OP-AMP PWM.

... konulu sunumlar: "OP-AMP PWM."— Sunum transkripti:

1 OP-AMP PWM

2 MODÜLASYON Yüksek frekanslı sinyallerin bu özelliğinden faydalanılarak alçak frekanslı bilgi sinyallerinin, taşıyıcı olarak adlandırılan yüksek frekanslı sinyaller üzerine bindirilip uzak mesafelere gönderilmesi işlemine modülasyon denir.

3 Modülasyon işleminin gerekliliğini aşağıdaki gibi özetleyebiliriz:
Alçak frekanslı bilgi sinyallerinin enerjileri uzak mesafelere gidecek kadar fazla değildir. Haberleşme için gerekli yayın mesafesini sağlamak için bilgi sinyali, taşıyıcı üzerine bindirilir. Eğer bir vericide modülasyon işlemi Gerçekleştirilmeseydi yani bilgi sinyali, taşıyıcı üzerine bindirilmeseydi bu vericinin kullanacağı anten boyu çok uzun olurdu. 20 Hz - 20 KHz ses frekans bandında çalışan bir verici anteninin fiziki uzunluğu çok büyük olurdu.

4 AM (amplitude modulation) yani genlik modülasyonu, yüksek frekanslı bir sinüs sinyalinin genliğini, daha düşük frekanslı bir sinyalle modüle etmeye denir. Bunu biraz daha açarsak genlik modülasyonunun tanımını taşıyıcı dalganın genliğinin asıl gönderilmek istenilen alçak frekanslı sinyale göre değiştirilmesi işlemi olarak söyleyebiliriz.

5

6 Frekans Modülasyonu Frekans modülasyonu taşıyıcı dalganın frekansını modülasyon dalgasının genlik değişimine bağlı olarak değiştirme işlemine denir. Frekans modülasyonu kısaca FM denir.Özellikle Türkiye’de özel radyo-Televizyon yasası çıktıktan sonra hayatın bir parçası olan FM 88Mhz ile 108 MHz arasında kalan frekanslarda yayın yapmaktadır. Frekans bandının geniş olmasından dolayı frekans modülasyonlu yayınlar, genlik modülasyonlu yayınlara oranla çok daha kalitelidir. Genlik modülasyonunda 10Khz'lik bir bant genişliğinde yayın yapılırken, frekans modülasyonunda 150 Khz'lik bir bant genişliğinde yayın yapılmaktadır. Böylece frekans modülasyonu, dinleyiciye canlı müziğe yakın kalitede müzik dinleme şansı sağlamaktadır.

7 Frekans Modülasyonu

8 Genel anlamda 4 çeşit modülasyon mevcuttur.
· Genlik Modülasyonu (Amplitude Modulation, AM, GM): Taşıyıcı sinyal genliğinin bilgi sinyalinin frekans ve genliğine bağlı olarak değiştirilmesidir. · Frekans Modülasyonu (frequency modulation, FM): Taşıyıcı sinyal frekansının, bilgi sinyalinin frekans ve genliğine bağlı olarak · Faz Modülasyonu (Phase Modulation, PM): Taşıyıcı sinyal fazının, bilgi sinyalinin frekans ve genliğine bağlı olarak değiştirilmesidir. Endirekt FM olarak da bilinir. · Pals modülasyonu (PAM): Modülasyondan ziyade bir bilgi işleme tekniğidir. İletilecek bilgi, önce darbe numunelerine dönüştürülür.

9 Darbe (Pals) modulasyonu çeşitleri
Pals (darbe) modülasyonunda kullanılan taşıyıcı dalga sinüsoidal sinyal olmayıp, tekrarlanan darbelerden oluşur. Burada bilgi taşıması, akım veya gerilim darbeleri ile gerçekleşir. Pals modülasyonu; Darbe genlik modülasyonu (PAM), Darbe genişlik modülasyonu (PWM), Darbe konumu modülasyonu (PPM) olmak üzere 3 çeşittir.

10 1. PALS GENLİK MODÜLASYONU

11 2.Darbe genişlik modülasyonu
PWM

12 PWM Belli frekanstaki bir sinyalin çalışma oranının başka bir giriş sinyali ile kontrol edilmesi olayına darbe genişlik modülasyonu denir.

13 PWM üretilen darbelerin genişliklerinin kontrol edilerek üretilmek istenen analog değerin elde edilmesi denebilir.

14 Kullanım alanları Darbe genişlik modülasyonu bir çok elektrikli alette, anahtarlamalı güç kaynakları ve kuvvetlendiricilerin kontrol devrelerinde kullanılmaktadır. Çoğu anakart fanın hız kontrolünde SMPS güç kaynaklarında Telekomünikasyonda Güç Devrelerinde PIC uygulamalarında

15 Tanımda pulse (darbe) lerin genişliklerinden bahsetmiştik
Tanımda pulse (darbe) lerin genişliklerinden bahsetmiştik.Daha iyi anlatabilmek için bir PWM dalgasının yapısına bakalım Görülüdüğü gibi dalga yapısı bir kare dalgaya benzemektedir. Dalganın tepe noktasındaki değerine Vcc, çukurdaki değerine ise Vss diyelim.Elimizde Vss ve Vcc değerlerinde iki gerilim var.Eğer PIC ile uğraşıyorsak genellikle Vss=0 Vcc=5 volttur. İşte biz bu dalganın Vcc de ve Vss kalma süresinin oranını değiştirerek Vcc ile Vss arasındaki tüm gerilimleri elde edebiliriz. PWM nin pratik açıklamasını böyle yapabiliriz.

