megep opamp

Embed Size (px)

Text of megep opamp

  • 8/8/2019 megep opamp

    1/74

    T.C.MLL ETM BAKANLII

    MEGEP(MESLEK ETM VE RETM SSTEMNN

    GLENDRLMES PROJES)

    ELEKTRK ELEKTRONK TEKNOLOJS

    LEMSEL YKSELTELER

    ANKARA 2007

  • 8/8/2019 megep opamp

    2/74

    Milli Eitim Bakanl tarafndan gelitirilen modller;

    Talim ve Terbiye Kurulu Bakanlnn 02.06.2006 tarih ve 269 sayl Kararile onaylanan, Mesleki ve Teknik Eitim Okul ve Kurumlarnda kademeliolarak yaygnlatrlan 42 alan ve 192 dala ait ereve retim programlarndaamalanan mesleki yeterlikleri kazandrmaya ynelik gelitirilmi retimmateryalleridir (Ders Notlardr).

    Modller, bireylere mesleki yeterlik kazandrmak ve bireysel renmeye

    rehberlik etmek amacyla renme materyali olarak hazrlanm, denenmekve gelitirilmek zere Mesleki ve Teknik Eitim Okul ve Kurumlarndauygulanmaya balanmtr.

    Modller teknolojik gelimelere paralel olarak, amalanan yeterliikazandrmak koulu ile eitim retim srasnda gelitirilebilir ve yaplmasnerilen deiiklikler Bakanlkta ilgili birime bildirilir.

    rgn ve yaygn eitim kurumlar, iletmeler ve kendi kendine meslekiyeterlik kazanmak isteyen bireyler modllere internet zerindenulalabilirler.

    Baslm modller, eitim kurumlarnda rencilere cretsiz olarak datlr.

    Modller hibir ekilde ticari amala kullanlamaz ve cret karlndasatlamaz.

  • 8/8/2019 megep opamp

    3/74

    i

    AIKLAMALAR .............................................................................................................. iii

    GR ..................................................................................................................................1RENME FAALYET-1 .................................................................................................31. LEMSEL YKSELTECN YAPISI..............................................................................3

    1.1. Ykseltelerin Genel zellikleri................................................................................31.1.1. Kazan...............................................................................................................51.1.2. Giri Direnci ......................................................................................................51.1.3. k Direnci......................................................................................................6

    1.2. lemsel Ykseltelerin zellikleri ............................................................................61.2.1. lemsel Ykseltelerin Kullanm Alanlar..........................................................81.2.2. lemsel Ykseltecin Yaps ve almas ...........................................................91.2.3. deal lemsel Ykseltecin zellikleri...............................................................121.2.4. Pratik lemsel Ykseltecin zellikleri .............................................................12

    1.2.5. lemsel Ykseltecin Sembol ve Ayak Balantlar .........................................181.2.6. lemsel Ykseltelerin Beslenmesi..................................................................201.2.7. lemsel Ykseltelerin Klfekilleri ..............................................................211.2.8. rn Bilgi Sayfalar .........................................................................................21

    LME VE DEERLENDRME.................................................................................24RENME FAALYET-2 ...............................................................................................252. LEMSEL YKSELTE UYGULAMALARI.............................................................25

    2.1. Geri Besleme ..........................................................................................................252.1.1. Pozitif Geri Besleme ........................................................................................252.1.2. Negatif Geri Besleme.......................................................................................262.1.3. Negatif Geri Besleme Prensipleri, Avantaj ve Dezavantajlar............................27

    2.2. lemsel Ykseltecin Eviren Ykselte Olarak Kullanlmas ....................................30

    2.2.1. Eviren Ykseltecin ncelenmesi........................................................................332.3. lemsel Ykseltecin Karlatrc Ak Dng Kullanm.......................................37

    2.3.1. Karlatrc Devrenin ncelenmesi ..................................................................372.3.2. Karlatrc Ykselte Uygulamas .................................................................392.3.3. Karlatrcnn Kontrol Devresi Olarak Kullanlmas ......................................412.3.4. Karlatrcnn Is-Ik Kontrol Devresi Olarak Kullanlmas ..........................42

    2.4. lemsel Ykseltecin Evirmeyen Ykselte Olarak Kullanlmas .............................442.4.1. Evirmeyen Ykseltecin ncelenmesi.................................................................452.4.2. lemsel Ykselte Ile Yaplan Evirmeyen Ykselte Uygulamas ....................45

    2.5. lemsel Ykseltecin Toplayc Olarak Kullanlmas................................................482.5.1. Toplayc Devrenin ncelenmesi .......................................................................492.5.2. lemsel Ykselte Ile Yaplan Toplayc Devresi Uygulamas..........................50

    2.6. lemsel Ykseltecin Gerilim zleyici Olarak Kullanlmas ......................................512.6.1. Gerilim zleyici Devrenin ncelenmesi .............................................................512.6.2. lemsel Ykselte ile Gerilim zleyici Uygulamas ..........................................52

    2.7. lemsel Ykseltecin Fark Ykselteci Olarak Kullanlmas ......................................542.7.1. Fark Ykseltecinin ncelenmesi........................................................................552.7.2. lemsel Ykselte ile Fark Ykselteci Uygulamas ..........................................55

    2.8. lemsel Ykseltecin Aktif Filtre Olarak Kullanlmas .............................................572.8.1. Aktif Filtre Devrelerinin ncelenmesi ...............................................................572.8.2. lemsel Ykselte ile Alak Geiren Filtre Uygulamas...................................58

    NDEKLER

  • 8/8/2019 megep opamp

    4/74

    ii

    2.8.3. lemsel Ykselte ile Yksek Geiren Filtre Devresi Uygulamas ...................61LME VE DEERLENDRME.................................................................................64

    MODL DEERLENDRME...........................................................................................65CEVAP ANAHTARLARI.................................................................................................66KAYNAKLAR ..................................................................................................................68

  • 8/8/2019 megep opamp

    5/74

    iii

    AIKLAMALARKOD 523EO0009ALAN Elektrik Elektronik TeknolojisiDAL/MESLEK Alan OrtakMODLN ADI lemsel Ykselteler

    MODLN TANIMIElektrik Elektronik Teknolojisi alannda yaygn olarakkullanlan lemsel Ykseltelerin temellerinin anlatld veuygulama faaliyetlerinin yer ald renme metaryelidir.

    SRE 40/32

    N KOUL

    YETERLK lemsel ykselteleri elektronik devrelerde kullanmak.

    MODLN AMACI

    Genel AmaKk-orta ve byk lekli iletmelerde TSE, ISO, iletmestandartlarna ve artnamelere uygun olarak ilemselykselteleri tanyp kurabileceksiniz.Amalar1. lemsel ykseltelerin genel yaps ve fiziksel

    zelliklerini tanyp rn bilgi sayfasndaki zelliklerdorultusunda devreye uygun ilemsel ykselteciseebileceksiniz.

    2. stenen almay gerekletiren ilemsel ykseltedevresinin tasarmn ve uygulamasn yapabileceksiniz.

    ETM RETMORTAMLARI VEDONANIMLARI

    OrtamYeterli derecede aydnlatlm ve igvenlii tedbirlerialnm, atlye, labaratuvar, iletme, snf, alma odasDonanmlemsel ykselteler, deney setleri, portatif montaj setleri,osilaskop, sinyal kayna, g kayna, avometre, almamasas, bilgisayar, internet.

    LME VE

    DEERLENDRME

    Modl iinde yer alan her renme faaliyetinden sonra,verilen lme aralaryla kazandnz bilgileri lerek kendikendinizi deerlendirebileceksiniz.retmeniniz, modl sonunda size eitli lme aralar (ksasoru uzun cevap, proje almas, uygulamal snav, oktansemeli test, doru yanl vb.) ile modl uygulamalar ilekazandnz bilgi ve becerileri deerlendirecektir.

    AIKLAMALAR

  • 8/8/2019 megep opamp

    6/74

    iv

  • 8/8/2019 megep opamp

    7/74

    1

    GRSevgili renci,Elektrik ak teorisini ortaya koyan Amerikal bilim adam Benjamin Franklin (1706-

    1790) dan gnmze, elektrik elektronik teknolojisi ba dndrc bir ekilde gelimi vehayatmzn her alanna hkmetmeyi baarmtr. Bugn farknda olmadan yaammzn birparas haline gelen pek ok sistemin arka plannda kusursuz alan elektronik devrelerbulunmaktadr.

    Bir an iin bilgisayar, telefon, televizyon, radyo, tbbi cihazlar, internet, hesapmakinas, elektronik saatler, ulam aralarndaki elektronik devreler, endstriyel otomasyon

    sistemleri, elektronik uu sistemleri vb. elektronik sistemlerin olmadn dnelim.Hayatmzn elektrik-elektronik teknolojisi sayesinde ne kadar kolaylatn ve busistemlerin hayatmzn vazgeilmez birer paralar olduunu anlayabiliriz.

    Elinizdeki modl, elektroniin harika ocuklar diyebileceimiz lemselYkselteleri (Op-Amp) incelemektedir. Harika ocuk dedik nk, ilemsel ykselteler,sadece bir ykselte (Amplifikatr) deildir. Toplama, karma gibi basit aritmetikilemlerden trev, integral, logaritma alma gibi ileri matematik ilemlerine, reglatrden,osilatre ve karar devrelerine kadar ok geni bir kullanm alanna sahip programlanabilir,analog bilgisayar ilemleri yapabilen devrelerdir.

    Bu modlde lemsel Ykseltelerin temelleri ve yaygn kullanmlar

    incelenmektedir. Birinci blmde ilemsel ykseltelerin yaps ve temel zellikleriincelenmitir. kinci blmde ise arlkl olarak uygulama faaliyetlerine yer verilmitir.

    GR

  • 8/8/2019 megep opamp

    8/74

    2

  • 8/8/2019 megep opamp

    9/74

    3

    RENME FAALYET-1

    Bu faaliyette verilen bilgiler dorultusunda ilemsel ykseltelerin genel yaps vetemel zelliklerini tanyp, rn bilgi sayfasndaki zellikler dorultusunda devreye uygunilemsel ykselteci seebileceksiniz.

    Bilgisayara Giri dersinde, bilgisayarlarn saysal ve analog bilgisayar olaraksnflandrldklarn hatrlaynz. Analog bilgisayarlar hakknda bir n aratrma

    yapnz. Bilgisayar kavramnn dilimize ingilizce Computer kelimesininkarl olarak getiini ve bu kelimenin aslnda hesaplayc anlamna geldiinihatrlaynz. evrenizde kullanlan hesaplama aralar hakknda bilgi toplaynz.Ne tr hesaplamalar yaptnzn bir listesini hazrlaynz. Analog DevreElemanlar modlndeki Transistrl Ykselteler hakknda aldnzbilgileri hatrlaynz. Ykselte devrelerinde transistr dnda kullanlan devreelemanlarn aratrnz. Hazrladnz raporu arkadalarnzla tartnz.

    1. LEMSEL YKSELTECN YAPISI

    1.1. Ykseltelerin Genel zellikleri

    ekil 1.1: Ykselte sembol ve ykseltme

    Elektronik sistemlerle ilenecek sinyallerin hemen hepsi dk genlikli yani zayfsinyallerdir. rnein insan vcudundan alnan biyoelektrik sinyaller ya da cep telefonumuzaulaan elektromanyetik dalgalar son derece zayf elektriksel sinyallerdir. Elektroniksistemlerin pek ounda yeterli derecede ykseltilmi elektriksel sinyallere ihtiya duyulur.Elektriksel sinyallerin istenilen derecede kuvvetlendirilmesi iin ykselte (amplifikatr)devreleri kullanlr. Ykselteler akm ya da gerilim, dolaysyla g kazanc salamakamacyla kullanlan devrelerdir. ekil 1.1de bir ykseltecin sembol grlmektedir.

    AMA

    ARATIRMA

    RENME FAALYET1

  • 8/8/2019 megep opamp

    10/74

    4

    Ykselte, giriine uygulanan kk elektriksel sinyalleri, kaynaktan ald enerjiyi dekullanarak, devresindeki aktif devre elemanlar yardmyla kna bytlm olarak

    aktarr. Bunu yaparken g kaynandan alm olduu enerjiyi giri sinyaliyle ayn zellikte,fakat glendirilmi bir k sinyali elde etmek zere iler. Yani ykseltecin kndanalnan elektriksel sinyalin gc, giriine uygulanan sinyalin gcnden daha byktr.

    ekil 1.2: Ses ykseltme ilemi

    Bir spor salonunda oynanan mala ilgili anonslarn kalabalk bir seyirci topluluunaduyurulabilmesi amacyla ses ykselteleri kullanlr. Ses ykselteleri mikrofon ile hoparlrarasnda alr ve herkes tarafndan duyulabilmesi iin ses gcn ykseltir. Ykseltelergirilerine uygulanan sinyalin akm ya da gerilimini ykseltmek suretiyle kta bir gkazanc salar. ekil 1.2de bir ses ykseltecinin alma prensibi canlandrlmtr.

    Elektrik elektronik teknolojisinde ihtiyaca gre pek ok trden ykseltekullanlmaktadr. alma ekline gore, kullanm ekline gre, balantekline gre, frekansdurumuna gore, ykn rezonans durumuna gre ykselteleri snflandrabiliriz.

    Dk frekans ykselteleri

    Ses frekans ykselteleri

    Ultrasonik ykselteler

    Radyo frekans ykselteleri

    Geni band ykselteleri

    Video ykselteleri

    Enstrmantasyon ykselteleri

    Kk sinyal ykselteleri

    Byk sinyal ykselteleri

  • 8/8/2019 megep opamp

    11/74

    5

    Her sistemin alma standartlarn ifade eden baz zellikleri vardr. Bu zelliklersistemin tanmlanmasnda kolaylklar salamaktadr.

    1.1.1. Kazan

    Ykseltecin giriine uygulanan sinyalin kta ne kadar ykseltildii kazankatsays ile ifade edilir. Kazan katsays rn bilgi sayfalarnda G (gain) ya da Av(Amplitude voltage) olarak gsterilmekte olup, bundan sonraki blmlerde biz K olarakkullanacaz. Kazan bir sisteme verilen girdinin kta ne kadar arttn ifade eden birkatsaydr ve birimsizdir. Herhangi bir sistemin kazan katsays aadaki bant ile ifadeedilebilir.

