bölüm 14 temel opamp karakteristikleri deneyleri · 14-3 (1) fark yükselteci devresinin yapısı...

23
14-2 Bölüm 14 Temel Opamp Karakteristikleri Deneyleri 14.1 DENEYİN AMACI (1) Temel OPAMP karakteristiklerini anlamak. (2) OPAMP’ın ofset gerilimini ayarlama yöntemini anlamak. 14.2 GENEL BİLGİLER 14.2.1 Yeni Terimler: (1) Ofset: OPAMP’ın V i ’si 0V iken, ideal durumda V o da sıfır olmalıdır. Bununla birlikte, OPAMP’ın iç devrelerindeki dengesizlikten dolayı, V o genellikle 0V’tan kayar. Bu kayma durumu, çıkış ucunda bir “çıkış ofset (kayma) gerilimi (V os )” oluşturur. Giriş ucuna etkin bir gerilim uygulanarak, bu V os 0V’a ofsetlenebilir. Bu kavramı kullanarak, V os ’yi 0V’a ayarlama işlemine, ofset gerilimi ayarı denir ve Deney 14-2 (5)(6)’da ele alınacaktır. (2) CMRR (Ortak-Mod Bastırma Oranı): Ortak-Mod Bastırma Oranı, CMRR yada ρ ile ifade edilir. ρ=A d /A c ’dir ve mümkün olduğunca büyük olmalıdır. 14.2.2 Temel Prensip: 14-1 Transistörlü fark yükselteci devresi Şekil 14.1’de, pratik bir işlemsel yükselteç (μA741) eşdeğer devresi gösterilmiştir. Bu devrenin yapısı, giriş katı fark yükselteci düzenlemesine sahip, çıkışı kapasitesiz (OCL) yükselteç yapısına benzemektedir. Fark yükseltecinin özellikleri aşağıda kısaca analiz edilmiştir.

Upload: others

Post on 08-Feb-2020

3 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Bölüm 14 Temel Opamp Karakteristikleri Deneyleri · 14-3 (1) Fark yükselteci devresinin yapısı Şekil 14.2(a)’da, ortak emetör direncine sahip iki adet ortak emetörlü yükselteç,

14-2

Bölüm 14 Temel Opamp Karakteristikleri Deneyleri

14.1 DENEYİN AMACI

(1) Temel OPAMP karakteristiklerini anlamak.

(2) OPAMP’ın ofset gerilimini ayarlama yöntemini anlamak.

14.2 GENEL BİLGİLER

14.2.1 Yeni Terimler:

(1) Ofset:

OPAMP’ın Vi’si 0V iken, ideal durumda Vo da sıfır olmalıdır. Bununla

birlikte, OPAMP’ın iç devrelerindeki dengesizlikten dolayı, Vo genellikle

0V’tan kayar. Bu kayma durumu, çıkış ucunda bir “çıkış ofset (kayma)

gerilimi (Vos)” oluşturur. Giriş ucuna etkin bir gerilim uygulanarak, bu Vos

0V’a ofsetlenebilir. Bu kavramı kullanarak, Vos’yi 0V’a ayarlama işlemine,

ofset gerilimi ayarı denir ve Deney 14-2 (5)(6)’da ele alınacaktır.

(2) CMRR (Ortak-Mod Bastırma Oranı):

Ortak-Mod Bastırma Oranı, CMRR yada ρ ile ifade edilir. ρ=Ad/Ac’dir ve

mümkün olduğunca büyük olmalıdır.

14.2.2 Temel Prensip:

14-1 Transistörlü fark yükselteci devresi

Şekil 14.1’de, pratik bir işlemsel yükselteç (µA741) eşdeğer devresi

gösterilmiştir. Bu devrenin yapısı, giriş katı fark yükselteci düzenlemesine

sahip, çıkışı kapasitesiz (OCL) yükselteç yapısına benzemektedir. Fark

yükseltecinin özellikleri aşağıda kısaca analiz edilmiştir.

