izračunat je ao jedna moguća mjera optimizacije ao bi se odredio uz istodobno optimiranje obaju parametara. Karateristia je dana sliom 4 gdje je vidljivo da iznos od 0,05 daje najbolji rezultat za istodobnu optimizaciju po šumu i osjetljivosti.,6 E [μv],4,,0,8,6,4, 0 0, 0,4 0,6 0,8,,4,6,8 Slia. Efetivna vrijednost napona šuma () ao funcija od Figure. RMS voltage () as function of U tablici priazane su vrijednosti filtarsih elemenata za oba pristupa izračuna. Prva olona daje vrijednosti za jednostavan proračun, druga olona za optimizaciju po šumu, treća olona za optimizaciju po osjetljivosti, a četvrta olona daje vrijednosti uz obje optimizacije. Brojčani poazatelji E i M izračunati su unutar frevencijsoga opsega 40 Hz 40 Hz..4. Example For example, a second order LP Butterworth filter with a 4 Hz cut-off frequency is realized. The numerical method for calculating the best in (0), which gives minimal noise and/or sensitivity, is an iterative procedure. In the range of 0.0 to, is changed in steps of 0.0, and noise and sensitivity marers are calculated. The goal is to find that will give minimal E from () for noise minimization or minimal M from (8) for sensitivity minimization. The obtained results are presented in Figures and 3. Unfortunately, those two factors are not identical. This leads to a compromise in filter design, the filter will have either minimal noise or minimal sensitivity. From Figure it is obvious that noise will be lower as factor is lower, but the minimal value of 0,0 is used to prevent a huge ratio between the values of filter elements. A product of E M as one possible measure is calculated to find for both optimizations and the result is presented in Figure 4. The obtained characteristic of gives the ratio of 0.05 as that which is best for minimum noise and sensitivity at the same time. 50 M 48 46 44 4 40 38 36 0 0, 0,4 0,6 0,8,,4,6,8 Slia 3. Višeparametarsa mjera osjetljivosti (8) ao funcija od Figure 3. Multi-parameter sensitivity measure (8) as function of In table, values of the filter elements are presented for the two design approaches. The first column gives values from simple calculation, the second column gives values from optimization over noise, the third column from optimization over sensitivity and the fourth column from both optimizations. Numerical indicators E and M are calculated over the frequency range 40 Hz - 40 Hz.

Eng. Rev. 30- (00) 7-36 3 0,05 E M 0, 0,095 0,09 0,085 0,08 0,075 0,07 0,065 0,06 0 0, 0,4 0,6 0,8,,4,6,8 Slia 4. Produt E M ao funcija od Figure 4. Product E M as function of Tablica. Elementi filtra. reda: s jednostavnim proračunom (SD), uz optimizaciju šuma (NO), uz optimizaciju osjetljivosti (SO) te uz optimizaciju i šuma i osjetljivosti (NSO) Table. Elements of simply designed (SD), noise optimized (NO), sensitivity optimized (SO) and noise-sensitivity minimized (NSO) of the nd order filter SD NO SO NSO 0,0,4 0,05 C [nf] 00 4 5 C [nf] 00 00 00 00 g [ms],533,533,533,533 g [ms],533 0,05 3,5438 0,57 g 3 [ms] 3,5543 3,5543 3,5543 3,5543 g 4 [ms],533,533,533,533 M 38040 4958 3750 48444 E [μv],986,644,374,96 8 V n [nv/ Hz] 6 4 0 8 6 4 b d 0 40 400 4 f [Hz] 40 Slia 5. Spetralna gustoća napona šuma za: a) SD, b) NO, c) SO i d) NSO filtar. reda Figure 5. Noise voltage spectral density for: a) SD, b) NO, c) SO and d) NSO of the nd order filter a c,4,,0,8,6,4 I s b d, 40 400 4 f [Hz] 40 Slia 6. Schoefflerova osjetljivost za: a) SD, b) NO, c) SO and d) NSO filtar. reda Figure 6. Schoeffler sensitivity for: a) SD, b) NO, c) SO and d) NSO of the nd order filter a c

