6 İşlemsel Kuvvetlendiricilerin Lineer Olmayan

advertisement
Elektronik Devre Tasarım II
86
6 İşlemsel Kuvvetlendiricilerin Lineer Olmayan Uygulamaları
deneyi
6.1
Önbilgi
Günümüzde elektroniğin temel yapı taşlarından biri olan işlemsel kuvvetlendiricinin
lineer.olmayan uygulamalarının yaygın bir kullanım alanı bulunmaktadır. Lineer olmayan
başlıca devre uygulamaları arasında doğrultucu devreleri, gerilim karşılaştırıcıları, Schmitt
tetikleme devresi, fonksiyon üreteçleri, logaritma ve üs alma devreleri, çarpma ve bölme
devreleri sayılabilir. Bu tür devreler ölçü ve kontrol tekniğinde geniş ölçüde yararlanılan
düzenlerdir. İşlemsel kuvvetlendirici ile kurulan lineer olmayan devreler ve bunların temel
özellikleri hakkında gerekli bilgiler, aşağıda verilmiştir.
Gerilim Karşılaştırıcı:
Gerilim karşılaştırıcıları, bir giriş gerilimini sabit veya değişken bir referans gerilimiyle
karşılaştırmak üzere kullanılırlar. Bir gerilim karşılaştırıcının iki girişi ve bir çıkışı bulunur.
Girişlerden birine genellikle sabit bir vref gerilimi, diğerine ise zamanla değişen bir v1 işareti
uygulanır. Devre giriş işaretini referansla-karşılaştırır, girişin referansa göre durumuna bağlı
olarak, çıkış iki konumdan birini alır; yanı 0 seviyesi kabul edilen bir v omin geriliminde yahut
1 seviyesi kabul edilen bir vomaks geriliminde bulunur. Başka bir deyişle gerilim karşılaştırıcı 1
Bit’lik bir analog-dijital çevirici olarak görev yapar.
En basit şekliyle bir gerilim karşılaştırıcı devresi Şekil 6.1’de görülmektedir.
V1
Vi
Vref
Vo
Şekil 6.1
Şekil 6.1’de verilen basit gerilim karşılaştırıcıda işlemsel kuvvetlendiriciye geribesleme
uygulanmamıştır. Başka bir deyişle, vi=vref-v1 fark gerilimi belirli ve çok küçük bir değeri
(örneğin 1 mV) aşar aşmaz, vo çıkış gerilimi, vi<0 ise negatif yöndeki maksimum değerini,
vi>O ise pozitif yöndeki maksimum değerini alır. Bu karşılaştırıcı, devresinde üç nokta
önemlidir:
a) Çıkışın aşırı derecede sürülmesi
b) Girişin aşırı derecede sürülmesi.
c) Konum değiştirme süreleri
Şekil 6.1’deki devrede çok küçük giriş gerilimlerinde bile, çıkışın aşırı derecede
sürülmesi durumuyla karşılaşılmaktadır.Açık çevrim kazancının yüksek olması halinde, çok
küçük vi gerilimlerinden itibaren işlemsel kuvvetlendiricinin katları doymada çalışır. Ancak,
Elektronik Devre Tasarım II
87
bu durumda devrenin konum değiştirme süreleri de uzar. Bu sakınca, Şekil 6.2’deki gibi
Zener diyodu üzerinden negatif bir geribeslemenin uygulamasıyla giderilebilir.
R1
V1
I1
Vi
Vo
Şekil 6.2
Şekil 6.2’deki devrede vi<0 ise vo negatif olur; vo çıkış gerilimi Zener diyodunun ileri
yönde geçirme gerilimi ile –0.6 V değerinde sınırlanır. vi> 0 olması halinde ise vo pozitif olur
ve bu defa diyodun vz Zener gerilimi ile sınırlanır. vz nin besleme geriliminden yeterli kadar
küçük olması halinde, işlemsel kuvvetlendiricinin çıkış tarafından, doymaya girmeyeceği
açıktır.
