DENEY5_2

DENEY 5
İşlemsel Kuvvetlendiricilerin Doğrusal Olmayan Uygulamaları
1. Gerilim Karşılaştırıcı
Bu deneyde, işlemsel kuvvetlendiricili gerilim karşılaştırıcı devreler üzerinde
uygulamalar yapılmıştır.
İlk olarak, deneyde Şekil-2 ile gösterilen devre kurulmuştur. Devrenin iki adet girişi ve
bir adet çıkışı bulunmaktadır. Gerilim karşılaştırıcı devrelerde girişlerden bir tanesine sabit bir
referans gerilimi (Vref ), diğer girişine zamanla değişen bir işaret uygulanır. Bu deneyde, V1
girişine frekansı 1 kHz ve değeri –10 V ve +10 V arasında değişen üçgen bir dalga işareti
uygulanmış ve Vref girişine sırasıyla –1,1 ve 0 Volt gerilimleri uygulanmıştır.
Gerilim karşılaştırıcı devreler giriş işaretini referans ile karşılaştırır. Böylelikle, girişin
referansa göre aldığı değerlere bağlı olarak çıkış konumu değişir. Çıkışın konumu minimum
değerler için 0, maksimum değerler için 1’dir. Kurulan devrede işlemsel kuvvetlendiriciye bir
geri besleme konulmamıştır. Böylece, (Vref - V1) farkı küçük bir aralıkta değer almaktadır. V1
gerilimi işlemsel kuvvetlendiricinin (-) ucuna bağlandığından Vo çıkış gerilimi evirilecektir.
(Vref - V1) farkının sıfırdan küçük değer aldığı yerlerde Vo çıkışı en küçük değerini alacaktır.
Çünkü, V1 gerilimi Vref geriliminden büyük ise (-) uca bağlı olan V1 gerilimi çıkışta
evirilecek ve çıkış en düşük değerini alacaktır. Aynı şekilde, (Vref - V1) farkının sıfırdan
büyük olduğu yerlerde Vo çıkışı en büyük değerini alacaktır. Bunun sebebi de V1 geriliminin
düşük bir değerde olmasıdır; böylelikle (-) uca bağlı olan V1 gerilimi evirileceğinden dolayı
çıkış 1 seviyesine çıkarak en yüksek değerini alacaktır. Bunların sonucunda, Vo çıkışı kare
dalga şeklinde elde edilir. Deneyde kurulan devrenin Vref girişine –1, 1 ve 0 Volt’luk
gerilimler uygulanarak çıkışın değişimi gözlenmiştir: Üçgen dalga girişine karşılık kare dalga
elde edildiği görülmüştür. Ayrıca, Vref girişine –1 V verildiğinde V1 gerilimi ile Vo çıkışının
birbirine eşitlendiği noktalar –1 V değerine karşı düşmektedir. Aynı şekilde, Vref girişine 1 V
verildiğinde V1 gerilimi ile Vo çıkışının birbirine eşitlendiği noktalar 1 V değerine karşı
düşer; Vref girişine 0 V verildiğinde V1 gerilimi ile Vo çıkışının birbirine eşitlendiği noktalar
0 V değerine karşı düşer. Vo çıkışı her üç durumda da –12 V (min.) ile +12 V (max.)
aralığında değişmektedir. ( Deney sonuçlarına ilişkin çizimler en sona eklenmiştir.)
Daha sonra, deneyde Şekil-6’da verilen gerilim karşılaştırıcı devre kurulmuştur.
Burada çıkış geriliminin besleme geriliminden bağımsız olarak sınırlanması amaçlanmıştır.
Çıkışın sınırlandırılması için işlemsel kuvvetlendiricinin çıkışında bir R direnci ve sırt sırta
bağlı iki zener diyodu bulunmaktadır. R direncinin değeri 2k2 olup zener diyodu için gerekli
akımı akıtabilecek şekildedir.
V1 girişine 1 kHz ve değeri –10 V ile +10 Volt arasında değişen bir dalga işareti
uygulanmıştır. Vref girişi ise topraklanmıştır. Vo çıkış değeri, V1 gerilimi (-) uca bağlı
olduğundan, giriş işaretinin evriği şeklindedir ve kare dalga biçimindedir. Vo değeri, ilk
deneyde olduğu gibi, Vref (0 V) > V1 için maksimum değerini; Vref (0 V) < V1 için minimum
değerini alacaktır. Vo’ gerilimi de kare dalga şeklinde olacaktır ancak sırt sırta bağlanmış
zener diyotları yüzünden yaklaşık 5,1 Volt ile sınırlı kalacaktır. Çünkü, zener diyotlarından
üstte olanı kesimde olacaktır ve zamanla gerilim değeri yavaş yavaş artacaktır. Alttaki zener
diyodu 5,1 Volt değerinden sonra iletime geçeceğinden Vo’ çıkış geriliminin değeri 5,1 Volt
ile sınırlı kalacaktır. Kurulan devrenin Vo ve Vo’ çıkışları sırasıyla osiloskopa bağlandığında
Vo geriliminin 10 V değerine ulaşabileceği; Vo’ geriliminin ise 5 Volt ile sınırlı kaldığı
gözlenmiştir. (Deney sonuçlarına ilişkin çizimler en sona eklenmiştir.)