3 N. Stojović, F. Tomljenović, S. Vlahinić: Optimizirani OTA C drugog Slie 5 i 6 priazuju spetralnu gustoću napona šuma i Schoefflerovu osjetljivost za SD i optimirane filtre. Kao što se može vidjeti iz slie 5, za filtar optimiran po osjetljivosti, šum je malo povećan oo granične frevencije. S druge strane, osjetljivost je značajno povećana u propusnom području za filtar optimiran po šumu. Rezultati jasno poazuju da će vrsta optimizacije ovisiti o pojedinoj primjeni: ili se želi ostvariti filtar s malim šumom ili filtar s malom osjetljivosti. 3. KASKADNI NISKO PROPUSNI OTA-C FILTAR ČETVRTOG REDA 3.. Optimizacijsi postupa Kasadni NP OTA-C filtar četvrtoga reda, ostvaren s dvije NP OTA-C filtarse secije drugoga reda, priazan je na slici 7. Izračun elemenata filtra četvrtoga reda može se izvršiti postavljajući: Figures 5 and 6 show noise voltage spectral density and Schoeffler sensitivity for SD and optimized filters. As it can be seen from Figure 5, for the sensitivity optimized filter, the noise is slightly increased around the cut-off frequency. On the other hand, the sensitivity is significantly increased in the pass-band for the noise optimized filter. The results clearly show that the type of optimization used depends on the particular application; either a low noise filter or a low sensitivity filter is needed. 3. THE FOURTH-ORDER CASCADE LOW- PASS OTA-C FILTER 3.. Optimization procedure The fourth-order cascade LP OTA-C filter realized with two second order LP OTA-C filters is presented in Figure 7. In case of the fourth-order filter, the calculating of filter elements values can be done setting: C C. (), g g and C 3 C 4, g 5 g 6 Iz zadanih filtarsih parametara: frevencije polova, Q-fatora polova i pojačanja svi se elementi mogu izračunati jedan za drugim ao od secije drugoga reda. Optimizacija se može izvesti na dva različita načina. Jedan je odrediti oji je isti za obje secije drugoga reda: From given filter parameters: poles frequency, poles Q- factor and gains, all elements can be calculated straightforwardly, as in the case of the second order section. Optimization can be made in two different ways. One is to find, which is the same for both second-order sections: C C, g g and C 3 C 4, g 6 g 5. (3) Drugi je način pronaći za prvu seciju. reda i za drugu seciju. reda iz asade: The other way is to find for the first nd order section and for the second nd order section in the cascade: C C. (4), g g and C 3 C 4, g 6 g 5 g g g 3 g 5 g 8 g 6 g 7 C 4 V OUT g 4 V IN C C 3 C Slia 7. NP OTA-C filtar četvrtog reda Figure 7. The fourth-order LP OTA-C filter Optimizacija je provedena za oba slučaja i poazuje se da optimizacija s dva daje bolje rezultate, posebno na optimiranju osjetljivosti. Problem je ponovo riješen orištenjem numeričih metoda izračuna. Kao što se očeivalo, rezultati poazuju da smanjenje jednoga parametra povećava drugi. The optimization is performed for both cases and the case with two 's gives better results, particularly on sensitivity optimization. The problem is again solved using numerical methods. As expected, the results show that minimization of one parameter will enlarge the other one.

