Çukurova Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği

Transkript

1 Çukurova Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği BMM212 Elektronik1 Laboratuvarı eney Föyü eney#3 iyot Kırpıcı ve Kenetleyici evreler oç. r. Mutlu AVCI Arş. Gör. Mustafa İSTANBULLU AANA, 2016

2

3 BMM212 Elektronik Lab.1 eney#3 ENEY 3 Kırpıcı ve Kenetleyici evreler 1. Amaç Bu deneyin amacı, diyot elemanının elektronik devrelerde diğer bir uygulaması olan ve dalgaların şekillendirilmesinde kullanılan kırpıcı ve kenetleyici devrelerinin çalışma prensiplerinin incelenmesidir. 2. Temel Bilgiler iyotlar, işaretin belirli bir kısmını sınırlandırmak ya da belirli bir seviyeye kenetlemek gibi dalgaların şekillendirilmesinde ve bunun yanında işaretin C gerilim seviyesini kaydırmak amacıyla kullanılabilirler. Bu devrelere sırasıyla kırpıcı ve kenetleyici devreler adı verilir. Kırpıcı evreler Sınırlayıcı devreler de denilen kırpıcı devreler, işaretin belirli bir gerilim seviyesinden üstünü veya altını ya da her iki tarafını yok etmek amacıyla kullanılır. Örneğin yarım dalga doğrultucu devresi işaretin negatif alternansını yok ettiği için kırpıcı devrelere bir örnek olarak gösterilebilir. Şekil 1 tek diyotlu bir kırpıcı devredir. 1 diyotu süresince kapalı konumda kalacaktır. 1 diyotu kapalı olduğu sürece de devreden akan akım yaklaşık olarak sıfır olacak ve R direnci üzerinde gerilim düşümü olmayacaktır. Bu durumda çıkış gerilimi giriş gerilimini takip edecektir. Ancak olduğu anda diyot açılacak ve çıkış gerilimi kırpılacaktır. Böylece çıkış gerilimi değerinde sabit kalacaktır (Şekil1(b)).Bu devrede çıkış gerilimi denir. değerinin üstünden kırpılmıştır Şekil 1 (a)tek diyotlu kırpıcı devresi, (b)devrenin çıkış cevabı Şekil 2 de görüldüğü üzere pozitif ve negatif kırpma işlemleri çift sınırlayıcı diğer bir adıyla paralel kırpıcı devreler kullanılarak gerçekleştirilebilir. Paralel kırpıcı devrelerde işaretin pozitif ve negatif

4 BMM212 Elektronik Lab.1 eney#3 alternansının hangi seviyelerden itibaren kırpılacağını belirlemek için birbirine zıt yönlerde iki diyot ve iki gerilim kaynağı kullanılmıştır. Şekil 2 Paralel kırpıcı devre ve çıkış cevabı Tek diyotlu kırpıcı devrede olduğu gibi burada da işaretin pozitif alternansında seviyesine kadar 1 ve 2 diyotları kapalı konumdadır ve çıkış işareti girişi takip eder. Giriş işareti pozitif alternasta değerini geçtiği anda 1 diyotu iletime geçer ve çıkışta sabit değeri görünür. iğer yandan giriş işaretinin negatif alternansında giriş işareti kadar 1 ve 2 diyotları iletimde değildir. Giriş işaretinin negatif alternansı anda 2 diyotu iletime geçecek ve çıkışta sabit değeri görünür. değerine ulaşana değerini geçtiği Buraya kadarki kırpıcı devrelerde çıkış geriliminin sınırını belirlemek için C bataryalar kullanılmıştır. Pozitif ve negatif sınır değerlerini belirlemek için batarya kullanımı yerine daha pratik bir çözüm olan zener diyotlar da kullanılabilir. Ters kırılma bölgesinde çalıştırılan zener diyot tıpkı C güç kaynağı gibi sabit bir gerilim düşümüne neden olacaktır. Şekil 3 Zener diyot kullanılarak gerçekleştirilen kırpıcı devre ve çıkış cevabı Farklı kombinasyonlarda tasarlanmış olan kırpıcı devreler ve bu devrelerin girişine uygulanan sinusoidal işarete karşı devre çıkış cevabı Şekil 4 te gösterilmiştir.

