DENEY: 1.1 EVİREN YÜKSELTECİN DC DA ÇALIŞMASININ İNCELENMESİ

Transkript

1 DENEY: 1.1 EVİREN YÜKSELTECİN DC DA ÇALIŞMASININ İNCELENMESİ HAZIRLIK BİLGİLERİ: Şekil 1.1 de işlemsel yükseltecin eviren yükselteç olarak çalışması görülmektedir. İşlemsel yükselteçler iyi bir DC yükseltecidir. Eviren yükselteçte giriş işareti eksi giriş ucundan uygulanır. Giriş ile çıkış işareti arasında 180 faz farkı vardır. Girişten pozitif işaret uygulanırsa çıkıştan kazanç kadar yükseltilmiş negatif işaret alınır. Girişten negatif işaret uygulanırsa çıkıştan yine kazanç kadar yükseltilmiş pozitif işaret alınır. Devrede R1 giriş direnci, RF geri besleme direncidir. İşlemsel yükseltecin eksi giriş ucu (2nolu ayak) ile şase arasındaki gerilim sıfır volttur. Bu durumda; VG= IG.R1 dir. Çıkış için IG-IF olduğundan VÇ=IG.RF=IF.RF yazılabilir. Elektronik devrelerde kazanç her zaman çıkışın girişine oranıdır. VÇ IG. RF RF A (IG ler sadeleştirilir) VG IG. RI RI İşlemsel yükselteç eviren yükselteç olarak kullanılırken giriş çıkış arasında 180 faz farkı olduğu unutulmamalıdır. Örnek olarak giriş gerilimi VG=0,5Volt kazanç A= 20 ise VÇ=-(VG.A)=-(0,5.20)=-10Volt tur. Yine örnek olarak; VG=-0,2Volt İse; VÇ=-(VG.A)=-(0,2.20)=-(-4)=4Volt tur. İşlemsel yükselteçler giriş işareti negatif ya da pozitif olsun çalışırlar. Demek olur ki işlemsel yükselteçler AC da yükselteç olarak kullanılır. AC da çalışırken giriş ve çıkış işaretleri iki kanallı bir osiloskopta incelenirse faz ilişkileri daha kolay görülür. Deney setimizde işlemsel yükselteç deneylerinde kolay matematiksel işlem yapılabilmesi için RF dirençleri 10K, 50K, 100K seçilmiştir. 50K direnç standart değer olmadığından iki adet 100K direnç paralel bağlanarak 50K direnç elde edilmiştir. 1

2 DENEYİN YAPILIŞI: DENEY: 1.1 Devre bağlantılarını resimdeki gibi yapınız. 1- Devreye gücü uygulayınız. 2- Tablo 1 deki VM1 (giriş gerilimi) değerlerini P potansiyometresi ile ayarlayınız. Her basamaktaki VM2 (çıkış gerilimi) değerlerini yazınız? VM1 (Volt) VM2 (Volt) 0,200-0,200 0,400-0,400 0,600-0,600 Tablo 1 3- Çıkış gerilimleri neden negatiftir? 2

3 4- Devrenin gerilim kazancı ne kadardır? NOT: Çıkış işaretinin negatifliğini dikkate almayınız. 5- Eviren yükseltecin kazancı hangi elemanlara bağlıdır? 6- O-A kısa devresini açınız ve O-B yi kısa devre yapınız. Madde 2 deki giriş gerilimlerinde çıkış gerilimlerini tablo 2 ye yazınız. 7- Devrenin kazancını hesaplayınız? VM1 (Volt) VM2 (Volt) 0,200-1,00 0,400-2,00 0,600-3,00 Tablo 2. RF 2 8- A= R 1 oranı kazancı doğruluyor mu hesaplayınız? 9- İşlemsel yükselteç DC yükselteci olarak çalışıyor mu? 10- İşlemsel yükselteç DC yükselteci olarak çalışırsa besleme nasıl olmalıdır? 3

