2013-2014 Bahar ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELN2104 Elektrik Devreleri Laboratuarı II –2012-2013 Bahar DENEY 5 Pasif Filtreler Deneyi Yapanın Adı – Soyadı Numarası Deney Grubu Deney Tarihi İmza Değerlendirme : Ön Hazırlık ve Deney Bilgisi (20 / 100) : / 100 Deney Düzeneği Kurulumu (15 / 100) : / 100 Ölçü Aletlerinin Kullanımı (20 / 100) : / 100 Deney Sonuçları (30 / 100) : / 100 Zamanında Tamamlama (15 / 100) : / 100 DENEY NOTU (100 / 100) : / 100 Sonuçların Yorumlanması (90 / 100) : / 100 Rapor Düzeni (10 / 100) : / 100 RAPOR NOTU (100 / 100) : / 100 : : : : Değerlendiren : Doç. Dr. Figen ERTAŞ 2013-2014 Bahar Deney 5 Pasif Filtreler ÖN BİLGİ: Elektriksel işaretlerin frekans spektrumlarına biçim vermek amacıyla kullanılan devrelere filtre denir. Elektriksel filtre, tanımlanmış frekans aralığındaki genlik kazancı ya da kaybını belirlemek için tasarlanmış bir devredir. Gerçeklenen transfer fonksiyonunun frekansla değişimine bağlı olarak alçak geçiren, yüksek geçiren, bant geçiren ve bant durduran türünden filtreler söz konusudur. En çok kullanılan ideal filtrelerin genlik karakteristikleri şöyledir. Alçak geçiren filtreler alçak frekanslı işaretleri geçirirler: c Yüksek geçiren filtreler yüksek frekanslı işaretleri geçirirler: c Bant geçiren filtreler belli bir frekans bölgesini geçirirler: c1 c 2 Bant durduran filtreler belli bir frekans bölgesini durdururlar: c1 ve c 2 c kesim frekansı olarak adlandırılır. 1 1 ω ωc Alçak geçiren filtre karakteristiği 1 ω ωc Yüksek geçiren filtre karakteristiği 1 ωc1 ωc2 ω ωc1 Bant durduran filtre karakteristiği Tarih ve İmza: ωc2 ω Bant geçiren filtre karakteristiği -1- Doç. Dr. Figen ERTAŞ 2013-2014 Bahar Ön Hazırlık: 1. R + VS + − C V0 − Şekil 1. a) Yukarıdaki devrenin H ( j ) transfer fonksiyonunu bulunuz. b) Bu devrenin DC ( 0) ’daki cevabı nedir? c) Lim H ( j ) ? d) 1 2.10 3 rad / sn için H ( j ) ve H ( j ) ’yi çiziniz. RC Tarih ve İmza: -2- Doç. Dr. Figen ERTAŞ 2013-2014 Bahar 2. + C VS + − R V0 − Şekil 2. a) Yukarıdaki devrenin H ( j ) transfer fonksiyonunu bulunuz. b) Bu devrenin DC ( 0) ’daki cevabı nedir? c) Lim H ( j ) ? d) 1 2.10 3 rad / sn için H ( j ) ve H ( j ) ’yi çiziniz. RC Tarih ve İmza: -3- Doç. Dr. Figen ERTAŞ 2013-2014 Bahar 3. R3 C2 + VS + − R4 C1 V0 − Şekil 3. Şekildeki devrenin H (s) transfer fonksiyonunu bulunuz. Tarih ve İmza: -4- Doç. Dr. Figen ERTAŞ 2013-2014 Bahar 4. R L + VS + − C V0 − Şekil 4. a) Yukarıdaki devrede çıkış işaretinin direnç üzerinden alınması durumunda devrenin transfer fonksiyonunu bulunuz. b) Yukarıdaki devrede çıkış işaretinin bobin üzerinden alınması durumunda devrenin transfer fonksiyonunu bulunuz. Tarih ve İmza: -5- Doç. Dr. Figen ERTAŞ 2013-2014 Bahar c) Yukarıdaki devrede çıkış işaretinin kondansatör üzerinden alınması durumunda devrenin transfer fonksiyonunu bulunuz. d) Yukarıdaki devrede çıkış işaretinin bobin ve kondansatör üzerinden alınması durumunda devrenin transfer fonksiyonunu bulunuz. (Çıkış işareti bobin ve kondansatör üzerindeki toplam gerilim) Tarih ve İmza: -6- Doç. Dr. Figen ERTAŞ 2013-2014 Bahar Deneyin Yapılışı : 1. Şekil 1'deki devreyi R = …… ve C=….. F değerleri için kurunuz. Girişe tepeden tepeye 10V’luk sinüzoidal bir gerilim uygulayınız. Giriş geriliminin frekansını belli aralıklarla değiştirerek giriş ve çıkış işaretlerini osiloskopta aynı anda gözlemleyiniz. Buna göre aşağıdaki tabloları doldurunuz. Frekans(Hz) Vo(V) Kazanç 2. Şekil 2'deki devreyi R = …… ve C=…….F değerleri için kurunuz. Girişe tepeden tepeye 10V’luk sinüzoidal bir gerilim uygulayınız. Giriş geriliminin frekansını belli aralıklarla değiştirerek giriş ve çıkış işaretlerini osiloskopta aynı anda gözlemleyiniz. Buna göre aşağıdaki tabloları doldurunuz. Frekans(Hz) Vo(V) Kazanç 3. Şekil 3'deki devreyi