Elektronik Devreler Electronics for scientists : physical principles with applications to instrumentation De Sa, A. ed. H. Ahmed, P. J. Spreadbury TK 7870/D47.

... konulu sunumlar: "Elektronik Devreler Electronics for scientists : physical principles with applications to instrumentation De Sa, A. ed. H. Ahmed, P. J. Spreadbury TK 7870/D47."— Sunum transkripti:

1 Elektronik Devreler Electronics for scientists : physical principles with applications to instrumentation De Sa, A. ed. H. Ahmed, P. J. Spreadbury TK 7870/D47 TK 7815/A53

2 Elektronik Devreler 2014 – 2015 Güz yarıyılı
Başarı Değerlendirme Ölçütleri Önceki dönemlerden başarısız olan öğrencilerin devam mecburiyeti vardır. Derslere devam MADDE 25 –(1) Ders, uygulama ve laboratuvarlara en az %70 oranında devam şartı vardır. Bu şartı sağlamayan öğrenciler, o dersten başarısız sayılır. (2) (Değişik: RG-10/12/ ) Tekrarlanan derslerde, önceki dönemde devam şartı yerine getirilmişse, verilen ödev, proje ve benzeri görevler yerine getirilmek ve ara sınavlara girilmek kaydıyla dersin öğretim elemanınca devam koşulu aranmayabilir. DEVAM KOŞULU ARANACAKTIR. Derse %70 devam, her ders denetlenecektir. Kısa sınav 1 %5 ( 15 Ekim 2014) Ödev 1 %5 ( 22 Ekim 2014) Bilgisayarınıza ait güç kaynağı devresinin incelenmesi Vize sınavı %15 (Kasım 2014) Kısa sınav 2 %5 ( Aralık 2014) Ödev 2 %5 (10 Aralık 2014) Bradboard üzerinde ders ile ilgili bir uygulamanın kurularak çalıştırılması Öğrenci tarafından tutulan ders notlarının (PPT) değerlendirilmesi %15 (17 Aralık 2014) Final sınavı %50 Ödev formatı : kapak sayfası + 5…10 sayfa konu + 1 sayfa sizin kendi yorumunuz Ödev sayfaları dosya içine yada poşet içine konulmadan sadece sol orta kenardan 2 adet tel zımba ile birleştirilecektir.. Ödev sayfaları dosya içine yada poşet içine konulmadan sadece sol orta kenardan 2 adet tel zımba ile birleştirilecektir. Ödev ve ders notu gecikmelerinde  -1puan/gün uygulanacaktır.

3 http://hyperphysics. phy-astr. gsu. edu/hbase/electronic/opampcon

4 The 8 watt amplifier based on the LM383 power audio amplifier ic

5 Amplifier Yükselteç Giriş Çıkış = K. vi(t) vo(t) vi(t) K (V) (mV)
Doyma saturation Doğrusal Bölge linear vi(t) (mV) Eğim : vo(t) / vi(t) Kazanç ………….10…1000 sabit Doyma saturation Giriş-Çıkış gerilim transfer fonksiyonu vo(t) = f (vi(t))

6 +V -V

7

8

9

10 Dalga şekillerinin Osiloskop ekranında ölçülmesi
0.02ms*2kare=0.04ms Frekans= 1/0.04ms=25kHz 100s Frekans= 1/100s=10kHz Dalga şekillerinin Osiloskop ekranında ölçülmesi

11

12

13 A B i i vB= 0 , vA = vB = 0 , i = vin /R1 , vout = - i . Rf = - (RF/R1). vin Kazanç = - (RF/R1)

14 OPAMP ile inverting amplifier (180º derece faz farkı)
giriş 2kare10V tepe çıkış 3kare15V tepe Etkin değer OPAMP ile inverting amplifier (180º derece faz farkı)

15 A vA= vin , vA = R1/(RF+R1) . vout vout = (RF+R1)/R1 . vin Kazanç = 1 + RF/R1

16

17

18 A ihmal vA= vin

19 inverting özelliği Toplama devresi özelliği 0001toplama.ewb

20 OPAMP ile Digital-to-Analog Converter
0001dersdac2.ewb

21 R-2R ladder DAC. 0001r-2rladderdac.ewb
OPAMP ile Digital-to-Analog Converter

22 0001r-2rladderdac.ewb

23 DAC0800/DAC0802 8-Bit Digital-to-Analog Converters

24

25

26 Giriş : P1 Çıkış : P2 dB(0.775 VRMS)
voltage relative to volts. (1mW) dB (sound pressure level) for sound in air and other gases, relative to 20 micropascals (μPa) = 2×10−5 Pa

