Bölüm 7 Çok Kalı Yükseleçler DENEY 7-1 RC Kuplajlı Yükseleç DENEYİN AMACI 1. RC kuplajlı yükselecin çalışma prensibini anlamak. 2. RC kuplajlı yükselecin herbir kaının giriş ve çıkış dalga şekillerini ölçmek. GENEL BİLGİLER Çok kalı yükseleçler üç farklı ipedir: 1. RC kuplajlı yükseleç 2. Transformaör kuplajlı yükseleç 3. Doğrudan kuplajlı yükseleç Şekil 7-1-1, iki kalı RC kuplajlı yükseleç devresini gösermekedir. Birinci kaın yükü R3 direncidir ve C2 kondansaörü, birinci kaın çıkış sinyalini, ikinci kaa bağlamak için kullanılmakadır. Şekil 7-1-1 İki kalı RC kuplajlı yükseleç 7-1
Kuplaj Kondansaörünün İşlevi C2 kuplaj kondansaörü DC gerilim için açık devre gibi davranır ve DC bileşenler engellenmiş olur. (X C2 = 1/ (2πfC 2 ) ve f 0 olduğu için X C2 sonsuza yaklaşır). Diğer yandan C2, AC işare için kısa devre gibi davranır, çünkü AC için f daha büyük ve buna uygun olarak X C daha küçükür. C2 kondansaörünün değeri genellikle 2 ~ 50 μf aralığındadır. DC bileşenler bu kondansaörler arafından yalııldığı için, öngerilim devreleri birbirlerinden bağımsız olurlar. Avanajları 1. Bu kuplaj ürü basi ve ucuz olup, küçük hacimli devre elde emeye elverişlidir ve en yaygın kullanılan kuplajlama yönemidir. 2. Bu kuplaj ürünün frekans epkisi mükemmeldir. 3. Bu kuplaj üründe gürülü ve manyeik indüksiyonun sebep olduğu vınlama daha düşükür. Dezavanajları 1. Düşük frekans bölgesindeki kuvvelendirme, kuplaj kondansaörü arafından sınırlanır (Xc = 1/(2πfC) olduğu için, düşük frekansa çok büyük X C, işarein önemli derecede zayıflamasına yol açar). 2. Yük direnci büyük mikarda DC güç ükeeceğinden, bu kuplaj ürü yalnızca düşükgüçe kuvvelendirme yada gerilim kuvvelendirme için uygundur. 3. Bu kuplaj üründe verim düşükür, çünkü biribirini akip eden kalardaki ransisör empedanslarını eşleşirmek kolay değildir. KULLANILACAK ELEMANLAR 1. KL-22001 Temel Elekrik Devresi Laborauarı 2. KL-25004 Çok Kaklı Yükseleç Devre Modülü 3. Osiloskop 7-2
DENEYİN YAPILIŞI 1. KL-25004 modülünü, KL-22001 Temel Elekrik Devreleri Deney Düzeneğinin üzerine koyun ve a bloğunun konumunu belirleyin. 2. Şekil 7-1-2 deki devre ve Şekil 7-1-3 eki bağlanı diyagramı yardımıyla gerekli bağlanıları yapın. Bağlanı kablolarını kullanarak R3 ve R4 poansiyomerelerini devreye bağlayın. KL-22001 Düzeneğindeki sabi 12DC güç kaynağını, KL-25004 modülüne bağlayın. 3. Hem Q1 kollekör gerilimi C1, hem de Q2 kollekör gerilimi C2, CC /2=6 olacak şekilde R3 ve R4'ü ayarlayın. 4. KL-22001 Düzeneğinin üzerindeki Fonksiyon Üreecini kullanarak, IN ucuna 1KHz lik bir sinüzoidal işare uygulayın. OUT1 çıkış ucuna osiloskop bağlayın. 5. Osiloskop ekranında görünülenen çıkış dalga şekli bozulmayacak şekilde, sinüzoidal sinyalin genliğini arırın. 6. Osiloskop kullanarak (AC bağlanıda) IN, B1, C1, B2 ve OUT1 dalga şekillerini ölçün ve Tablo 7-1-1'e kaydedin. 7. # ile işareli klipsi kaldırarak, C3(47μF) ü devreden çıkarın ve 6. adımı ekrarlayın. 8. R4(1MΩ) ü rasgele değişirerek B1, C1, B2 ve OUT1 dalga şekillerinin değişip değişmediğini gözlemleyin. 9. Tablo 7-1-1'de C3 ün bağlı olduğu durumdaki sonuçları kullanarak aşağıdaki değerleri hesaplayın. A 1 = o1 / i1 = C1 / B1 =. A 2 = o2 / i2 = OUT1 / B2 =. A = A v1 x A v2 = OUT1 / B1 =. A vs = OUT1 / IN =. 7-3