    K=k Deeri

    Giri Deeri

    rnek: Bir elektronik para satcs 5 YTL ye alm olduu entegre devreyi 10 YTLye satmaktadr. Satcnn kazan katsays/oran nedir.

    K=

    10 YTL

    5 YTL= 2

    YTL para biriminin hem blen hem de blnen ksmda olduuna dikkat ediniz.Blme sonucunda YTL ler birbirini gtrr, sonu bir katsaydan ibarettir ve birimsizdir.

    Kazan katsays 2 olan satc bu entegreleri 7 YTL ye aldnda ka YTL ye satmasgerekir.

    k = Giri * K

    k = 7 YTL * 2 = 14 YTL

    NOT: Ykseltelerle ilgili ayrntl bilgi iin Analog Devre Elemanlar modlne baknz.

    1.1.2. Giri Direnci

    Birden fazla elektronik devre art arda balandnda, kaynak devrenin kndan, alcdevrenin giriine doru bir akm ak olur. Bu akmn miktar kaynak devrenin k direncive alc devrenin giri direncine baldr. Giri direnci, bir devrenin kendinden nce gelendevrenin k akmna kar ne kadar zorluk gsterecei ya da kendinden nce gelendevreden ne kadar akm ekeceini ifade eden bir zelliidir. Ohm kanunu ile ilgilibilgilerinizi hatrlaynz. rn bilgi sayfalarnda Ri olarak gsterilen bu zellii biz Rgolarak kullanacaz.

  • 8/8/2019 megep opamp

    12/74

    6

    Bir devrenin giri direncinin dk olmas, kendisinden nce gelen devreden, yanikendisine sinyal salayan devreden fazla akm ekmesi, anlamna gelir. Bu durum ncekidevrenin yeteri kadar akm verebilmesi, yeteri kadar gl olmasn gerektirir.

    Yksek giri direncine sahip bir devre ise, kendinden nce gelen devreden az miktardaakm ekerek nceki devrenin ar yklenmesine ve bundan dolay sinyal bozulmalarnaneden olmaz. Dolaysyla bu tr devrelerin giriine dk k gcne sahip baka devreleri

    herhangi bir ykseltme ilemine gerek kalmaksnzn balayabiliriz.

    1.1.3. k Direnci

    Bir devrenin k direnci devrenin kndan ne kadar akm ekilebileceinin, birbaka anlatmla devrenin ne kadar akm verebileceinin bir gstergesidir. k direnci aynzamanda, bir devrenin k terminali ile toprak arasnda grlen diren olarakta tarifedilebilir.

    Maksimum g transferi ile ilgili bilgilerinizi hatrlaynz. Bilindii gibi bir devredenmaksimum enerji ekebilmek iin devrenin k direnci ile alc devrenin giri direncinin

    eit olmas gerekir. Eer nceki devrenin k direnci yk devresinin giri direnci ileuyumlu deilse bu durumda nceki devrenin almasnda sorunlar ortaya kacaktr. Kaynakdevre bir osilatr ise, alma frekansnda kayma ya da tamamen osilasyonun durmas, birykselte ise kazanta deime gibi sorunlar ortaya kacaktr. Bu tr sorunlar ilekarlamamak iin kaynak devrenin k direnci ile yk devresinin giri direncinin birbirineeit olmas hedeflenir. Bu zellik rn bilgi sayfalarnda Ro olarak ifade edilmektedir, bizbundan sonra R olarak kullanacaz.

    1.2. lemsel Ykseltelerin zellikleri

    lemsel ykseltelerin temel zellikleri arasnda, son derece yksek gerilim kazanc,yksek giri direnci ve dk k direnci, saylabilir. devre yaps tek bir yonga zerine

    bir ila drt adet ilemsel ykselte oluturabilmek iin, yzlerce son derece kk transistrve devre elemanndan oluur. Bu devreler sadece BJT (bipolar junction transistor), JFET(jonction field effect transistor) ya da MOSFET (metal oxide semiconductor FET)kullanlarak yaplabilir. Gnmzde yksek giri direnleri nedeniyle JFET ilemselykselteler yaygn olarak kullanlmaktadr. ekil 1.3 te en ok kullanlan LM741 ilemselykseltecinin i devre emas grlmektedir.

  • 8/8/2019 megep opamp

    13/74

    7

    ekil 1.3: LM741 ilemsel ykseltecinin i devre emas

    lemsel ykselteler 1940l yllardan beri bilinmektedir. Ancak, bu devrelerinyapmnda diren, kondansatr, transistr gibi pek ok devre eleman gerektiinden ve idevrelerinin olduka karmak olmasndan dolay ok gerekmedike kullanlmamlardr.1960l yllarn sonlarna doru entegre teknolojisinin geliimiyle birlikte yaygnlamayabalamtr. Bugn artk ilemsel ykselte denildiinde tmleik devre halinde olanlar aklagelmektedir.

    lemsel ykselte ingilizceden dilimize operational amplifier kelimelerinin karlolarak gemitir ve ksaca op-amp olarak kullanlmaktadr. Biz bundan sonraki blmlerdeilemsel ykselte ifadesini kullanacaz. lemsel ykselteler yksek kazanl, kazanc geribesleme ile ayarlanabilen, iki ayr girii olan ykseltelerdir. ok amal kullanlan devreler

    olduundan ilemsel (Operational) denilmitir. lemsel ykselte ana blmdenolumaktadr. Bunlar, giri devresini oluturan diferansiyel (fark) devresi, gerilim ykseltecive k ykselte devreleridir.

    Genel olarak ilemsel ykselte, ok yksek (teorik olarak sonsuz) kazanl bir DCykseltetir. Bu entegrelere dardan balanan diren ve kondansatr gibi bir ka devreeleman ile kazanc kontrol edilebilmektedir. lemsel ykselteler ile uygun tasarmmetotlar ve devre elemanlar kullanldnda hemen hemen yaplamayacak devre yokgibidir.

  • 8/8/2019 megep opamp

    14/74

    8

    1.2.1. lemsel Ykseltelerin Kullanm Alanlar

    lemsel ykseltelerin kullanm alanlar olduka geni bir yelpazeye dalmakta veelektroniin her dalnda eitli tip ve zellikteki ilemsel ykselteler kullanlmaktadr.Balklar halinde kullanldklar alanlar inceleyecek olursak,

    Analog Bilgisayar lemleri

    Toplama, karma, blme, arpma, trev alma, integral alma, logaritma alma, s almave trigonometrik fonksiyonlardr. ekil 1.4. SD-3300 analog bilgisayar, yapmnda 6ykselte, 5 integral alc, 1 toplayc, 15 potansiyometre kullanlm, k birimi ise birvoltmetreden olumaktayd. http://dcoward.best.vwh.net/analog/web sitesini ziyaret ederekanalog bilgisayarlar hakknda ayrntl bilgi edinebilirsiniz.

    ekil 1.4: Systron Donner Concord, California SD-3300 eitim amal analog bilgisayar

    Ykselte lemleri

    Enstrumantasyon (lme) ykselteci, ses frekans ykselteci, motor kontrolykselteleri ve basit ykselte devreleridir.

    Dalga ekillendirici lemleri

    Krpc, sins - kare dalga dntrc, kare gen dalga dntrc vekenetleyicilerdir.

    Reglasyon lemleriVoltaj reglasyon ilemleri (RMS),-DC dntrc, gerilim oklayc ilemleri ve

    konvertisr ilemleridir.

    Veri Transfer lemleri

    Gerilim frekans dntrc ve kablolu veri transfer devreleridir.

    Sinyal Analiz lemleri

    zel karlatrma ilemleri, pencere karlatrc, tepe dedektr ve gerilim datc.

    http://dcoward.best.vwh.net/analog/http://dcoward.best.vwh.net/analog/
  • 8/8/2019 megep opamp

    15/74

    9

    Sinyal rete lemleri

    Wien kpr osilatr, kare dalga ve gen dalga reteci, testere dii ve darbe reteci,merdiven dalga reteci, gerilim kontroll frekans rete ilemleri, modlasyon ilemleri vezamanlama devreleri.

    Test ve lme lemleri

    Akm, gerilim, diren, frekans, faz, kapasite, g, transistr test, opamp test, s vedier fiziksel byklkler lme devreleri.

    Filtre lemleri

    Aktif filtre ilemleri, alt geiren, st geiren, band geiren filtre, ilemleri.

    lemsel ykseltelerin kullanm alanlar burada listelenen konularla snrl olmayp,

    uygulamada pek ok alanda kullanlmaktadr. lemsel ykseltelerin kullanm alanlarsadece tasarmclarn hayal gc ile snrldr.

    1.2.2. lemsel Ykseltecin Yaps ve almas

    ekil 1.5: lemsel ykseltecin fonksiyonel blok emas

    ekil 1.3te de grld gibi ilemsel ykseltelerin i yaplar olduka karmaktr.Ancak bunlar kullanabilmek iin iyaplarnn ayrntlarn bilmeye gerek yoktur. lemselykselteci kullanmak iin, d devre balantlarn, temel baz zelliklerini ve neredekullanlacan bilmek yeterlidir. Temel olarak ilemsel ykselte ana blmden oluur.ekil 1.5te grld gibi bunlar giri devresindeki fark ykselteci, kazanc salayangerilim ykselteci ve k ykselteci devreleridir. Bu blmler aada ksaca incelenmitir.

  • 8/8/2019 megep opamp

    16/74

    10

    1.2.2.1. Fark Ykselteci

    lemsel ykseltelerin almasn anlayabilmek iin ncelikle fark (diferansiyel)ykseltelerini ksaca incelemek daha doru olacaktr. Fark ykselteleri, ilemselykseltelerin giri devresinde bulunan en nemli parasdr ve ok eitli uygulamalardakullanlan zel bir devre trdr. ekil 1.6da iki girili temel bir fark ykselteci devresigrlmektedir. Bu devrelere fark ykselteci denmesinin nedeni, girilerine uygulanan ikisinyalin farkyla orantl bir k sinyali retmeleridir.

    ekil 1.7de ise temel fark ykseltecinin ak devre emas grlmektedir. Ak devreemasnda grdnz gibi giriler iki ayr transistrn beyzine uygulanr. klar isetransistrlerin kollektr ularndan alnmtr.

    ekil 1.6: Fark ykselteci sembol

    Devrenin alabilmesi iin negatif ve pozitif gerilim verebilen yani simetrik gkayna kullanlmtr. Ancak ykselte tek bir g kaynayla da alabilir. Devreyeuygulanan iki ayr giri gerilimine bal olarak, iki giriin farklaryla orantl ve birbirinden180 faz farkl k gerilimi alnabilir. Bu tip montaj ekli hem DC hem de AC ykselteolarak birka MHZ e kadar olan giri sinyallerinin farkn kuvvetlendirebilir. ekil 1.7dekidevreyi tam olarak dengelenmi yani btn devre elemanlarnn ideal ve e deer olduklarndnmemiz gerekir.

  • 8/8/2019 megep opamp

    17/74

    11

    V

    +Vcc

    -Vee

    Vg1 Vg2

    T1 T2

    Rg1

    Rg2

    Rc1

    Rc2

    Re

    ekil 1.7: Temel fark ykselteci devresi

    Devredeki giri Vg1 ve Vg2 gerilimleri birbirine eit ya da sfr olduunda,transistrlerden geen akmlar da birbirine eit olacandan k gerilimi V=0 volt olur. Edeer transistrlerin eit gerilimle srlmesi durumunda ilerinden geen akm miktar eitolacak dolaysyla ularnda den gerilimler de birbirine eit olacaktr. Her iki transistor nde kollektrlerindeki gerilimler birbirine eit olduundan iki u arasnda bir potansiyel farkbulunmayacaktr. Dolaysyla bir voltmetre ile kollektrden kollektre gerilimiltmzde 0 V grrrz. Bu duruma devrenin denge hali denir.

    Devrenin giri gerilimlerini deitirirsek, rnein Vg2 sabit tutulup Vg1 deitirilirsek gerilimi V de Vg1 ile ayn ynde deiir. Bu nedenle Vg1 kaynann bal olduuuca "non-inverting" ya da evirmeyen u ad verilir. Eer Vg1 sabit tutulup Vg2 deitirilirsek gerilimi V Vg2 ye ters ynde deiir. Bu nedenle de Vg2 nin bal olduu uca"inverting" ya da eviren u ad verilir. k sinyali girilerden hangisinin genlii bykseonun iaretini alr.

    1.2.2.2. Gerilim Ykselteci

    Gerilim ykselteci istenilen yksek kazanc salayabilmek iin art arda balanmbirka ykselte devresinden oluur. Gerilim ykselteci kat giri ve k direnci olduka

    yksek ve yksek kazanl bir devredir. Ayrca bu katn k ile k ykselteci katlararasnda tampon ykselteleri ve seviye kaydrc devrelerde bulunur.

    1.2.2.3. k Kat

    lemsel ykseltelerin k katlarnda dk k direncini elde etmek amacylasimetrik kolektr ase ykselte devreleri kullanlr. Bu dk k direnci sayesindeyeterli yk akmlar elde edilebilir.

  • 8/8/2019 megep opamp

    18/74

    12

    1.2.3. deal lemsel Ykseltecin zellikleri

    deal bir ilemsel ykselteten beklenen zellikler u ekilde sralanabilir:

    Ak evrim (geri beslemesiz) kazanc sonsuzdur. (K=)

    Bant genilii sonsuzdur.(BG=)

    Grlts yoktur.

    Hem iki giri aras hem de her girile toprak aras diren sonsuzdur. (Rg=)

    k direnci sfrdr. (R=0)

    k direnci sfr olduu iin sonsuz akm srebilir.

    Gerilim kaldrma kapasitesi sonsuzdur. Yani her gerilimde alr.

    Yukardakilerin hepsi her scaklkta dorudur.