27

28 Integrator

29 OPAMP ile Entegral alma devresi
Giriş :Kare dalga (kırmızı) Çıkış :Üçgen dalga (mavi)

30

31 Differentiator

32

33

34 Inverting comparator

35 Non-inverting comparator

36 +2V eşik seviyeli Non-inverting comparator

37 Vin- eşik seviyeli Non-inverting comparator
Karşılaştırma seviyesi

38 711 digital comparator

39 Flash ADC

40 light dependent resistor (LDR)

41

42 OPAMP ile comparator 004derscomparator.ewb

43

44

45

46

47

48 Inverting comparator gerilim transfer fonksiyonu
X-Y modunda grafik çizim X : giriş değişkeni Y : çıkış değişkeni Vref=+5V 2011Comparator_transfer_fonk.ewb

49 Otto Herbert Schmitt (April 6, 1913 – January 6, 1998)
was an American inventor, engineer,

50

51

52

53 Osilasyon frekansı f = 1/2,2RC
R= 100kohm C= 4,5nF f=1kHz olabilir.

54 schmitttriggerosilator2.ewb

55

56 A Colpitts oscillator, invented in 1920 by American engineer Edwin H
A Colpitts oscillator, invented in 1920 by American engineer Edwin H. Colpitts

57

58

59 RC Alçak Geçiren filtre devresi

60 OPAMP ile Alçak Geçiren Filtre

61 Analog multipliers

62 Single Chip Circuit for Multiplication Operation

63 Enerji kablosu üzerinden DATA iletimi

64 Elektrik Tesisatı Üzerinden İnternet Bağlantısı
TP-LINK'in 'TL-PA 211' adaptörleri elektrik tesisatı üzerinden internet bağlantısı sağlıyor

65 The Electromagnetic Spectrum
Speed of light

66 The Electromagnetic Spectrum

67 Genlik modülasyonu İletişim teknolojisinde (yayıncılıkta) kullanılan bir modülasyon türü. Uluslar arası literatürde AM kısaltmasıyla gösterilir. Dilimizde ise, zaman zaman GM kısaltması kullanılmaktadır. Bu modülasyon türü 1906 yılında ilk defa olarak, Kanadalı mühendis Reginald Fessenden tarafından ( ) tarafından geliştirilmiştir. Modülasyon, yüksek frekanslı bir sinyalin kimi özelliklerinin iletilmek istenen bilgi sinyaline bağlı olarak değiştirilmesidir (Buna kodlanma da denilebilir.). Yüksek frekanslı sinyale, taşıyıcı denilir. Bu sinyal sinüs veya darbe sinyalidir. Taşıyıcının türü ve taşıyıcının değişen özelliklerine bağlı olarak modülasyonun pek çok türü vardır. Genlik modülasyonunda, taşıyıcı sinüs sinyalidir. Yayın yapan tesiste, yani vericide taşıyıcı sinüs sinyalinin genliği bilgi sinyaline bağlı olarak değiştirilir. Bu işlemi yapan devreye modülatör denir. Alıcıda ise bu işlemin tersi yapılır. Yani genlik değişikliği bilgi sinyaline çevrilir. Alıcıda yapılan işleme ise genlik demodülasyonu, bu işlemi yapan devreye ise demodülatör denir.

68 İletilmek istenen bilgi sinyali; ses sinyali, görüntü sinyali veya olabilir. Bu sinyal genellikle değişken frekanslı ve çok harmonikli bir sinyaldir. Ancak bu sinyalin bir kosinüs dalgasıyla ifade edilebileceği varsayılırsa, Taşıyıcı sinyal bir osilatörde üretilir: Burada S ve A sırasıyla bilgi ve taşıyıcı genlikleridir. ω açısal frekanstır. Bu iki sinyal modülatör olarak çalışan bir çarpıcı devreye uygulanırsa çarpıcı devre çıkışı; Trigonometrik özdeşliklerden yararlanılarak bu ilişki aşağıdaki gibi de yazılabilir:

69 Ancak uygulamada, bilgi sinyali genliği çarpıcıya girmeden önce, sabit genlikli bir gerilimle (DC) toplanır. (Şayet bilgi sinyali genliği DC genliğine göre normalize edilmiş sayılırsa, DC genliği 1 volt olarak kabul edilebilir.):

70

71 AM Radio AM radio uses the electrical image of a sound source to modulate the amplitude of a carrier wave. At the receiver end in the detection process, that image is stripped back off the carrier and turned back into sound by a loudspeaker

