ELM202 ELEKTRONİK-II DERSİ LABORATUAR FÖYÜ

Transkript

1 C SAKARYA ÜNİVERSİESİ EKNOLOJİ FAKÜLESİ ELEKRİK-ELEKRONİK MÜHENDİSLİĞİ ELM ELEKRONİK-II DERSİ LABORAUAR FÖYÜ DENEYİ YAPIRAN: DENEYİN ADI: DENEY NO: DENEYİ YAPANIN ADI ve SOYADI: SINIFI: OKUL NO: DENEY GRUP NO: DENEY ARİHİ RAPOR ESLİM ARİHİ KONROL DEĞERLENDİRME Ö Çlış Deey Souçlrı Sözlü Deey Perorsı Deey Rporu OPLAM Deey No: Progr Çıktılrı,, 3, 4, 5

2 DENEY : RANSİSÖRLÜ YÜKSELEÇLERİN KARE DALGA İLE FREKANS ANALİZİ AMAÇ: Birleşi yüzeyli trsistörlerle ypıl yükselteçleri, lçk ve yüksek reks krkteristiklerii, kre dlg yötei ile bulk. EORİ: Bir öceki deeyde, BJ li yükselteçleri lçk ve yüksek reks lizlerii he litik hede deeysel yol ile buluştuk. Deeyde izlediğiiz yol, giriş siüs eğrisii geliğii sbit lıp reksıı lçk reks sıırlrıd yüksek reks sıırlrı kdr dı dı rttırrk, her dıd çıkış siylii geliğii ölçülesie ve burd d voltj kzcıı bulusı dyıyordu. Bu yöte, işle bsklrıd d lşılcğı gibi, z l ve ispete uzu bir süreç gerektiriyordu. Diğer trt bu deeyde kullcğıız kre dlg yötei oldukç prtik ve bsit bir iki dıl yükselteci lçk ve yüksek kesi rekslrıı bulız yrycktır. est işleide kre dlg siylii kullı sebebii lşılsı bkııd, periyodik siylleri Fourier serileri ile ide edilesi kousud kısc bhsetekte yd vr. Bilidiği gibi, herhgi bir periyodik dizi vey oksiyo(), tetiksel olrk siüs ve kosiüs serileri hlide ide edilebilektedir. Bu koud izleecek yol şğıd kısc belirtile Fourier serilerii elde edilesi yötei olcktır. Bu yötede herhgi bir oksiyou, periyodu ile periyodik olk şrtı ile şğıdki gibi ide edilebilir. o ( t) ( cos t b Burd,,3,..., rsıdki t syılr olk üzere; ve olrk bulubilir. Burd si t o b DC bileşe, o cos t ( t) dt ( t)cos( ( t)si(,, t) dt, t) dt si si t) vey t teel vey. hroik, t cos vey. hroik ve cos t vey si t. hroik olk üzere sosuz syıd hroik vrdır. Bu döüşü soucu herhgi bir periyodik siyl, gelik ve rekslrı rklı, sosuz syıd siüs ve kosiüs siyli şeklide ide edilebilektedir. Elde edile seriye Fourier serisi deir. V (volt) V -V Şekil- : Kre dlg siyl Bu yöte kullılrk Şekil- de görüle kre dlgı Fourier serisi ;