    Yukarda ideal bir ilemsel ykseltece ait zellikler sralanmtr. Ancak ou zamanideal bir sistemin uygulamada ayn zellikleri gstermeyebilecei bir gerektir. lemselykselteler iin de bu kural geerlidir ve ideal ilemsel ykselte ile pratik ilemselykselte arasnda farkllklar vardr. Bu durum iyi midir, kt mdr? gibi bir soruaklmza taklabilir. Ancak ilemsel ykseltecin ideal zellikleri ile yapamayacamz bazeyleri, ideal olmayan zelliklerinden yararlanarak gerekletirmemiz mmkndr.

    1.2.4. Pratik lemsel Ykseltecin zellikleri

    Elektonik devre elemanlar kullanlacaklar sistemler dikkate alnarak belli toleranslardahilinde retilir. deal deerler ile retim teknolojisi, hammadde ve dier etkenlerden dolayrn belli bir miktar hata pay ile ortaya kabilir. Dolaysyla ilemsel ykseltelerin idealdeistenen zellikleriyle, ortaya kan rnn zellikleri arasnda farkllklar vardr. Buzellikler reticilerin rn bilgi sayfalarnda (data sheet) ayrntl olarak verilir. rn bilgisayfalarnda verilen baz nemli zellikler aada balklar halinde incelenmektedir.

  • 8/8/2019 megep opamp

    19/74

    13

    1.2.4.1. Giri Dengesizlik Gerilimi

    ekil 1.8: Giri dengesizlik gerilimi ayar

    Fark ykselteci konusunda da incelendii gibi, ideal durumda (Vg2-Vg1=0 V) olmasgerekir. Yani giri gerilimlerinin birbirine eit olduu durumda k geriliminin ( V=0 V )olmas istenir. Ancak ilemsel ykseltecin giriinde bulunan fark ykselteci devresindekitransistr iftleri tam olarak e deer zelliklerde retilemeyebilir. Bu durumda farkdevresindeki transistrlerin beyz emiter gerilimleri az da olsa deiiklik gsterir. Bu

    deiiklik, ilemsel ykseltecin iindeki ykselteler tarafndan kuvvetlendirilerek kaular. Sonuta (Vg1=Vg2=0) yapldnda k gerilimi (V 0) olur ki bu istenmeyen birdurumdur. ktaki bu gerilime k dengesizlik (ofset) gerilimi ad verilir. lemselykseltelerde giri dengesizlik gerilimi zellii daha ok kullanlr ve bu gerilim, k(V=0) olmasn salayacak olan (Vg2Vg1) fark giri gerilimi olarak tanmlanr. Giridengesizlik gerilimi National Semiconductor firmas tarafndan retilen ve popler birilemsel ykselte olan LM741 iin yaklak 1 mVdur.

    Uygulamada dengesizlik gerilimi, ekil 1.8de grld gibi kolaylkla ayarlanabilir.LM741 entegresi iin, 10 Klk bir potansiyometre, orta ucu Vcc ye (4 nu lu ayak) ve 1 ile5 numaral ayaklar arasna balanr. Giri ular dorudan ya da 50 direnler zerindentopraa balanr ve k gerilimi voltmetreden V = 0 V oluncaya kadar ayarlanr. Eeruygulamada geri besleme kullanlyorsa dengesizlik gerilimi ayar geri beslemeli durumdayaplmaldr.

    Scaklktaki deimeler, giri katndaki transistrlerin beyz emiter gerilimlerinibirbirinden farkl olarak deitirir. Bu sebeple ilemsel ykseltecin dengesizlik gerilimi ayarbozulabilir. LM741 iin dengesizlik gerilimi kaymas en fazla 15 V/oC olarakverilmektedir.

  • 8/8/2019 megep opamp

    20/74

    14

    1.2.4.2. Giri Dengesizlik Akm

    V=0 iken ilemsel ykseltecin girilerindeki akmlarn fark olarak tanmlanr.LM741 iin bu akmn tipik deeri 20 nA ve scaklkla bu akmdaki kayma miktar en fazla0,5 nA/ oC dir.

    1.2.4.3. Giri Kutuplama Akm

    deal ilemsel ykseltecin giriinden akan akm 0dr, ancak giri transistrlerininnormal alma blgelerine getirebilmek iin beyz akmlarnn belli deerlere getirilmesigerekir. Giri kutuplama akm, giri katlarn uygun bir ekilde altrabilmek iin gerekliDC akm deerlerinin ortalamas olarak tanmlanr. LM741 iin giri kutuplama akmyaklak 80 nA dir.

    1.2.4.4. Giri Direnci

    lemsel ykseltecin fark girileri arasnda grlen ya da girilerden herhangi biri iletoprak arasnda grlen diren olarak tanmlanr. Bu deer genellikle rn bilgi sayfalarndasadece giri direnci olarak verilir. deal ilemsel ykseltete bu diren sonsuz olarak ifadeedilmekle birlikte pratikte giri direnci LM741 iin Rg = 2 M kadardr. FET giriliLM13741 ilemsel ykselteci iin giri direnci Rg = 5x1011 kadardr. ok yksek olan bugiri direnci nedeniyle ilemsel ykseltecin giriine ihmal edilebilecek dzeyde kkakmlar akmaktadr. Bu da ilemsel ykseltecin kendinden nce gelen devrelerden ok azakm ekecei, yani yklemeyecei anlamna gelir.

    ekil 1.9: lemsel ykseltecin giri ve k direnci

    1.2.4.5. k Direnci

    lemsel ykseltecin k terminali ile toprak arasnda grlen diren olaraktanmlanr. Tipik olarak 100 olan k direnci, k sinyalini yke uygulamak iinkullanlan k katna bal olarak gsterilir. deal ilemsel ykseltete sfr olaraktanmlanan bu parametre pratikte ok dk bir deerde olup, LM741 iin yaklak R = 75dur.

  • 8/8/2019 megep opamp

    21/74

    15

    Giri ve k Direnci Nasl llr?

    Giri direncinin llmesi ilemi ohmmetre ile yaplan bir lme ilemi deildir. Giridirenci, giri gerilimi deiiminin girilerden birinin topraa gre llen akmndakideiime oran ile bulunur.

    Ayn ekilde k direnci de, k gerilimindeki deiimin, k akmna oran ilebulunur.

    1.2.4.6. k Ksa Devre Akm

    almalarmz srasnda, zellikle tasarm aamasnda veya deneysel almalardayapm olduumuz ile ilgili olarak ksa devreler ile karlamamz her zaman olasdr.Bunun yannda kullanlmakta olan bir cihazda da ksa devreler oluabilir. Elektronik devre

    elemanlarnn retiminde bu gibi sra d alma koullar ngrlerek baz koruyucunlemler alnr. LM741 in k da toprakla veya kaynakla ksa devre olduunda, zarargrmeycek ekilde korunmutur.

    k ksa devre akm zellii, ilemsel ykseltecin k ucu kaynak ya da topraklaksa devre olduunda ya da ar yklendiinde verebilecei maksimum akm ifade eder. Buayn zamanda devreden alnabilecek en fazla k akmn da gsteren bir parametredir.

    LM741 iin ksa devre durumundaki k akmnn tipik deeri yaklak 25 mA enfazla 40 mA dir.

    1.2.4.7. Ak evrim Gerilim Kazanc

    deal bir ilemsel ykselte iin sonsuz olarak tanmlanm olan bu parametre pratikteok yksek olmakla birlikte sonsuz deildir. LM741 iin ak evrim kazanc 200.000 (200V/mV) olarak verilmektedir. Buna gre birka milivoltluk bir giri gerilimi uygulananilemsel ykselte birka volt dzeyinde k gerilimi retir. Bu derecede yksek kazalbir devrenin daha byk giri gerilimleriyle kullanlabilmesi iin geri besleme devresi ilekazancnn snrlandrlmas gerekir. Ak evrim kazanc rn bilgi sayfalarnda Avd balaltnda V/mV cinsinden verilir.

  • 8/8/2019 megep opamp

    22/74

    16

    1.2.4.8. Bant Genilii

    ekil 1.10: lemsel ykseltecin frekans bant genilii

    Bant genilii, ilemsel ykseltecin kazancnn 1e dt noktadaki st frekansdeerini belirtir. deal ilemsel ykseltelerin zellikleri tanmlanrken bant geniliininsonsuz olduu belirtilmiti. Sonsuz bant geniliine sahip bir devre elemannn her frekanstaayn kazanc vermesi gerektii dnlebilir. Ancak pratikte ilemsel ykselteler frekansabaml devre elemanlardr. lemsel ykseltelerin i yapsnda, yksek frekanslardaosilasyon yapmamalar iin, devrenin uygun yerlerinde kondansatrler kullanlr. Bukondansatrler nedeniyle kazan frekansa bal olarak azalr. lemsel ykselte devresineuygulanan sinyalin frekans ykseldike ak evrim kazanc dmektedir. ekil 1.10da

    kazancn frekansa gre deiimi grafiksel olarak gsterilmitir. Dikkat edilecek olursa(kazan * bant genilii = sabit ) olmaktadr. Bu sabite 1 Mhzdir. Grafikte grld gibi 5-6 Hz frekansa kadar ak evrim kazanc yaklak 200.000 iken, frekans ykseldikekazancn dorusal olarak azald ve 1 Mhz civarnda kazancn yaklak 1 olduugrlmektedir. Sonu olarak ilemsel ykselte dk frekans uygulamalarnda yksekkazan salamakta yksek frekanslarda ise kazan dmektedir.

    1.2.4.9. Ortak areti Bastrma Oran (CMRR)

    lemsel ykseltelerin giri devresinde kullanlan fark ykseltelerinin en nemlizelliklerinden biri de istenmeyen sinyalleri bastrma yeteneidir. Bu istenmeyen sinyalleregrlt denir. Grlt; topraklama sorunlarndan, manyetik alanlardan veya gkaynann meydana getirdii gerilim dalgalanmalarndan dolay ortaya kabilir.

    Fark ykseltelerinin bir baka nemli zellii de, grlt sinyallerinin her iki giritede ayn polaritede grlmesidir. Ayn polaritede olan ya da her iki girite de ortak olarakgrlen bu sinyaller grlt olarak alglanr ve giri fark ykselteci tarafndan nemli ldebastrlr. ekil 1.11de bu olay canlandrlmaktadr.

  • 8/8/2019 megep opamp

    23/74

    17

    ekil 1.11: CMRR istenmeyen sinyalleri bastrr

    lemsel ykselte ile ykseltilecek olan sinyal ya sadece bir girite, ya da her ikigirite birden fakat ters polaritede grlr. Ortak iareti bastrma oran CMRR ilemselykseltecin farkl polaritedeki giri sinyallerini ykseltirken ayn polaritedeki girisinyallerini bastrma oran olarak saysal bir deerle ifade edilir. Bu durumda, CMRR oranne kadar yksekse, devrenin grlt sinyallerini o kadar iyi bastrabileceini syleyebiliriz.Dolaysyla ilemsel ykseltelerin dikkate alnmas gereken nemli zelliklerinden birisi dedevrenin CMRR orandr. Bu oran rn bilgi sayfalarnda genellikle dB (desibel) cinsindenverilir. rnein: CMRR oran 80 dB olan bir ilemsel ykselte ykseltilmek istenensinyalleri, grlt olarak kabul edilen sinyallerden 10.000 kat daha fazla kuvvetlendirir.rn bilgi sayfalarnda LM741 iin CMRR oran 90 dB olarak verilmektedir.

    1.2.4.10. k Deiim Hz

    ekil 1.12: k deiim hz

    deal olarak k geriliminin 0 Vtan maksimum deerine ulamas iin geen srenin0 olmas istenir, ancak bu deiim zamana bal olarak belli bir srede gerekleir. kdeiim hz(Slew Rate), ilemsel ykseltecin giriine byk genlikli bir darbe gerilimiuygulandnda, k geriliminin ne kadar hzl deitiini gsteren bir zelliktir. Grafiktek geriliminin en st deerine TSR kadar srede ulat grlmektedir. k deiim hzise k gerilimin deiim sresine oran olarak V/Sn cinsinden ifade edilir. Tipik deiimhzlar 0.5 50 V/s arasnda deimektedir. Bu deerin byk olmas ilemsel ykseltecindaha hzl altnn bir gstergesidir. LM741 iin Slew-Rate S = 0.5 V/s olarakverilmektedir.

  • 8/8/2019 megep opamp

    24/74

    18

    1.2.4.11. Kanal Ayrm

    LM747 gibi baz entegrelerin iinde birbirinden bamsz birden fazla ilemselykselte bir arada bulunmaktadr. Bu tr entegrelerde ilemsel ykseltelerden biriningiriine uygulanan iaret, dierinin knda ok dk de olsa istenmeyen bir iaretoluturur. Bu iaret ne kadar dkse, kanal ayrm o kadar iyidir. Genellikle dB cinsindenoran ifadesi kullanlr.

    1.2.4.12. En Fazla zin Verilen k Gerilimi Deiimi

    ekil 1.13: En fazla izin verilen k gerilimi

    deal bir ilemsel ykselte de V k gerilimi deeri, +V ve V kaynak gerilimideerlerine kadar kabilmelidir. Oysa pratikte k gerilimi hibir zaman kaynak gerilimideerlerine ulaamaz. ekil 1.13te grld gibi en fazla izin verilen k gerilimideiim +Vk ve Vk deerleri arasnda kalmaktadr. V gerilimi alttan Vk ve stten +Vkdeerleri kadar krplmaktadr. k gerilimi deiimi LM741 iin 13 V dur. Bunun anlamLM741 entegresine 15 V besleme gerilimi uygulandnda, k geriliminin en fazla 13 Vseviyesine kadar kabileceidir.

    1.2.5. lemsel Ykseltecin Sembol ve Ayak Balantlar

    ekil 1.14 te grld gibi ilemsel ykselte iki girili tek kl bir ykseltesembol ile gsterilir. iaretinin bulunduu u ilemsel ykseltecin eviren giriini +

    iaretli olan u ise evirmeyen giriini iaret etmektedir. Baz ilemsel ykseltesembollerinde besleme giri ularda gsterilirken, ou zaman bu ular sembol zerindeverilmez.

