Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

AC Kuplajlı Yükselteçler ve Türev,İntegral Devreleri Yrd.Doç. Dr.Alper Doğanalp 1 AC Kuplajlı Yükselteçler Türev ile İntegral Devreleri.

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "AC Kuplajlı Yükselteçler ve Türev,İntegral Devreleri Yrd.Doç. Dr.Alper Doğanalp 1 AC Kuplajlı Yükselteçler Türev ile İntegral Devreleri."— Sunum transkripti:

1 AC Kuplajlı Yükselteçler ve Türev,İntegral Devreleri Yrd.Doç. Dr.Alper Doğanalp 1 AC Kuplajlı Yükselteçler Türev ile İntegral Devreleri

2 AC Kuplajlı Yükselteçler ve Türev,İntegral Devreleri Yrd.Doç. Dr.Alper Doğanalp 2 Buraya kadar görmüş olduğumuz op-amplı eviren veya evirmeyen yükselteç devreleri hem DC ve hem AC işaretlerin yükseltilmesinde kullanılan genel amaçlı devrelerdi. Bu devreler ayni zamanda ± Vcc DC kaynaklar ile beslenmekte idi. AC kuplajlı yükselteç nedir? Giriş ve çıkışları kondansatörlerle kapatılmış, yalnızca +Vcc DC gerilimlerle çalıştırılan eviren veya evirmeyen AC yükselteç olarak çalışan devrelerdir. AC kuplajlı yükselteçlerde eviren veya evirmeyen yükselteçlerin kazançları farklı olur mu? Hayır. Temel düşünce yine ayni kalır. Eviren yükselteç yine giriş ve çıkış arasında 180 o faz farkı yaratır. Gerilim kazancı değişmez. A V = - Evirmeyen yükselteç yine giriş ve çıkış arasında faz farkı yaratmaz. Gerilim kazancı değişmez. A V =1 +

3 AC Kuplajlı Yükselteçler ve Türev,İntegral Devreleri Yrd.Doç. Dr.Alper Doğanalp 3 AC kuplajlı devrelerin diğer yükselteç devrelerinden farkı nedir? Gelen işaret herşeyden önce ± V t ile ifade ettiğimiz bir değere sahiptir. AC kuplajlı devremiz ise yalnızca +V CC değeri ile çalışmaktadır. Dolayısı ile gelen işaret 0V değerinin üzerine çıkarılmalıdır. V CC V t +V DC V DC -V t +V DC 0V V t 0V -V t

4 AC Kuplajlı Yükselteçler ve Türev,İntegral Devreleri Yrd.Doç. Dr.Alper Doğanalp 4 AC kuplajlı devrelerde en verimli DC gerilim ilavesi kaç volt olmalıdır? AC kuplajlı devremiz 0V ile +V CC değeri arasında çalıştırldığından, en verimli DC gerilim ilavesi V CC \2 olmalıdır. V CC V DC \2 -V t +V DC 0V Bunun nedeni devre çıkışında elde edilecek gerilimde simetrik kırpılmadır.

5 AC Kuplajlı Yükselteçler ve Türev,İntegral Devreleri Yrd.Doç. Dr.Alper Doğanalp 5 AC Kuplajlı Eviren Yükselteç Op-amp`ın A,B ve C noktalarındaki DC gerilim değeri V CC \2 olmalıdır. Bundan yola çıkarak R1= R2 olmalıdır. R3 ve R4 dirençleri op-amp`ın AC kazancını belirleyen dirençlerdir. A V = -

6 AC Kuplajlı Yükselteçler ve Türev,İntegral Devreleri Yrd.Doç. Dr.Alper Doğanalp 6 Örnek Devre girişine 0.2V tepe değerinde sinüzoidal bir işaret uygulanmaktadır. a)Devreye işaret vermeden önce A, B ve C noktasındaki DC gerilim kaç volt dur? b)Devrenin AC işaret kazancını bulunuz c)B, C ve Vo noktalarındaki işaretlerin görüntüsünü çiziniz. Çözüm a)V A =V B =V C = 12V\2 = 6V b)A V = - 100k\10k = - 10