3 4 V ( t) V (si t si (3 ) t si (5 ) t si (7 ) t si (9 ) t si ( ) t) olrk bulubilir. Şidi Şekil- de görüle, tepe değeri Volt ve periyodu =. siye ol kre dlg siyli ele llı. Şekil- : Örek kre dlg siyl Bu siyli Fourier serisie çılııı ilk 9 hroik içi hesplrsk; olur. 4 V ( t) si t si (3 ) t si (5 ) t si (7 ) t si (9 ) t Hz değeri yerie yzılırs;. 4 V ( t) si 68t si884t si 34t si 4396t si 565t olrk bulubilir. Şidi bu 5 siüs siylii yrı yrı grik üzeride çizerek, topllrıı(v) bullı. Şekil-3 : Kre dlgı ilk dokuz hroiği Şekil-4 : İlk dokuz hroiği topllrı Şekil-3 te teel, birici, üçücü, beşici, yedici ve dokuzucu hroikleri yrı yrı dlg şekilleri görülektedir. Bu dlg şekilleride teel hroik reksıı, kre dlg siylii reksı ile yı, 3. hroiği 3 ktı, 5. hroiği 5 ktı, 7. hroiği 7 ktı ve 9. hroiği reksıı kre dlg siyli reksıı 9 ktı olduğu ve hroik ursı rttıkç, geliklerii zldığı dikkt ediiz. Burd hroik ursıı büyük olsıı, topl souc etkisii küçük olcğı soucuu çıkrbiliriz. Bu edele, geellikle siylleri Fourier serileri lıırke sosuz syıd hroik yerie, ilk 9- hroik yeterli syılkt ve bu göre işle ypılktdır. Şekil-3 te görüle 5 yrı hroik siyli vektöriyel olrk toplırs, Şekil-4 te görüle dlg şekli elde edilir. Burdd orijil kre dlg siylie çok ykı bir kre dlg siyli elde edildiği görülektedir. 3

4 Şidi tekrr yükselteçleri lçk ve yüksek reks lizide ede kre dlg siyli kullılıyor sorusuu cevbı döersek; bilidiği gibi yükselteci lçk ve yüksek kesi rekslrıı belirlerke, yükselteç girişie geliği sbit, reksı değişke bir giriş siyli veriyor ve bu göre kzçtki değişileri gözleliyorduk. Kre dlg siylii Fourier serisie çılıı bktığıızd bu bileşeleri yi değişke rekslrı olduğuu görebiliriz. O z tek bir kre dlg siyli ile slıd geiş bir reks rlığıdki yükselteç krkteristiklerii test etiş oluyoruz. Peki kullcğıız kre dlg siylii reksıı sıl belirleyeceğiz. Bu soruu cevbıı verebilek içi yie kre dlg siyli Fourier serisie çılıı bklı. İlk dokuz hroikte görüyoruz ki, geel topl e büyük etkiyi(gelik olrk) teel vey. hroik verektedir. 9. hroik ise /9 orıdki geliği ile; 9 x orıd geel topl etki etektedir. Bud sorki hroikler % değeride dh %, z etki ypcğıd ihl edilebilirler. Bu durud test edilecek devrei hgi reks değeride test edileceği biliiyors, kre dlgı reksı; Kre dlgı reksı = (Devrei test edileceği reks) / 9 olrk hesplbilir. Buu bir örek üzeride çıklylı; Eliizde bir ses reks yükselteci olduğuu düşüeli. Bu yükselteci orlde ses reks sıırlrı ol Hz ile KHz rsıdki siylleri kyıpsız ve gürültüsüz bir şekilde yükseltesi gerektiği bilidiğie göre, bu yükselteci üst çlış reksı ol KHz deki perorsıı kre dlg siyli ile test edeli. Bu durud girişte uygulycğıız kre dlgı reksı; KHz 9. KHz ollıdır. Şidi yükselteci girişide reksı,khz ol bir kre dlg siyli verdiğiizi ve yükselteç çıkışıd d şğıd(şekil-5) görüle çıkışlrd birii ldığıızı rz edeli. Şekil-5 () dki çıkış giriş dlg şekli ile yı özellikleri tşıdığıd, eğer yükselteç bu çıkışı veriyors KHz de gürültüsüz ve kyıpsız yükselte işlei ypıyor deriz. Eğer çıkış Şekil-5 (b) deki gibi ise yükselteci lçk reks(bu durud, KHz) kzcı düşüyor deektir. Buu edei girişi ispete yvş değiştiği vey sbit kldığı değerde yükselteci kzcı düşük olduğud, çıkış geliği düşüktür. Eğer Şekil-5 (c) deki gibi ise yükselteci yüksek reks(bu durud KHz) kzcı düşüyor deektir. Buu edei girişi hızlı değişiii olduğu kerd yükselteci kzcı düşük olduğud, çıkış geliği düşüktür(bkıız bozuk kesi). Şekil-5 (d) deki gibi bir çıkış ship yükselteci ise he lçk ve hede yüksek reks kzçlrı düşüktür. Çükü he değişii hızlı olduğu yüksele vey lçl kerlrd, hede değişii sbit olduğu kesilerde yükselteç bozuk vey geliği düşük dlg şekli verektedir. () (b) (c) Şekil-5 : Yükselteci kre dlg girişie verdiği rklı çıkış dlg şekilleri Bu test sorsı herhgi bir yükselteci lçk vey yüksek rekslrdki dvrışlrı kousud bilgi edidik, peki kesi olrk bu yükselteci hgi reks sıırlrıd kyıpsız vey düzgü olrk çlıştığıı bulbiliriyiz? Bu soruu cevbı evet bulbiliriz ollıdır. Şidi lçk ve yüksek kesi rekslrıı kre dlg yötei ile bulusı kousu bklı. 4 (d)