  • 8/8/2019 megep opamp

    25/74

    19

    ekil 1.14: lemsel ykseltecin sembol

    lemsel ykselteler kullanldklar devrelere, altrldklar frekansa, kullanmamacna, montaj ekline bal olarak ok eitli karekteristik zelliklerde ve farkl klftiplerinde retilir. Biz burada ok yaygn olarak kullanlan ve retici firmaya gre adLM741 ya da UM741 gibi adlarla anlan 741 kodlu ilemsel ykeseltece ait klfekilleri vebalant emasn inceleyeceiz. Bunun yannda yine yaygn olarak kullanlan ve iinde 2adet LM741 ilemsel ykselteci bulunan LM747 entegresi de verilmitir.

    ekil 1.15: LM 741 i yaps ve ayak balantlar

    ekil 1.15te grld gibi LM741 ilemsel ykselteci 8 ulu, genelikle plastik birklf iinde bulunmaktadr. 2 nu lu u eviren giri, 3 nu lu u evirmeyen giri, 6 nu lu uise k ucudur. 7 nu lu u +V ve 4 nu lu u V besleme gerilimi iin kullanlmtr. 1 ve 5numaral ular giri dengesizlik gerilimi ayar iin kullanlmaktadr. 1 ve 5 nu lu ulargerekmedike kullanlmaz ve bo braklr. 8 nu lu u ise kullanlmamaktadr.

    ekil 1.16: LM747 nin i yaps ve ayak balantlar

  • 8/8/2019 megep opamp

    26/74

    20

    ekil 1.16da iinde iki adet LM741 ilemsel ykselteci bulun LM747 entegresigrlmektedir. Her bir ilemsel ykselte iin ayr ayr ular kullanlm olup yalnzca

    besleme gerilimi ortak kullanlmtr. Yine her bir ilemsel ykseltecin giri dengesizlikgerilimi ayar iin ayr ayr ular bulunmaktadr.

    1.2.6. lemsel Ykseltelerin Beslenmesi

    ekil 1.17: lemsel ykseltecin simetrik kaynaktan beslenmesi

    lemsel ykselte sembolnde +V ve -V ular, besleme kaynann balandulardr. Bir ilemsel ykseltece 5 V, 12 V, 15 V, 18 V gibi besleme gerilimiuygulanabilir. Entegrenin hangi gerilimlerde alabilecei rn bilgi sayfalarnda ayrntlolarak yer almaktadr. Devrenize alma gerilimini vermeden nce kullandnz entegre ileilgili rn bilgi sayfalarndan alma gerilimini renmenizde yarar vardr. lemselykselteli devrelerin alma gerilimleri genellikle simetrik kaynaktan salanr.ekil.1.17'de bir ilemsel ykseltecin simetrik kaynaktan beslendii devre balantsgrlmektedir. lemsel ykselte olarak 741 entegresi kullanlacaksa, entegrenin 7 nu luucuna pozitif besleme, 4 nu lu ucuna ise negatif besleme gerilimi uygulan r. Beslemegerilimi bir pilden elde ediliyorsa pillerin birleim noktas toprak olarak kullanlr.

    ekil 1.18: lemsel ykseltecin tek kaynaktan beslenmesi

    lemsel ykseltecin AC sinyal ykselteci olarak kullanld durumlarda tek gkayna kullanmak yeterlidir. ekil 1.18de ise ilemsel ykseltecin tek kaynaktan beslendiidevre emas verilmitir.

  • 8/8/2019 megep opamp

    27/74

    21

    1.2.7. lemsel Ykseltelerin Klfekilleri

    ekil 1.19da LM741 entegresi iin National Semiconductor firmas internetsitesinden alnan klfekilleri gsterilmitir. Grld gibi ilemsel ykselte entegreleriihtiyaca gre ok eitli boyut ve klf ekillerinde retilebilmektedirler. rnein genelamal ya da eitim amal kullanlacak devre elemanlar iin plastik klfl entegreleri tercihedebileceimiz gibi, otomatik makineler tarafndan montaj yaplacak ya da cep telefonu gibison derece skk alanlarda almak gerektiinde yzey montajl kk entegreler tercihedilir.

    a-741 Metal Klf b-Plastik klf c-Seramik klf

    d-Seramik yzey montaj e-Seramik yzey montaj e-Kk entegre boyutlar

    ekil 1.19: lemsel ykselte klfekilleri ve boyutlar

    1.2.8. rn Bilgi Sayfalar

    retici firmalar rnlerinin en etkin ve doru bir ekilde kullanmn salamakamacyla, tasarmclarn yararlanaca ayrntl rn bilgi sayfalar hazrlar. Bu sayfalardarn hakknda genel aklamalar, klf ekilleri ve u balantlar, tipik uygulamalar vernekleri, varsa zel uygulama devreleri, altrlma koullar, elektriksel karekteristikleri,

    rn karlatrma tablolar, karekteristik erileri, i devre emas, her bir klf ekli iinayrntl fiziksel lleri ve retici ile irtibat kurmak iin gerekli adres, telefon, web adresigibi bilgiler bulunur.

    rn bilgi sayfalar belirli aralklarla retici firmalar tarafndan gncelletirilerekkataloglar halinde datld gibi, internet zerinden de yaymlanmaktadr. rnein,www.datasheetcatalog.com gibi baz internet siteleri sadece rn bilgi sayfalar datmhizmeti vermektedir.

    http://www.datasheetcatalog.com/http://www.datasheetcatalog.com/
  • 8/8/2019 megep opamp

    28/74

    22

    Aada LM741 iin rn bilgi sayfalarndan baz blmlere yer verilmitir. NationalSemiconductor tarafndan retilen LM741 entegre sinin rn bilgi sayfasna ulamak iin

    www.national.com/pf/LM/LM741.htmladresini kullanabilirsiniz.

    ekil 1.20: LM741 rn bilgi sayfas, genel aklamalar

    ekil 1.20de LM741 rn bilgi sayfalarnda giri blmnde, rnle ilgili genelaklamalara yer verilmi. Bunu yannda entegrenin i devre emas ve ofset ayarnn naslyaplacan gsteren rnek bir devre mevcuttur.

    ekil 1.21: LM741 rn bilgi sayfas, snr deerler

    Bu blm entegreye uygulanabilecek snr deerleri gstermektedir. rnein beslemegerilimi, ksa devre akm, alma scakl, klf tipine gre lehimleme scaklklar gibideerler karlatrmal olarak verilmektedir. Ayrca askeri veya uzay uygulamalar iinfirma ile irtibata geilmesi gerektii belirtilmektedir.

    http://www.national.com/pf/LM/LM741.htmlhttp://www.national.com/pf/LM/LM741.html
  • 8/8/2019 megep opamp

    29/74

    23

    ekil 1.22: LM741 rn bilgi sayfas, elektriksel karekteristikler

    ekil 1.22de LM741 iin elektriksel karekteristikleri farkl modeller iinkarlatrmal olarak verilmektedir. Parameter stununda, ele alnan zellik yer almaktadr.Conditions stunu verilen deerlerin hangi koullarda elde edilebilecei, dier stundaLM741 in farkl modelleri iin en az tipik ve en fazla karlatrmal olarak verilmitir. Sonolarak units stununda ise verilen deerlere ait birimler gsterilmitir.

    ekil 1.23: LM741 rn bilgi sayfas, klfekilleri ve fiziksel ller

    ekil 1.23te ise LM 741e ait eitli klf ekilleri ve ayrntl fiziksel lleri yeralmaktadr.

  • 8/8/2019 megep opamp

    30/74

    24

    LME VE DEERLENDRME

    OBJEKTF LME SORULARI

    1. Aadakilerden hangisi ykseltecin grevlerinden deildir?A) Akm kazanc salamak B) Gerilim kazanc salamakC) G kazanc salamak d) Frekans kazanc salamak

    2. Aadakilerden hangisi ideal ilemsel ykseltecin zelliklerinden deildir?A) Giri direnci sonsuzdur B) Ak evrim kazanc sonsuzdurC) k direnci sonsuzdur D) Bant genilii sonsuzdur

    3. rn bilgi sayfalarnda aadakilerden hangisi bulunmaz?A) Fiziksel ller B) retici adres bilgileriC) Fiyat bilgileri D) Teknik zellikler

    4. Bir ykseltecin ykseltme miktar ile ifade edilir.

    5-10. sorular Doru Yanl ifadeleri olarak dzenlenmitir. nlerinde braklanboluklara ifade doru ise D yanl ise Y harfini yaznz.

    5. ( ) LM741 in bant genilii sonsuzdur.6. ( ) lemsel ykselteler analog bilgisayar ilemleri yapabilir.7. ( ) deal bir ilemsel ykseltecin giri ular ksa devre edildiinde k gerilimi 0 V

    olur.8. ( ) k gerilimleri hibir zaman besleme gerilimine ulamaz.9. ( ) Giri direnci eviren ve evirmeyen giri ularndan ohmmetre ile llr.10. ( ) CMRR oran k sinyalini zayflatma lsdr.

    DEERLENDRME

    Cevaplarnz cevap anahtaryla karlatrnz ve doru cevap saynz belirleyerekkendinizi deerlendiriniz. Yanl cevapladnz konularla ilgili renme faaliyetlerini

    tekrarlaynz.

    LME VE DEERLENDRME

  • 8/8/2019 megep opamp

    31/74

    25

    RENME FAALYET-2

    Bu renme faaliyetiyle ilgili bilgileri baar ile tamamladnzda, istenen almaygerekletiren ilemsel ykselte devrelerini tasarlayabilecek, entegre standartlar, igvenlii standard ve artnamelere uygun ilemsel ykselteli devreler kurupaltrabileceksiniz.

    evrenizde karlatnz s ve k duyarl sistemlerin nasl altn

    aratrnz. Bu sistemlerin nasl altklar konusundaki fikirleriniziarkadalarnzla tartnz. evrenizdeki elektronik devre eleman satcsndanilemsel ykselte entegresi satn alnz ve rn bilgi sayfalarndan yararlanarakelinizdeki rnn zellikleriyle ilgili bir rapor hazrlayp arkadalarnzlatartnz.

    2. LEMSEL YKSELTEUYGULAMALARI

    OPAMP uygulamalarn iki alt balkta toplayabiliriz. 1.Ak dng 2. Kapal dng.Kapal dngnn ierisinde geri besleme ve eiitlerini verelim:

    2.1. Geri Besleme

    Geri besleme (feedback) elektronik alannda sk karlalan bir kavramdr. Genelolarak elektriksel geri besleme bir devrenin kndan alnan sinyalin ilendikten ayndevrenin giriine uygulanmasdr.

    Pek ok ortamda karlatmz klimalarn ortam scakln ayarlama ekli geribesleme prensibini aklamak iin gzel bir rnektir. Ortam scakl istenen scaklktanyksek ise soutucu devreye girerek ortam scakln drr. Ortam scakl istenenscaklktan dkse stc devreye girerek ortam scakln ykseltir. Istma ilemini ortama

    yaplan pozitif geri besleme, soutma ilemini de negatifgeri besleme olarak dnebiliriz.Scaklk dtnde ortam scakln artrc ynde ortama s verilir. Scaklk ykseldiindeise ortam scakln azaltc ynde bir s verilir.

    2.1.1. Pozitif Geri Besleme

    Pozitif geri besleme daha ok osilatr devrelerinde karlalan bir geri besleme trolup k sinyalinin girie ayn fazda uygulanmasyla gerekletirilir. Pozitif geri beslemedektan alnan sinyal giri ile ayn fazda, giri sinyalini arttrc ynde ve katkda bulunmak

    RENME FAALYET2

    AMA

    ARATIRMA

  • 8/8/2019 megep opamp

    32/74

    26

    amacyla tekrar girie uygulanr. Pozitif geri besleme de kazancn 1 veya daha fazla olmasykseltecin salnma balamasna ve bir osilatr olarak almasna neden olur.

    Osilatr almasna rnek olarak, seslendirme dzeneklerinden kan slk sesiniverebiliriz. Mikrofon ve hoparlrn kar karya gelmesi durumunda, mikrofona ulaan okkk ses sinyalleri ykseltete ykseltilerek hoparlrden kmakta, bu ykseltilmi sessinyali tekrar mikrofona ulap ykseltete yeniden ykseltilmektedir. Pozitif geri beslemeve kazancn 1den byk olmas nedeniyle giderek ykselen bir slk sesi duyulmaktadr. Buykselte devresi mikrofon ve hoparlrn kar karya gelmesiyle meydana gelen pozitifgeri besleme nedeniyle osilatr olarak almaktadr.

    2.1.2. Negatif Geri Besleme

    Negatif geri besleme, ktan alnan sinyalin girie, giri sinyalini zayflatc ynde

    uygulanmasyla gerekletirilir. Bu zayflatmay gerekletirebilmek iin geri beslemesinyali ile giri sinyali arasnda 180 o faz fark olmaldr. Bu geri besleme tr ykseltecintoplam gerilim kazancn azaltr. Bunun yannda aada listelenen baz nemli faydalarsalar.

    Ykselte devrelerinde negatif geri besleme:

    Daha kararl bir gerilim kazanc,

    Daha iyi bir frekans tepkisi,

    Daha fazla dorusal alma,

    Daha yksek giri direnci,

    Daha dk k direnci,

    Daha az grlt, elde etmek amacyla kullanlr.

    Elbette yukarda saylan zellikleri elde etmek iin kazancn bir ksmndan fedakarlkgerekmektedir. Ancak bu olumsuz bir ey deil aksine, geri besleme sayesinde devrenindaha kararl almas salanm olur.

