BÖLÜM XII BODE DİYAGRAMI

Benzer belgeler
Direnç(330Ω), bobin(1mh), sığa(100nf), fonksiyon generatör, multimetre, breadboard, osiloskop. Teorik Bilgi

4. Sunum: AC Kalıcı Durum Analizi. Kaynak: Temel Mühendislik Devre Analizi, J. David IRWIN-R. Mark NELMS, Nobel Akademik Yayıncılık

Otomatik Kontrol (Doğrusal sistemlerde Kararlılık Kriterleri) - Ders sorumlusu: Doç.Dr.HilmiKuşçu

Devre Teorisi Ders Notu Dr. Nurettin ACIR ve Dr. Engin Cemal MENGÜÇ

Frekans Analiz Yöntemleri I Bode Eğrileri


TRANSİSTÖRLÜ YÜKSELTEÇLERDE GERİBESLEME

Sistem Dinamiği. Bölüm 9- Frekans Domeninde Sistem Analizi. Doç.Dr. Erhan AKDOĞAN

DENEY 5: FREKANS CEVABI VE BODE GRAFİĞİ

YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ANALOG ELEKTRONİK DENEY RAPORU

Devre Teorisi Ders Notu Dr. Nurettin ACIR ve Dr. Engin Cemal MENGÜÇ

Analog Alçak Geçiren Filtre Karakteristikleri

Ayrık zamanlı sinyaller için de ayrık zamanlı Fourier dönüşümleri kullanılmatadır.

İleri leri Kompanzasyon

Enerji Sistemleri Mühendisliği

FREKANS CEVABI YÖNTEMLERİ FREKANS ALANI CEVABI VEYA SİNUSOİDAL GİRİŞ CEVABI

İleri Diferansiyel Denklemler

10. Sunum: Laplace Dönüşümünün Devre Analizine Uygulanması

DENEY 5. Pasif Filtreler

DENEY-4. Transistörlü Yükselteçlerin Frekans Analizi

Deney 5 : Ayrık Filtre Tasarımı. Prof. Dr. Aydın Akan Bahattin Karakaya Umut Gündoğdu Yeşim Hekim Tanç

EEM 307 Güç Elektroniği

ÜNİTE. MATEMATİK-1 Yrd.Doç.Dr.Ömer TARAKÇI İÇİNDEKİLER HEDEFLER DOĞRULAR VE PARABOLLER

TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü ELE 301 Kontrol Sistemleri I.

İşaret ve Sistemler. Ders 2: Spektral Analize Giriş

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü ELK 2008 DEVRELER II LABORATUARI

EEM 202 DENEY 9 Ad&Soyad: No: RC DEVRELERİ-II DEĞİŞKEN BİR FREKANSTA RC DEVRELERİ (FİLTRELER)

BÖLÜM VIII SERİ VE PARALEL REZONANS

Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü

Ders İçerik Bilgisi. Karmaşık Sistemlerin Tek Bir Transfer Fonksiyonuna İndirgenmesi

2 SABİT HIZLI DOĞRUSAL HAREKET

Bölüm 3 AC Devreler. 1. AC devrede, seri RC ağının karakteristiklerini anlamak. 2. Kapasitif reaktans, empedans ve faz açısı kavramlarını anlamak.

EEM 202 DENEY 8 RC DEVRELERİ-I SABİT BİR FREKANSTA RC DEVRELERİ

Dizi Antenler. Özdeş anten elemanlarından oluşan bir dizi antenin ışıma diyagramını belirleyen faktörler şunlardır.