Seri, ancak zıt yönde sırt sırta bağlanmış iki Zener diyodu kullanılarak, yukarıda
anlatılan devrenin getireceği asimetri ortadan kaldırılabilir. Böyle bir devre Şekil 6.3’de
görülmektedir.
R
V1
Vref
R
Vo
Şekil 6.3
Bu devrede
v1  vref
v1  vref
için
için
vo  vZ  vD 
vo  vZ  vD
olacağı, önceki devredekine benzer bir inceleme ile kolayca görülebilir. Bu önlemlerle
işlemsel kuvvetlendiricinin doymaya sürülmesi önlenmiş olmakla beraber Zener diyotları
üzerinden negatif geribesleme uygulandığından,. faz kompanzasyonu yapılması zorunluluğu
ortaya çıkar. Geribesleme uygulanmadan çıkış gerilimini sınırlamak ve besleme gerilimi
değerlerinden bağımsız kılmak amacıyla sırt sırta bağlı iki Zener diyodu ve bir R direncinden
oluşan bir devre Şekil 6.1'deki karşılaştırıcının çıkışına bağlanabilir. Böyle bir düzen Şekil
Elektronik Devre Tasarım II
88
6.4’de görülmektedir. R direncinin değeri, diyotların çalışması için öngörülen Zener akımını
akıtabilecek şekilde seçilmelidir.
R
V1
Vo
Vref
V/o
Şekil 6.4
İşlemsel kuvvetlendiricinin doymaya girmesini girişten önlemek de mümkündür. Bunun için
Şekil 6.5’daki düzenden yararlanılır.
R
V1
Vo
Vref
R
Şekil 6.5
Bu devrede girişe zıt yönde paralel bağlı iki diyot yerleştirilmiş ve bununla giriş geriliminin
değeri yeteri kadar küçük tutulmuştur. Böylece işlemsel kuvvetlendirici, açık çevrim
kazancında çalıştırılmasına rağmen, girişteki sınırlama nedeniyle doymaya giremez.
Dolayısıyla, doymanın getireceği olumsuz etkiler giderilmiş olur. vref geriliminin sıfır
yapılması halinde, giriş işaretinin her bir sıfır geçişinde çıkış bir konumdan diğerine geçer. Bu
devreye sıfır geçiş detektörü adı verilir. 'Sıfır geçiş detektörünün sinüs işaretinden kare dalga
üretilmesi, fazmetre gerçekleştirilmesi gibi çok sayıda uygulaması bulunmaktadır.
Schmitt Tetikleme Devresi
Schmitt tetikleme devresi pozitif geribeslemeli bir gerilim karşılaştırıcıdır. Schmitt
tetikleme devresi ile gerilim karşılaştırıcı arasındaki fark, Schmitt tetikleme devresinde giriş
geriliminin bir v11 değerinde çıkış geriliminin v01 den v02 değerine sıçraması, geriye doğru
gidildiğinde bundan daha farklı bir v12 giriş geriliminde v02 den v01 değerine geri dönmesidir.
Schmitt tetikleme devresinde bir histerezis davranışı söz konusudur. Schmitt tetikleme
devresinin giriş-çıkış karakteristiği Şekil 6.6'da verilmiştir.
Elektronik Devre Tasarım II
89
V12
V11
V0
V01
Vi
V02
V0
V01
Vi
V02
V0
V01
Vi
V02
Şekil 6.6
Böyle bir çalışma işlemsel kuvvetlendiriciye uygulanan pozitif geribesleme ile
sağlanmaktadır. Schmitt tetikleme devresinin sağladığı en önemli yarar, çok yavaş değişen bir
giriş dalga şeklini, keskin değişim gösteren bir çıkış dalga şekline çevirmesidir. Schmitt
tetikleme devresi Şekil 6.7’de görülmektedir.
