COMPARISON OF THE 10TH ORDER BESSEL LOW-PASS FILTER CIRCUIT WITH THE TRADITIONAL MODEL USING DIFFERENT MEMRISTOR MODELS


Parlar İ., Almalı M. N. , Çabuker A. C.

1. INTERNATIONAL HASANKEYF SCIENTIFIC RESEARCH AND INNOVATION CONGRESS, Batman, Turkey, 6 - 07 November 2021, pp.228-235

  • Publication Type: Conference Paper / Full Text
  • City: Batman
  • Country: Turkey
  • Page Numbers: pp.228-235
  • Van Yüzüncü Yıl University Affiliated: Yes

Abstract

In this study, a 10th order Bessel low-pass filter circuit implemented using two different memristor emulator circuits and a traditional filter circuit were compared. It is aimed to improve the output parameter values ​​of the Bessel low-pass filter circuit.

In the study, voltage-controlled memristor emulator circuits proposed by Mutlu et al. and Muthuswamy were used for different memristor models. These emulator circuits have been replaced by resistors in the first and last layes of the Bessel low-pass filter circuit. First of all, the memristance values ​​of each memristor model were calculated by inferencing the cut-off frequency and element values ​​from a sample filter circuit. The memristance values ​​obtained by these calculations were simulated in accordance with the resistance values ​​used in the traditional double-five Bessel low-pass filter circuit. The resistor and capacitor values ​​in each pair of five layers were calculated one by one with the previously created coefficients. Bessel low-pass filter circuit was created with the element values ​​obtained in the simulation package program. The cut-off frequency of the filter was set to 100Hz in order to observe the filtering process of the filter precisely. In order to determine the efficiency of the filter, the quality factor was determined by examining the wall effect and its response on the phase curve in memristor and traditional filter circuits.

As a result, it was seen that the tenth order Bessel low-pass filter circuit designed by using memristor on the quality factor at both points improved the operating range between 5% and 10% compared to the traditional filter circuit.

Bu çalışmada iki farklı memristör taklit devresi kullanılarak gerçekleştirilen 10. dereceden Bessel alçak geçiren filtre devresi ile geleneksel filtre devresi karşılaştırıldı. Bessel alçak geçiren filtre devresinin çıkış parametre değerlerinin iyileştirilmesi amaçlandı.

Çalışmada, farklı memristör modelleri için Mutlu ve arkadaşları ile Muthuswamy tarafından önerilen gerilim kontrollü memristör taklit devreleri kullanıldı. Bu taklit devreleri Bessel alçak geçiren filtre devresinin ilk ve son katlarında bulunan dirençler ile yer değiştirildi. Öncelikle her bir memristör modelinin memristans değerleri kesim frekansı ve eleman değerleri bilinen örnek bir filtre devresinden çıkarım yapılarak hesaplandı. Bu hesaplamalar ile elde edilen memristans değerlerinin, geleneksel çift beşli Bessel alçak geçiren filtre devresinde kullanılan direnç değerlerine uygun olacak şekilde benzetimi yapıldı. Her bir çift beş katmanda bulunun direnç ve kapasitör değerleri daha önceden oluşturulan katsayılar ile tek tek hesaplandı. Benzetim paket programında elde edilen eleman değerleri ile Bessel alçak geçiren filtre devresi oluşturuldu. Filtrenin süzme işleminin hassas bir şekilde gözlemlenebilmesi için filtrenin kesim frekansı 100Hz noktasına ayarlandı. Filtrenin verimliliğini belirlemek için memristörlü ve geleneksel filtre devrelerinde duvar efekti ve faz eğrisi üzerindeki tepkileri incelenerek kalite faktörü belirlendi.

Sonuç olarak her iki noktada kalite faktörü üzerinde memristör kullanılarak tasarlanan onuncu dereceden Bessel alçak geçiren filtre devresinin çalışma bölgesini geleneksel filtre devresine göre %5 ile %10 arasında iyileştirdiği görüldü.