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

AC DEVRELERDE BOBİNLER

ADIYAMAN ÜNĠVERSĠTESĠ MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ ELEKTRĠK-ELEKTRONĠK MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ DEVRE ANALĠZĠ LABORATUVARI-II DENEY RAPORU

Cebirsel Fonksiyonlar

DENEY FÖYÜ 7: Seri ve Paralel Rezonans Devreleri

İşaret ve Sistemler. Ders 3: Periyodik İşaretlerin Frekans Spektrumu

Parametrik doğru denklemleri 1

DENEY 2 SABİT İVME İLE DÜZGÜN DOĞRUSAL HAREKET VE DÜZLEMDE HAREKET

GRAFİK ÇİZİMİ VE UYGULAMALARI 2

BÖLÜM I GİRİŞ (1.1) y(t) veya y(x) T veya λ. a t veya x. Şekil 1.1 Dalga. a genlik, T peryod (veya λ dalga boyu)

MAT 103 ANALİTİK GEOMETRİ I FİNAL ÇALIŞMA SORULARI

BÖLÜM IV SİNÜZOİDAL KARARLI-DURUM (STEADY-STATE) ANALİZİ

Grafik kağıtları. Daha önce değinildiği gibi, grafik, bağımlı ve bağımsız değişkenler arasındaki ilişkiyi gösteren bir araçtır.

Bölüm 9 KÖK-YER EĞRİLERİ YÖNTEMİ

Tanım: Kök yer eğrisi sistem parametrelerinin değişimi ile sistemin kapalı döngü köklerinin s düzlemindeki yerini gösteren grafiktir.

BÖLÜM 4 FREKANS DAĞILIMLARININ GRAFİKLE GÖSTERİLMESİ

8. Sunum: Değişken Frekanslı Devrelerin Performansı. Kaynak: Temel Mühendislik Devre Analizi, J. David IRWIN-R. Mark NELMS, Nobel Akademik Yayıncılık

DÜZCE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ TEMEL HABERLEŞME SİSTEMLERİ TEORİK VE UYGULAMA LABORATUVARI 3.

BÖLÜM 2 İKİNCİ DERECEDEN FİLTRELER

SAYISAL İŞARET İŞLEME LABORATUARI LAB 5: SONSUZ DÜRTÜ YANITLI (IIR) FİLTRELER

Elemanlardaki İç Kuvvetler

DENEY 10: SERİ RLC DEVRESİNİN ANALİZİ VE REZONANS

RF MİKROELEKTRONİK GÜRÜLTÜ

H(s) B(s) V (s) Yer Kök Eğrileri. Şekil13. V s R s = K H s. B s =1için. 1 K H s

ÖSS MATEMATİK TÜREV FASİKÜLÜ

d) x - y = 0 e) 5x -3y = 0 f) 4x -2y = 0 g) 2x +5y = 0

Ders #2. Otomatik Kontrol. Laplas Dönüşümü. Prof.Dr.Galip Cansever

Ders # Otomatik Kontrol. Kök Yer Eğrileri. Prof.Dr.Galip Cansever. Otomatik Kontrol. Prof.Dr.Galip Cansever

Elektrik Makinaları I

BÖLÜM V SİNÜZOİDAL KARARLI DURUM GÜÇ HESAPLARI

ANALOG FİLTRELEME DENEYİ

DENEY 2 SABİT İVME İLE DÜZGÜN DOĞRUSAL HAREKET VE DÜZLEMDE HAREKET

KISIM 1 ELEKTRONİK DEVRELER (ANALİZ TASARIM - PROBLEM)

Şeklinde ifade edilir. Çift yan bant modülasyonlu işaret ise aşağıdaki biçimdedir. ile çarpılırsa frekans alanında bu sinyal w o kadar kayar.

Alternatif Akım; Zaman içerisinde yönü ve şiddeti belli bir düzen içerisinde değişen akıma alternatif akım denir.