  • 8/8/2019 megep opamp

    33/74

    27

    2.1.3. Negatif Geri Besleme Prensipleri, Avantaj ve Dezavantajlar

    ekil 2.1: Geri besleme prensibi

    ekil 2.1de genel bir geri besleme sisteminin prensip devresi grlmektedir. Devreningiriinde kartrc ya da toplayc da diyebileceimiz bir balant vardr. Devrenin giriineVk (kaynak) sinyali uygulanmtr. Devrenin kndaki V sinyalinin (kk) bir ksmalnarak Vgb olarak geri verilir. Devredeki Gb kutusu geri besleme devresini temsiletmektedir. Geri besleme devresinde bir kazan olmayp bir zayflatma sz konusudur.Burada negatif geri besleme iin en nemli nokta geri besleme devresinden gelen Vgbsinyali ile devrenin giriine balanan Vk sinyalinin fazlar birbirine ters olmaldr. Yanibirbirlerini zayflatmalar gerekir. Bu durumu salamak iin ya devredeki ykselte "eviren"cinsten olmal ya da geri besleme devresi k sinyalinin iaretini ters evirmelidir.Genellikle ykseltecin eviren cinsten olmas tercih edilir. Ykseltecin giriine uygulanansinyal Vg, Vk ve Vgb sinyallerinin farkdr. Bu da devrenin toplam kazancnn azalmasnayol aar. Bu azalma bir kayptan ziyade bir iyileme olarak dnlmelidir.

    Geri beslemeyi gerekletirmek zere hem gerilim hem de akm girie seri ya daparalel olarak uygulanabilir. Negatif geri besleme balant trlerine gre drde ayrlr.

    Bunlar;

    Seri gerilim geri beslemesi,

    Paralel gerilim geri beslemesi,

    Seri akm geri beslemesi,

    Paralel akm geri beslemesidir.

  • 8/8/2019 megep opamp

    34/74

    28

    ekil 2.2: Seri gerilim geri besleme

    ekil 2.3: Paralel gerilim geri besleme

    ekil 2.4: Seri akm geri besleme

  • 8/8/2019 megep opamp

    35/74

    29

    ekil 2.5: Paralel akm geri besleme

    Bu balant trlerinin deiik anlam ve zellikleri vardr. Seri szc, geri beslemesinyalinin giri sinyali ile seri balandn; paralel szc, geri besleme sinyalinin girisinyali ile paralel balandn; gerilim szc, geri besleme devresinin giriine kgeriliminin balandn; akm szc ise, geri besleme devresinin giriine, k akmnnbir ksmnn girdiini gsterir.

    Paralel geri beslemeli devrelerde giri empedans dk; akm geri beslemelidevrelerde k empedans yksek; seri geri beslemeli devrelerde giri direnci yksek vegerilim geri beslemeli devrelerde k empedans dk zellikler gsterir.

    Ykseltelerde genellikle giri empedansnn yksek, k empedansnn dk

    olmas istenir. Bu zellik seri ve gerilim geri beslemesi kullanlarak salanr.

  • 8/8/2019 megep opamp

    36/74

    30

    2.2. lemsel Ykseltecin Eviren Ykselte Olarak Kullanlmas

    Bu ykselte trne eviren denmesinin nedeni, giriine uygulanan herhangi bir sinyali180 faz evirerek kna ykseltilmi olarak aktarmasdr. Sonraki konularda aklanacagibi bu devre ayn zamanda bir arpma veya blme devresi olarak da kullanlabilir.

    ekil 2.6daki devrede giri sinyali ilemsel ykseltecin (-) ucu olan eviren giriineuyguland iin devreye eviren ykselte ad verilmitir. Bu devrede R1 direnci giri, Rfdirenci ise geri besleme direncidir. lemsel ykseltece harici direnler baland iin, buykselte ak evrim kazancndan bamsz bir kapal evrim kazancna sahiptir. Kapalevrim kazanc harici olarak balanan direnlerin deerine baldr.

    ekil 2.6da bir eviren ykselte devresi grlmektedir. zellikle Rf direncine dikkatediniz, bunun nceki konularda da zerinde durduumuz geri besleme direnci olduunu

    hemen hatrlayacaksnz. Bu diren eviren () girie uygulanan ve kta 180 faz evrilmisinyali tekrar girie uygulayan geri besleme direncidir. Ykseltecin eviren tip olmas nedeniylede yaplan geri besleme negatif geri beslemedir.

    ekil 2.6: Eviren ykselte

    lemsel ykseltecin en nemli zelliklerinden biri de (+) ve (-) giri ular arasndakipotansiyel farkn 0 V olmasdr. Dier bir ifadeyle eviren giri ile evirmeyen giriularndaki (ularn ilemsel ykseltece balad nokta) gerilim V1=V2 birbirine eittir.nk ilemsel ykseltelerin giri empedanslar ok yksek olduundan (+) ve (-) giriularndan akan akm pratikte nanoamper seviyesindedir ve 0 kabul edilebilir. deal birilemsel ykseltete (+) ve (-) giri ularndan akm akmad kabul edilirse (+) ve (-) giriularndaki voltaj fark da sfr olacaktr. Bundan dolay ilemsel ykseltelerde devreyeuygulanan akmn, elemana girmedii kabul edilir. ekil 2.6da akm ynleri bu kurala greizilmitir.

    lemsel ykseltecin evirmeyen (+) giriinin topraa bal olduuna dikkat edin.lemsel ykseltecin zelliinden dolay V1=V2 olduundan, V1 noktasndaki potansiyel 0Volt 'tur (V1 = 0).

  • 8/8/2019 megep opamp

    37/74

    31

    Kirchoff 'un akmlar kanununa gre bir dm noktasna gelen akmlarn toplam,giden akma eit olduu iin Ig = If 'dir. Dolaysyla R1'den akan akm Rfden de akacaktr.

    R1 direncinden geen akmIg =

    Vg - V1

    R1(V1 = 0 Volt olduundan)

    Ig =Vg

    R1olur. If =

    V1- V

    Rf(V1 = 0 Volt olduundan)

    If =V

    Rfolur.

    Ig ve If akmlar birbirine eit olduundan Ig = If

    Vg

    R1

    V

    Rf=

    olur. ler dlar arpm yaparsak

    Vg

    R1

    V

    Rf=

    -V.R1 = Vg.Rfelde edilir.

    Vg R1

    V Rf=

    Bu formlde k geriliminin, giri gerilimine oran ykseltecin gerilim kazancnverecei iin;

    K= -Rf

    R1kazan denklemi elde edilir.

    k gerilimi ise V= Vg.K dr. Yani bu devrede giri gerilimi kazan ile arplarakykseltilmi ka verilir. Rf > R1 seilmesi durumunda devre bir arpma ya da ykseltedevresi olarak alr. Eer Rf < R1 seilirse devrenin bir blme ya da zay flatc devreolarak alr.

    K= - RfR1

    formlne gre eer Rf = R1 olarak seilirse ykseltecin kazanc -l 'eeit olur. Bu durumda ykselte, giriine uygulanan sinyali ykseltmeden sadece giriiaretinin polaritesini 180o evirerek ka aktarr.

  • 8/8/2019 megep opamp

    38/74

    32

    rnek: Rf = 10 K, R1 = 100 K seilmi olsun. K=-

    Rf

    R1 formlnden

    K= -10

    100= - 0,1

    olur .

    Vg = 10 V olduunda V = -10*0.1 = -1 V olarak elde edilir. Yani giri gerilimi 10 ablnmtr.

    Son olarak elde edilen formldeki (-) iareti giri ile k arasnda 180 faz farkolduunu gsterir. Rf ve R1 direnleri ile ykseltecin kazanc ayarlanabilir. Bu balant

    eklinde kapal evrim kazanc, ak evrim kazancndan kktr. Fakat devrenin almas,daha kararldr.

    rnek Tasarm

    Bir s alglaycsnn kndan elde edilen 300 mV ile 500 mV arasndaki sinyalingenlii, 3 V ile 5 V arasndaki sinyallerle alan devrede ilenmek zere ykseltilecektir.Kazan devresinin tasarmn ilemsel ykselte kullanarak gerekletiriniz.

    Tasarlayacamz devrenin kazancn tespit etmek iin, ncelikle devrenin kndanalmak istediimiz sinyal deerini, girie uygulayacamz sinyal deerine bleriz. Herhangi

    bir sistemde kazancn k/giri olduunu hatrlayn.

    V = 5 V = 5000 mV, Vg = 0,5 V = 500 mV

    K=V

    Vgden

    K=5000

    500=10

    K= 10 olarak elde edilir.

    Kazanc 10 olan bir devre tasarlamamz gerekiyor. Bu durumda seilecek direnlerin10/1 orann salamas gerekir. Eer Rf =10 K seilirse, R1 in 1 K, Rf = 100 K seilirse, R1in 10 K seilmesi gerekir.

    Rf iin elimizde bulunan direnlerden 33 K y setiimizi dnrsek;

    K= -Rf

    R1den

    10 =33 K

    R1olur.

  • 8/8/2019 megep opamp

    39/74

    33

    Buradan R1 i ekersek10

    33 KR1 =

    = 3,3 Kolarak bulunur.

    2.2.1. Eviren Ykseltecin ncelenmesi

    Ama

    Bu uygulama faaliyetini baar ile tamamladnzda,lemsel ykselte ile yaplan eviren ykselte devresini kurup altrabileceksiniz.Eviren ykselte devresini arpc ve blc olarak kullanabileceksiniz.Giri ve k sinyallerini osilaskop kullanarak inceleyebileceksiniz.

    Aratrma ve Hazrlk Faaliyetleri

    Eviren ykselte ile ilgili olarak yukarda verilen temel bilgileri inceleyin. Elektroniksimlasyon programlar ile devrenin almasn inceleyiniz.

    Eviren ykselte kullanarak tasarlayacanz bir devrede k iaretinin giri ile aynfazda olmas iin ne yapmanz gerektiini aratrnz. (Kazanc -1 olan ikinci bir evirenykselte devresini ka balayarak k ile giri ayn fazda yaplabilir.)

    Kullanlacak Ara ve Gereler

    1 adet LM741 ilemsel ykselte

    2 adet 10 K diren

    1 er adet 1 K, 3,3 K diren

    ift nl osilaskop

    Sinyal jeneratr

    Avo metre

    15 V Simetrik g kayna Elektronik devre montaj seti

    Balant kablolar

  • 8/8/2019 megep opamp

    40/74

    34

    2.2.2. Eviren Ykselt Uygulamas

    lemsel Ykselte le Yaplan Eviren Ykseltecin Kurulup altrlmas

    ekil 2.7: Eviren ykselte uygulama devre emaslem Basamaklar neriler

    ekil 2.7. deki devreyi montaj setizerine kur. R1 = 1 K, Rf = 10 K olarakseiniz.

    Sinyal jeneratrnn canl ucunu R1 inucuna balaynz.

    Osilaskobun 1. kanaln sinyal jeneratrkna balaynz.

    Osilaskobun 2. kanaln 741 in 6 nu luk ucuna balaynz.

    G kaynann + ucunu 741 de 7 nu luuca, - ucunu 4 nu lu uca, toprak ucunu 3nu lu uca ve dier cihazlarn toprakucuna balaynz.

    Eviren, evirmeyen girilerin ve+V (7 nu lu u), -V (4 nu lu u)gerilimlerinin balantlarndoru yaptnzdan emin olunuz.

    Cihazlarn toprak balantlarnve evirmeyen giri ucunun tek birnoktada birletirileceiniunutmaynz.

    Planl, dzenli, temiz ve titizalnz.

    Devreye enerji vermeden nce aadakicihazlarn ayarlarn yapnz.

    Sinyal jeneratrn 0,5 V 100 Hz Sinsdalga formuna ayarlaynz.

    Simetrik g kaynan, 10 V a ayarla. Osilaskobun Time/Div kademesini 5

    ms/Div, 1. kanal giri sinyali iin 200

    mV/Div, 2. kanal k sinyali iin 2V/Div olarak ayarlaynz.

    Osilaskobunuzdan sinyalalamyorsanz sabrl olun,cihazn ak, Y pos dmesininuygun konumda, g hari tmdmelerin baslmam,problarnzn salam ve cihaznkalibre edilmi olduundan emin

    olunuz.

    G kaynan a devreye enerji uygula,devreyi altrnz.

    Besleme geriliminin doruayarlandndan ve ksa devreolmadndan emin olunuz.

  • 8/8/2019 megep opamp

    41/74

    35

    Devrenin almasn osilaskop ekranndantakip ediniz.

    Devrede snan para olup olmadnkontrol ediniz.

    Osilaskobun 2. kanalnn 2.V/Div, ksinyalinin dikey olarak yaklak 2,5kare alan kaplamas gerektiine dikkatediniz. Farkllk varsa bununosilaskobun kalibrasyon ayar ile ilgisiolabilir.

    Osilaskop ekranndaki dalga eklini aadakibo osilaskop ekranna iziniz.

    Tablo 2.1de verilen diren deerlerini devreyebalaynz.

    Giri ve k iaretlerinin genlikleriniosilaskop ile lerek tablo 2.1e kaydediniz.Sonular yorumlaynz.

    Osilaskop ile gerilim lme hakkndaelektriksel byklklerin llmesimodlnde alm olduunuz bilgilerihatrlaynz.

    Giri sinyalini ste, k sinyalini altaiziniz.

  • 8/8/2019 megep opamp

    42/74

    36

    R1K RfK KazanRf/R1 V giri (Vg)Volt V k (V)Volt Yorum1 K 10 K - 10 0,5V 100Hz 5 V 100 Hz1 K 3,3 K 0,5V 100Hz10 K 1 K 1V 100 Hz10 K 10 K + 5V DC Avo10 K 10 K - 5V DC Avo

    Tablo 2.1: Sonu deerlerini kaydedin ve yorumlayn

    KONTROL LISTESI

    DEERLENDRME LTLER Evet HayrAratrma faaliyetleri yaplmtr.Devre elemanlar doru olarak seilmitir.Gerekli cihazlar temin edilmitir.Devre montajemaya uygun ve dzenli yaplmtr.Cihazlar uygun deerlere ayarlanmtr.Devre ngrlen ekilde almtr.Elde dilen dalga ekli doru izilmitir.lme ilemleri doru olarak yaplmtr.Sonu tablosu eksiksiz doldurulmutur.

    Tablo 2.2: Kontrol listesi

    Ek alma

    1 ile 3 V arasndaki gerilimleri 3 ile arpan devreyi tasarlaynz. Giri gerilimini 2 ye blen bir eviren ykselte tasarlaynz. Eviren ykseltecin farkl uygulama rneklerini aratrnz.

