Merhaba arkadaşlar bu yazımızda sensörlerden ve dedektörlerden elde edilen sinyallerin sistemler içerisinde değerlendirilmesini sağlayan op-amp devrelerinin 1.bölümünü inceleyeceğiz. 1. bölümde op-amp devrelerinden en çok kullanılan eviren yükselteç, evirmeyen yülselteç, gerilim izleyici ve toplayıcı yükselteç devrelerinin tasarımı , simülasyonu ve bu iki kısımda elde edilen verilerin ayrıntılı şekilde analizi gerçekleştirilecektir.
< EVİRMEYEN YÜKSELTEÇ DEVRESİ >
Evirmeyen Yükselteç Devresinin Özellikleri ?
Şekil-1’de evirmeyen yükselteç devresi görülmektedir.Burada giriş sinyali yükseltecin evirmeyen ucuna (+) bağlanır. Devrede geri besleme sağlanması için çıkış geriliminin bir kısmı geri besleme direnci ile eviren (-) ucuna uygulanır. Yükseltecin kazancı nasıl bulunur diye soracak olursak şekil-1’de kullanılan R1 ve R2 dirençlerden faydalanılarak bulunur. Ayrıca giriş sinyali yükseltecin evirmeyen (+) ucuna bağlandığı için giriş sinyali ile çıkış sinyali arasında faz farkı yoktur.
Gerekli Olan Malzemeler
Proteus ortamında kullanılan malzeme listesi tablo-1’de verilmiştir.
Evirmeyen Yükselteç Devresinin Kurulumu
Evirmeyen yükselteç devresinin kurulumu proteus programında şekil-1’deki gibi kurulur. Giriş sinyali ise 0.5 Vdc gerilim verilmiş olup LM741 devre elemanın besleme gerilimleri ise ±12 Vdc ‘dir.
Evirmeyen Yükselteç Devresinin Çözümü
Evirmeyen Yükselteç Devresinin Simülasyonu
Evirmeyen yükselteç devresinin simülasyonu proteus programında şekil-3’deki gibi gerçekleştirilmiş ardından istenilen değerler ölçülmüştür.
Evirmeyen Yükselteç Devresinin Analizi
Devrenin çözümü (şekil-2) ve simülasyon (şekil-3) sonuçlarına bakılacak olursa;
- Yükseltecin çıkış gerilimi şekil-2’de 5.50 V ve şekil-3’de 5,51 elde edilmiştir.Böylelikle devrenin çözümü ile simülasyon değerleri ile eşleştiği görülmektedir.
- Yükseltecin evirmeyen ucundan çekilen akımın hem devre çözümünde hemde simülasyon ortamında miliamper seviyesinde sıfır olduğu görülmektedir.
- Şekil-3’de görüleceği üzere op-ampın evirmeyen ve eviren ucuna ait gerilim seviyelerinin birbirine eşit olduğu görülmektedir.
Sonuç
Devren’in analizinden elde edilen sonuçları genelleyecek olursak ;
- Op-ampın eviren ucu ile evirmeyen uçlarına ait gerilim değerlerinin eşit olduğu ,
- Op-ampın girişinden çekilen akımın sıfır veya sıfıra yakın olduğu anlaşılmaktadır.
< EVİREN YÜKSELTEÇ DEVRESİ >
Eviren Yükselteç Devresinin Özellikleri ?
Şekil-4’de eviren yükselteç devresi görülmektedir.Burada giriş sinyali ,seri R2 direnci aracılığı ile yükseltecin eviren ucuna (-) bağlanır. Devrede geri besleme sağlanması için çıkış geriliminin bir kısmı geri beslemesi R1 direnci ile eviren (-) ucuna uygulanır. Yükseltecin kazancı nasıl bulunur diye soracak olursak şekil-4’de kullanılan R1 ve R2 dirençlerden faydalanılarak bulunur. Ayrıca giriş sinyali yükseltecin eviren (-) ucuna bağlandığı için giriş sinyali ile çıkış sinyali arasında 180° faz farkı vardır.
Gerekli Olan Malzemeler
Proteus ortamında kullanılan malzeme listesi tablo-2’de verilmiştir.
Eviren Yükselteç Devresinin Kurulumu
Eviren yükselteç devresinin kurulumu proteus programında şekil-4’deki gibi kurulur. Giriş sinyali ise 0.5 Vdc gerilim verilmiş olup LM741 devre elemanın besleme gerilimleri ise ±12 Vdc ‘dir.
Eviren Yükselteç Devresinin Çözümü
Eviren Yükselteç Devresinin Simülasyonu
Eviren yükselteç devresinin simülasyonu proteus programında şekil-5’deki gibi gerçekleştirilmiş ardından istenilen değerler ölçülmüştür.