7 AC Kuplajlı Yükselteçler ve Türev,İntegral Devreleri Yrd.Doç. Dr.Alper Doğanalp 7 8V 6V 4V 0V 2V 0V -2V 6.2V 6V 5.8V 0V 0.2V 0V -0.2V VBVB VCVC VoVo

8 AC Kuplajlı Yükselteçler ve Türev,İntegral Devreleri Yrd.Doç. Dr.Alper Doğanalp 8 AC Kuplajlı Evirmeyen Yükselteç Simetrik kırpılmalı bir çıkış için op-amp`ın A,B ve C noktalarındaki DC gerilim değeri V CC \2 olmalıdır. Bundan yola çıkarak R1= R2 olmalıdır. R3 ve R4 dirençleri op-amp`ın AC kazancını belirleyen dirençlerdir. A V = (1 + )

9 AC Kuplajlı Yükselteçler ve Türev,İntegral Devreleri Yrd.Doç. Dr.Alper Doğanalp 9 Örnek Devre girişine 0.2V tepe değerinde sinüzoidal bir işaret uygulanmaktadır. a)Devreye işaret vermeden önce A, B ve C noktasındaki DC gerilim kaç volt dur? b)Devrenin AC işaret kazancını bulunuz c)B, C ve Vo noktalarındaki işaretlerin görüntüsünü çiziniz. Çözüm a)V A =V B =V C = 12V\2 = 6V b)A V = (1+ 100k\10k) = 11

10 AC Kuplajlı Yükselteçler ve Türev,İntegral Devreleri Yrd.Doç. Dr.Alper Doğanalp V 0V -0.2V 6.2V 6V 5.8V 0V VAVA 8.2V 6V 3.8V 0V VCVC 2.2V 0V -2.2V VoVo

11 AC Kuplajlı Yükselteçler ve Türev,İntegral Devreleri Yrd.Doç. Dr.Alper Doğanalp 11 Örnek: a) op1,op2 ve op3 opamplarının görevlerini açıklayınız. b) Devre çıkışından çıkış almak için,en az giriş işaretinin tep değeri kaç volt olmalıdır? c) Giriş 0.3V tepe değerinde bir üçgen dalga olursa devre çıkışını çiziniz

12 AC Kuplajlı Yükselteçler ve Türev,İntegral Devreleri Yrd.Doç. Dr.Alper Doğanalp 12 Çözüm: a)Op1 ve op2 opampları pencere algılayıcısı ve op3 opampı ise eviren AC kuplajlı yükselteç olarak çalışmaktadır. b)Pencere algılayıcısının alt ve üst pencere gerilimleri 4V ve 8V dur. Devre girişine hiçbir işaret uygulanmadığını kabul edersek, pencere algılayıcısının girişine 6V DC gerilim gelmektedir. Bu gerilim AC yükseltecin polarma gerilimi olduğunu unutmayalım. Bu durumum pencere algılayıcısının giriş görüntüsünden de anlayabiliriz. 8V 6V 4V 0V 2V

13 AC Kuplajlı Yükselteçler ve Türev,İntegral Devreleri Yrd.Doç. Dr.Alper Doğanalp 13 Pencere algılayıcısından çıkış alabilmek için 6V DC gerilime ilave edilen AC yükselteç çıkış geriliminin tepe –tepe gerilimi hatırlanacağı gibi hysteresis geriliminden büyük olmalıdır. Başka bir deyişle V t-t > 2V olmalıdır. AC kuplajlı yükseltecin kazancı 10 dur. Dolayısı ile giriş geriliminin en az tepe değeri 1\10 dan veya 0.1V dan büyük olmalıdır. c) 9V V C 6V 3V 0V 8V 4V 12V [V 0 ] 0V