C3 bağlı C3 bağlı değil Dalga şekli pp Dalga şekli pp IN IN B1 ( i1 ) B1 ( i1 ) C1 ( o1 ) C1 ( o1 ) B2 ( i2 ) B2 ( i2 ) OUT1 OUT1 Tablo 7-1-1 Şekil 7-1-2 RC kuplajlı yükseleç 7-4
Şekil 7-1-3 Bağlanı diyagramı (KL-25004 blok a) SONUÇLAR İki kalı RC kuplajlı yükseleç aşağıdaki özelliklere sahipir: 1. İkinci kaaki yükselecin DC öngerilimlemesi, birinci kaaki yükselecin DC öngerilimlemesindeki değişimden ekilenmez. 2. Q2'nin emeör by-pass kondansaörü C3, doğrudan ikinci yükselecin gerilim kazancı A 2 'yi belirler. C3 devreden çıkarıldığında, negaif geribesleme oraya çıkığı için A 2 değeri azalır. 3. Alçak frekans bölgesinde, kuplaj kondansaörünün kapasiif reakansı büyük olduğu için, RC kuplajlı yükselecin alçak frekanks epkisi köüdür. 7-5
DENEY 7-2 Doğrudan Kuplajlı Yükseleç DENEYİN AMACI 1. Doğrudan kuplajlı yükselecin çalışma prensibini anlamak. 2. Doğrudan kuplajlı yükselecin herbir kaının giriş ve çıkış dalga şekillerini ölçmek. GENEL BİLGİLER Şekil 7-2-1, İki kalı doğrudan kuplajlı yükseleç devresini gösermekedir. Önde gelen kaın çıkışı, bir sonraki kaın girişine doğrudan bağlanmışır. Şekil 7-2-1 İki kalı doğrudan kuplajlı yükseleç Doğrudan kuplaj yönemi aşağıdaki iki prensibe uymak durumundadır: 1. DC öngerilimleme uyumlu olmalıdır. 2. Birbirini akip eden iki kaın akım yönleri uyumlu olmalıdır. Güç kaynağının gerilimi kararlı olmalıdır. Silisyum ransisörler, düşük sızını akımı ve yüksek kararlılık özelliklerine sahip olduğu için, silisyum ransisörler kullanmak daha uygundur. Aksi akdirde ardışık kalar arasında zincirleme epkimeler meydana gelerek devre bozulabilir. 7-6
Avanajları 1. Kuplaj devresinin kayıplarını azalabilir. 2. L ve C elemanlarının neden olduğu faz kaymasını azalabilir. 3. Bu kuplaj ürü, L (X L ) ve C (X C ) nin ekisi olmadan, al frekansı neredeyse sıfır Hz e kadar uzanan çok geniş bir frekans epkisine sahipir. Bundan dolayı bu devre, DC ye yakın çok düşük frekanslı işareleri kuvvelendirmek için kullanılabilir. Dezavanajları 1. Yükseleçeki ardışık ka sayısı sınırlanmalıdır. Çünkü, sıcaklık değişimine bağlı olarak, herhangi bir kaaki I B değişimi, devrenin amamında önemli ölçüde kararsızlığa neden olur. 2. Seçilen elemanların karakerisik değerleri, mümkün olduğunca doğru olmalıdır. Aksi akdirde kolaylıkla gürülü ve güç zayıflaması oraya çıkar. KULLANILACAK ELEMANLAR 1. KL-22001 Temel Elekrik Devresi Laborauarı 2. KL-25004 Çok Kaklı Yükseleç Devre Modülü 3. Osiloskop DENEYİN YAPILIŞI 1. KL-25004 modülünü, KL-22001 Temel Elekrik Devreleri Deney Düzeneğinin üzerine koyun ve a bloğunun konumunu belirleyin. Şekil 7-2-2 deki devre ve Şekil 7-2-3 eki bağlanı diyagramı yardımıyla gerekli bağlanıları yapın. Bağlanı kablolarını kullanarak R4 poansiyomeresini devreye bağlayın. KL-22001 Düzeneğindeki sabi 12DC güç kaynağını, KL-25004 modülüne bağlayın. 2. Q1 kollekör gerilimi C1 = CC /2=6 olacak şekilde R4(1MΩ)'ü ayarlayın. BE1 = ve BE2 = dc gerilimlerini ölçün ve kaydedin. 3. KL-22001 Düzeneğinin üzerindeki Fonksiyon Üreecini kullanarak, IN ucuna 1KHz lik bir sinüzoidal işare uygulayın. OUT1 çıkış ucuna osiloskop bağlayın. 7-7