DENEY 3. Maksimum Güç Transferi

Devre Teorisi Ders Notu Dr. Nurettin ACIR ve Dr. Engin Cemal MENGÜÇ

ELM 331 ELEKTRONİK II LABORATUAR DENEY FÖYÜ

DENEY 7 DALGALI GERİLİM ÖLÇÜMLERİ - OSİLOSKOP

OTOMATİK KONTROL SİSTEMLERİ BLOK DİYAGRAM İNDİRGEME KURALLARI

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

İzostatik Sistemlerin Hareketli Yüklere Göre Hesabı

TİTREŞİM VE DALGALAR BÖLÜM PERİYODİK HAREKET

ADIYAMAN ÜNĠVERSĠTESĠ MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ ELEKTRĠK-ELEKTRONĠK MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ DEVRE ANALĠZĠ LABORATUVARI-II DENEY RAPORU

BOYKESİT Boykesit Tanımı ve Elemanları

DERSİN ADI: MATEMATİK II MAT II (12) KUTUPSAL KOORDİNATLAR VE UYGULAMALARI 1. KUTUPSAL KOORDİNATLAR 2. EĞRİ ÇİZİMLERİ

Doç. Dr. Sabri KAYA Erciyes Üni. Müh. Fak. Elektrik-Elektronik Müh. Bölümü. Ders içeriği

DOĞRUSAL DENKLEMLER VE KOORDİNAT SİSTEMİ

İÇİNDEKİLER ÖNSÖZ Bölüm 1 KÜMELER Bölüm 2 SAYILAR

Mukavemet-II. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Matematikte karşılaştığınız güçlükler için endişe etmeyin. Emin olun benim karşılaştıklarım sizinkilerden daha büyüktür.

Bölüm 3. Tek Serbestlik Dereceli Sistemlerin Zorlanmamış Titreşimi

Doç. Dr. Sabri KAYA Erciyes Üni. Müh. Fak. Elektrik-Elektronik Müh. Bölümü. Ders içeriği

Taşkın, Çetin, Abdullayeva

DENEYİN AMACI Akım uygulanan dairesel iletken bir telin manyetik alanı ölçülerek Biot-Savart kanunu

Matematik 1 - Alıştırma 1. i) 2(3x + 5) + 2 = 3(x + 6) 3 j) 8 + 4(2x + 1) = 5(x + 3) + 3

ADIYAMAN ÜNĠVERSĠTESĠ MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ ELEKTRĠK-ELEKTRONĠK MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ DEVRE ANALĠZĠ LABORATUVARI-II DENEY RAPORU

ALTERNATİF AKIMIN DENKLEMİ

BURULMA DENEYİ 2. TANIMLAMALAR:

İşaret ve Sistemler. Ders 1: Giriş

DENEY 3. Maksimum Güç Transferi

6. DENEY Alternatif Akım Kaynağı ve Osiloskop Cihazlarının Kullanımı

KirişlerdeİçKuvvetler Normal Kuvvet, KesmeKuvveti vemoment Diyagramları

REZONANS DEVRELERİ. Seri rezonans devreleri bir bobinle bir kondansatörün seri bağlanmasından elde edilir. RL C Rc

ALTERNATİF AKIMIN TEMEL ESASLARI

DENEY 1-1 AC Gerilim Ölçümü

Transkript:

BÖLÜM XII BODE DİYAGRAMI Daha önceden de belirtiğimiz gibi bir devrenin davranışı analiz edilirken frekans cevabı çok önemli bir araçtır. Sinüzoidal kaynağın frekansının değişimi devre karakteristiğini doğrudan etkilediğinden, transfer fonksiyonunun değişen frekansa göre analiz edilmesi gerekmektedir. Bode diyagramı, devrenin frekans cevabı hakkında bilgi veren grafiksel bir tekniktir. Bu yöntem sayesinde, H ( jw ) nın frekansa göre genlik H( jw ) ve fazının ( w) değişimini inceleyebiliriz. Bode diyagramı çizilirken H () s in sıfır ve kutupları dikkate alınır.

