Harris'in 1980'lerden kalma anahtarlamalı kapasitör filtresi incelendi
Öne çıkanlar
- Harris HF-10, National Semiconductor'ın 1981 tarihli MF10 filtresinin klonu olarak üretildi.
- Tasarım, direnç yerine polisilikondan yapılan 72 adet kare kapasitör ve CMOS anahtarlar kullanıyor.
- Filtre, durum değişkenli mimari sayesinde alçak, yüksek ve bant geçiren üç çıkışı aynı anda sağlıyor.
- Üç seviyeli tek bir giriş pini, filtre oranını seçiyor ve güç tüketimini yüzde 70 azaltan moda geçiyor.
Eski entegre devreleri inceleyen araştırmacılar, üzerinde "F1-10-5" kodu bulunan gizemli bir Harris yongasını mikroskop altında analiz etti. Seramik kılıfı kırılarak açılan silikon yonganın, National Semiconductor tarafından 1981'de tanıtılan standart MF10 anahtarlamalı kapasitör filtresinin Harris tarafından üretilen "HF-10" sürümü olduğu belirlendi. 1980'lerde analog filtreleme alanında yaygın olarak kullanılan bu mimari, harici saat frekansıyla kontrol edilen tek bir yonga üzerinde iki bağımsız filtre barındırıyor.
Yonganın merkezinde polisilikondan üretilen 72 adet kare kapasitör yer alıyor. Entegre devrelerde yüksek değerli dirençlerin çok fazla alan kaplaması ve hassasiyetten yoksun olması nedeniyle, direnç işlevi gören bu anahtarlamalı kapasitör dizisi tercih edildi. CMOS anahtarlar saat frekansıyla kapasitörleri sırayla devreye sokup çıkararak direnç etkisi oluşturuyor. Yonga üzerinde yer alan üç op-amp, durum değişkenli filtre mimarisiyle alçak geçiren, yüksek geçiren ve bant geçiren sinyalleri eşzamanlı olarak üretiyor.
Tasarımda saat sinyali gürültüsünü engellemek için çift yalıtım halkaları ve örtüşmeyen faz üreteçleri kullanıldı. Üç seviyeli mantık girişine sahip olan özel bir pin sayesinde kullanıcılar 50:1 veya 100:1 saat oranı seçebiliyor ya da güç tüketimini yüzde 70 düşüren uyku moduna geçebiliyor. Günümüzde analog filtreler yerini büyük oranda dijital sinyal işlemeye bırakmış olsa da MF10 mimarisi analog sentezleyicilerde ve mikroelektronik tarihinde önemini koruyor.
Bu özet yapay zekâ ile hazırlanmıştır; ayrıntılar ve doğrulama için orijinal kaynağa başvurun.