V1
V1
Vref
Vo
R1
Vo
R1
Rp
Rp
a
b
Şekil 6.7
İşlemsel kuvvetlendiriciye, çıkışıyla faz döndürmeyen girişi arasına bir R direnci
bağlanarak pozitif geribesleme uygulanmıştır. Yine bu girişe bağlı olan R1 direncinin diğer
ucu (a) daki devrede bir vref gerilimine, (b) deki devrede ise referansa bağlanmıştır. Diğer bir
deyişle, (b) deki devrede v gerilimi sıfır alınmaktadır. İşlemsel kuvvetlendiricinin faz
döndürmeyen girişinde çıkıştaki sıçramanın oluşturduğu gerilimler, Şekil 6.7a’da
v p1 
Rp
R1
 vomaks 
 vref
R1  R p
R1  R p
v p2 
Rp
R1
 vo min 
 vref
R1  R p
R1  R2
şeklinde ifade edilirler. Bu bağıntılarda vomaks çıkış gerilimin alacağı maksimum değer (pozitif
değer), v0min ise minimum değer olmaktadır. Şekil 6.7b’deki devreye ilişkin bağıntılar, (a)
daki devreye ilişkin bağıntılarda vref=0 alınarak kolayca elde edilebilir. Bu bağıntılarda
Elektronik Devre Tasarım II
90
v p1 
R1
 vomaks
R1  R p
v p2 
R1
 vo min
R1  R p
şeklindedir. Konum değiştirme işlemi v1=vp1 yahut v1=vp2 olması halinde gerçekleşir. v1>vp1
olması halinde vo gerilimi v0min değerine, v1<vp1 olması durumunda v0maks değerine sıçrar.
Devrenin histerezisi
v1 
R1
 vomas  v0 min 
R1  R p
bağıntısı ile belirlenir. Devrenin üçgen bir giriş işareti için vereceği çıkış Şekil 6.8’de
görülmektedir.
V1
V1
t
V0
V0maks
t
V0min
Şekil 6.8
Logaritma ve Üs Alıcı Devreler
Logaritmik kuvvetlendiriciler ve es alıcı devreler pn jonksiyonunun lineer olmama
özelliğine dayanarak gerçekleştirilirler. Basit bir logaritmik kuvvetlendirici devresi Şekil
6.9’da görülmektedir.
Şekil 6.9
Elektronik Devre Tasarım II
91
Bir tranzistorda VBE gerilimi ile IC kollektör akımı arasında
 VVBE

 VBE

I C  I S   e T  1  I S   e k T  1






şeklinde üstel bir bağıntı bulunur ve
VBE
 1 olması halinde bağıntı
VT
IC  I S  e
VBE
VT
şeklini alır. Şekil 6.9’daki devre uyarınca
VBE  vo  0
v0  VBE  VT  ln
IC
I
 VT  ln 1
IS
IS
olur.
v1  I1  R1
bağıntısından hareket edilirse,
v0  VT  ln
V1
I S  R1
bulunur.
IS akımının ve VT’nin etkisiyle, vo çıkış gerilimi sıcaklığı fazla bağımlı olur. Bu bağımlılığı
azaltmak amacıyla daha değişik düzenler geliştirilmiştir. Böyle bir düzen Şekil 6.10’da
görülmektedir.
Şekil 6.10
Elektronik Devre Tasarım II
92
Devrede kullanılan tranzistorlar (Tl ve T2) eş tranzistorlar olduklarından IS1=IS2 olur.
IB<<IC kabulü ile A2 kuvvetlendiricisinin faz döndürmeyen girişi
V  VBE 2  VBE1  VT  ln I C 2  VT  ln I C1
V  VT  ln
IC2
I C1
geriliminde olur. V gerilimi T1 ve T2 nin baz-emetör gerilimleri arasındaki küçük bir farka eşit
olduğundan, bu gerilim VR referans geriliminin yanında ihmal edilebilir. Böylece
IC2 
VR
R2
ve
I C1 
V1
R1
yazılabilir. A2 faz döndürmeyen bir kuvvetlendirici olduğundan, çıkış gerilimi V cinsinden
vo  V 
R3  R4
R3
şeklinde yazılabilir. Bağıntılar biraraya getirilirse,
R3  R4  V1 R2 
 ln   
R3
 R1 VR 
vo  VT 
elde edilir.