Eviren Yükselteç Devresinin Analizi
Devrenin çözümü (şekil-5) ve simülasyon (şekil-6) sonuçlarına bakılacak olursa;
- Yükseltecin çıkış gerilimi şekil-6’da -4,99 V ve şekil-5’de -5.00 V elde edilmiştir.Böylelikle devrenin çözümü ile simülasyon değerleri ile eşleştiği görülmektedir.
- Yükseltecin eviren ucundan çekilen akımın hem devre çözümünde hemde simülasyon ortamında miliamper seviyesinde sıfır olduğu görülmektedir.
- Şekil-6’da görüleceği üzere op-ampın evirmeyen ve eviren ucuna ait gerilim seviyelerinin birbirine eşit olduğu görülmektedir.
Sonuç
Devren’in analizinden elde edilen sonuçları genelleyecek olursak ;
- Op-ampın eviren ucu ile evirmeyen uçlarına ait gerilim değerlerinin eşit olduğu ,
- Op-ampın girişinden çekilen akımın sıfır veya sıfıra yakın olduğu,
- Yükseltecin giriş sinyali ile çıkış sinyali arasında 180° faz farkı olduğu anlaşılmaktadır.
< GERİLİM İZLEYİCİ >
Gerilim İzleyici Devresinin Özellikleri ?
Şekil-7’de gerilim izleyici devresi görülmektedir.Gerilim izleyici bağlantısı şekil-7’de görüldüğü gibi çıkış geriliminin yükseltecin eviren (-) girişe bağlandığı özel bir evirmeyen yükselteç bağlantısıdır.Bu devrenin gerilim kazancı ise 1‘dir. Bu devrenin en önemli özelliği giriş empedansın’ın çok yüksek ,çıkış empedansın’ın düşük olmasıdır.Ayrıca bu devre maksimum güç elde etmek için yüksek empedanslı kaynağın düşük empedanslı bir yüke bağlantısını sağlayan ideal tampon yükselteci olarak kullanılır.
Gerekli Olan Malzemeler
Proteus ortamında kullanılan malzeme listesi tablo-3’de verilmiştir.
Gerilim İzleyici Devresinin Kurulumu
Gerilim izleyici devresinin kurulumu proteus programında şekil-8’deki gibi kurulur. Giriş sinyali ise 0.5 Vdc gerilim verilmiş olup LM741 devre elemanın besleme gerilimleri ise ±12 Vdc ‘dir.
Gerilim İzleyici Devresinin Çözümü
Gerilim İzleyici Devresinin Simülasyonu
Gerilim izleyici devresinin simülasyonu proteus programında şekil-9’daki gibi gerçekleştirilmiş ardından istenilen değerler ölçülmüştür.
Gerilim İzleyici Devresinin Analizi
Devrenin çözümü (şekil-8) ve simülasyon (şekil-9) sonuçlarına bakılacak olursa;
- Yükseltecin çıkış gerilimi şekil-8’da 0,5 V ve şekil-9’da 0,5 V elde edilmiştir.Böylelikle devrenin çözümü ile simülasyon değerleri ile eşleştiği görülmektedir.
- Şekil-9’da görüleceği üzere op-ampın evirmeyen , eviren ve op-ampın çıkış ucuna ait gerilim seviyelerinin birbirine eşit olduğu görülmektedir.
Sonuç
Devren’in analizinden elde edilen sonuçları genelleyecek olursak ;
- Op-ampın eviren ucu, evirmeyen ucu ve op-ampın çıkış ucuna ait gerilim değerlerinin eşit olduğu ,
- Op-ampın girişinden çekilen akımın sıfır veya sıfıra yakın olduğu,
- Yükseltecin giriş sinyali ile çıkış sinyali arasında faz farkının olmadığı anlaşılmaktadır.
< GERİLİM KARŞILAŞTIRICI DEVRESİ >
Gerilim Karşılaştırıcı Devresinin Özellikleri ?
Şekil-10’da gerilim karşılaştırıcı devresi görülmektedir.Bu devre yükselteç devrelerin en basit uygulamalarından gerilim seviye dedektörü devrelerinde kullanılmaktadır.Şekil-10’da görüldüğü gibi girişlerinden bir tanesine referans gerilim uygulanır. Genllikle referans gerilimi ise yükseltecin eviren girişi seçilir. Vref topraga göre sıfır ,pozitif veya negatif olabilir.Bu devrenin diğer girişine Vi uygulanır. Giriş geriliminin Vref değerini aştığı zaman yükseltecin çıkışında gerilim karşılaştırıcı devrenin tipine göre +Vsat veya -Vsat olur.
Gerekli Olan Malzemeler
Proteus ortamında kullanılan malzeme listesi tablo-4’de verilmiştir.