5 Kre Dlg Yötei ile Yüksek Kesi Freksıı( H ) belirleesi Öcelikle yukrıd bhsedile test işleleride sor test edilecek yükselteci yüksek reks rlığıd kzcıı değiştiğii bildiğiizi düşüeli. Şidi yükselteci girişie uyguldığıız kre dlgı reksıı, yvş yvş rttırrk Şekil-6 d görüle ve yüksele zıı(t r ) çıkç görüldüğü çıkış dlg şeklii elde ediiz. Burd yüksele zı, çıkış dlg şeklideki yrı periyot boyuc, çıkışı ksiu değerii % ud %9 ı kdr geçe süredir. Öreği V = lsu bu durud, çıkış dlg şeklii voltt(%), 9 volt çıkbilesi içi gereke süre t r (risig-tie) yüksele zı olrk tılır. Birii siye olrk lıcktır. V (%).9V (%9).V (%) t r Şekil-6 : Yüksele zıı(t r ) ölçülesi Şekil-6 d görüle eğri bir devreside bulu kodstörü şrj eğrisidir. Bu göre kodstörü t r süresi soudki şrj voltjıı; olrk yzbiliriz. Burd F v V ( V V ) e F I F t V ihyi(il) voltj değeri, bizi öreğiizde V ye krşılık gele voltj değeridir. V I bşlgıç(iitil) voltj değeri, örekte.v değeridir. Bilieler ışığıd bu voltj değerlerii ktsyılrıı yukrıdki orülde yerie koyrsk; bsit bir sdeleştirede sor, olrk buluur. Burd;.9V V (.V V ) e t,.9 t tr. (.).9. 9 e t, e t. e t, l(.) t,. t vey olrk buluur. Bilidiği gibi bsit bir devresii kesi reksı(bu durud yüksek kesi reksı); H olrk bulubilir. Bu orülde yerie yukrıd bulduğuuz değeri koyrsk; t r. ve H, t. 5 r

6 H.35 t (Hz) olur. t r bilidiğie vey ölçüldüğüe göre, yükselteci üst kesi reksı burd hesplbilir. Not: t r siye, H ise Hz biriidedir. Kre Dlg Yötei ile Alçk Kesi Freksıı( L ) belirleesi Bu test işlei içi, yükselteci girişie uyguldığıız kre dlgı reksıı, yvş yvş zltrk(lt kesi reksı ykı bir değere düşüceye kdr) Şekil-7 de görüle ve düşe zıı(t ) çıkç görüldüğü çıkış dlg şeklii elde ediiz. Burd düşe zı, çıkış dlg şeklideki yrı periyot boyuc, çıkışı ksiu değerii %9 ıd % u kdr geçe süredir. Öreği V = lsu bu durud, çıkış dlg şeklii 9 voltt(%9), volt düşebilesi içi gereke süre t (ll-tie) düşe zı olrk tılır. Birii siye olrk lıcktır. t değeri ölçüldükte sor değeri, yukrıd izlediğiiz yol ile bulu şğıdki orülde yerie koulrk, yükselteci lçk kesi reksı( L ) hesplır. r V (%).9V (%9).V (%) t Şekil-7 : Düşe zıı(t ) ölçülesi L.35 t (Hz) İŞLEM BASAMAKLARI Not: İşle bsklrıd ypcğıız voltj ölçülerii osilskop ile ypıız. Ölçü sırsıd Volt/div ve ie/div düğelerii yrlyrk, ölçülecek siyli/siylleri ekr sığbilecek e büyük kou getiriiz. - Şekil-8 de görüle yükselteç devresii deey seti üzerie kurrk, girişie siyl jeertörüü bğlyıız. +V cc =+ V R 7K R C 4K7 C 6.8 F 6.8 F r =4 K + V s + C i R 8K R E K BC38B C B F R L 4.7K Şekil-8 : Yükselteç devresi - Siyl jeertörüü çıkışıı kre dlg kouu getirerek, reksıı KHz ve geliğii iiu durud tutuuz. Osilskobu. klıı siyl jeertörü çıkışı,. klııd yük direcie bğlyıız. Şidi siyl jeertörüü geliğii yvş yvş rttırrk, çıkışt(yük üzeride) distorsiyosuz(bozulış) bir kre dlg elde ediiz. Değer olrk çıkışt lbileceğiiz 6