Us Alma Devresi (Antilogaritmik kuvvetlendirici)
Üs alma işlemi logaritma işleminin tersidir. En basit üs alma devresi, Şekil 6.9’daki
devrede tranzistorla direncin yerlerinin değiştirilmesiyle elde edilebilir. Bu devre, Şekil
6.11’de görülmektedir. Devreden hareketle
Şekil 6.11
IC  I S  e
VBE
VT
vo  I  R N  I C  R N  I S  R N  e
VBE  V1
vo  I S  R N  e

V1
VT
 K e

V1
VT
VBE
VT
Elektronik Devre Tasarım II
93
bağıntısı bulunur. V1<0 olması gerekeceği açıktır. Logaritmik kuvvetlendiricilerin çıkışları bir
toplama kuvvetlendiricisi ile toplandıktan sonra üs alma devresine verilirse, üs alna devresinin
çıkışından giriş işaretlerinin çarpımı ile orantılı bir işaret elde edilir. Yine, böyle bir düzende
toplama kuvvetlendiricisi yerine fark kuvvetlendiricisi kullanılması halinde ise çıkıştan giriş
işaretlerinin oranı ile belirlenen bir işaret elde edilmektedir. Bu tür düzenler yaygın olarak
kullanılmaktadır.
Yüksek Doğrulukta Doğrultucu Devreleri
Ölçü düzenlerinde genellikle lineerliğin iyi olması istenir. Başka bir deyişle, doğrultulan
bir işaret ile elde edilen doğru gerilim arasındaki ilişki lineer olmalı, bu lineerlik birkaç
mV’luk düşük değerli gerilimlere kadar iyi bir şekilde sağlanmalıdır. Diyotlu doğrultucu
devrelerin, diyodun özeğrisinin lineer olmaması nedeniyle, bu şartı sağlamayacakları açıktır.
İyi lineerlik şartının gerekli olduğu durumlarda, işlemsel kuvvetlendiricilerle diyotların
birlikte kullanıldıkları düzenlerden yararlanılır. Böyle bir tek yollu doğrultucu devresi Şekil
6.12’de görülmektedir.
Şekil 6.12
Devrenin çalışması şu şekilde açıklanabilir: V1 giriş gerilimi pozitife giderse (V1>0) D1
diyodu, D2 diyodu ise kesimde olurlar (iletim yönünde kutuplanan bir diyodun iç direnci çok
küçüktür ve devredeki dirençlerin yanında ihmal edilebilir). Böylece, devre faz çeviren
kuvvetlendirici olarak çalışır ve çıkış gerilimi
vo  
R
V1
R1
olur. V1 geriliminin negatif olması (V1< 0) durumunda ise olur. Dl tıkalı ve D2 ise iletimde
olur. D2 üzerinden kuvvetlendiriciye geribesleme uygulanır. D2’nin iletimde olması, işlemsel
kuvvetlendiricinin doymaya sürülmesini önler. Görünürde kısa devre nedeniyle faz döndüren
giriş referans potansiyelinde bulunur. Öte yandan, D1 diyodu tıkalı olduğundan, R' üzerinden
akım akmaz. R' üzerinde gerilim düşümü olmaması nedeniyle. bu direncin bir ucu faz
döndüren girişe bağlı bulunduğundan, vo çıkış gerilimi de bu yarıperiyotta sıfır olur. Şekil
6.12 deki devreye bir ek yapılarak çift yollu doğrultucu gerçekleştirmek mümkündür. İşlemsel
kuvvetlendiricili çift yollu doğrultucu devresi Şekil 6.13’de görülmektedir.
Elektronik Devre Tasarım II
94
Şekil 6.13
Devre tek yollu bir doğrultucu ile bir toplama kuvvetlendiricinin biraraya getirilmesiyle
oluşturulmuştur. Çıkış gerilimi R2  2  R1 alınması halinde
vo  
R3
R
V1  3  vo
2  R1
R1
şeklinde ifade edilebilir. Tek yollu doğrultucunun çıkış geriliminin vo  0 olduğu
yarıperiyotta devrenin çıkış gerilimi (V1<0)
vo  
R3
V1
2  R1
olur. Diğer yarıperiyotta ise (V1>0) A1’in çıkışı
vo  
R
V1  V1
R
değerini alacağından, vo çıkış gerilimi
vo  
R3
R
 V1  3   V1 
2  R1
R1
vo  
R3
V
2  R1
olur.