  • 8/8/2019 megep opamp

    43/74

    37

    2.3. lemsel Ykseltecin Karlatrc Ak Dng Kullanm

    ekil 2.8: lemsel ykselte ile yaplan karlatrc devresi

    Karlatrc, bir referans gerilimi ile bir giri gerilimini karlatran devredir. kgerilimi giri sinyalinin referans sinyalinin altnda ya da stnde olmas durumuna balolarak yaklak pozitif ve negatif kaynak gerilimi arasnda deiir. k gerilimini istenilenbir deerde snrlamak iin ka bir seri diren ve zener diyot balanarak reglasyonyaplabilir.

    Karlatrc devrenin almasn anlayabilmek iin fark ykselteci ile ilgilianlatlanlar gz nnde bulundurmakta yarar vardr. Karlatrc uygulamasnda ilemselykselte ounlukla ak evrim durumunda altrlr. Hatrlanaca gibi ilemselykselte geri beslemesiz olarak altrldnda kazanc 200.000 gibi yksek deerlereulamaktadr.

    Devrede Vref referans sinyali eviren girie, Vg giri sinyali evirmeyen girieuygulanmtr. Vg > Vref olursa, ktan yaklak +V deeri alnr. Vg < Vref olursa,ktan yaklak -V deeri alnr. Devre bu haliyle, evirmeyen karlatrc olarakalmaktadr. Eer Vref referans iareti evirmeyen giri ucuna, Vg iareti de eviren giriucuna uygulanrsa ilemsel ykselte, eviren karlatrc olarak alr.

    Her akam kendiliinden yanan sokak lambalarn hatrlayn. Bu lambalar giridevresine balk alglayc elemann algladk seviyesinin belli bir referans deerininaltna dmesi durumunda karlatrc devre knn konum deitirmesi prensibine grealmaktadr. Bu tr devreleri ilemsel ykselteler ile kolayca tasarlayabilir, herhangi birfiziksel bykln durumuna gre bir yk devresini kontrol edebiliriz.

    2.3.1. Karlatrc Devrenin ncelenmesi

    Ama

    Bu uygulama faaliyetini baar ile tamamladnzda,lemsel ykselte ile yaplan sins dalgay kare dalgaya dntren karlatrc

    devresini kurup altrabileceksiniz.

  • 8/8/2019 megep opamp

    44/74

    38

    Bir referans sinyal ile deiken bir gerilimi karlatran kontrol devresi kurupaltrabileceksiniz.

    Karlatrc devreyi kullanarak farkl alglayclarla yaplan kontrol devreleritasarlayabileceksiniz.

    Aratrma ve Hazrlk Faaliyetleri

    evrenizdeki s duyarl, k duyarl cihazlar inceleyin, alma prensiplerini aratrnve nasl altklar ile ilgili vardnz sonular arkadalarnzla tartnz.

    Kullanlacak Ara ve Gereler 1 adet LM741 ilemsel ykselte 1 adet 10 K diren 2 adet 1 K diren 1 adet 10 K potansiyometre 1 adet LDR 1 adet NTC(10 K) 2 adet farkl renklerde LED Sinyal jeneratr Avometre 15 V Simetrik g kayna Elektronik devre montaj seti Balant kablolar

  • 8/8/2019 megep opamp

    45/74

    39

    2.3.2. Karlatrc Ykselte Uygulamas

    lemsel Ykselte Ile Yaplan Karlatrcnn Kurulup altrlmas

    ekil 2.5: Karlatrcnn sins-kare dalga dntrc olarak kullanlmas

    lem Basamaklar nerilerekil 2.4. deki devreyi montaj seti zerine kurunuz.Sinyal jeneratrnn canl ucunu eviren giri ucunabalaynz.Osilaskobun 1. kanaln sinyal jeneratr knabalaynz.Osilaskobun 2. kanaln 741 in 6 nu lu k ucunabalaynz.G kaynann + ucunu 741 de 7 nu lu uca, - ucunu 4nu lu uca, toprak ucunu 3 nu lu uca ve dier cihazlarntoprak ucuna balaynz.

    Eviren, evirmeyen girilerin ve+V (7 nu lu u), -V (4 nu luu) gerilimlerininbalantlarn doruyaptnzdan emin olunuz.Cihazlarn toprak balantlarnve evirmeyen giri ucunun tekbir noktada birletirileceiniunutmaynz.Kullanmadnz zamanlardacihazlar kapatmayunutmaynz.

    Devreye enerji vermeden nce aadaki cihazlarnayarlarn yapnz.Sinyal jeneratrn 1 V 100 Hz Sins dalga formunaayarlaynz.Simetrik g kaynan, 10 V a ayarlaynz.

    Osilaskobun Time/Div kademesini 5 ms/Div, 1. kanalgiri sinyali iin 1 V/Div, 2. kanal k sinyali iin 10V/Div olarak ayarlaynz.

    Osilaskobunuzdan sinyalalamyorsanz cihazn ak, Ypos dmesinin uygunkonumda, g hari tmdmelerin baslmam,

    problarnzn salam vecihazn kalibre edilmiolduundan emin olunuz.

    G kaynan a devreye enerji uygulayarak devreyialtrnz.

    Besleme geriliminin doruayarlandndan ve ksa devreolmadndan emin olunuz.

  • 8/8/2019 megep opamp

    46/74

    40

    Osilaskop ekranndaki dalga eklini aadaki boosilaskop ekranna iziniz.

    Sinyal jeneratrnn k genliini srayla 500 mV, 1V, 1.5 V, 2 V kademelerine ayarlayn, k gerilimlerinitablo 2.2ye kaydediniz.k gerilimi giri sinyal deiiminden etkilenmektemidir? Yorumlayarak arkadalarnzla tartnz.k gerilimi besleme gerilim deerine ulayor mu?

    Osilaskop ile gerilim lmehakknda elektrikselbyklklerin llmesimodlnde alm olduunuzbilgileri hatrlaynz.

    Giri sinyalini ste, ksinyalini alta iziniz.

    V giri (Vg)Volt

    V k (V)Volt

    Yorum

    500 mV1 V1.5 V2 V

    Tablo 2.3: Sonu deerlerini kaydedin ve yorumlayn

  • 8/8/2019 megep opamp

    47/74

    41

    2.3.3. Karlatrcnn Kontrol Devresi Olarak Kullanlmas

    ekil 2.6: Karlatrcnn kontrol devresi olarak kullanlmas

    ekil 2.6daki devreyi montaj seti zerine kurunuz. Potansiyometre orta ucunudorudan 3 nu lu ucabalaynz.

    Vref gerilimini lerek tabloya kaydediniz. Analog voltmetrekullanyorsanz kalibrasyonyapmay unutmaynz.

    Voltmetreyi potansiyometrenin orta ucuna (Vg)balaynz.Vg 0 V oluncaya kadar potansiyometreyi ayarla, Vgerilimini tabloya kaydediniz.

    Vg gerilimin Vref geriliminden kk olduu durumdahangi led yanmaktadr, tabloya kaydedip, yorumlaynz.

    0 V dan balayarak Vg gerilimini arttrnz.Vg gerilimi Vref geriliminden byk olduunda hangiled yanmaktadr tabloya kaydet, yorumlaynz.

    k gerilimini lerek tabloya kaydediniz.

    Hangi gerilim deerine ulaldnda ikinci ledyanmtr? Gerilim deerini tabloya kaydet veyorumlaynz.

    zellik Deer YorumKoulVrefVgV

    VgVref

    Yanan LedTablo 2.4:. Sonu deerlerini kaydedin ve ulatnz sonular yorumlayn.

  • 8/8/2019 megep opamp

    48/74

    42

    2.3.4. Karlatrcnn Is-Ik Kontrol Devresi Olarak Kullanlmas

    ekil 2.7: Karlatrcnn s-k kontroll devre olarak kullanlmas

    ekil 2.7deki devreyi montaj seti zerine kurunuz.

    Vref gerilimini lerek tabloya kaydediniz.

    Voltmetreyi potansiyometrenin orta ucuna (Vg)balaynz.Oda scaklnda Led1 yank Led2 Snk oluncaya kadarpotansiyometreyi ayarlaynz.Led2 snd anda Vg gerilimini lerek tabloyakaydediniz.

    Led2 snd andaayarlamay durdurunuz.

    Bir s kayna kullanarak NTC yi stnz. Istc olarak bir havyakullanabilirsiniz.

    Led2 yand andaki Vg gerilimini lerek tabloya kaydetYorumlaynz Temastan kannz NTCzarar grebilir.Istcy uzaklatrarak NTC nin soumasn bekle, Led2snd anda Vg gerilimini lerek tabloya kaydediniz.NTC yerine LDR balaynzLDR k alyorken hangi led yanmaktadr?Yorumlaynz.LDRyi k almayacak ekilde kapatp, kapattnzhangi led yanmaktadr? Yorumlaynz.

  • 8/8/2019 megep opamp

    49/74

    43

    zellik Deer YorumKoul VrefVg

    SoukVVg

    NTCScak

    VVg

    KaranlkVVg

    LDRAydnlk

    VTablo 2.5: Sonu deerlerini kaydedin ve ulatnz sonular yorumlaynz

    Kontrol Listesi

    DEERLENDRME LTLER Evet HayrAratrma faaliyetleri yaplmtr.Devre elemanlar doru olarak seilmitir.Gerekli cihazlar temin edilmitir.Devre montajemaya uygun ve dzenli yaplmtr.Cihazlar uygun deerlere ayarlanmtr.Devre ngrlen ekilde almtr.lme ilemleri doru olarak yaplmtr.

    Sonu tablosu eksiksiz doldurulmutur.Tablo 2.6: Kontrol listesi

    Ek alma

    NTC ve LDR yerine baka ne tr alglayclar kullanabileceinizi aratrn, ne trkontrol ilemleri yapabileceinizi arkadalarnzla tartnz.

    Led yerine hangi devre elemanlar balayarak byk gl ykleri kontroledebileceinizi aratrn, arkadalarnzla tartnz.

  • 8/8/2019 megep opamp

    50/74

    44

    2.4. lemsel Ykseltecin Evirmeyen Ykselte Olarak Kullanlmas

    ekil 2.8: Evirmeyen ykselte

    ekil 2.8de grld gibi giri sinyali, ilemsel ykseltecin evirmeyen (+) giriineuygulanmtr. Dolaysyla k sinyali ile giri sinyali arasnda faz fark bulunmaz. deal birilemsel ykseltecin giri direnci sonsuzdur, evirmeyen (+) ve eviren (-) giri ularndanakan akm 0 olduundan, (+) ve (-) giri ular arasndaki potansiyel fark 0 volttur.

    Devrenin analizinde yine akmlardan yola kacak olursak, ilemsel ykseltecin giridirencinin ok yksek olmasndan dolay girie akm akmayacandan If= I1 olacandan

    Ifve I1 yerine

    If = I1

    V - Vg

    Rf =Vg

    R1yazlabilir. ler dlar arpm yapldnda

    Rf * Vg = V - Vg * R1elde edilir. Forml yeniden dzenlendiinde,

    (R1 + Rf) * Vg = V * R1elde edilir. V ve Vg yi bir tarafa toplarsak,

    =V

    Vg

    R1 + Rf

    R1elde edilir.

    K=V

    Vg=

    R1 + Rf

    R1= 1+

    Rf

    R1olur.

    Sonu olarak evirmeyen ykseltecin kazanc eviren ykselteten 1 fazla olarak elde

    edilir.K=1+

    Rf

    R1

  • 8/8/2019 megep opamp

    51/74

    45

    2.4.1. Evirmeyen Ykseltecin ncelenmesi

    AmaBu uygulama faaliyetini baar ile tamamladnzda,lemsel ykselte ile yaplan evirmeyen ykselte devresini kurup

    altrabileceksiniz.Giri k sinyallerini osilaskop kullanarak inceleyebileceksiniz.

    Aratrma ve Hazrlk FaaliyetleriEvirmeyen ykselte ile ilgili olarak yukarda verilen temel bilgileri inceleyiniz.

    Elektronik simlasyon programlar ile devrenin almasn inceleyiniz.

    Kullanlacak Ara ve Gereler 1 adet LM741 ilemsel ykselte 2 adet 10 K diren 1 er adet 1 K, 3,3 K diren ift nl osilaskop Sinyal Jeneratr Avo metre 15 V Simetrik g kayna Elektronik devre montaj seti Balant kablolar

    2.4.2. lemsel Ykselte Ile Yaplan Evirmeyen Ykselte Uygulamas

    ekil 2.9: Evirmeyen ykselte uygulama devre emas

    lem Basamaklar nerilerekil 2.9. daki devreyi montaj seti zerine kur. R1 =

    10 K, Rf = 10 K olarak seiniz.Sinyal jeneratrnn canl ucunu R1 in ucuna

    balaynz.Osilaskobun 1. kanaln sinyal jeneratr kna

    balaynz.

    Eviren, evirmeyen girilerin ve+V (7 nu lu u), -V (4 nu luu) gerilimlerininbalantlarn doruyaptnzdan emin olun.Kullanmadnz zamanlarda

  • 8/8/2019 megep opamp

    52/74

    46

    Osilaskobun 2. kanaln 741 in 6 nu lu k ucunabalaynz.

    G kaynann + ucunu 741 de 7 nu lu uca, -ucunu 4 nu lu uca, toprak ucunu 3 nu lu uca ve diercihazlarn toprak ucuna balaynz.

    cihazlar kapatmay unutmayn.Planl, dzenli, temiz ve titiz

    alnz.

    Devreye enerji vermeden nce aadaki cihazlarnayarlarn yapnz.

    Sinyal jeneratrn 1 V 100 Hz Sins dalgaformuna ayarlaynz.

    Simetrik g kaynan, 10 V a ayarlaynz.Osilaskobun Time/Div kademesini 5 ms/Div, 1.ve

    2. kanal 0,5 V/Div olarak ayarlaynz.

    Besleme geriliminin doruayarlandndan ve ksa devreolmadndan emin olunuz.

    G kaynan a devreye enerji uygula, devreyialtrnz.

    Devrede snan para olupolmadn kontrol ediniz.

    Devrenin almasn osilaskop ekranndan takipediniz.

    Osilaskop ekranndaki dalga eklini aadaki boosilaskop ekranna iziniz.