7 distorsiyosuz ksiu gelik değerii vere giriş siylii tepe(pek) değerii okuyrk şğıy kydediiz. V S =. V(p) 3- Bud sor siyl jeertörüü reksıı yvş yvş rttırrk, çıkış dlg şeklii gözleleyiiz. r zıı et olrk ölçebileceğiiz seviyeye geldiğiizde reksı sbit bırkrk, he reks ve hede t r değerii şğıy kydediiz. Bud sor çıkış dlg şeklii şğıy çizerek, gerekli değerleri grik üzeride gösteriiz. =. Hz t r =.(siye) 4- Yukrıd bulduğuuz t r değerii şğıdki orülde yerie yzrk, yüksek kesi reksıı( H ) hesplyıız ve soucu şğıy kydediiz. H.35 t H = Hz. r 5- Bu dıd lçk kesi reksıı belirleyeceğiz. Buu içi öcelikle. dıdki işleleri tekrrlyıız. Şidi siyl jeertörüü reksıı yvş yvş zltrk, çıkış dlg şekli üzeride düşe zıı(t ) et olrk okuybilecek seviyeye getiriiz. Çıkış dlg şeklii ve değerlerii şğıdki koordit sistei üzeride gösteriiz. Ölçtüğüüz düşe zı ve reksı(giriş dlg şeklii) şğıy kydediiz. =. Hz t =.(siye) 6- t zıı şğıdki orülde kullrk, yükselteci lçk kesi reksıı( L ) hesplyıız. 7

8 L.35 t L = (Hz) Souçlrı Alizi: - Bu deey soucu bulduğuuz lçk ve yüksek kesi rekslrıı, bir öceki ht deeysel yoll bulduğuuz souçlrl krşılştırıız. Ard rk vrı? Vr ise edelerii trtışıız. - Souçlrı yie bir öceki ht teorik yoll elde ettiğiiz değerlerle krşılştırıız. Ard rk vrı? Vr ise edelerii trtışıız. 3- Bu deeyde bulduğuuz souçlr ı, yoks bir öceki htd deeysel yoll bulduğuuz souçlr ı teorik souçlrl uyuşuyor? rtışıız. SORULAR - Deeyde kulldığıız yükselteci bt geişliğii(bw) hesplyıız. Bu değer iyi bir ses reks yükselteci içi yeterliidir? - Kre dlg yötei ile lçk ve yüksek reks lizii vtjlrı elerdir? Nedeleri ile çıklyıız. 3- Yüksek kesi reksıı tespitide kulldığıız kre dlg giriş siylii reksı ile souçt bulduğuuz kesi reksıı(yüksek kesi reksı) krşılştırıız. Souçlr teori bölüüde ltıl Fourier serileride 9. hroiğe kdr bileşeleri lısı geellikle yeterli idesii doğruluyor u? rtışıız soruyu lçk kesi reksıı tespiti deeyi souçlrı içi tekrr çözüüz. 8