4. Osiloskop ekranında görünülenen çıkış dalga şekli bozulmayacak şekilde, sinüzoidal sinyalin genliğini arırın. 5. Osiloskop kullanarak (AC bağlanıda) B1, C1, B2 ve C2 ( OUT1 ) dalga şekillerini ölçün ve Tablo 7-2-1'e kaydedin. 6. # ile işareli klipsi kaldırarak, C3(47μF) ü devreden çıkarın ve 5. adımı ekrarlayın. 7. C3(47µF) ü ekrar bağlayın ve R4(1MΩ) ü rasgele değişirerek B1, C1, B2 ve C2 ( OUT1 ) dalga şekillerinin değişip değişmediğini gözlemleyin. 8. Tablo 7-2-1'de C3 ün bağlı olduğu durumdaki sonuçları kullanarak aşağıdaki değerleri hesaplayın. A 1 = o1 / i1 = C1 / B1 =. A 2 = o2 / i2 = OUT1 / B2 =. A = A v1 x A v2 = OUT1 / B1 =. A vs = OUT1 / IN =. 9. R4(1MΩ) ü normal konumuna ayarlayın ( C1 = CC /2=6). Giriş sinyalinin frekansını, Tablo 7-2-2'de liselendiği gibi, 1Hz ile 20KHz arasında ayarlayın ve OUT1 ucundan her frekansa karşılık gelen çıkış gerilimini ölçün. A /A O (A O, çıkışın maksimum olduğu Av değeridir) değerlerini hesaplayarak Tablo 7-2-2'yi amamlayın. 10. Tablo 7-2-2'deki sonuçları kullanarak, Tablo 7-2-3'eki frekans epkesi eğrisini çizin. 7-8
C3 bağlı C3 bağlı değil Dalga şekli pp Dalga şekli pp IN IN B1 ( i1 ) B1 ( i1 ) C1 ( o1 ) C1 ( o1 ) OUT1 OUT1 Tablo 7-2-1 Frekans 1Hz 10Hz 100Hz 500Hz 1KHz 5KHz 10KHz 20KHz Kazanç Av/Avo Tablo 7-2-2 7-9
Tablo 7-2-3 Frekans epkesi eğrisi Şekil 7-2-2 Şekil 7-2-3 Bağlanı diyagramı (KL-25004 blok a) 7-10
SONUÇLAR İki kalı doğrudan kuplajlı yükseleç aşağıdaki özelliklere sahipir: 1. İkinci ka yükselecin DC öngerilimlemesi, birinci ka yükselecin DC öngerilimlemesindeki değişimden doğrudan ekilenir. 2. Q2'nin emeör by-pass kondansaörü C3, doğrudan ikinci yükselecin gerilim kazancı A 2 'yi belirler. C3 devreden çıkarıldığında, negaif geribesleme oraya çıkığı için A 2 değeri azalır. 3. Doğrudan kuplajlı yükseleç frekanks cevabı çok iyidir. 7-11
DENEY 7-3 Transformaör Kuplajlı Yükseleç DENEYİN AMACI 1. Transformaör kuplajlı yükselecin çalışma prensibini anlamak. 2. Transformaör kuplajlı yükselecin herbir kaının giriş ve çıkış dalga şekillerini ölçmek. GENEL BİLGİLER Şekil 7-3-1'de göserildiği gibi ransformaör, iki kaın DC öngerilimlerini yalımak için kullanılırken, aynı zamanda sinyal akarıcı ve empedans uydurucu olarak da görev yapar. Şekil 7-3-1 Transformaör kuplajlı yükseleç Transformaörün emel karakerisikleri Şekil 7-3-2 de göserilmişir. 1. 1 / 2 = N 1 / N 2 2. I 2 / I 1 = N 2 / N 1 3. Z 1 / Z 2 = (N 1 / N 2 ) 2 7-12