    Giri iareti ile k iareti arasnda faz fark varm? Yorumlaynz.

    Osilaskobunuzdan sinyalalamyorsanz sabrl olunuz,cihazn ak, Y pos dmesininuygun konumda, g hari tmdmelerin baslmam,problarnzn salam ve cihaznkalibre edilmi olduundanemin olunuz.

    Aadaki tabloda verilen direnleri devreye bala, girive k iaretlerinin genliklerini osilaskop ile lerek

    tablo 2.1e kaydet.

    Osilaskop ile gerilim lmehakknda elektriksel

    byklklerin llmesimodlnde alm olduunuzbilgileri hatrlaynz.Bilgileri hatrlaynz.

    Giri sinyalini ste, ksinyalini alta iziniz.

  • 8/8/2019 megep opamp

    53/74

    47

    R1K RfK Kazan1+Rf/R1 Vg Volt V Volt Yorum10 K 10 K 1 V 100Hz1 K 3,3 K 1 V 100Hz

    10 K 1 K 1 V 100 Hz10 K 10 K + 5 V DC Avo10 K 10 K - 5 V DC Avo

    Tablo 2.7: Sonu deerlerini kaydedin ve yorumlayn.

    Elde ettiiniz sonular eviren ykselte almasnda elde ettiiniz sonularlakarlatrarak arkadalarnzla tartnz.

    DEERLENDRME LTLER Evet HayrAratrma faaliyetleri yaplmtr.Devre elemanlar doru olarak seilmitir.Gerekli cihazlar temin edilmitir.Devre montajemaya uygun ve dzenli yaplmtr.Cihazlar uygun deerlere ayarlanmtr.Devre ngrlen ekilde almtr.Elde edilen dalga ekli doru izilmitir.lme ilemleri doru olarak yaplmtr.Sonu tablosu eksiksiz doldurulmutur.

    Tablo 2.8: Kontrol listesi

  • 8/8/2019 megep opamp

    54/74

    48

    2.5. lemsel Ykseltecin Toplayc Olarak Kullanlmas

    ekil 2.10: lemsel ykseltecin toplayc olarak almas

    ekil 2.10da grld gibi devre, eviren ykselte gibi almaktadr. Rf geribesleme direncinden geen akma If, R1 direncinden geen akma I1, R2 direncinden geenakma I2, R3 direncinden geen akma I3 dersek, ilemsel ykseltecin giri direncinin okyksek olmas nedeniyle giriten akm akmayacandan, kirchoff akmlar kanununa gre;

    I1 + I2 + I3 = If olur.

    lemsel ykseltecin eviren giri V1 ucundaki gerilimin, evirmeyen giri V2 ucundakigerilime eit olduunu hatrlayn. Evirmeyen giri ucu, topraa bal olduundan V2=0V=V1olmaktadr. Bu durumda:

    ohm kanununa gre I1 yerineI1 =

    Vg1

    R1yazabiliriz,

    Vg1

    R1+

    Vg2

    R2+

    Vg3

    R3=

    V

    Rf-

    olur.

    Forml :

    *Vg1R1

    + *Vg2R2

    + *Vg3R3

    =VRf

    -( Rf Rf )olarak

    dzenlenebilir.

    Eer direnler birbirine eit olarak seilirse R1=R2=R3=Rf

    V= -(Vg1+Vg2+Vg3) olarak elde edilir.

    - iareti devrenin eviren ykselte olarak almasndan kaynaklanmaktadr.

  • 8/8/2019 megep opamp

    55/74

    49

    Eer V = Vg1+Vg2+Vg3 istenirse ka kazanc -1 olan bir eviren ykselteeklenebilir.

    Uygulama

    V=2Vg1+ Vg2

    3

    1

    2

    olan devreyi tasarlayn.

    Yntem

    Tasarm Vg1 gerilimini 2 ile arpan, buna Vg2 geriliminin yarsn ekleyen ve sonucu,kazanc K=-1/3 olan bir eviren ykseltele 3e blen iki ilemsel ykselteli bir devre olmal.

    2.5.1. Toplayc Devrenin ncelenmesi

    Ama

    Bu uygulama faaliyetini baar ile tamamladnzda, ilemsel ykselte ile yaplantoplayc devreyi kurup altrabileceksiniz.

    Aratrma ve Hazrlk Faaliyetleri

    Analogdan saysala dntrc devrelerin alma prensiplerini aratrn ve bu

    devrelerin ilemsel ykselteler ile nasl yaplabileceini arkadalarnzla tartn. Kullanlacak Ara ve Gereler

    1 adet LM741 ilemsel ykselte 4 adet 10 K diren 1 adet 1 K diren 1 adet 2.2 K diren 1 adet 6.8 K diren Avometre 15 V Simetrik g kayna Elektronik devre montaj seti

    Balant kablolar

  • 8/8/2019 megep opamp

    56/74

    50

    2.5.2. lemsel Ykselte Ile Yaplan Toplayc Devresi Uygulamas

    ekil 2.11: lemsel ykseltecin toplayc devre olarak kullanlmas

    lem Basamaklar nerilerekil 2.11deki devreyi montaj seti zerine kurunuz.G kaynann + ucunu 741 de 7 nu lu uca, - ucunu 4nu lu uca, toprak ucunu 3 nu lu uca ve diercihazlarn toprak ucuna balaynz.

    +V (7 nu lu u), -V (4 nu luu) gerilimlerinin balantlarndoru yaptnzdan eminolunuz.

    G kaynan aarak devreye enerji uygulayarakdevreyi altrnz.

    Devrede snan para olupolmadn kontrol ediniz.

    Vg1,Vg2 ve V noktalarndaki gerilimleri lerektabloya kaydediniz.V = - (Vg1+Vg2) oluyor mu? Yorumlaynz.

    Geri besleme direncini 20 K yapnz.Vg1, Vg2 ve V gerilimlerini tabloya kaydediniz.V gerilimi ile Vg gerilimleri arasndaki ilikiyiyorumlaynz.k gerilimi geri besleme direncinden nasletkilenmitir? Yorumlaynz.V=Vg1+Vg2 olmas iin ne yaplmaldr?

    20 K elde etmek iin 2 adet 10K direnci seri balayabilirsiniz.

    Koul zellik Deer Yorum

    Vg1Vg2VRf 10 K

    KazanVg1Vg2V

    Rf 20 K

    KazanTablo2.9: Sonu deerlerini kaydedin ve yorumlayn.

  • 8/8/2019 megep opamp

    57/74

    51

    DEERLENDRME LTLER Evet Hayr

    Aratrma faaliyetleri yaplmtr.Devre elemanlar doru olarak seilmitir.Gerekli cihazlar temin edilmitir.Devre montajemaya uygun ve dzenli yaplmtr.Cihazlar uygun deerlere ayarlanmtr.Devre ngrlen ekilde almtr.lme ilemleri doru olarak yaplmtr.Sonu tablosu eksiksiz doldurulmutur.

    Tablo 2.10: Kontrol listesi

    2.6. lemsel Ykseltecin Gerilim zleyici Olarak Kullanlmas

    ekil 2.12: Gerilim izleyici

    Gerilim izleyici devre, gerilim kazancnn 1 ve giri, k iaretlerinin ayn fazda

    olduu bir ykseltetir. ekil 2.12de grld gibi herhangi bir ilave devre elemannagerek olmadan bir gerilim izleyici devre kurulabilir. Bu devre tr daha ok yksek kdirencine sahip bir devre ile dk giri direncine sahip devrelerin balantsnn yaplacadurumlarda tampon olarak kullanlr. Bilindii gibi ilemsel ykseltelerin giri direnleriyksek k direnleri dktr. Katlar arasnda maksimum g transferiningerekletirilebilmesi iin bir katn k direnci ile dier katn giri direncinin eit olmasgerekir. Gerilim izleyici iki devre arasndaki diren uyumsuzluunu ortadan kaldrmak zeretampon olarak kullanlr.

    Gerilim izleyici ayn zamanda bir sinyalin zelliklerini bozmadan birden fazla kterminaline datlmas iinde kullanlabilir. Bir gerilim izleyicinin kna istenilen ksinyali kadar gerilim izleyici paralel olarak balanabilir. Bu durumda birbirinin ayn ancak

    birbirinden yaltlm sinyaller elde edilebilir.

    2.6.1. Gerilim zleyici Devrenin ncelenmesi

    AmaBu uygulama faaliyetini baar ile tamamladnzda,lemsel ykselte ile yaplan gerilim izleyici devresini kurup altrabileceksiniz.Giri ve k sinyallerini osilaskop kullanarak inceleyebileceksiniz.

  • 8/8/2019 megep opamp

    58/74

    52

    Aratrma ve Hazrlk Faaliyetleri

    Gerilim izleyici ile ilgili olarak yukarda verilen temel bilgileri inceleyiniz. Elektroniksimlasyon programlar ile devrenin almasn inceleyiniz. ok katl ykseltelerde katlararasndaki balantnn nasl yapldn aratrnz.

    Kullanlacak Ara ve Gereler 1 adet LM741 ilemsel ykselte ift nl osilaskop Sinyal Jeneratr 15 V Simetrik g kayna Elektronik devre montaj seti Balant kablolar

    2.6.2. lemsel Ykselte ile Gerilim zleyici Uygulamas

    ekil 2.13: lemsel ykseltecin gerilim izleyici olarak kullanlmas

    lem Basamaklar nerilerekil 2.13 teki devreyi montaj seti zerine kurunuz.Sinyal jeneratrnn canl ucunu eviren giri ucunabalaynz.Osilaskobun 1. kanaln sinyal jeneratr knabalaynz.Osilaskobun 2. kanaln 741 in 6 nu lu k ucunabalaynz.

    G kaynann + ucunu 741 de 7 nu lu uca, - ucunu 4nu lu uca, toprak ucunu dier cihazlarn toprak ucunabalaynz.

    +V (7 nu lu u), -V (4 nu luu) gerilimlerinin balantlarndoru yaptnzdan eminolunuz.

    Devreye enerji vermeden nce aadaki cihazlarnayarlarn yapnz.Sinyal jeneratrn 1 V 100 Hz sins dalga formunaayarlaynz.Simetrik g kaynan, 10 V a ayarlaynz.Osilaskobun Time/div kademesini 5 ms/div, 1. kanal

    Kullanmadnz zamanlardacihazlar kapatmayunutmaynz.

  • 8/8/2019 megep opamp

    59/74

    53

    giri sinyali iin 0,5 V/Div, 2. kanal k sinyali iin0,5 V/Div olarak ayarlaynz.

    Devreye enerji uygulayarak altrnz. Devrede snan para olupolmadn kontrol ediniz.Giri ve k genliklerini lerek tabloya kaydediniz.Devrenin kazancn hesaplaynz.Ekrandaki sinyali aadaki bo osilaskop ekranna iz.Devrenin almasn yorumlaynz.

    K=V/Vg

    Giri sinyalini ste, ksinyalini alta iziniz.

    Vg Volt V Volt Kazan V/Vg Yorum

    Tablo 2.11:. Sonular kaydedin ve yorumlayn

    DEERLENDRME LTLER Evet HayrAratrma faaliyetleri yaplmtr.Devre elemanlar doru olarak seilmitir.Gerekli cihazlar temin edilmitir.Devre montajemaya uygun ve dzenli yaplmtr.Cihazlar uygun deerlere ayarlanmtr.Devre ngrlen ekilde almtr.Elde edilen dalga ekli doru izilmitir.lme ilemleri doru olarak yaplmtr.Sonu tablosu eksiksiz doldurulmutur.

    Tablo 2.12: Kontrol listesi

  • 8/8/2019 megep opamp

    60/74

    54

    2.7. lemsel Ykseltecin Fark Ykselteci Olarak Kullanlmas

    ekil 2.14: Fark ykselteci

    ekil 2.14te prensip emas grlen karma devresi olarak da isimlendirebileceimizfark devresi, (+) ve (-) girilerine uygulanan sinyallerin farkn alr, karma ilemini yapar.Devre analizinde, girilerden birisi yok saylp, dieri var saylarak "sperpozisyon teoremi"uygulanacaktr.

    Hep zerinde durduumuz gibi ilemsel ykseltecin eviren ve evirmeyen giriularndaki V1 ve V2 gerilimleri birbirine eittir. V1 ve V2 noktalarndaki gerilimleribulmak iin V1 noktasna gre bakp V2 yi yok sayarak, sperpozisyon teoreminiuygulayacak olursak:

    V1 noktasndaki gerilimV1=

    R4

    R4 + R3 *Vg1 +

    R3

    R3 + R4 *V

    olur.

    V2 noktasndaki gerilim iseV2=

    R2

    R1 + R2 *Vg1

    olarak elde edilir.

    k gerilim denklemi ise;

    V= [R2

    R1 + R2( R3

    R3 + R4(* *Vg1 -

    [R4

    R3 + R4* R3 + R4

    R3Vg2*

    Eer btn direnler eitlenirse k gerilimi denklemiV = Vg1 - Vg2

    olur.

  • 8/8/2019 megep opamp

    61/74

    55

    2.7.1. Fark Ykseltecinin ncelenmesi

    Ama

    Bu uygulama faaliyetini baar ile tamamladnzda,lemsel ykselte ile yaplan fark ykselteci devresini kurup altrabileceksiniz.Giri ve k sinyallerini avometre kullanarak lebileceksiniz.

    Aratrma ve Hazrlk Faaliyetleri

    Fark ykselteci ile ilgili olarak yukarda verilen temel bilgileri inceleyiniz. Elektroniksimlasyon programlar ile devrenin almasn inceleyin.

    Kullanlacak Ara ve Gereler 1 adet LM741 ilemsel ykselte 4 adet 10 K diren 1er adet 1 K, 2.2 K, 6.8 K diren Avo metre 15 V Simetrik g kayna Elektronik devre montaj seti Balant kablolar

    2.7.2. lemsel Ykselte ile Fark Ykselteci Uygulamas

    ekil 2.15: Fark Ykselteci uygulama devre emas

    lem Basamaklar nerilerekil 2.15 teki devreyi montaj seti zerine kurunuz.G kaynann + ucunu 741 de 7 nu lu uca, - ucunu 4nu lu uca, toprak ucunu 3 nu lu uca ve dier cihazlarntoprak ucuna balaynz.