Yani, bu yarıperiyotta, devre, pozitif kazançlı bir kuvvetlendirici olarak çalışır. Ancak, bu
yarıperiyotta giriş işaretinin yönü ters olduğundan, çıkış işaretinin yönü öncekiyle aynı
olacak, dolayısıyla devre bir çift yollu doğrultucu görevi yapacaktır. Başka bir deyişle, devre
bir yarıperiyotta faz döndüren, diğer yarıperiyotta ise faz döndürmeyen kuvvetlendirici
davranışı göstermekte, bu nedenle çıkıştan işaretin mutlak değeri (Çift yollu doğrultulmuş
işaret) alınmaktadır. (Devre, yüksek doğrulukla ac-dc dönüştürücü olarak görev yapar).
Elektronik Devre Tasarım II
95
Adı, Soyadı:
6.2
İmza:
No:
Grubu:
Teorik
1) Şekildeki gerilim karşılaştırıcı devresi için:
I)
Girişe f=100Hz’lik üçgen biçimli bir işaret uygulanacaktır (V1). V1
geriliminin tepeden tepeye değeri V1pp=20.xy V olduğuna göre ifadesini ve
şeklini çiziniz.
II)
Vin+ ve Vo ifadelerini yazınız.
III)
Verilen R3 değerlerine göre giriş çıkış işaretlerinin zamana göre
değişimlerini çiziniz.
+15V
+15V
Besleme gerilimi olarak +15V yerine +1x.y V ve -15V yerine -1x.y V alınacaktır.
R1
4.7k
7
U1
3
R3
100k
6
Vo
2
4
1
5
V1
741
-15V
-15V
R2
4.7k
Vout
V1
I)
t (sn)
0.000
0.001
0.002
0.003
0.004
0.005
0.006
0.007
0.008
0.009
0.010
96
II)
Vin+ =
Vo=
Elektronik Devre Tasarım II
Elektronik Devre Tasarım II
0.001
Vout
V1
0.002
0.003
0.004
0.005
0.006
0.007
0.008
0.009
0.010
0.001
R3=10k için
0.002
0.003
0.004
0.005
0.006
0.007
0.008
0.009
0.010
0.005
0.006
0.007
0.008
0.009
0.010
Vin+ =
t (sn)
0.000
0.001
0.002
0.003
0.004
Vin+ =
t (sn)
0.000
0.001
0.002
R3=8k için
Vin+ =
t (sn)
0.000
Vout
V1
t (sn)
0.000
R3=5k için
Vout
V1
R3=3k için
Vin+ =
Vout
V1
Vout
V1
III) R3=1k için
97
0.003
0.004
0.005
0.006
0.007
0.008
0.009
0.010
0.006
0.007
0.008
0.009
0.010
Vin+ =
t (sn)
0.000
0.001
0.002
0.003
0.004
0.005
Elektronik Devre Tasarım II
98
2) Şekildeki çıkıştan sınırlamalı gerilim karşılaştırıcı devresinin girişine tepeden tepeye
V1pp=20.xy V ve 100Hz frekanslı üçgen biçimli bir işareti uygulanmaktadır. Buna
göre:
I)
Çıkış ifadesini yazınız.
II)
Çıkış ifadesinin sınır şartlarını belirleyiniz.
III)
Giriş (V1) ve çıkış (Vout ve Vout’) işaretlerinin zamana göre değişimini
çiziniz.
7
+15V
Besleme gerilimi olarak +15V yerine +1x.y V ve -15V yerine -1x.y V alınacaktır.
Vzener=5.xy V alınacaktır.
U1
3
6
Vo
R1
Vo'
2.2k
4
1
5
V1
2
741
D1
5.6V
-15V
D2
D1
5.6V
I) Vo=
II)
Vo>0 Vo=
Vo’=
Vo<0 Vo=
Vo’=
Elektronik Devre Tasarım II
99
Vout
V1
III)
t (sn)
0.000
0.001
0.002
0.003
0.004
0.005
0.006
0.007
0.008
0.009
0.010
3) Şekildeki Schmitt tetikleme devresini için:
I)
Vin+ ifadesini yazınız.