Eng. Rev. 30- (00) 7-36 33 3.. Primjer Za primjer uzet je NP Butterworthov filtar, granične frevencije 4 Hz, izveden ao asada dviju secija drugoga reda. Numeriči postupa za izračun najboljega u (3) i (4) oji daje najmanji šum ili osjetljivost uzima u oracima od 0,0 u području od 0,0 do te računa poazatelje šuma i osjetljivosti. Poazatelji E i M izračunati su ao i prije. Rezultat optimizacije dan je za slučaj s različitim oeficijentima, oji su dali bolje rezultate. Dobiveni rezultati priazani su sliama 8-0. Iz slie 8 jasno je da će šum biti manji ao je fator manji, ali ponovo je uzeto ograničenje na vrijednost 0,0 ao bi se spriječili prevelii omjeri među vrijednostima elemenata filtra. 3.. Example For example, a fourth order LP Butterworth filter with a 4 Hz cut-off frequency as a cascade of the two secondorder sections is realized. The numerical method for calculating the best in () and (3), which gives minimal noise or sensitivity, is an iterative procedure. In the range of 0.0 to, is changed in steps of 0.0 and noise and sensitivity marers are calculated. The indicators E and M are calculated using the same relations as previously. The optimization result is presented for an approach with different 's, which gives better optimization results. The obtained results are presented in Figure 8-0. From Figure 8, it is obvious that noise will be lower as factor is lower, but again the minimal value of 0.0 is used to prevent a huge ratio between the values of filter elements. E [μv] 5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0,5,0,5,0 0 0, 0,4 0,6 0,8,,4,6,8 Slia 8. Efetivna vrijednost napona šuma () ao funcija od Figure 8. RMS voltage () as function of Osjetljivost ima minimum malo naon, ao što je priazano sliom 9. Na slici 0 priazani su rezultati uz obje optimizacije orištenjem različitih oeficijenata. Vrijednosti elemenata filtra četvrtoga reda priazane su u tablici. Prva olona daje vrijednosti dobivene jednostavnim proračunom, druga olona vrijednosti dobivene optimizacijom po šumu, treća olona daje vrijednosti dobivene optimizacijom po osjetljivosti, a četvrta olona daje vrijednosti uz obje optimizacije. Numeriči poazatelji E i M izračunati su za frevencijsi opseg 40 Hz - 40 Hz. The sensitivity is at its minimum slightly after as presented in Figure 9. Figure 0 shows the results for both optimizations using different 's. In Table, values of the fourth-order filter elements are presented. The first column gives values from simple calculation, the second column gives values from optimization over noise, the third column gives values from optimization over sensitivity and the fourth column gives values from both optimizations. If the numerical indicators E and M are calculated over the frequency range 40 Hz - 40 Hz.

34 N. Stojović, F. Tomljenović, S. Vlahinić: Optimizirani OTA C drugog M 70 68 66 64 6 60 58 56 54 0 0, 0,4 0,6 0,8,,4,6,8 Slia 9. Višeparametarsa mjera osjetljivosti (8) ao funcija od Figure 9. Multi-parameter sensitivity measure (8) as function of Slia 0. Produt E M ao funcija od i (tamnije je bolje) Figure 0. Product E M as function of and (darer is better) Tablica. Elementi filtra 4. reda: s jednostavnim proračunom (SD), uz optimizaciju šuma (NO), uz optimizaciju osjetljivosti (SO) te uz optimizaciju i šuma i osjetljivosti (NSO) Table. Elements of the 4 th order filter: of simple design (SD), with noise optimization (NO), sensitivity optimized (SO) and with noise-sensitivity optimization (NSO) SD NO SO NSO 0,0,06,87 C [nf] 00 06 87 C [nf] 00 00 00 00 g [ms],533,533,533,533 g [ms],533 0,05,664 4,6999 g 3 [ms] 4,6439 4,6439 4,6439 4,6439 g 4 [ms],533,533,533,533 0,0,06 0,0 C 3 [nf] 00 06 C 4 [nf] 00 00 00 00 g 5 [ms],533,533,533,533 g 6 [ms],533 0,05,664 0,05 g 7 [ms],936,936,936,936 g 8 [ms],533,533,533,533 M 5445 69995 544 6054 E [μv] 3,349,773 3,4363,847 Slie i priazuju spetralnu gustoću napona šuma i Schoefflerovu osjetljivost za SD i optimirane filtre. Kao se može vidjeti iz slie, šum je približno isti za filtar optimiran po šumu i uz istodobno optimiranje po šumu i osjetljivosti. To znači da ao se izvrše obje optimizacije, šum se neće značajno povećati. S druge strane, iz slie jasno je da optimiranje po osjetljivosti daje puno bolje rezultate nego istodobno optimiranje. Treba naglasiti da su od značajnog interesa rezultati postignuti u području propuštanja te oo granične frevencije. Figures and show the noise voltage spectral density and Schoeffler sensitivity for SD and optimized filters. As it can be seen from Figure, the noise figures are approximately the same for the noise optimized and the noise and sensitivity optimized filter. It means that if both optimizations are used, the noise will not be significantly increased. But from Figure, it is obvious that sensitivity optimization gives much better results than the results obtained using both optimizations. It should be emphasized that the results in the pass-band and partly around the cut-off frequency are of crucial interest.