2. Bode Diyagramı: Reel, Birinci Dereceden Kutuplar ve Sıfırlar Kolay bir başlangıç için H () s in bütün kutupları reel ve birinci dereceden olduğu düşünülecek olur ise; H() s s jw K( s z) s( s p ) H() s H( jw) K( jw z) jw( jw p ) Bode diyagramının çiziminde ilk adım H( jw ) ifadesini standart formda yazmaktır. Bu form, ifadede da sıfır ve kutuplar parantez dışına alınarak aşağıdaki gibi elde edilir. H( jw) Kz( jw z) p ( jw)( jw p ) 2

İkinci adımda ise Kz p i sabit olarak o ifadesini aşağıdaki gibi kutupsal formda yazıyoruz: H jw K ile temsil ediyoruz ve ardından H ( jw ) K jw z K jw z o o ( ) 90 w90 jw p w jw p H ( jw) H ( jw) ( w) olduğundan, H( jw) Ko w jw z jw p (0.) ( w) 90 (0.2), tan w z w tan. p Bode diyagramı; Denklem (0.) ve (0.2) nin; w nın fonksiyonu olarak çizilmesidir. 3

2.2 Düz Hat (Straight-line) Genlik Çizimi Normalde H () s in genlik çizimi, H () s in sıfır ve kutupları ile ilgili faktörlerin çarpılıp bölünmesi ile ilişkilidir. Biz burada logaritmik olarak, çarpma ve bölme yerine toplama ve çıkarma ile bu işi kolaylaştıracağız. H ( jw ) nın genliği (db) olarak; AdB 20log H( jw) 0 Bir önceki inci dereceden H( jw ) yı db olarak yazmak istersek; A db 20log 0 K o w jw z jw p 20log K 20log jwz 20log w20log j wp 0 o 0 0 0 Burada her bir terimi ayrı ayrı çizip sonra bir grafikte birleştirmek Düz-Hat (Straight-Line) Bode diyagramıdır. i) Burada 20log0 K o yatay düz çizgidir. Çünkü 4 K o w ya bağlı bir fonksiyon değildir.

Eğer K 20log0 K o 0 K 0 K o 20log 0 K 0 K o 20log 0 ii) 20log0 jw z in çizimi iki düz çizgi ile mümkündür. w nın küçük değerleri için; 20log0 jw z 0, w 0 w nın büyük değerleri için; 20log0 jw z 20log 0( w z), w Logaritmik frekans ölçeğinde, 20log 0( wz ), 20 db/decade lik bir eğimle düz bir doğrudur ( Decade, frekansta 0: lik değişime denktir). Bu düz çizgi 0 db ekseni ile w z de kesişir. Bu w z frekansı, köşe frekansı olarak adlandırılır. Böylece inci dereceden sıfırın genlik çizimi aşağıdaki gibidir. 5

20log w z A db 20 db / Decade z Decade 0 z wrad ( / sn) iii) 20log0 w, -20 db/decade eğimli bir düz çizgidir. 0 db eksenini w de keser. -20log w A db wrad ( / sn) 6

iv) 20log j w p iki düz doğru ile temsil edilir. İki doğru w p de kesişir. Küçük w lar için; 20log jw p 0, w. Büyük w lar için; 20log jw p 20log( w p), w (-20 db/decade lik eğimle). Böylece inci dereceden bir kutbun genlik çizimi aşağıdaki gibidir. p 20log w p A db 20 db / Decade Decade 0 p wrad ( / sn) 7

Aşağıdaki şekilde A 20log H( jw) nın çizimi toplu olarak K 0, db z 0. rad / sn ve p 5 rad / sn değerleri için çizilmiştir. o 8

Örnek: H() s 4 0 ( ) s ( s0)( s00) a) Düz-çizgi Bode diyagramı çiziniz. b) w 50 rad / sn ve w 000 rad / sn de 20log 0 H( jw)? c) b şıkkındaki değerleri Bode üzerinde gösteriniz. Cevap: a) H( jw ) yı standart formda yazarak; H( jw) 4 4 0 ( jw) 0 ( jw) 3 ( 0)( 00) 0 [ ( 0)][ ( 00)] jw jw j w j w 0( jw) [ jw ( 0)][ jw ( 00)] 9

A 20log H ( jw) db 0 w w 20log00 20log0 jw 20log0 j 20log0 j 0 00 A db w - 20log0 + j 0 38.86-20 log0 + jw 20log0 0 20log 0 H ( jw) 9.96 w - 20log 0 +j 00 wrad ( / sn) b) 0( j50) H( j50) 87.726.40 ( j5)( j0.5) 20log H ( jw) 20log 87.72 38.86dB 0 0 0

0( j000) H( j000) 9.9583.77 ( j00)( j0) 20log H ( jw) 20log 9.95 9.96dB 0 0 c) Yukarıdaki grafiğe bakınız.