16 Duty Cycle nın Türkçe’sine “kullanım oranı” diyebiliriz.
Duty Cycle nedir? Duty Cycle nın Türkçe’sine “kullanım oranı” diyebiliriz. Formül tanımı olarak da Duty Cycle=Yüksek Voltajda Kalma Süresi/Periyod olur. Mesela duty cycle=50% ise Vcc nin uygulanma süresinin periyoda oranı 1/2 dir. Başka bir değişle Vcc nin uygulanma süresi Vss nin uygulanma süresine eşittir. Aşağıda değişik duty cycle oranına sahip dalgalar görülmektedir. Dalga-1′in duty cycle=yaklaşık %10 ken bu değer yaklaşık olarak dalga-2′de %50 dalga-3 de ise %90 dır.

17 Elde ettiğimiz voltajı nasıl hesaplayacağız ?
Elde ettiğimiz voltaj ile duty cycle arasında bir doğru orantı vardır. Vcc=5V Vss=0v olsun. Dalga-1 için voltmetrede okuduğumuz değer 5×10%=0.5V dalga-2 için 5×50%=2.5 dalga-3 için se 5×90%=4.5V olur. Dalgaların özellikleri ne olmalıdır ? PWM dalgalarının üretilmesi için bir sürü method vardır. Bu dalgaların frekansının yüksek olması gerekmektedir.Eğer bu hareket yavaş yapılırsa çıkışta Vcc ve Vss ayrı ayrı gözlemlenebilir. Örneğin bu çıkışı bir ışık kaynağına bağlarsanız titreşimler görülebilir. Bunu engellemek için dalga çok sayıda tekrar edilir ki PWM dalgalarının frekansı yaklaşık olarak 1KHz-20KHz arasındadır.

18 Darbe genişlik modülü yapısı

19

20 http://www. izoelektronik

21 PWM (Pulse Width Modulation) (Darbe Genişlik Modülasyonu)

22

23 Darbe genlik modülasyonunda (PAM), sabit genişliği, sabit konumlu bir darbenin genliği, anolog sinyalin genliğine uygun olarak değiştirilir. Darbe konumu modülasyonunda (PPM) sabit genişlikli darbenin konumu, önceden belirlenmiş bir zaman bölmesi içinde analog sinyalin genliğiyle orantılı olarak değiştirilir. Darbe genişlik modülasyonunda (PWM) ise darbe genişliği, analog sinyalin genliği ile orantılı olarak değişir. Bir de bunlardan farklı olarak sayısal haberleşmede darbe kod modülasyonu (PCM) vardır. Bunda, analog sinyal örneklenir ve iletim için sabit uzunlukta, seri binary (ikili) sayıya dönüştürülür. Binary sayı, analog sinyalin genliğine uygun olarak değişir. Darbe kod modülasyonu (PCM), darbe modülasyonu teknikleri arasında tek sayısal (dijital) iletim tekniğidir. PCM 'de, darbeler sabit uzunlukta ve sabit genliktedir. PCM 'de bilgi işareti, Örnek değerler kullanılarak yeniden bilgi işaretinin elde edilebileceği bir hızla örneklenir. Örnekleme (sampling), gönderilecek olan bilgi sinyalinden periyodik olarak örnek alınıp, işlenmesi ve Örneklerin gönderilmesi işlemidir. Daha sonra, örnek değerler kuantalanır, yani her örnek değere önceden belirlenmiş seviyelerden bu değere en yakın olanıyla bir yaklaştırma yapılır. Daha sonra, her örnek değer ya da buna karşılık gelen kuantalama seviyesi bir binary kod sözcüğü ile kodlanır. Buna göre örnek değerler dizisi, bir binary kod sözcüğü dizisi ile gösterilir. Sonuçta elde edilen 0-1 dizisi bir darbe dizisine dönüştürülür. "1" darbeyi, "0" ise darbe yokluğunu gösterir.

24

25 Örnek modüller

26 STELLARİS LM3S811 kitinin 6 adet PWM çıkışı, temelde 3 adet PWM üretici modül tarafından sağlanmaktadır.

27 PWM TEK KANAL POWER LED DRIVER, POWER LED SÜRÜCÜ
STOKDA YOK Sabit akım özelliği sayesinde giriş gerilimi değişse bile LED lerin çektiği akım değişmez ,böylelikle sabit bir parlaklık elde edilir ve LED ömrü uzatılmış olur. Kart tek başına sabit ışık vermek için kullanılabileceği gibi, pwm girişinden LED parlaklık kontrolüde yapılabilir. Pwm girişlerindeki opto coupler sayesinde hattan izole edilmiştir.Switch-mode güç devresine sahiptir, böylelikle lineer sürücülerin aksine devrede ısınmaya neden olmaz ve yüksek verimliliğe sahiptir V arası DC besleme gerilimi verilebilir 350mA ,700mA, 1000mA akım seçenekleri vardır, farklı akım değerlerine de ayarlanabilir.Soft start özelliği ile ilk enerji verildiğinde ledlerin yanması önlenir, 3.2 cm x 4.8 cm boyutlarına sahiptir.

28 3.PALS KONUM MODULASYONU
PCM diye adlandırılan pals kod modülasyonu, bir haberleşme türüdür. Modüle edici sinyalin genliği sayısal bir koda dönüştürülür. Bu kod, binary sayıdır ve sinyalin genliğini temsil eder. Buradaki işlemler, Analog Sayısal çeviricilere (ADC) benzemektedir. Bu konuyu örnek vererek açıklayalım:

29 PALS KONUM MODULASYONU

30 PALS KONUM MODULASYONU