Eng. Rev. 30- (00) 7-36 35 V n [nv/ Hz] 30 5 0 a c 5 0 5 b d 0 40 400 4 f [Hz] 40 Slia. Spetralna gustoća napona šuma za: a) SD, b) NO, c) SO i d) NSO filtar 4. reda Figure. Noise voltage spectral density for: a) SD, b) NO, c) SO and d) NSO of the 4 th order filter 3,6 3,4 3, 3,0,8,6,4,,0,8 I s 40 400 4 40 f [Hz] Slia. Schoefflerova osjetljivost za: a) SD, b) NO, c) SO and d) NSO filtar 4. reda Figure. Schoeffler sensitivity for: a) SD, b) NO, c) SO and d) NSO of the 4 th order filter 4. ZAKLJUČAK 4. CONCLUSION b d c a Provedena je analiza nisopropusnih OTA-C filtara drugoga i četvrtoga reda u cilju određivanja funcija šuma i osjetljivosti. Dobiveni rezultati jasno poazuju da popravljanje jednoga promatranog parametara istodobno čini drugi lošijim. Pri tome red filtra ne utječe značajnije na rezultate: rezultati su slični bez obzira promatra li se filtar drugoga ili četvrtoga reda. Optimiranje samo šuma ili istodobno šuma i osjetljivosti daje slično ponašanje arateristie šuma. S druge strane, optimiranje osjetljivosti ili orištenje jednostavnoga proračuna elemenata daje slične arateristie osjetljivosti. Definitivno je poazano da se optimiranjem mogu smanjiti šum i osjetljivost, ali odabrani način proračuna elemenata filtra ovisi o pojedinoj primjeni, tj. želi li se ostvariti filtar s malim šumom ili malom osjetljivosti. The analyses of the second order and the fourth order low-pass OTA-C filters in order to determine noise and sensitivity functions are done. The obtained results clearly show that maing better one of the observed parameters also maes the other one worse. There is no significant difference regarding filter order, the results are similar whether the second or the fourth order is analyzed. Optimizing only the noise, or noise and sensitivity at the same time, the results yield similar noise figures. On the other hand, optimizing the sensitivity or using simple design procedure will give similar sensitivity figures. Definitely, it is shown that optimization of noise and sensitivity can be done, but which design procedure will be used depends on a particular application, which is to say that this would depend on whether a filter design is needed with a low noise filter or a low sensitivity filter.

36 N. Stojović, F. Tomljenović, S. Vlahinić: Optimizirani OTA C drugog LITERATURA REFERENCES [] Geiger R. L, Sanchez-Sinencio E, Active Filter Design Using Operational Transconductance Amplifiers: A Tutorial, IEEE Circuits and Devices Magazine, March 985, pp. 0-3. [] H. S. Malvar, Electronically Tuneable Active Filters with Operational Transconductance Amplifiers, IEEE Trans. on Circ.& Syst., Vol. CAS-9, No.5, May 98, pp. 333-336. [3] H. S. Malvar, Electronically Controlled Active-C Filters and Equalizers with Operational Transconductance Amplifiers, IEEE Trans. on Circ.& Syst., Vol. CAS-3, No.7, July 984, pp. 645-649. Primljeno / Received: 3.03.00. Prethodno priopćenje [4] Stojović N., Mijat N., Noise and Dynamic Range of Second Order OTA-C BP Filter Sections, Proceedings of ECCTD 99 Int. Conf., 999., Stresa, Italy, pp. 795-798. [5] Stojović N., Mijat N., Noise and Dynamic Range of OTA-C LP Filters, Proceedings of MIPRO 000 3 rd Int. Conv., 000., Opatija, Croatia, pp. 0-3. [6] N. Stojović, D. Jurišić, N. Mijat, GIC based Thirdorder Active Low-pass Filters, Proc. nd IEEE R8- EURASIP Symposium on Image and Signal Processing and Analysis, Pula, Croatia, 00, pp. 486-490. Prihvaćeno / Accepted: 8.06.00. Preliminary note Adresa autora / Authors address Assoc. Prof. D. Sc. Nino Stojović Assoc. Prof. D. Sc. Saša Vlahinić Tehniči faultet Sveučilišta u Rijeci Vuovarsa 58 5000 Rijea HRVATSKA nino.stojovic@riteh.hr sasa.vlahinic@riteh.hr Filip Tomljenović Stube Mara Remsa 5 5000 Rijea HRVATSKA filip.tomljenovic@gmail.com