72 AM Demodulator A simple envelope detector

73 Bilgi işareti Demodülasyon sonucu elde edilen Bilgi işareti Taşıyıcı işareti Tek yollu doğrultucu devresiyle Genlik Demodülasyonu yapan devre Analog çarpma devresiyle Genlik Modülasyonu yapan devre Genlik Modülasyonlu işaret

74 Broadcast frequency bands
AM radio is broadcast on several frequency bands. The allocation of these bands is governed by the ITU's Radio Regulations and, on the national level, by each country's telecommunications administration (the FCC in the U.S., for example) subject to international agreements. Long wave is kHz–283.5 kHz, with 9 kHz channel spacing generally used. Long wave is used for radio broadcasting in Europe, Africa and parts of Asia (ITU region 1), and is not allocated in the Western Hemisphere. In the United States and Canada, Bermuda and U.S. territories this band is mainly reserved for aeronautics navigational aids, though a small section of the band could theoretically be used for microbroadcasting under the United States Part 15 rules. Due to the propagation characteristics of long wave signals, the frequencies are used most effectively in latitudes north of 50°. Medium wave is 520 kHz–1,610 kHz. In the Americas (ITU region 2) 10 kHz spacing is used; elsewhere it is 9 kHz. ITU region 2 also authorizes the Extended AM broadcast band between 1610 kHz and 1710 kHz. Medium wave is by far the most heavily used band for commercial broadcasting. This is the "AM radio" that most people are familiar with. Short wave is 2.3 MHz–26.1 MHz, divided into 14 broadcast bands. Shortwave broadcasts generally use a narrow 5 kHz channel spacing. Short wave is used by audio services intended to be heard at great distances from the transmitting station. The long range of short wave broadcasts comes at the expense of lower audio fidelity. The mode of propagation for short wave is different (see high frequency). AM is used mostly by broadcast services – other shortwave users may use a modified version of AM such as SSB or an AM-compatible version of SSB such as SSB with carrier reinserted

75 http://www. softwareforeducation. com/wikileki/index. php

76

77 FM Radio FM radio uses the electrical image of a sound source to modulate the frequency of a carrier wave. At the receiver end in the detection process, that image is stripped back off the carrier and turned back into sound by a loudspeaker.

78 FM broadcasting in the United States began in the 1930s at engineer and inventor Edwin Howard Armstrong's experimental station In the United States, frequency-modulated broadcasting stations operate in a frequency band extending from 87.8 MHz to MHz, for a total of 20.2 MHz. It is divided into 101 channels, each 0.2 MHz wide FM radyo yayını özellikle yüksek kaliteli müziği hedeflemektedir. Hem bilgi sinyalinin yüksek frekanslı bileşenleri yayınlanabilmeli, hem de modülasyon indeksi olabildiğince yüksek olmalıdır. Ses sinyalinin en yüksek frekansı 15 kHz olabilir. Profesyonel yayıncılıkta, frekans sapması ise 50 kHz veya 75 kHz olur. Carson Kuralına göre, 50 kHz için en az 130 kHz, 75 kHz için ise en az 180 khz yayın bant genişliği gerekir. Stereofonik yayın için ise çok daha geniş bir banda gerek vardır.

79 Frekans modülasyonu Modülasyon yüksek frekanslı bir sinyalin kimi özelliklerinin iletilmek istenen bilgi sinyaline bağlı olarak değiştirilmesidir. Yüksek frekanslı sinyale taşıyıcı denilir. Bu sinyal sinüs veya darbe sinyalidir. Taşıyıcının türü ve taşıyıcının değişen özelliklerine bağlı olarak modülasyonun pek çok türü vardır. İletilmek istenen bilgi sinyali (mesela ses) değişken frekanslı ve genellikle çok harmonikli bir sinyaldir. Ancak bu sinyalin bir kosinüs dalgasıyla ifade edilebileceği varsayılırsa, Bilgi sinyali yokken osilatörün çıkışı Burada S ve A sırasıyla bilgi ve taşıyıcı genlikleri, w ise açısal frekanstır. Modüle olmamış taşıyıcının frekansına ( ft ) ta denilir. Modülasyon sonrasında sinyal; Katsayıdaki açısal frekans çarpanı frekansa çevrilecek olursa,