5 BMM212 Elektronik Lab.1 eney#3 R R R R Şekil 4 Farklı kombinasyonlarda tasarlanmış kırpıcı devreler ve çıkış cevapları

6 BMM212 Elektronik Lab.1 eney#3 Kenetleyici evreler Kenetleme işlemi giriş işaretinin tamamını belirli bir C seviyede kaydırmaktır. Kenetleme devresi çıkışında çıkış işareti formu giriş işaretinin aynısıdır fakat aralarında bir C gerilim farkı ile kayma vardır. Kenetleyici devreye bir örnek Şekil 5(a) da ve devrenin sinusoidal giriş işareti Şekil 5(b) de gösterilmiştir. Başlangıç anında kondansatörün boş olduğu kabul edilir. Giriş işaretinin ilk 90 derecelik kısmında kondansatörün uçları arasındaki gerilim giriş işaretini takip eder ve olur. ( kabul edilmiştir). ve değerleri tepe değerlerine ulaştığında azalmaya başlar ve diyot ters yönlü kutuplanmış olur. İdeal durumda kondansatör boşalamaz ve üzerindeki gerilim olarak kalmaya devam eder. Kirchoff un gerilim kanunundan; elde edilir. Şekil 5 (a)kenetleyici devre (b)sinusoidal giriş işareti (c)kondansatör gerilimi (d)devrenin çıkış gerilimi Şekil 5(c) ve (d) de kapasitör ve çıkış gerilimleri görülmektedir. Şekilden de anlaşılacağı gibi çıkış gerilimi sıfır volta kenetlenmiştir ( ). Sonuç olarak giriş ve çıkış gerilimlerinin dalga şekilleri aynıdır fakat giriş ve çıkış arasında belili bir C gerilim kayma vardır. Şekil 6(a) da bağımsız bir gerilim kaynağı içeren kenetleyici devre görülmektedir. Kolaylık amacıyla kabul edilmiştir. Şekil 6(b) eşzamanlı olarak devreye uygulanan sinusoidal giriş işaretini ve çıkış cevabını göstermektedir. Bağımsız C gerilim kaynağı olan nin şekilde gösterildiği gibi

7 BMM212 Elektronik Lab.1 eney#3 bağlanması durumunda çıkış gerilimi negatif gerilim yönünde kadar kayacaktır. Benzer şekilde girişe uygulanan bir kare dalga için devrenin çıkış cevabı Şekil 6(c) de gösterilmiştir. Şekil 6 (a) İdeal diyot kabul edilerek gerilim kaynağı eklenmiş kenetleyici devre (b)sinusoidal giriş ve çıkış işaretleri (c)kare dalga giriş ve çıkış işaretleri. Farklı kombinasyonlarda tasarlanmış olan kenetleyici devreler ve bu devrelerin girişine uygulanan sinusoidal işarete karşı devre çıkış cevabı Şekil 7 te gösterilmiştir.

8 BMM212 Elektronik Lab.1 eney#3 C C C C Şekil 7 Farklı kombinasyonlarda tasarlanmış kenetleyici devreler ve çıkış cevapları

9 BMM212 Elektronik Lab.1 eney#3 KAYNAKLAR: 1. Microelectronics Circuit Analysis and esign, Neamen., Microelectronic Circuit esign, Jeager R., Blalock T., Malzeme Listesi irençler : 1kΩ iyot : 1N4001 Zener iyot : 2 adet BZX84C4V7 (4.7V) Kondansatör : 10uF Standart deney teçhizatı

10

11 BMM212 Elektronik Lab.1 eney#3 Adı, Soyadı: Öğrenci No: 4. Hazırlık Çalışması 1. Aşağıdaki devre için ve grafiğini çiziniz. Vs R 1 2 Vo V1 V2 2. Giriş işareti kare dalga (f=50hz) verilen devre için grafiğini çiziniz. Vs C Vo V1

12

13 BMM212 Elektronik Lab.1 eney#3 5. eney Çalışması 5.1. Paralel Kırpıcı evre 1. Şekil 8 deki devreyi kurunuz. 2. BR02 deney setinden kaynak gerilimini alınız. 3. Osiloskop ile giriş ve çıkış işaretlerini eş zamanlı ölçerek grafiğini çiziniz. Vs R 1 V1 2 V2 Vo R=1kΩ V1=2V V2=5V Şekil Zener iyotlu Kırpıcı evre 1. Şekil 9 daki devreyi kurunuz. 2. BR02 deney setinden kaynak gerilimini alınız. 3. Osiloskop ile giriş ve çıkış işaretlerini eş zamanlı ölçerek grafiğini çiziniz. Vs R 1k Z1 Z2 Vo V Z =4,7V Şekil Kenetleyici evre 1. Şekil 10 daki devreyi kurunuz. 2. BR02 deney setinden kaynak gerilimini alınız. 3. Osiloskop ile giriş ve çıkış işaretlerini eş zamanlı ölçerek grafiğini çiziniz. C Vs V1 Şekil 10

14 BMM212 Elektronik Lab.1 eney#3 Adı, Soyadı: Öğrenci No: 6. eney 3 Sonuç Sayfası Paralel Kırpıcı evre eneyi Zener iyotlu Kırpıcı evre eneyi Kenetleyici evre eneyi