Burada N 2 /N 1, ransformaörün sarım sayısı oranı, 2 / 1 gerilim oranı, I 1 /I 2 akım oranıdır. Şekil 7-3-2 Transformaör Avanajları 1. Bu kuplaj üründe empedansları denkleşirmek kolaydır ve gerilim arırıcı veya gerilim düşürücü olaraka görev yapabilir. 2. Bu kuplaj ürü, yüksek verim ve yüksek güç özelliklerine sahipir. 3. Bu kuplaj üründe, ardışık iki kaın DC gerilim ekileşimlerini oradan kaldırmak kolaydır. Dezavanajları 1. Çıkış ransformaörü kullanıldığı için, RC kuplajlı yükselece göre daha fazla yer kaplar. 2. Çıkış ransformaörünün endükif bir eleman olması ve bobinler arasında kondansaör bulunması nedeniyle frekans epkisi zayıfır. 3. RC kuplajlı yükselece göre daha pahalıdır. KULLANILACAK ELEMANLAR 1. KL-22001 Temel Elekrik Devresi Laborauarı 2. KL-25004 Çok Kaklı Yükseleç Devre Modülü 3. Osiloskop 4. Mulimere 7-13
DENEYİN YAPILIŞI 1. KL-25004 modülünü, KL-22001 Temel Elekrik Devreleri Deney Düzeneğinin üzerine koyun ve c bloğunun konumunu belirleyin. Şekil 7-3-3 eki devre ve Şekil 7-3-4 eki bağlanı diyagramı yardımıyla gerekli bağlanıları yapın. KL-22001 Düzeneğindeki sabi 12DC güç kaynağını, KL-25004 modülüne bağlayın. 2. KL-22001 Düzeneğinin üzerindeki Fonksiyon Üreecini kullanarak, IN ucuna 500Hz lik bir sinüzoidal işare uygulayın. OUT çıkış ucuna (TP3-TP4) osiloskop bağlayın. TP3 ile TP4 arasına 8Ω luk yük direnci (yapay yük) se üzerinde hazır olarak bağlıdır. 3. Osiloskop ekranında görünülenen çıkış dalga şekli bozulmayacak şekilde, sinüzoidal sinyalin genliğini arırın. IN giriş gerilimi ve OUT çıkış gerilimi dalga şekillerini ölçün ve Tablo 7-3-1'e kaydedin. 4. Aşağıdaki denklemi kullanarak maksimum çıkış gücünü hesaplayın. Pou = 2 OUT ( p p) 8 R L =., where R L = 8Ω. 5. Giriş sinyalinin frekansını, Tablo 7-3-2'de liselendiği gibi, 1Hz ile 20KHz arasında ayarlayın ve OUT ucundan her frekansa karşılık gelen çıkış gerilimini ölçün. A /A O (A O, çıkışın maksimum olduğu Av değeridir) değerlerini hesaplayarak Tablo 7-3-2'yi amamlayın. 6. Tablo 7-3-2'deki sonuçları kullanarak, Tablo 7-3-3'eki frekans epkesi eğrisini çizin. 7-14
Dalga şekli pp IN OUT Tablo 7-3-1 Frekans 1Hz 10Hz 100Hz 500Hz 1KHz 5KHz 10KHz 20KHz Kazanç Av/Avo Tablo 7-3-2 Tablo 7-3-3 7-15
Şekil 7-3-3 Transformaör kuplajlı yükseleç Şekil 7-3-4 Bağlanı diyagramı (KL-25004 blok c) 7-16
SONUÇLAR Transformaör kuplajlı yükseleç aşağıdaki özelliklere sahipir: 1. Transformaör kullanıldığı için kalar arasında empedans uydurmak kolaydır. 2. Transformaör kuplajlı yükselecin frekans cevabı zayıfır. 7-17
DENEY 7-4 Çif-Uçlu Push-Pull Yükseleç DENEYİN AMACI 1. Çif-uçlu push-pull yükselecin çalışma prensibini anlamak. 