4 DENEY: 1.2 İŞLEMSEL YÜKSELTECİN ÇIKIŞ OFSET AYARININ YAPILMASI HAZIRLIK BİLGİLERİ: İşlemsel yükselteç girişlerine hiçbir işaret uygulanmadığı zaman giriş uçları arası sıfır volt olmalıdır. Pratikte giriş uçlarının bağlı olduğu transistörlerin karakteristik özellikleri birbirinden az da olsa farklılık gösterir ve giriş uçları arasında küçükte olsa bir gerilim oluşur. Bu fark gerilim işlemsel yükseltecin kazancı ile çarpılarak çıkışa iletilir. Bu dengesizlik durumu birçok uygulamada istenmez. Çıkışta oluşan istenmeyen bu gerilime çıkış ofset gerilimi (VÇO) denir. Çıkış ofset gerilimi işlemsel yükseltecin ofset ayaklarına genellikle orta ucu besleme kaynağının eksi kutbuna bağlı bir ayarlı direnç (trimpot) kullanılarak önlenir. Şekil 2.1 de ofset (sıfırlama) ayarının yapılabileceği devre görülmektedir. Giriş uçlarına hiçbir gerilim uygulanmaz ve çıkış uçlarına bağlanan volt metrede VÇ0=0 (Sıfır) görülünceye kadar P ayarlı potansiyometresi ayarlanır. Çıkış ofset gerilimini üç parametre oluşturur. 1- Giriş bias akımı (IB) 2- Giriş ofset akımı (IGO) 3- Giriş ofset gerilimi (VGO) İşlemsel yükselteçler transistör tekniği ile üretilirler. Bu nedenle devrenin çalışmasından ya da ortam sıcaklığının artmasından giriş ofset gerilimi (VGO) artar. Bu artış yaklaşık olarak 1 0 C için 5µVolt tur. 4

5 DENEYİN YAPILIŞI: DENEY: 1.2 Devre bağlantılarını resimdeki gibi yapınız. 1- Devreye gücü uygulayınız. 2- P1 potansiyometresinin orta ucunu üst uca getiriniz. Çıkış ofset gerilimini ölçünüz. VM3= 3- P1 potansiyometresinin orta ucunu alt uca getiriniz. Çıkış ofset gerilimini ölçünüz. VM3= 4- P1 Potansiyometresini ayarlayınız. Çıkış ofset gerilimi sıfır yapınız. Devrenin bu durumunu açıklayınız? 5

6 DENEY: 1.5 EVİREN YÜKSELTECİN AC DA ÇALIŞMASININ İNCELENMESİ NOT: Hazırlık bilgileri deney 1 de verilmiştir. DENEYİN YAPILIŞI: Devre bağlantılarını resimdeki gibi yapınız. 1- Devreye gücü uygulayınız. Fonksiyon jeneratörü çıkışını scop1 de sinüs, frekans 1KHz ve genliği tepeden tepeye Vpp=1Volt a ayarlayınız. 6

7 2- Giriş ve çıkış işaretlerini osiloskopta görünüz. 3- Giriş ve çıkış işaretlerinin genliklerini ölçünüz? Nedenini açıklayınız?. 4- Giriş ve çıkış işaretleri arasındaki faz farkı nasıldır? 5- O-A kısa devresini açınız O-B noktalarını kısa devre yapınız. Devre kazancını ölçünüz? Nedenini açıklayınız?. 6- O-B kısa devresini açınız. O-C noktalarını kısa devre yapınız. Devre kazancını ölçünüz? Nedenini açıklayınız?. 7

8 DENEY: 1.11 EVİRMEYEN YÜKSELTECİN DC DA ÇALIŞMASININ İNCELENMESİ HAZIRLIK BİLGİLERİ: Şekil 11.1 de işlemsel yükseltecin evirmeyen yükselteç olarak çalışması görülmektedir. Evirmeyen yükselteçte giriş işareti pozitif giriş ucundan uygulanır. Giriş ve çıkış işaretleri aynı fazdadır. Girişten uygulanan işaret çıkıştan aynı işaretli devre kazancı kadar yükseltilerek alınır. Devrede R1 giriş direnci, RF geri besleme direncidir. İdeal işlemsel yükselteçte giriş uçlarındaki gerilim şaseye göre aynıdır. VG1 = VG2 dir. Çıkış için IG = IF dir. VG1+VG2 = IG.R1 yazılabilir. VRF= IF.R2= IG.R2 yazılabilir. VÇ = VG1+VRF ya da VÇ = (IG.R1)+(IG.RF) olur. VÇ Kazanç A = dir. VG VÇ ve VG açınımları yazılırsa, A = (IG.R1)+ IG. RF IG. R1 A= IG. R1 IG. RF IG. R1 IG. R1 8