II)
Çıkışın durum değiştirdiği Vin+ için sınır şartlarını ve Vin- ifadesini yazınız.
III)
Verilen R4 değerleri için Vin- giriş ve çıkış ifadesini yazınız (t=0 anında
Vo=?).
IV)
Devrenin ileri ve geri konum değiştirme gerilimini ve direncini bulunuz
R1
RP
22k
220k
+15V
+15V
Besleme gerilimi olarak +15V yerine +1x.y V ve -15V yerine -1x.y V alınacaktır.
RP=2xy k alınacaktır.
R/4
7
R2
4.7k
U1
3
6
2
4
1
5
R4
100k
-15V
-15V
R3
4.7k
741
Vo
Elektronik Devre Tasarım II
100
I)
Vin+=(
)Vo
II)
III) R4=1k için
Vin-=
Vin+=
Vo=
Vin+=
Vo=
Elektronik Devre Tasarım II
R4=1k için
101
Vin-=
Vin+=
Vin-=
Vin+=
Vin-=
Vin+=
Vin-=
Vin+=
R4=100k için Vin-=
Vin+=
Vo=
R4=30k için
Vo=
R4=50k için
Vo=
R4=80k için
Vo=
Vo=
R4=70k için
Vin-=
Vin+=
Vin-=
Vin+=
Vo=
R4=50k için
Vo=
Elektronik Devre Tasarım II
102
R4=30k için
Vin-=
Vin+=
Vin-=
Vin+=
Vo=
R4=1k için
Vo=
IV)
İleri konum değiştirme gerilimleri:
Vin-=
R/4 =
Geri konum değiştirme gerilimleri:
Vin-=
R/4 =
4) Şekildeki devrenin girişine V1pp=20.xyV ve 100Hz frekanslı üçgen biçimli bir giriş
işareti uygulanmaktadır. Soru 3’de elde ettiğiniz R/4 durumunu başlangiç şart olarak
alarak:
I)
Vin+ ifadesini t ve Vo ya bağlı olarak yazınız.
II)
Vin- ifadesini verilen R/4 göre yazınız.
III)
Vout hangi t zamanında konum değiştiriyor hesaplayınız.
IV)
Vin+ ve Vout işaretlerini zamana göre değişimlerini çiziniz
Besleme gerilimi olarak +15V yerine +1x.y V ve -15V yerine -1x.y V alınacaktır.
RP=2xy k, R/4=xy k alınacaktır.
V1
R1
RP
22k
220k
+15V
+15V
10V, 100Hz
7
R2
4.7k
U1
3
6
2
4
1
5
R4
100k
-15V
-15V
R3
4.7k
741
Vo
Elektronik Devre Tasarım II
I)
II)
III)
103
Elektronik Devre Tasarım II
104
Vout
V1
IV)
t (sn)
0.000
0.001
0.002
0.003
0.004
0.005
0.006
0.007
0.008
0.009
0.010
5) Şekildeki Schmitt tetikleme devresini için:
I)
Vin+ ifadesini yazınız.
II)
Çıkışın durum değiştirdiği Vin+ için sınır şartlarını ve Vin- ifadesini yazınız.
III)
Verilen R4 değerleri için Vin- giriş ve çıkış ifadesini yazınız (t=0 anında
Vo=?).
IV)
Devrenin ileri ve geri konum değiştirme gerilimini ve direncini bulunuz.
R1
RP
4.7k
22k
+15V
+15V
Besleme gerilimi olarak +15V yerine +1x.y V ve -15V yerine -1x.y V alınacaktır.
RP=2x.y k alınacaktır.