2. Çif-uçlu push-pull yükselecin giriş ve çıkış dalga şekillerini ölçmek. GENEL BİLGİLER Yükseleç ve Kazanç Şekil 7-4-1, bir yükseleç siseminin blok diyagramını gösermekedir. GİRİŞ Giriş sinyal dönüşürücü Küçük sinyal yükseleci Büyük sinyal yükseleci Çıkış sinyal dönüşürücü ÇIKIŞ Şekil 7-4-1 Bir yükseleç siseminin blok diyagramı Giriş sinyal dönüşürücü, fiziksel sinyali (ses...) elekriksel sinyale çevirir. Küçük sinyal yükseleci, giriş sinyali için uygun doğrusal güç kuvvelendirmesi sağlar ve gerilim kazancını arırır. Büyük sinyal yükseleci ise, çıkış aygılarını sürmek amacıyla, küçük sinyal yükselecin çıkışı için güç kuvvelendirmesi sağlar. Çıkış sinyal dönüşürücü, büyük sinyal yükselecinin çıkışındaki sinyali, çıkış aygıının empedansı ile uyumlu hale geirir. Büyük sinyal yükseleci aynı zamanda güç yada akım yükseleci olaraka adlandırılır. Bu yükseleç ile ilgili değerlendirmeler çoğunlukla güç verimliliği, maksimum güç kapasiesi ve çıkış empedans eşlemesi hakkındadır. Yükseleç Kazancı: Yükselme fakörü, çıkış sinyalinin giriş sinyaline oranıdır. 1. A (gerilim kazancı): Çıkış geriliminin giriş gerilimine oranıdır. A = O / İ 2. A İ (akım kazancı): Çıkış akımının giriş akımına oranıdır. A İ = I O /I İ 7-18
3. Ap (güç kazancı): Çıkış gücünün giriş gücüne oranıdır. Po Eo Io Ap = = = Av Ai Pi Ei Ii Desibel: Desibel, kulağın sese karşı hassasiyeini beliren logarimik bir ölçüdür ve db ile göserilir. 1. 0 db : 600Ω luk yük üzerinde ükeilen güç 1mW iken, uygulanan gerilimin 0.77olmasına karşılık gelir. 2. 3. 4. Ap db = 10log10 Av db = 20log10 Ai db = 20log10 Po Pi o i Io Ii 5. dbm : 600Ω luk direnç referans yük ve 1mW lık güç referans seviye olarak kullanıldığında hesaplanan db değeri Kaska sisemin kazancı ve db i: Şekil 7-4-2 Kaska sisem 1. Kaska sisemin oplam kazancı (1) A T =A 1 A 2.. (4) A T db = A 1 db + A 2 db +. (2) A IT =A I1 A I2. (5) A IT db = A I1 db + A I2 db +. (3) A PT =A P1 A P2... (6) A PT db = A P1 db + A P2 db +. 2. db değerinin poziif olması, devrenin kazanç yada yükselme sağladığı, negaif olması ise zayıflaıcı olarak çalışığı anlamına gelir. Örnek: log1=0, log2=0.3, log3=0.477, log10=1 7-19
1 Av = 2 Av db = 20log Av = = 0 6 = 6dB 1 20log 2 = 20 log1 20log 2 A = 0.707 = 20log 0.707 = -3dB Yükselecin Frekans Tepkisi Yükselecin kazancı için, referans olarak ora frekans bölgesi kullanılırken, düşük yada yüksek frekanslarda kazanç değeri düşer. Düşük frekanslar, örneğin RC kuplajlı yükseleç için, kuplaj kondansaöründen ekilenecekir (çünkü X C = 1/2πfC, f Xc ); yükselme, giriş kondansaörü ve yüke paralel olan ransisörün dağıım kondansaöründen ekilenir (f Xc ) ve kazanç azalır. Frekans epkisi Şekil 7-4-3'e örnek olarak göserilmişir. Şekil 7-4-3 Frekans epkisi Ora frekans bölgesindeki kazanç, 1 (0dB) olarak ayarlanırsa, A nin 0.707 olduğu (F L, F H ) nokaları yarım güç nokaları olarak adlandırılır. F L : al 3-dB frekansı yada al kesim frekansı olarak ifade edilir. F H : üs 3-dB frekansı yada üs kesim frekansı olarak ifade edilir. BW (Ban genişliği) : BW=F H F L Büyük Sinyal Yükseleci Öngerilimlemenin durumuna bağlı olarak güç yükseleçleri A Sınıfı, AB Sınıfı, B Sınıfı ve C Sınıfı olarak sınıflandırılırlar. Ayrıca, sürme kapasiesini arırmak için push-pull yükseleçler asarlanmışır. Aşağıda bu dör ip yükseleç için bir karşılaşırma verilmişir: 7-20