    Cihazlarn toprakbalantlarnn tek bir noktadabirletirileceini unutmaynz.Kullanmadnz zamanlardacihazlar kapatmayunutmaynz.

  • 8/8/2019 megep opamp

    62/74

    56

    Simetrik g kaynan, 10 V a ayarlaynz. Besleme geriliminin doruayarlandndan ve ksa devreolmadndan emin olunuz.

    G kaynan a devreye enerji uygula, devreyialtrnz.

    Devrede snan para olupolmadn kontrol ediniz.

    Vg1 > Vg2 iken, Avometre kullanarak Vg1, Vg2 ve Vgerilimlerini lerek tabloya kaydedip, sonularyorumlaynz.Devre fark ykselteci olarak alyor mu?Vg1 < Vg2 olacak ekilde eviren ve evirmeyen giri

    ularn yer deitiriniz.Avometre kullanarak Vg1, Vg2 ve V gerilimlerinilerek tabloya kaydedip, sonular yorumlaynz.Devre fark ykselteci olarak alm mdr?Yorumlaynz.

    -

    +Vg1

    Vg2 10 K

    10 K

    Tablo2.13. Sonu deerlerini kaydedin ve yorumlayn.

    DEERLENDRME LTLER Evet HayrAratrma faaliyetleri yaplmtr.Devre elemanlar doru olarak seilmitir.Gerekli cihazlar temin edilmitir.Devre montajemaya uygun ve dzenli yaplmtr.Cihazlar uygun deerlere ayarlanmtr.Devre ngrlen ekilde almtr.lme ilemleri doru olarak yaplmtr.Sonu tablosu eksiksiz doldurulmutur.

    Tablo 2.14: Kontrol listesi

    Koul zellik Deer YorumVg1Vg2Vg1>Vg2

    VVg1Vg2Vg1

  • 8/8/2019 megep opamp

    63/74

    57

    2.8. lemsel Ykseltecin Aktif Filtre Olarak Kullanlmas

    Filtrenin kelime anlam szgetir. Gemesini istediimiz niceliklere izin verir,istemediklerimizi ise engeller. En bilinen filtre mutfaklarmzda kullandmz ay szgecidirve ayn svsn geirirken posasn geirmezler. Elektronik filtrelerde benzer ekilde alrve istenen elektrik sinyallerinin gemesine izin verirken istenmeyen sinyalleri engeller.

    Eer bir filtre belli bir kesim (cut-off) frekansnn altndaki frekanslar geiriyor,stndekileri zayflatyorsa bu filtre trne, alak geiren(low pass) filtre denir. Yksekgeiren (high pass) filtreler ise belli bir kesim frekansnn stndeki frekanslarn gemesineizin verirken bu frekansn altnda kalan frekanslar zayflatr. Belli bir frekans aralndakisinyalleri geiren filtrelere bant geiren (bant pass), belli bir frekans aralndaki sinyalleriengelleyen filtrelere ise bant tkayan filtre denir. Bant tkayan filtrelerin alma frekanslarok dar hatta tek bir frekans iin ayarlanabilir. Bant tkayan filtreler genellikle ebeke

    geriliminden kaynaklanan parazitlerin giderilmesi amacyla kullanlr.

    Basit bir diren R ve kondansatr C [ve bobin L ] kullanarak bir filtre yaplabilir.Devresinde diren, kondansatr gibi pasif devre elemanlar kullanlan ve altrlmas iinenerji gerektirmeyen filtrelere pasif filtre denir. Devresinde transistr, tmdevre gibi aktifdevre elemanlar kullanlan ve altrlmas iin enerji gereken filtrelere de aktif filtrelerdenir. Bu tanmdan da anlalaca zere ilemsel ykselteler ile yaplan filtre devreleriaktif filtrelerdir.

    Aktif filtrelerin pasif filtrelere gre baz nemli stnlkleri vardr. Aktif filtrelerdefiltrenin geirgen olduu blgede herhangi bir sinyal zayflamas olmaz. Yapsnda bobinkullanlmadndan ucuz ve kolayca oluturulabilir. Giri empedanslar yksek olduundangiri ve klarna balanan devreleri etkilemez.

    nemli zayf ynleri ise almalar iin bir besleme gerilimine ihtiya duymalar veilemsel ykseltecin bant geniliinin snrl olmas nedeniyle her frekans iin filtreoluturma zorluudur.

    lemsel ykselteli aktif filtre devreleri tasarm National Semiconductor firmas websitesinde Webbench program yardmyla online olarak gerekletirilebilmektedir.(http://www.national.com/appinfo/webench/scripts/my_webench.cgi/)

    2.8.1. Aktif Filtre Devrelerinin ncelenmesi

    AmaBu uygulama faaliyetini baar ile tamamladnzda,lemsel ykselte ile yaplan aktif alak geiren fitre devresini kurup

    altrabileceksiniz.

    lemsel ykselte ile yaplan aktif yksek geiren fitre devresini kurupaltrabileceksiniz.

    http://www.national.com/appinfo/webench/scripts/my_webench.cgi/http://www.national.com/appinfo/webench/scripts/my_webench.cgi/
  • 8/8/2019 megep opamp

    64/74

    58

    Giri ve k sinyallerini osilaskop kullanarak lebileceksiniz.

    Aratrma ve Hazrlk FaaliyetleriFiltre devreleri ile ilgili olarak yukarda verilen temel bilgileri inceleyiniz. Elektronik

    simlasyon programlar ile devrenin almasn inceleyiniz.Evlerinizde kullandnz mzik cihazlarndaki baz, tiz kontrol devresi ve ekolayzer

    devrelerinin almasn aratrnz.

    Kullanlacak Ara ve Gereler

    1 adet LM741 ilemsel ykselte 2 adet 1 K diren 1er adet 10 K, 5.6 K diren 2 adet 0.1 F kondansatr ift nl osilaskop Sinyal jeneratr 15 V Simetrik g kayna Elektronik devre montaj seti Balant kablolar

    2.8.2. lemsel Ykselte ile Alak Geiren Filtre Uygulamas

    ekil 2.16: Alak geiren filtre uygulama devre emas

    lem Basamaklar nerilerekil 2.16daki devreyi montaj seti zerine kurunuz.G kaynann + ucunu 741 de 7 nu lu uca, - ucunu 4nu lu uca, toprak ucunu 3 nu lu uca ve dier cihazlarntoprak ucuna balaynz.

    Cihazlarn toprakbalantlarnn tek bir noktadabirletirileceini unutmaynz.Kullanmadnz zamanlardacihazlar kapatmayunutmayn.Planl, dzenli, temiz ve titizalnz.

  • 8/8/2019 megep opamp

    65/74

    59

    Simetrik g kaynan, 10 V a ayarlaynz.Sinyal jeneratrn 100 Hz, 2 V, sins dalga formuna

    ayarlaynz.Osilaskobun Time/Div kademesini 5 ms/div, 1. kanalgiri sinyali iin 1 V/Div, 2. kanal k sinyali iin 1V/Div olarak ayarlaynz.

    Besleme geriliminin doruayarlandndan ve ksa devre

    olmadndan emin olunuz.Osilaskop genlik ve frekanskalibrasyonunun doruyapldndan emin olunuz.

    Osilaskop 1. kanaln sinyal jeneratr kna, 2.kanaln ilemsel ykseltecin 6 nu lu ucuna balaynz.G kaynan a devreye enerji uygulayp, devreyialtrnz.

    Devrede snan para olupolmadn kontrol ediniz.

    Devrenin kazancn hesaplayp, tablo 2.16yakaydediniz.

    K=1+Rb/Ra formlnkullanabilirsiniz.

    emada verilen devre elemanlaryla kesim frekansnhesaplayp, tablo 2.16ya kaydediniz. Fc = 1

    2R1C1formln

    kullanabilirsiniz.Osilaskop ekranndaki sinyalleri aadaki bo osilaskopekranna iziniz.Giri ve k sinyalleri arasnda faz fark var m?Neden?

    Giri sinyalini ste, ksinyalini alta iziniz.Frekans arttka osilaskop

    ekranndaki sinyalsklaacandan uygunTime/Div kademesini seiniz.

    Sinyal jeneratrnn frekansn Tablo 2.15 te verilendeerlere ayarlayp, k genliini ve kazanc tabloyakaydediniz.

    Tabloda elde edilen deerleri kullanarak aadakikarekteristik eriyi iziniz.Hesapladnz kesim frekans ile karekteristik eride

    oluan durum birbiri ile rtyor mu? Yorumlaynz.Devrenin bant geniliini bulup, Tablo 2.16ya

    kaydediniz.Devrenin alak geiren filtre olarak alt blgenin

    ortalama kazancn bulup, tablo 2.16ya kaydediniz.Sonular yorumlaynz.

    Sinyal jeneratr kgenliinin 2 V sabit kalmasnadikkat ediniz.

    Fc kesim frekans Vgenliinin normal deerin teikisine indii andaki frekansdeeridir. Vnin normaldeeri 3 V tur.

  • 8/8/2019 megep opamp

    66/74

    60

    Elde ettiiniz deerleri grafik

    zerine iaretleyiniz, sonra bunoktalar bir cetvel yardmylabirletiriniz.

    Titiz ve dikkatli alnz,iziminizi teknik resimkurallarna uygun olarakyapnz.

    Frekans(Hz)

    V Kazan(V/Vg)

    Yorum

    100200500

    1000150020005000

    10000Tablo2.15: Sonu deerlerini kaydedin ve yorumlayn.

    K=1+Rb/RaGeirgen BlgeOrtalamaKazanc

    Fc =1

    2R1C1

    Fc (grafikten)BantGenilii(BG)F(st)-F(alt)

    Tablo2.16: Sonu deerlerini kaydedin ve yorumlaynz

  • 8/8/2019 megep opamp

    67/74

    61

    2.8.3. lemsel Ykselte ile Yksek Geiren Filtre Devresi Uygulamas

    ekil 2.17. Alak geiren filtre uygulama devre emaslem Basamaklar neriler

    ekil 2.17deki devreyi montaj seti zerine kurunuz.G kaynann + ucunu 741 de 7 nu lu uca, - ucunu 4nu lu uca, toprak ucunu 3 nu lu uca ve dier cihazlarntoprak ucuna balaynz.

    Cihazlarn toprakbalantlarnn tek bir noktadabirletirileceini unutmaynz.Kullanmadnz zamanlardacihazlar kapatmayunutmaynz.Planl, dzenli, temiz ve titizalnz.

    Simetrik g kaynan, 10 V a ayarlaynz.Sinyal jeneratrn 100 Hz, 2 V, sins dalga formunaayarlaynz.Osilaskobun Time/div kademesini 5 ms/div, 1. kanalgiri sinyali iin 1 V/div, 2. kanal k sinyali iin 1V/Div olarak ayarlaynz.

    Besleme geriliminin doruayarlandndan ve ksa devreolmadndan emin olunuz.Osilaskop genlik ve frekanskalibrasyonunun doruyapldndan emin olunuz.

    Osilaskop 1. kanaln sinyal jeneratr kna, 2.kanaln ilemsel ykseltecin 6 nu lu ucuna balaynz.G kaynan a devreye enerji uygulayp, devreyialtrnz.

    Devrede snan para olupolmadn kontrol ediniz.

    Devrenin kazancn hesaplayp, tablo 2.18e kaydediniz. K=1+Rb/Ra formlnkullanabilirsiniz.

    emada verilen devre elemanlaryla kesim frekansnhesaplayp, Tablo 2.18e kaydediniz. Fc =

    1

    2R1C1formln

    kullanabilirsiniz.Osilaskop ekranndaki sinyalleri aadaki bo osilaskopekranna iziniz.Giri ve k sinyalleri arasnda faz fark var m?Neden?

  • 8/8/2019 megep opamp

    68/74

    62

    Giri sinyalini ste, k

    sinyalini alta iziniz.Frekans arttka osilaskopekranndaki sinyalsklaacandan uygunTime/div kademesini seiniz.

    Sinyal jeneratrnn frekansn tablo 2.17de verilendeerlere ayarlayp, k genliini ve kazanc tabloyakaydediniz.

    Tabloda elde edilen deerleri kullanarak aadakikarekteristik eriyi iziniz.

    Hesapladnz kesim frekans ile karekteristik erideoluan durum birbiri ile rtyor mu? Yorumlaynz.

    Devrenin bant geniliini bulup, tablo 2.18ekaydediniz.

    Devrenin yksek geiren filtre olarak altblgenin ortalama kazancn bulup, tablo 2.18ekaydediniz.

    Sinyal jeneratr kgenliinin 2 V sabit kalmasnadikkat ediniz.Fc kesim frekans Vgenliinin normal deerin teikisine indii andaki frekansdeeridir. Vnin normaldeeri 3 V tur.Yksek geiren filtrede stfrekans snrnn ilemselykseltecin kendi bantgenilii ile ilgili olduunuunutmaynz.

    Elde ettiiniz deerleri grafikzerine iaretleyiniz, sonra bunoktalar bir cetvel yardmylabirletiriniz.

    Titiz ve dikkatli alnz,iziminizi teknik resimkurallarna uygun olarakyapnz.

  • 8/8/2019 megep opamp

    69/74

    63

    Frekans(Hz)

    V Kazan(V/Vg)

    Yorum

    100200500

    1000150020005000

    10000Tablo 2.17: Sonu deerlerini kaydedin ve yorumlayn.

    K=1+Rb/Ra

    Geirgen Blge

    OrtalamaKazanc

    Fc =1

    2R1C1

    Fc (grafikten)

    Bant

    Genilii(BG)F(st)-F(alt)

    Tablo 2.18: Sonu deerlerini kaydedin ve yorumlayn.

    DEERLENDRME LTLER Evet HayrAratrma faaliyetleri yaplmtr.Devre elemanlar doru olarak seilmitir.Gerekli cihazlar temin edilmitir.Devre montajemaya uygun ve dzenli yaplmtr.Cihazlar uygun deerlere ayarlanmtr.Devre ngrlen ekilde almtr.lme ilemleri doru olarak yaplmtr.Sonu ta