Gerilim Karşılaştırıcı Devresinin Çözümü
Gerilim Karşılaştırıcı Devresinin Kurulumu
Gerilim izleyici devresinin kurulumu proteus programında şekil-10’daki gibi kurulur. Op-ampın eviren girişi referans gerilimi olarak seçilmiş ,evirmeyen girişine ise 5 Vdc uygulanmıştır. Giriş sinyali ise 0.5 Vdc gerilim verilmiş olup LM741 devre elemanın besleme gerilimleri ise ±12 Vdc ‘dir.
Gerilim Karşılaştrıcı Devresinin Simülasyonu
Gerilim karşılaştırıcı devresinin simülasyonu proteus programında şekil-12’deki gibi gerçekleştirilmiş ardından istenilen değerler ölçülmüştür.
Gerilim Karşılaştırıcı Devresinin Analizi
Devrenin çözümü (şekil-11) ve simülasyon (şekil-12) sonuçlarına bakılacak olursa;
- Op-ampın Vref değerinden büyük gerilim değeri evirmeyen giriş ucuna uygulandıktan sonra LM741 devre elemanın (+) besleme değeri kadar olan gerilim değerini gerilim karşılaştırıcı devresinin çıkışında elde edilmiştir.
Sonuç
Yapılan devre çözümü ve devrenin simülasyon sonucunda elde edilen bilgiler ışığında gerilim karşılaştırıcı devresinin Vref değerinden büyük gerilim uygulandığında op-amp saturasyona girerek çıkışında op-ampın (+) besleme gerilimi kadar çıkışta gerilim elde edilir.Tam tersi durumda ise op-amp saturasyona girerek çıkışında op-ampın (-) besleme gerilimi kadar çıkışta gerilim elde edilir.
< TOPLAYICI YÜKSELTEÇ DEVRESİ >
Toplayıcı Yükselteç Devresinin Özellikleri ?
Bu yükselteç devresinde birden fazla giriş yükselteçin eviren girişine uygulanır.Şekil-13’de dört girişli bir toplayıcı yükselteç devresi görülmektedir. V1, V2, V3 ve V4 girişlerinin etkisiyle I1, I2, I3 ve I4 akımları meydana gelir. Giriş empedansının sonsuz olması ve sanal toprak özelliğinden dolayı eviren giriş şase potansiyeline sahiptir.Bu bakımdan eviren girişteki akım sıfırdır. Bu devre ise elektronikte ses sinyallerinin karıştırılmasında kullanılır.
Gerekli Olan Malzemeler
Proteus ortamında kullanılan malzeme listesi tablo-5’de verilmiştir.
Toplayıcı Yükselteç Devresinin Kurulumu
Toplayıcı yükselteç devresinin kurulumu proteus programında şekil-13‘deki gibi kurulur. Giriş sinyalleri olarak dört farklı dc gerilim verilmiş olup LM741 devre elemanın besleme gerilimleri ise ±12 Vdc ‘dir.
Gerilim Karşılaştırıcı Devresinin Çözümü
Toplayıcı Yükselteç Devresinin Simülasyonu
Toplayıcı yükselteç devresinin simülasyonu proteus programında şekil-15’deki gibi gerçekleştirilmiş ardından istenilen değerler ölçülmüştür.
Toplayıcı Yükselteç Devresinin Analizi
Devrenin çözümü (şekil-13) ve simülasyon (şekil-9) sonuçlarına bakılacak olursa;
- Yükseltecin çıkış gerilimi şekil-14’de -2.0V ve şekil-15’da -2.0 V elde edilmiştir.Böylelikle devrenin çözümü ile simülasyon değerleri ile eşleştiği görülmektedir.
- Şekil-15’de görüleceği üzere op-ampın evirmeyen ve eviren ait gerilim seviyelerinin birbirine eşit olduğu görülmektedir.
Sonuç
Devren’in analizinden elde edilen sonuçları genelleyecek olursak ;
- Op-ampın eviren ucu, evirmeyen ucu ve op-ampın çıkış ucuna ait gerilim değerlerinin eşit olduğu ,
- Op-ampın girişinden çekilen akımın sıfır veya sıfıra yakın olduğu,
- Yükseltecin giriş sinyali ile çıkış sinyali arasında faz farkının 180° olduğu ,
- Giriş sinyaline uygulanan sinyallere bağlı olan direnç değerlerinin birbirine eşit olması durumunda gerilimlerin toplamının -(R1/R2) bölümünden elde edilen değerin çarpanı kadar gerilim değeri çıkışa aktarılır (şekil-15).
Sitemizde paylaştığımız veya sitemizde paylaşım yapılması istediğiniz konular hakkında sizlere hızlı cevap verilmesi ve canlı sohbet desteği için facebook sayfamızdan( https://www.facebook.com/electrolog.blog/) bizler ile iletişime geçebilirsiniz arkadaşlar.Bilgi paylaşıldıkça güzeldir…
electrologs 