A Sınıfı B sınıfı AB Sınıfı C sınıfı Çalışma Nokasının Konumu 1. Öngerilimleme doğrusal bölgededir ve giriş işarei salınımı da aynı zamanda doğrusal bölgede yer alır. 2. Çalışma nokası yük doğrusunun ora nokasıdır. Avanajları 1. Yükselme ek bir ransisörle gerçekleşirilebilir. 2. En düşük gürülü seviyesine sahipir. Dezavanajları 1. erim en düşükür (%25). 2. Harmonik bozulmayı engelleyemez. 3. Sükune nokasında çok fazla güç ükeir. 4. Büyük güç yükselmesi için elverişli değildir. Uygulama Alanı - Düşük güçler için yükselme Çalışma Nokasının Konumu 1. Doğrusal bölgeyle kesim bölgesinin kesişimindedir ve giriş işarei salınımının bir yarısı doğrusal bölgede diğer yarısı kesim bölgesindedir. 2. Çalışma nokası kesim nokasındadır (çıkış kolekör akımı poziif çevrimde mevcuur). Avanajları 1. Harmonik bozulmayı engellenebilir. 2. Büyük güç yükselmesi gerçekleşirilebilir. 3. erim daha yüksekir (%78.5). 4. Sükune nokasında güç ükeimi yokur. Dezavanajları 1. Kuvvelendirme sadece amamlayıcı konfigürasyonla elde edilebilir. 2. Geçiş bozulması mevcuur. Uygulama Alanı - Büyük güçler için yükselme Çalışma Nokasının Konumu Çalışma nokası yük doğrusuyla kesim nokası arasındadır. Avanajları Push-pull yükselme için B Sınıfının yerine kullanılabilir ve geçiş bozulması problemini oradan kaldırır. Dezavanajları 1. erim B Sınıfına göre biraz düşükür (%70). 2. Sükune nokasında küçük bir akım meydana gelir. Uygulama Alanı - Büyük güçler için yükselme Çalışma Nokasının Konumu Çalışma nokası, kesim nokasının alındadır. Avanajları En yüksek verime sahipir (%78.5 dan fazla) Dezavanajları Bozulma en yüksek merebededir. Uygulama Alanı - LC salınım vericisi, Harmonik üreeci. 7-21
Bozulmalar, doğrusal olmayan bozulma, frekans bozulması ve gecikme (faz) bozulması olarak sınıflandırılabilir. 1. Doğrusal olmayan bozulma (genlik bozulması): Çalışma nokası doğrusal bölgede yer almaz ve bunun sonucunda çıkış, asıl işarein yanında harmonik bileşenlerini de içerir. Örneğin 1KHz lik asıl işare, 2KHz ve 3KHz lik harmonik işareler üreebilir. Şekil 7-4-4 e göserilen bu bozulmaya harmonik bozulma da denir. (a) Normal dalga şekli (b) Harmonik bileşenlere sahip dalga şekli Şekil 7-4-4 Harmonik bozulma 2. Frekans Bozulması: Yükselecin farklı frekanslara karşılık, farklı yükselme kasayılarına sahip olması durumunda oraya çıkar. 3. Gecikme Bozulması (faz bozulması): Yükselecin farklı frekanslara karşılık, farklı faz kaymalarına sahip olması durumunda oraya çıkar. Push-pull Yükseleç Yükseleç devresinde daha yüksek çıkış gücü gerekliyse, genellikle çıkış kaında push-pull yükseleç olarak birlike çalışmak üzere iki ade ranzisör kullanılır. Pushpull yükseleçler, ek-uçlu push-pull yükseleç ve çif uçlu push-pull yükseleç olarak ikiye ayrılırlar. 7-22
Çif-uçlu push-pull yükseleç Şekil 7-4-5 e göserildiği gibi emel push-pull yükseleç devresi, giriş ransformaörü, çıkış ransformaörü ve iki ade ranzisörden meydana gelmişir. Giriş ransformaörü, Şekil 7-4-6 da göserildiği gibi, giriş işareini eşi büyüklüke faka ers fazda iki işaree bölen bir faz bölücü olarak görev yapmakadır. (a) Giriş işareinin poziif alernansındaki çalışma durumu (b) Giriş işareinin negaif alernansındaki çalışma durumu Şekil 7-4-5 Temel çif-uçlu push-pull yükseleç devresi Şekil 7-4-6 Faz bölücü olarak kullanılan merkez uçlu ransformaör 7-23
