Aproximace fraktálních prvků za pomocí integrovaných tranzistorových polí

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá návrhem a simulací laditelných aproximací prvků s konstantním fázovým posuvem (CPE) s využitím tranzistorů MOSFET integrovaného pole ALD1106. Představeny jsou tři varianty tzv. polovičního kondenzátoru (řád 0,5). Konkrétně se jedná o dvě varianty paralelního spojení sériových RC segmentů a sériové spojení paralelních RC segmentů. Dále byly navrženy dvě topologie s řády 0,222 a 0,5, optimalizované v prostředí PSpice Advanced Analysis pro řízení pseudokapacity jediným napětím. Funkčnost navržených CPE byla ověřena simulací a testována v jednoduchých i složitějších aplikacích (neceločíselný RLC rezonanční obvod, jednoduchý filtr typu pásmová propust, oscilátor). Práce zahrnuje návrh parametrů, ověření simulací v PSpice i experimentální, návrh aplikací a podklady pro výrobu desek plošných spojů spolu s fotodokumentací experimentů.

This thesis focuses on the design and simulation of tunable approximations of constant phase elements (CPE) using ALD1106 integrated MOSFET transistors. Three variants of the so-called half-order capacitor (order 0.5) are presented. Specifically, these include two configurations of parallel connections of series RC segments and one configuration of a series connection of parallel RC segments. Furthermore, two topologies with fractional orders of 0.222 and 0.5 were designed and optimized in the PSpice environment for simplified adjustment of pseudocapacitance using a single gate voltage. The functionality of the proposed CPEs was verified through simulation and experiments and tested in both simple and more complex applications (a fractional-order RLC resonant circuit, a simple band-pass filter, and an oscillator). The work includes parameter design, verification through simulations in PSpice and experimental measurements, design of applications and the preparation of documentation for printed circuit board (PCB) fabrication as well as photos of experiments.