R3 = ……. ve C1=……..F R4 = ……. ve C2=…….F değerleri için kurunuz. Girişe tepeden tepeye 10V’luk sinüzoidal bir gerilim uygulayınız. Giriş geriliminin frekansını belli aralıklarla değiştirerek giriş ve çıkış işaretlerini osiloskopta aynı anda gözlemleyiniz. Buna göre aşağıdaki tabloları doldurunuz. Frekans(Hz) Vo(V) Kazanç 4. Şekil 3'deki devreyi R = ……. , C=……F ve L=……H değerleri için kurunuz. Girişe tepeden tepeye 10V’luk sinüzoidal bir gerilim uygulayınız. Giriş geriliminin frekansını belli aralıklarla değiştirerek giriş ve çıkış işaretlerini osiloskopta aynı anda gözlemleyiniz. Buna göre aşağıdaki tabloları doldurunuz. a) Devrenin çıkış işareti direnç gerilimi: Frekans(Hz) VR(V) Kazanç Tarih ve İmza: -7- Doç. Dr. Figen ERTAŞ 2013-2014 Bahar b) Devrenin çıkış işareti bobin gerilimi: Frekans(Hz) VL(V) Kazanç c) Devrenin çıkış işareti kondansatör gerilimi: Frekans(Hz) VC(V) Kazanç d) Devrenin çıkış işareti bobin ve kondansatör üzerindeki toplam gerilim: Frekans(Hz) VCL(V) Kazanç 5. Deney esnasında size verilen devreyi kurunuz. Girişe tepeden tepeye 10V’luk sinüzoidal bir gerilim uygulayınız. Giriş geriliminin frekansını belli aralıklarla değiştirerek giriş ve çıkış işaretlerini osiloskopta aynı anda gözlemleyiniz. Buna göre aşağıdaki tabloları doldurunuz (R = ......., C=….…F ve L=……H). Frekans(Hz) Vo(V) Kazanç YORUMLAR: 1. 1. adımda gözlemlediğiniz sonuçları göz önünde bulundurarak devrenin kesim frekansını belirleyiniz. Teorik ve pratik sonuçları karşılaştırınız. Tarih ve İmza: -8- Doç. Dr. Figen ERTAŞ 2013-2014 Bahar 2. 1. adımdaki devrenin kazancını ölçekli olarak çiziniz. 1 0.9 0.8 0.7 kazanç 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 -1 10 0 1 10 2 10 10 rad/s Frekans (Hz) – (Logaritmik) 3. 2. adımda gözlemlediğiniz sonuçları göz önünde bulundurarak devrenin kesim frekansını belirleyiniz. Teorik ve pratik sonuçları karşılaştırınız. 4. 2. adımdaki devrenin kazancını ölçekli olarak çiziniz. 1 0.9 0.8 0.7 kazanç 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 -1 10 0 1 10 10 2 10 rad/s Frekans (Hz) – (Logaritmik) Tarih ve İmza: -9- Doç. Dr. Figen ERTAŞ 2013-2014 Bahar 5. 3. adımdaki devrenin kazancını ölçekli olarak çiziniz. 1 0.9 0.8 0.7 kazanç 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 -1 10 0 1 10 10 2 10 rad/s Frekans (Hz) – (Logaritmik) 6. 4. adım a) şıkkındaki devrenin kazancını ölçekli olarak çiziniz. 1 0.9 0.8 0.7 kazanç 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 -1 10 0 1 10 10 2 10 Frekans (Hz)rad/s – (Logaritmik) Tarih ve İmza: 10 - Doç. Dr. Figen ERTAŞ 2013-2014 Bahar 7. 4. adım b) şıkkındaki devrenin kazancını ölçekli olarak çiziniz. 1 0.9 0.8 0.7 kazanç 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 -1 10 0 1 10 10 2 10 rad/s Frekans (Hz) – (Logaritmik) 8. 4. adım c) şıkkındaki devrenin kazancını ölçekli olarak çiziniz. 1 0.9 0.8 0.7 kazanç 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 -1 10 0 1 10 10 2 10 rad/s Frekans (Hz) – (Logaritmik) Tarih ve İmza: 11 - Doç. Dr. Figen ERTAŞ 2013-2014 Bahar 9. 4. adım d) şıkkındaki devrenin kazancını ölçekli olarak çiziniz. 1 0.9 0.8 0.7 kazanç 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 10. 4. adımda elde ettiğiniz sonuçları yorumlayınız. 0.1 0 -1 10 0 1 10 10 2 10 rad/s Frekans (Hz) – (Logaritmik) 10. 4. adımda elde ettiğiniz sonuçları yorumlayınız. Tarih ve İmza: 12 - Doç. Dr. Figen ERTAŞ 2013-2014 Bahar 11. 5. adımdaki devrenin kazancını ölçekli olarak çiziniz. 1 0.9 0.8 0.7 kazanç 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 12. 0.1 5. adımda elde ettiğiniz sonuçları devre şeklini çizerek yorumlayınız. 0 -1 10 0 1 10 10 2 10 Frekans (Hz) rad/s – (Logaritmik) 12. 5. adımda elde ettiğiniz sonuçları devre şeklini çizerek yorumlayınız. Tarih ve İmza: 13 - Doç. Dr. Figen ERTAŞ