80 Stereofonik yayında iki ayrı ses vardır
Stereofonik yayında iki ayrı ses vardır. Teknolojide bu seslere sol ( L ) ve sağ ( R ) ses denilir. Monofonik alıcının yayını (monofonik olarak) dinleyebilmesi için öncelikle bu iki sinyalin toplamının yayınlanması gerekir. L+R toplamı monofonik alıcı için yeterlidir. Ancak stereofonik alıcının bu toplamdan L ve R sinyallerini ayrı ayrı alabilmesi için, ikinci bir sinyal daha gönderilmesi şarttır. Bu sinyal fark sinyali, yani L- R sinyalidir. Fark sinyaline monofonik alıcının ihtiyacı yoktur. Stereofonik alıcılar Monofonik alıcılar sadece toplam sinyalden yararlanırken, stereofonik alıcılar fark sinyalini demodüle eder ve her iki sinyalden yararlanarak ayrı ayrı sağ ve sol kanalları elde ederler . (Toplam + Fark ) / 2 = (L + R + L- R) / 2 = L (Toplam – Fark ) / 2 = (L + R - L+ R) / 2 = R

81 Stereofoni ya da kısaca stereo her türlü müzik sisteminde canlılık etkisini artırmak amacıyla çift ses iletimini sağlayan teknik düzenlemelere verilen isimdir. Bu tür sistemler stereofonik sıfatıyla tanımlanır. Stereofoni stüdyo, teyp, gramofon veya CD çalar sistemleri için söz konusu olabilir. Bütün bu sistemlerde stüdyolarda üretilen ses ya farklı yerlere yerleştirilmiş mikrofonlar ya da iki ayrı faz ile ses alan tek bir stereofonik mikrofon tarafından algılanır ve iki ayrı ses kanalı olarak işlem görür. (Stereofonik mikrofon 1932 yılında İngiliz mühendis Alan Dower Blumlein ( ) tarafından geliştirilmiştir.)

82 Frekans modülasyonu devresi
Voltage-controlled oscillator schematic - audio

83

84 Pulse Modulation Pulse-amplitude modulation (PAM)
Pulse-width modulation (PWM) Pulse-position modulation (PPM pulse-frequency modulation, or PFM, Pulse Code Modulation (PCM)

85 Pulse Code Modulation (PCM)
Pulse Code Modulation (PCM)

86 Pulse-width modulation (PWM)

87 +

88

89 PWM D.C. motor drive Low loss speed control By 4093

90

91 PWM Modulation Demodulation

92 Frequency-shift keying (FSK)

93

94

95 Coaxial cable Unshielded twisted pair (UTP) TP = twisted pair U = unshielded F = foil shielding S = braided shielding

96 Category Type Frequency Bandwidth Cat1 0.4 MHz Cat2 ? MHz Cat3 UTP[6] 16MHz[6] Cat4 20MHz[6] Cat5 100MHz[6] Cat5e Cat6 250MHz[6] Cat6e 250MHz (500MHz according to some) Cat6a 500MHz Cat7 S/FTP[6] 600MHz[6] Cat7a 1000MHz Cat8 1200MHz

97 RG-59 flexible coaxial cable composed of:
A: outer plastic sheath B: woven copper shield C: inner dielectric insulator D: copper core

98 "RG" was originally a unit indicator ("Radio Guide")
type impedance comments max 750 MHz ohms RG-6/U 75 Low loss at high frequency for cable television, satellite television and cable modems 5.65dB/100 ft RG-6/UQ This is "quad shield RG-6". It has four layers of shielding; regular RG-6 only has one or two 5.65dB/100 ft[13] RG-7 4.57dB/100 ft RG-11/U Used for long drops and underground conduit[15] 3.65dB/100 ft RG-58/U 50 Used for radiocommunication and amateur radio, thin Ethernet (10BASE2) and NIM electronics. Common.[16] RG-59/U Used to carry baseband video in closed-circuit television, previously used for cable television. Generally it has poor shielding but will carry an HQ HD signal or video over short distances.[17] 6.97dB/100 ft

99 Magnitude transfer function of a bandpass filter with lower 3dB cutoff frequency f1 and upper 3dB cutoff frequency f2 Bandwidth A bode plot of the Butterworth filter's frequency response, with corner frequency labeled. (The slope −20 dB per decade also equals −6 dB per octave.)

100 56 kbit/s Modem / Dialup 1.5 Mbit/s ADSL Lite 1.544 Mbit/s T1/DS1 10 Mbit/s Ethernet 11 Mbit/s Wireless b Mbit/s T3/DS3 54 Mbit/s Wireless g 100 Mbit/s Fast Ethernet 155 Mbit/s OC3 600 Mbit/s Wireless n 622 Mbit/s OC12 1 Gbit/s Gigabit Ethernet 2.5 Gbit/s OC48 9.6 Gbit/s OC192 10 Gbit/s 10 Gigabit Ethernet 100 Gbit/s 100 Gigabit Ethernet

101 spectrum of a system G (bands IV and V) television channel with PAL color subcarrier.

102