14 AC Kuplajlı Yükselteçler ve Türev,İntegral Devreleri Yrd.Doç. Dr.Alper Doğanalp 14

15 AC Kuplajlı Yükselteçler ve Türev,İntegral Devreleri Yrd.Doç. Dr.Alper Doğanalp 15 İntegral ve Türev Devreleri

16 AC Kuplajlı Yükselteçler ve Türev,İntegral Devreleri Yrd.Doç. Dr.Alper Doğanalp 16 İntegral Devresi İşlemsel kuvvetlendiriciler ile yapılan analog uygulamalardan bir tanesi de integral devresidir. İntegral devresinde diğer devrelerden farklı olarak kapasite elemanı kullanılır. Aşağıda örnek bir integral devresi gösterilmektedir. Bir integratör devresinin temel özelliği,girişine uygulanan işaretin integralini alıp çıkışa vermesidir.İntegral devresinin mantığı grafik olarak aşağıda verilmiştir. Matematiksel integral bir eğri altında kalan alanı temsil eder. Dolayısıyla çıkış gerilimi girişe göre artmaktadır.

17 AC Kuplajlı Yükselteçler ve Türev,İntegral Devreleri Yrd.Doç. Dr.Alper Doğanalp 17 İntegral devresini analiz etmek için ilk önce kapasite elemanının tanım bağıntısını hatırlayalım. Op-amp içerisine akım akmadığını kabul edersek Dolayısı ile I C = - I 1 Burada Sonuç olarak

18 AC Kuplajlı Yükselteçler ve Türev,İntegral Devreleri Yrd.Doç. Dr.Alper Doğanalp 18 Çıkış işaretinin değişim hızı Devrenin zaman sabiti, Artan giriş gerilimi, kondansatör üzerindeki gerilimin de artmasına neden olmaktadır.Teorik olarak bu mümkün olurken pratikde op-amp doymaya gireceğinden devre çıkışından hatalı sonuçlar elde edilecektir. Bunu önlemek için pratik olarak aşağıdaki devre kullanılmaktadır. R 3 = R 2 ||R 1

19 AC Kuplajlı Yükselteçler ve Türev,İntegral Devreleri Yrd.Doç. Dr.Alper Doğanalp 19 Devre girişine zamanla değişen bir işaret uyguladığımız zaman, devrenin integratör olarak çalışması için giriş işaret frekansı f in devrenin kritik frekans olarak isimlendirdiğimiz f CR den 10 kat büyük olaması gerekmektedir. Giriş işaret frekansı f in yukarıdaki kriteri karşılamaz ise devre eviren yükselteç olarak çalışmakta olup devre kazancı

20 AC Kuplajlı Yükselteçler ve Türev,İntegral Devreleri Yrd.Doç. Dr.Alper Doğanalp 20 Örnek a)Devre girişine uygulanan işaretin görüntüsünü en az üç periyot için çiziniz. b)Devrenin kritik frekansını bulunuz. Devre sizce integratör olarak çalışır mı? c)Devre çıkışının görüntüsünü çiziniz.

21 AC Kuplajlı Yükselteçler ve Türev,İntegral Devreleri Yrd.Doç. Dr.Alper Doğanalp 21 Çözüm: a) usan 5V 0V -5V b) Devre integratör olarak çalışmaya uygundur. Nedeni ise

22 AC Kuplajlı Yükselteçler ve Türev,İntegral Devreleri Yrd.Doç. Dr.Alper Doğanalp 22 Devrenin zaman sabiti R 1 C 1 = 2.2k x 100nF = 220us dir. Çıkış işaretinin değişim hızı Çıkış işaretinin tepe – tepe değeri, = 0.023V x 62.5 us = 1.42 V Çıkış işaretinin tepe değeri

23 AC Kuplajlı Yükselteçler ve Türev,İntegral Devreleri Yrd.Doç. Dr.Alper Doğanalp usan 5V 0V -5V 0.71V 0V -0.71

24 AC Kuplajlı Yükselteçler ve Türev,İntegral Devreleri Yrd.Doç. Dr.Alper Doğanalp 24 Türev Devresi Bir türev devresinin temel özelliği,girişine uygulanan işaretin değişim hızını alıp çıkışa vermesidir.Türev devresinin mantığı grafik olarak aşağıda verilmiştir. İntegral devresine benzer bir şekilde İşlemsel kuvvetlendiricilerle türev alma devresi de yapabiliriz. Bunun için kapasitenin geri besleme koluna değil, giriş işaretinin olduğu kola bağlanması gerekir. Aşağıda örnekde bir türev alma devresi verilmiştir.