2.3 Hasas (Daha Doğru) Genlik Çizmi Düz çizgi (straight-line) Bode çizimini inci dereceden sıfır ve kutuplarla köşe frekansı, köşe frekansının yarısı ve köşe frekansının 2 katında genlik değerlerini değerlendirerek daha doğru çizilebilir. i. Köşe frekansında gerçek değer AdB c 20log j 20log 2 3dB ii. Köşe frekansının yarısında; AdB c 20log j 20log 5 4 db 2 2 iii. Köşe frekansının 2 katında A 20log j2 20log 5 7dB db 2c 2

Bu değerde (+) değerler inci dereceden sıfırlar için (-) değerler inci dereceden kutuplar içindir. Sonuç olarak straight-line de w de ve w 2 de 0 db olan değer sırasıyla şimdi c 3dB ve db doğrultma olmuştur. 2w c de 6 db olan değerde şimdi doğrultma olmuştur. c db 25 20 5 0 db 3dB db A db -0-505 -5-20 -25 -db -3dB c/2 c wrad ( / sn) 2c -db 2: değişiklik (frekansta) octave olarak adlandırılır 20 db / decade 6.02 db / octave 6 db / octave 3

Burada yapılan düzeltme, köşe frekansının octave üstü ve octave altına denk düşmektedir. 4

2.4 Düz-Çizgi (Straight-Line) Faz-Açı Çizimi Sabit K o için faz açısı sıfırdır. Orijindeki inci dereceden sıfır veya kutup için faz açısı sırasıyla 90 ve 90 dir. Köşe frekansının onda birinden ( w c 0 dan) küçük frekanslar için faz açısı 0 kabul edilir. Köşe frekansının 0 katından (0w c ) büyük frekanslar için, faz açısı 90 kabul edilir. (( ) sıfır, ( ) kutup) w c 0 ile 0w c arasındaki değerlerde faz-açı çizimi; w c 0 da 0, w c de 45 ve 0w c de 90 olacak şekilde düz çizgi ile belirlenir. Bütün bu işlemlerde (+) sıfırlar için (-) kutuplar içindir ( inci dereceden). inci dereceden bir sıfır ve bir kutbun faz-açı grafiği; 5

y = tan ( wz) - q( w) - b = tan ( w p ) - z 0 p 0 z 0. rad / sn, p 5 rad / sn için ( w) 90 tan wz, tan wp z p wrad ( / sn) 0z 0 p H( jw) Ko w jw z jw p için grafik aşağıdadır. (genlik çizimi yapılan transfer fonksiyonu.) 6

y = tan ( wz) - q( w) q( w) - b = tan ( w p ) - q( w) 0.0 0. 0.5 5 wrad ( / sn) 0 50 7

Örnek: H() s 4 0 ( s ) ün ( s0)( s00) a) Faz-açı çizimini (bode) yapınız. b) ( w) yı w 50,500,000 rad / sn de hesaplayınız ve Bode diyagramında Cevap: gösteriniz. a) H( jw) 0( jw) jw ( 0) jw ( 00) 0( jw) jw ( 0) jw ( 00) 2 2 tan w, tan ( w 0), tan ( w 00) 8

- y = tan w q( w) q( w) = y -b -b 2 6.4 - b =- - 2 tan ( w 00) b - = tan ( w 0) 0. 0.5 5 0 50 00 500 000 0000 wrad ( / sn) b) H( j50) 87.526.40 H( j500) 9.677.66 H( j000) 9.9583.77 (50) 6.40 (500) 77.66 (000) 83.77 77.66 83.77 9

Kaynak J. W. Nilsson and S. Riedel, Electric Circuits, Pearson Prentice Hall. 20