R/4
7
R2
4.7k
U1
3
6
2
4
1
5
R4
100k
-15V
-15V
R3
4.7k
I)
741
Vo
Elektronik Devre Tasarım II
Vin+=(
105
)Vo
II)
III) R4=1k için
Vin-=
Vin+=
Vo=
Vin+=
Vo=
IV)
R4=1k için
Vin-=
Vin+=
Vin-=
Vin+=
Vo=
R4=30k için
Vo=
Elektronik Devre Tasarım II
106
R4=50k için
Vin-=
Vin+=
Vin-=
Vin+=
R4=100k için Vin-=
Vin+=
Vo=
R4=80k için
Vo=
Vo=
R4=70k için
Vin-=
Vin+=
Vin-=
Vin+=
Vin-=
Vin+=
Vin-=
Vin+=
Vo=
R4=50k için
Vo=
R4=30k için
Vo=
R4=1k için
Vo=
Elektronik Devre Tasarım II
107
İleri konum değiştirme gerilimleri:
Vin-=
R/4 =
Geri konum değiştirme gerilimleri:
Vin-=
R/4 =
6) Şekildeki devrenin girişine V1pp=20.xyV ve 100Hz frekanslı üçgen biçimli bir giriş
işareti uygulanmaktadır. Soru 5’de elde ettiğiniz R/4 durumunu başlangiç şart olarak
alarak:
I)
Vin+ ifadesini t ve Vo ya bağlı olarak yazınız.
II)
Vin- ifadesini verilen R/4 göre yazınız.
III)
Vout hangi t zamanında konum değiştiriyor hesaplayınız.
IV)
Vin+ ve Vout işaretlerini zamana göre değişimlerini çiziniz
Besleme gerilimi olarak +15V yerine +1x.y V ve -15V yerine -1x.y V alınacaktır.
RP=2xy k, R/4=xy k alınacaktır.
V1
R1
RP
4.7k
22k
+15V
+15V
10V, 100Hz
7
R2
4.7k
U1
3
6
2
4
1
5
R4
100k
-15V
-15V
R3
4.7k
I)
741
Vo
Elektronik Devre Tasarım II
108
II)
III)
Vout
V1
IV)
t (sn)
0.000
0.001
0.002
0.003
0.004
0.005
0.006
0.007
0.008
0.009
0.010
Elektronik Devre Tasarım II
6.3
109
Pratik
+15V
+15V
1) Şekildeki gerilim karşılaştırıcı devresini kurunuz. Girişe f=100Hz’lik üçgen biçimli bir
işaret uygulayınız (V1). V1 geriliminin tepeden tepeye değerini V1pp=20V’a getiriniz. V3
ucuna bağlı olan ayarlı direnci R3=1k, 30k, 50k, 80k ve 100k değerlerine ayarlayarak giriş
ve çıkış işaretlerinin zamana göre değişimlerini osiloskopla inceleyiniz ve şekillerini
kaydediniz.
7
R1
4.7k
U1
3
R3
100k
6
2
4
1
5
V1
Vo
741
-15V
-15V
R2
4.7k
Vout
V1
R3=1k için V3=
t (sn)
0.000
0.001
0.002
0.003
0.004
0.005
0.006
0.007
0.008
0.009
0.010
Elektronik Devre Tasarım II
110
Vout
V1
R3=30k için V3=
t (sn)
0.000
0.001
0.002
0.003
0.004
0.005
0.006
0.007
0.008
0.009
0.010
0.001
0.002
0.003
0.004
0.005
0.006
0.007
0.008
0.009
0.010
Vout
V1
R3=50k için V3=
t (sn)
0.000
Elektronik Devre Tasarım II
111
Vout
V1
R3=80k için V3=
t (sn)
0.000
0.001
0.002
0.003
0.004
0.005
0.006
0.007
0.008
0.009
0.010
0.001
0.002
0.003
0.004
0.005
0.006
0.007
0.008
0.009
0.010
Vout
V1
R3=100k için V3=
t (sn)
0.000
Elektronik Devre Tasarım II
112
Yorum:
+15V
2) Şekildeki çıkıştan sınırlamalı gerilim karşılaştırıcı devresini kurunuz. Tepeden tepeye
V1pp=20V’luk ve 100Hz frekanslı üçgen biçimli bir giriş işareti uygulayınız. Giriş (V1) ve
çıkış (Vout ve Vout’) işaretlerinin zamana göre değişimini osiloskopla inceleyiniz ve
şekillerini çiziniz.