25 AC Kuplajlı Yükselteçler ve Türev,İntegral Devreleri Yrd.Doç. Dr.Alper Doğanalp 25 Türev devresini analiz etmek için ilk önce kapasite elemanının tanım bağıntısını hatırlayalım. Op-amp içerisine akım akmadığını kabul edersek Dolayısı ile I C = - I 1 Burada Sonuç olarak V 0 = - R 1 C 1

26 AC Kuplajlı Yükselteçler ve Türev,İntegral Devreleri Yrd.Doç. Dr.Alper Doğanalp 26 Giriş işaretinin değişim hızı Devrenin zaman sabiti Artan giriş gerilimi, kondansatör üzerindeki gerilimin de artmasına neden olmaktadır.Teorik olarak bu mümkün olurken pratikde op-amp doymaya gireceğinden devre çıkışından hatalı sonuçlar elde edilecektir. Bunu önlemek için pratik olarak aşağıdaki devre kullanılmaktadır. R 3 = R 2 ||R 1

27 AC Kuplajlı Yükselteçler ve Türev,İntegral Devreleri Yrd.Doç. Dr.Alper Doğanalp 27 Devre girişine zamanla değişen bir işaret uyguladığımız zaman, devrenin integratör olarak çalışması için giriş işaret frekansı f in devrenin kritik frekans olarak isimlendirdiğimiz f CR den 10 kat küçük olaması gerekmektedir. Giriş işaret frekansı f in yukarıdaki kriteri karşılamaz ise devre eviren yükselteç olarak çalışmakta olup devre kazancı

28 AC Kuplajlı Yükselteçler ve Türev,İntegral Devreleri Yrd.Doç. Dr.Alper Doğanalp 28 Örnek a)Devrenin kritik frekansını bulunuz. Devrenin türev devresi olarak çalışması için devre girişine uygulanacak işaretin en az frekans değeri kaç Hz olmalıdır? b)Devre çıkışının görüntüsünü uygulanan girişe göre çiziniz ms 5V V 1 0V -5V

29 AC Kuplajlı Yükselteçler ve Türev,İntegral Devreleri Yrd.Doç. Dr.Alper Doğanalp 29 Çözüm: a) b) Devre girişindeki işaretin frekansı T in = 6.6 msan f in = 150 Hz dir. Devrenin türev devresi olarak çalışması uygundur. V 0 = - R 1 C 1 Devrenin zaman sabiti

30 AC Kuplajlı Yükselteçler ve Türev,İntegral Devreleri Yrd.Doç. Dr.Alper Doğanalp 30 Devrenin 0 < t < 3.3 ms arasındaki çıkışı V 0 = - R 1 C 1 = ms x = ms x – 3.03 V\ms = 0.67 V Devrenin 3.3 < t < 6.6 ms arasındaki çıkışı V 0 = - R 1 C 1 = ms x = ms x 3.03 V\ms = V ms 5V V 1 0V -5V 0.67V V O 0V -0.67V

31 AC Kuplajlı Yükselteçler ve Türev,İntegral Devreleri Yrd.Doç. Dr.Alper Doğanalp 31 Örnek: Öğrendiklerimizden neler üretebiliriz? Elektronik Sistem Devre girişine uygulanan 2V tepe değeri 1kHz sinüzoidal işaretten elde edilecek şekilde ayni frekans değerinde üçgen ve kare dalga elde edecek şekilde yukarıdaki elektronik sistemi tasarlayınız.

32 AC Kuplajlı Yükselteçler ve Türev,İntegral Devreleri Yrd.Doç. Dr.Alper Doğanalp 32 Çözüm: U2: Karşılaitırıcı U3: Gerilim İzleyici U1: İntegratör


"AC Kuplajlı Yükselteçler ve Türev,İntegral Devreleri Yrd.Doç. Dr.Alper Doğanalp 1 AC Kuplajlı Yükselteçler Türev ile İntegral Devreleri." indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları