İşlemsel Yükselteçler

Transkript

1 İşlemsel Yükselteçler Bölüm Giriş İşlemsel yükselteçler aktif devre elemanlarıdır. Devrede gerilin kontrollü gerilim kaynağı gibi çalışırlar. İşlemsel yükselteçler sinyalleri toplama, çıkarma, bölme ve çarpma özelliklerine sahiptirler. Bu matematiksel özelliklerinden dolayı da işlemsel yükselteç adını alırlar. 1

2 5.2. İşlemsel Yükselteçler İşlemsel yükselteçler, içlerinde direnç, transistör, kapasite ve diyot gibi devre elemanlarını barındıran elektronik elemanlardır. Entegre devre elemanı olarak değişik formlarda bulunabilirler. 8 bacaklı yapıda olurlar. 5 portu vardır. Bunlar; 1) Eviren giriş 2)Evirmeyen giriş 3) Çıkış 4) Pozitif besleme 5) Negatif besleme 5.2. İşlemsel Yükselteçler İdeal Olmayan Op amp devresi: İdeal Op amp devresi: 2

3 5.3. İdeal İşlemsel Yükselteçler İdeal Op amplarınen temel özellikleri; 1. Sonsuz açık devre kazancına sahiptirler (A= ) 2. Sonsuz giriş direnci ( ) 3. Sıfır çıkış direnci ( 0) İdeal op amplar ile devreleri analiz etmek yaklaşık çözüm vermektedir. Günümüzde gelişen teknoloji ile üretilen op amplar çok büyük kazanç ve giriş değerinde üretilmektedir. Böylece üretilen işlemsel yükselteçlerin karakteristiklerini ideale yaklaştırmaktadır İdeal İşlemsel Yükselteçler İdeal işlemsel yükselteçlerin iki önemli özelliği vardır. 1. Girişlerinde akım değerleri sıfırdır. Giriş kapıları arasında yer alan direncin sonsuz büyük olması burayı açık devre durumuna düşürür. Ve akım giriş kapılarından akamaz. 2. Giriş kapıları arasındaki gerilim farkı sıfırdır. (Çok küçüktür) 3

4 Örnek: a) Kapalı çevrim kazancı ne kadardır ( )? b) 1 ise değeri ne olur? 5.4. Eviren Yükselteç İşlemsel yükselteçlerde 2 no lu pin eviren, 3 no lu pin ise evirmeyen giriş için kullanılmaktadır. Eviren bir yükselteç elde edebilmek için evirmeyen giriş direk toprağa bağlanır. 4

5 5.4. Eviren Yükselteç 1 nolu düğümde KAK uygulayalım; İdeal op amplarda idi. Bu özelliği kullanarak; =0 ise =0 V dur. Bu durumda; 5.4. Eviren Yükselteç Gerilim kazancı; Eviren yükselteçler giriş sinyalinin işaretini tersleyerek yükseltirler. İşlemsel yükselteçlerde kazanç; işlemsel yükseltece dışardan bağlanan eleman değerine bağlıdır. 5

6 Örnek: 0.5 Ç ş? b) 10 kω direnç üzerindeki akım ne olur? Örnek: Yandaki devre için çıkış gerilimini elde ediniz. 6

7 Ödev: Kanıtlayınız Evirmeyen Yükselteçler giriş gerilimi direk evirmeyen girişe bağlanır. 1 nolu düğümde KAK uygulayalım; 7

8 5.5. Evirmeyen Yükselteçler Bu devrenin gerilim kazancı ise; 1 Giriş çıkış sinyali ile aynı işarette. Evirmeyen yükselteçler pozitif gerilim kazancı elde etmek amacıyla tasarlanırlar. Op ampa bağlanan 0 (kısa devre) (açık devre) olması durumunda kazanç 1 e eşit olur. Bu tip yükselteçlere birim kazanç yükselteçler yada gerilim izleyiciler adı verilir. ( = ) 5.5. Evirmeyen Yükselteçler Gerilim izleyici (voltage follower) devrelerinin çok yüksek giriş dirençleri vardır. İki devre katı arasında izolasyonu sağlamak için kullanılırlar. Devre katları arasındaki girişimleri azaltıp, katlar arasındaki yüklenmeyi önlerler. 8

9 Örnek: Devredeki ne kadardır? 5.6. Toplayıcı Yükselteçler İşlemsel yükselteçler yükseltme özelliklerinin yanında toplama çıkarma gibi işlemleri de gerçekleyebilirler. Bir toplayıcı yükselteç, birden fazla girişin ağırlıklı toplamını alarak çıkış üreten yükselteçtir. a noktasında KAK uygulanırsa; 9

10 5.6. Toplayıcı Yükselteçler Devrede 0 ise; bütün denklemleri düzenlersek; Örnek: Devredeki ve değerlerini elde ediniz. 10

11 Ödev: Devredeki ve değerlerini elde ediniz Fark Alıcı Yükselteçler Fark alıcı yükselteçler, yükselteç girişindeki sinyali farklarını alarak yükselten devre elemanlarıdır. a düğümünde KAK uygulanırsa; b düğümünde KAK uygulanırsa; olduğuna göre; 11

12 5.7. Fark Alıcı Yükselteçler Fark alıcı yükselteç devresi giriş sinyalinin farkını alıyordu. Eğer çıkışın 0V 0) olması istenirse; bu durumda dir. Eğer ve ise; Bu devrelere de çıkartıcı devreler adı verilir. Örnek: 5 3 çıkış işareti verebilecek girişli opamp devresi tasarlayınız. 12

13 5.8. Kaskat Bağlı İşlemsel Yükselteçler Bazen kazancı çok yüksek olan devreler tasarlamak durumunda kalabiliriz. Bu durumlarda birden fazla op amp devresini art arda bağlayarak istenilen kazanç değeri elde edilebilir. Kaskat yapıyı oluşturan her bir op amp devresinin kaançlarının çarpımı toplam kazancı verir. Örnekler: 13