7
U1
3
6
Vo
2
R1
Vo'
2.2k
4
1
5
V1
D1
5.6V
741
Vout
V1
-15V
D1
5.6V
t (sn)
0.000
0.001
0.002
0.003
0.004
0.005
0.006
0.007
0.008
0.009
0.010
Vout
V1
Elektronik Devre Tasarım II
113
t (sn)
0.000
0.001
0.002
0.003
0.004
0.005
0.006
0.007
0.008
0.009
0.010
Yorum:
R1
RP
22k
220k
+15V
+15V
3) Şekildeki Schmitt tetikleme devresini kurunuz. V2 ucuna bağlı ayarlı direnci tablodaki
değerlerine göre ayarlayarak çıkış gerilimi kaydediniz. Devrenin ileri ve geri konum
değiştirmelerini bulunuz.
7
R2
4.7k
U1
3
6
2
4
1
5
R4
100k
-15V
-15V
R3
4.7k
741
Vo
Elektronik Devre Tasarım II
114
R4
1k
(
)
30k
(
)
50k
(
)
70k
(
)
100k
(
)
100k
(
)
70k
(
)
50k
( )
30k
(
)
1k
(
)
Vout
R4
Vout
Devrenin ileri konum değiştirmesi R4=
Vin-=
Vout=
Devrenin geri konum değiştirmesi R4=
Vin-=
Vout=
Yorum:
4) Girişe V1pp=20V’luk ve 100Hz frekanslı üçgen biçimli bir giriş işareti uygulayınız. R4
direncini uygun seçerek giriş (V1) ve çıkış (Vout) işaretlerinin zamana göre değişimini
osiloskopla inceleyiniz ve şeklini çiziniz.
Elektronik Devre Tasarım II
115
V1
R1
RP
22k
220k
+15V
+15V
10V, 100Hz
7
R2
4.7k
U1
3
6
Vo
2
4
1
5
R4
100k
741
Vout
V1
-15V
-15V
R3
4.7k
t (sn)
0.000
0.001
0.002
0.003
0.004
0.005
0.006
0.007
0.008
0.009
0.010
Elektronik Devre Tasarım II
116
Yorum:
R1
RP
4.7k
22k
+15V
+15V
5) Şekildeki Schmitt tetikleme devresini kurunuz. V2 ucuna bağlı ayarlı direnci tablodaki
değerlerine göre ayarlayarak çıkış gerilimi kaydediniz. Devrenin ileri ve geri konum
değiştirmelerini bulunuz.
7
R2
4.7k
U1
3
6
2
4
1
5
R4
100k
Vo
741
-15V
-15V
R3
4.7k
R4
Vout
1k
(
)
30k
(
)
50k
(
)
70k
(
)
100k
(
)
Elektronik Devre Tasarım II
R4
100k
(
)
117
70k
( )
50k
(
)
30k
(
)
1k
(
)
Vout
Vin-=
Vout=
Devrenin geri konum değiştirmesi R4=
Vin-=
Vout=
Vout
V1
Devrenin ileri konum değiştirmesi R4=
Yorum:
0.0000 0.0001 0.0002 0.0003 0.0004 0.0005 0.0006 0.0007 0.0008 0.0009 0.0010
t (sn)
Elektronik Devre Tasarım II
118
6) Girişe V1pp=20V’luk ve 100Hz frekanslı üçgen biçimli bir giriş işareti uygulayınız. R4
direncini uygun seçerek giriş (V1) ve çıkış (Vout) işaretlerinin zamana göre değişimini
osiloskopla inceleyiniz ve şekillerini çiziniz.
V1
R1
RP
4.7k
22k
+15V
+15V
10V, 100Hz
7
R2
4.7k
U1
3
6
2
4
1
5
R4
100k
Vo
741
Vout
V1
-15V
-15V
R3
4.7k
Yorum:
0.0000 0.0001 0.0002 0.0003 0.0004 0.0005 0.0006 0.0007 0.0008 0.0009 0.0010
t (sn)
Download