Şekil 7-4-5(a) da göserildiği gibi, giriş işareinin poziif alernansı, push-pull yükselecinin Q1 ransisörü arafından yükselilir. Şekil 7-4-5(b) de göserildiği gibi, giriş işareinin negaif alernansı ise, push-pull yükselecinin Q2 ransisörü arafından kuvvelendirilir. Q1 in I C1 akımı ve Q2 nin I C2 akımı çıkış ransformaörü arafından birleşirilir. Giriş sinyalinin iki alernansının, sırasıyla Q1 ve Q2 arafından yükselilmesine karşın, yükü besleyen sinyal hala in ile oranılı olan AC sinyalin amamıdır. Şekil 7-4-7 de, push-pull yükselecin çıkış akım ve gerilim dalga şekilleri göserilmişir. Transisörün geçiş eğrisi ise Şekil 7-4-8(a) da göserilmişir. kollekör akımı kollekör akımı Ic1 ve Ic2 nin bileşik akımı kollekör gerilimi kollekör gerilimi Şekil 7-4-7 Çıkış gerilimi ve çıkış akımı dalga şekilleri Transisöre öngerilim uygulanmazsa veya uygulanan öngerilim Ic 0 olacak kadar küçükse ransisör, geçiş eğrisinin eğrilik bölgesinde çalışır. Şekil 7-4-5 e göserilen çif uçlu push-pull yükselecin, Q1 ve Q2 ransisörlerine öngerilim uygulanmadığı durumda, bileşik geçiş eğrisi Şekil 7-4-8(b) de göserildiği gibi olur. Giriş sinyali uygulandığında, çıkış dalga şeklinin poziif ve negaif çevrimlerinin kesişiminde, geçiş bozulması adı verilen bozulma meydana gelir. 7-24
(a) Transisörün geçiş eğrisi (b) Bileşik geçiş eğrisi (c) in 'e karşılık gelen I C akımında oraya çıkan geçiş bozulması Şekil 7-4-8 B sınıfı push-pull yükselecinde meydana gelen geçiş bozulması Geçiş bozulmasını engellemek için, Q1 ve Q2 ransisörlerine, Şekil 7-4-9 da göserildiği gibi, bu ransisörler geçiş eğrisinin doğrusala yakın bölgesinde çalışacak şekilde, uygun öngerilim uygulanmalıdır. Q1 ve Q2 ransisörlerine AB Sınıfı öngerilimleme uygulanırsa, B Sınıfı push-pull yükseleçe oraya çıkan geçiş bozulması oradan kaldırılmış olur. 7-25
(a) Q1 ve Q2 yi push-pull olarak kullanan bileşik geçiş eğrisi (b) i ye karşılık gelen I C akımında geçiş bozulması meydana gelmemişir Şekil 7-4-9 AB Sınıfı push-pull yükselecin çalışması Çif-uçlu push-pull yükseleç için öngerilim düzenlemesi Transisör için yaygın olarak kullanılan iki farklı öngerilimleme yönemi Şekil 7-4-10 da göserilmişir. Şekil 7-4-10(a) daki devre, ransisöre öngerilim sağlamak için, R2 direnci üzerinde düşen gerilimden yararlanır. Sıcaklık kompanzasyonu için, negaif sıcaklık kasayılı bir ermisör, R2 direnci ile paralel olarak bağlanmışır. Q1 ve Q2 nin sıcaklığı ararsa, sıcaklıkla birlike Ic akımı da arar ve bu durum çalışma nokasının kaymasına neden olur. Bu durumda ermisörün direnç değeri azalacağı için, Q1 ve Q2 nin ileri öngerilimi azalır ve ransisörün sükune akımı sıcaklıkla birlike armamış olur. 7-26