9 A= RF 1 Bulunur. R1 Evirmeyen yükseltecin kazancı formülden görüldüğü gibi, eviren yükseltecin kazancından her zaman 1 (bir) fazladır. Ve her zaman 1 den büyüktür. Örnek olarak şekil 11.1 deki devrede VG=1V, RF=50K, R1=10K olursa çıkış gerilimi; VÇ = VG.A= 1 50K K VÇ = 6Volt bulunur. Yine örnek olarak VG= -1V, RF=100K, R1=10K olursa çıkış gerilimi; VÇ = VG.A= 1 RF 1 100K 1 1. R1 10K VÇ = -1.(1+10)= VÇ = -11Volt bulunur. Görüldüğü gibi çıkış her zaman girişin işaretini taşımaktadır. Evirmeyen yükselteçlerde giriş işareti negatif ya da pozitif olsun çalışır. Demek olur ki evirmeyen yükselteçte AC da yükselteç olarak kullanılır 9

10 DENEYİN YAPILIŞI: DENEY: 1.11 Devre bağlantılarını resimdeki gibi yapınız. 1- Devreye gücü uygulayınız. 2- Tablo 1 deki VM1 (giriş gerilimi) değerlerini P potansiyometresi ile ayarlayınız. Her basamaktaki VM2 (çıkış gerilimi) değerlerini yazınız? VM1 (Volt) VM2 (Volt) 0,200 0,400 0,400 0,800 0,600 1,200 Tablo 1 3- Evirmeyen yükseltecin giriş çıkış işaretleri arasında faz farkı varmıdır? 10

11 4- Devrenin gerilim kazancını hesaplayınız?, 5-1 RF1 A oranı kazancı doğruluyor mu hesaplayınız? R1. 6- O-A kısa devresini açınız ve O-B yi kısa devre yapınız. Madde 2 deki giriş gerilimlerinde çıkış gerilimlerini tablo 2 ye yazınız? VM1 (Volt) VM2 (Volt) 0,200 1,20 0,400 2,40 0,600 3,60 Tablo 2 7- Devrenin kazancını 2.basamak için hesaplayınız? 8- İşlemsel yükselteç DC yükselteç olarak çalışıyor mu?. 9- İşlemsel yükselteç DC yükselteci olarak çalışırsa besleme nasıl olmalıdır? NOT: O-B kısa devresi açılarak O-C kısa devre edilirse aynı işlem basamakları tekrarlanabilir. 11

12 DENEY: 1.12 EVİRMEYEN YÜKSELTECİN AC DA ÇALIŞMASININ İNCELENMESİ NOT: Hazırlık bilgileri deney 1.11 de verilmiştir. DENEYİN YAPILIŞI: Devre bağlantılarını resimdeki gibi yapınız. 1- Devreye gücü uygulayınız. Fonksiyon jeneratörünün çıkışını scop1 de sinüs, frekans 1KHz ve genliği tepeden tepeye Vpp=1Volt a ayarlayınız. 12

13 2- Giriş ve çıkış işaretlerini osiloskopta görünüz. 3- Giriş ve çıkış işaretlerinin genliklerini ölçünüz? Nedenini açıklayınız? 4- Giriş çıkış işaretleri arasında faz farkı nasıldır? 5- O-A kısa devresini açınız ve O-B noktalarını kısa devre yapınız. Devre kazancını ölçünüz? Nedenini açıklayınız? 6- O-B kısa devresini açınız ve O-C noktalarını kısa devre yapınız. Devre kazancını ölçünüz? Nedenini açıklayınız? 13