İşlemsel Yükselteçler

29.04.2014
İşlemselYükselteçler
Bölüm 5.
5.1.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
29.04.2014
5.2.İşlemselYükselteçler
• 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.İşlemselYükselteçler
İdeal Olmayan Op‐amp devresi:
İdeal Op‐amp devresi:
2
29.04.2014
5.3.İdealİşlemselYükselteçler
• İdeal Op‐ampların en 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.
5.3.İdealİşlemselYükselteçler
• 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
29.04.2014
Örnek:
a) Kapalı çevrim kazancı ne kadardır (
b) 1 ise ) ?
değeri ne olur?
5.4.EvirenYükselteç
• 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
29.04.2014
5.4.EvirenYükselteç
• 1 nolu düğümde KAK uygulayalım;
İdeal op‐amplarda
idi. Bu özelliği kullanarak;
=0 ise =0 V’dur. Bu durumda;
5.4.EvirenYükselteç
• Gerilim kazancı;
Eviren yükselteçler giriş sinyalinin işaretini tersleyerek yükseltirler.
İşlemsel yükselteçlerde kazanç; işlemsel yükseltece dışardan bağlanan eleman değerine bağlıdır.
5
29.04.2014
Örnek:
•
0.5 • Ç ş
?
• b)10kΩ dirençüzerindekiakımneolur?
Örnek:
• Yandaki devre için çıkış gerilimini elde ediniz.
6
29.04.2014
Ödev:
Kanıtlayınız.
5.5.EvirmeyenYükselteçler
•
giriş gerilimi direk evirmeyen girişe bağlanır.
• 1 nolu düğümde KAK uygulayalım;
7
29.04.2014
5.5.EvirmeyenYükselteçler
• 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.EvirmeyenYükselteçler
• 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
29.04.2014
Örnek:
• Devredeki ne kadardır?
5.6.ToplayıcıYükselteçler
• 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
29.04.2014
5.6.ToplayıcıYükselteçler
• Devrede 0 ise; bütün denklemleri düzenlersek;
Örnek:
• Devredeki ediniz. ve değerlerini elde 10
29.04.2014
Ödev:
• Devredeki ediniz. ve değerlerini elde 5.7.FarkAlıcıYükselteçler
• Fark alıcı yükselteçler, yükselteç girişindeki sinyali farklarını alarak yükselten devre elemanlarıdır.
• a düğümünde KAK uygulanırsa;
b düğümünde KAK uygulanırsa;
olduğuna göre;
11
29.04.2014
5.7.FarkAlıcıYükselteçler
• 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 amp devresi tasarlayınız.
girişli op‐
12
29.04.2014
5.8.Kaskat Bağlıİşlemsel
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