Şekil 7-4-10(b) de göserilen devre, ransisöre öngerilim sağlamak için diyo üzerindeki gerilim düşümünden yararlanır. PN jonksiyon diyodu ile BE leri PN jonksiyonundan oluşan Q1 ve Q2 ransisörleri arasındaki benzerlik sebebiyle, sıcaklık arığı zaman, D, BE ve C gerilimleri azalır ve böylece I C akımı armaz. R e üzerindeki akım negaif geri beslemesi, sıcaklık arışı ve buna bağlı I C arışının neden olduğu ısıl döngüden, ransisörün hasar görmesini engeller. (I sıcaklık I sıcaklık ). (a) R2 nin gerilimiyle öngerilimleme (b) Diyo ile sağlanan öngerilimleme Şekil 7-4-10 Çif-uçlu push-pull yükseleç Çif-uçlu push-pull yükselecin avanajları ve dezavanajları Çif-uçlu push-pull yükseleçe iki ade ransformaör kullanıldığı için frekans epkisi köüdür, bozulma fazladır, hacmi büyük ve ağırlığı fazladır. Bununla birlike, daha küçük CC güç kaynağı ile yüksek güçe çıkış elde emek kolaydır. Bu yüzden çif-uçlu push-pull yükseleçler seyyar megafonlarda yaygın şekilde kullanılır. KULLANILACAK ELEMANLAR 1. KL-22001 Temel Elekrik Devresi Laborauarı 2. KL-25004 Çok Kaklı Yükseleç Devre Modülü 3. Osiloskop 4. Mulimere 7-27
DENEYİN YAPILIŞI 1. KL-25004 modülünü, KL-22001 Temel Elekrik Devreleri Deney Düzeneğinin üzerine koyun ve b bloğunun konumunu belirleyin. Şekil 7-4-11 deki devre ve Şekil 7-4-12 deki bağlanı diyagramı yardımıyla gerekli bağlanıları yapın. Bağlanı kablolarını kullanarak R1 i devreye ve 8Ω/1W lık bir direnci (R20), OUT uçları arasına paralel olarak bağlayın. KL-22001 Düzeneğindeki sabi 12DC güç kaynağını, KL-25004 modülüne bağlayın. 2. Q5'in kollekör-emiör gerilimi CE = CC /2=6 olacak şekilde R15(20KΩ) i ayarlayın. Aynı anda, ampermere yardımıyla kollekör akımındaki değişimi gözlemleyin. 3. Ampermere kullanarak push-pull yükselecin sükunu akımı 10mA olacak şekilde R1(1KΩ) i ayarlayın. 4. KL-22001 Düzeneğinin üzerindeki Fonksiyon Üreecini kullanarak, IN ucuna 500Hz lik bir sinüzoidal işare uygulayın. OUT çıkış ucuna (TP8-TP9) osiloskop bağlayın. 5. Osiloskop ekranında görünülenen çıkış dalga şekli bozulmayacak şekilde, sinüzoidal sinyalin genliğini arırın. IN giriş gerilimi ve OUT çıkış gerilimi dalga şekillerini ölçün ve Tablo 7-3-1'e kaydedin. 6. Osiloskop kullanarak, IN, B5, C5, B6 ve OUT dalga şekillerini ölçün ve Tablo 7-4-1'e kaydedin. 7. Aşağıdaki denklemi kullanarak maksimum çıkış gücünü hesaplayın. Pou = 2 OUT ( p p) 8 R L =., where R L = 8Ω. 8. R1(1KΩ) i 0Ω değerine ayarlayın ve OUT dalga şeklinde geçiş bozulması oluşup oluşmadığını gözlemleyin. 7-28
Tablo 7-4-1 7-29
Şekil 7-4-11 Şekil 7-4-12 Bağlanı diyagramı (KL-25004 block b) SONUÇLAR Çif-uçlu push-pull yükseleç aşağıdaki özelliklere sahipir: 1. Transformaör kullanıldığı için kalar arasındaki empedans uyumluluğunu sağlamak kolaydır. 2. Çif-uçlu push-pull yükselecin frekans epkisi köüdür. 3. Yeersiz öngerilimleme durumunda geçiş bozulması meydana gelir. 4. Aynı güç kaynağı kullanılması durumunda, ransformaör kuplajlı yükselecin iki kaı çıkış gücü verir. 7-30