Page 2: Bölüm 14 Temel Opamp Karakteristikleri Deneyleri · 14-3 (1) Fark yükselteci devresinin yapısı Şekil 14.2(a)’da, ortak emetör direncine sahip iki adet ortak emetörlü yükselteç,

14-3

(1) Fark yükselteci devresinin yapısı

Şekil 14.2(a)’da, ortak emetör direncine sahip iki adet ortak emetörlü

yükselteç, iki giriş terminali (Vi1, Vi2) ve iki çıkış terminalinden (Vo1, Vo2)

oluşan fark yükselteci devresi gösterilmiştir. Bir fark yükselteci entegre

devresinin komple iç devresi Şekil 14.2(b)’de, devre sembolü ise Şekil

14.2(c)’de gösterilmiştir. Fark yükseltecinin çıkış sinyali, iki giriş sinyali

farkının yükseltilmesiyle elde edilir. Diğer bir ifadeyle çıkış sinyali, iki giriş

sinyali arasındaki fark ile doğru orantılıdır: VO=AV(Vİ1 – Vİ2).

(2) Fark yükseltecinin giriş/çıkış düzenlemeleri

1) Tek-sonlu giriş, tek-sonlu çıkış.

2) Tek-sonlu giriş, çift-sonlu çıkış.

3) Çift-sonlu giriş, tek-sonlu çıkış.

4) Çift-sonlu giriş, çift-sonlu çıkış.

Şekil 14.1 µA741’in iç devresinin eşdeğeri

(a) Temel devre

Page 3: Bölüm 14 Temel Opamp Karakteristikleri Deneyleri · 14-3 (1) Fark yükselteci devresinin yapısı Şekil 14.2(a)’da, ortak emetör direncine sahip iki adet ortak emetörlü yükselteç,

14-4

(b) IC’nin iç devresi

(c) Sembol

Şekil 14.2 Fark yükselteci

Fark yükseltecinin giriş/çıkış düzenlemeleri aşağıda analiz edilmiştir:

1) Tek-sonlu giriş, tek-sonlu çıkış

1. VO1

Şekil 14.3(a)(b)'de gösterildiği gibi, Q1 ortak emetör düzenlemesine

sahip olduğu için, Vİ1 baza uygulanır ve yükseltilir, çıkış da

kollektörden alınır. Ortak emetörlü yükselteç karakteristiklerine bağlı

olarak, kollektördeki çıkış sinyali, baz giriş sinyaline göre ters

fazdadır, yani Q1’in VO1 çıkış sinyali Vİ1 ile ters fazdadır. Diğer bir

ifadeyle, giriş ve çıkış arasındaki faz farkı 180o’dir. VO1= - AVVİ1.

(a) (b)

Şekil 14.3 Tek-sonlu giriş, tek-sonlu çıkış (I)

Page 4: Bölüm 14 Temel Opamp Karakteristikleri Deneyleri · 14-3 (1) Fark yükselteci devresinin yapısı Şekil 14.2(a)’da, ortak emetör direncine sahip iki adet ortak emetörlü yükselteç,

14-5

2. VO2

Şekil 14.4(c)’de gösterildiği gibi, Q1’in bazına Vİ1 sinyali uygulandığı

zaman, kollektörden alınan VO1 çıkışına ek olarak, emetörden de

çıkış sinyali alınabilir. Emetör izleyici karakteristiklerine bağlı olarak,

emetörden alınan çıkış sinyali, bazdaki giriş sinyali ile aynı fazda ve

hemen hemen aynı genliktedir (Av≈1). Bundan dolayı, Q1’in

emetöründen alınan sinyal, Vİ1 ile aynı fazda ve hemen hemen aynı

genliktedir.

Q1 ve Q2’nin emetörleri birbirine bağlı olduğu için, bazı toprağa

bağlı olan Q2’nin emetöründen alınan sinyal de, Q1 ile aynı şekilde,

Vİ1 ile aynı fazda ve hemen hemen aynı genliktedir.

Q2’nin bazı direk toprağa bağlıyken, emetör ve toprak arasında

Q2’nin emetör sinyali ortaya çıkmaktadır. Emetör ile baz arasına

uygulanmış gibi olan bu sinyal, Q2’nin giriş sinyali olarak

düşünülebilir. Q2’nin bazındaki sinyal, Vİ1 ile ters fazdadır. Diğer bir

ifadeyle, Q2’nin bazına uygulanan sinyal, Vİ1 ile aynı genlikte fakat

ters fazdadır.

Q2’nin bazına uygulanan, Vİ1 ile aynı genlikte fakat ters fazda olan

sinyal Q2 tarafından yükseltilir ve kollektörden VO2 çıkış sinyali

olarak alınır. Q2’nin bazındaki sinyal, Vİ1 ile ters fazda olduğu için

ve aynı zamanda kollektörden alınan sinyalin baz sinyaliyle ters

fazda olması dolayısıyla VO2, bu baz sinyaliyle ters fazda olduğu

için, Şekil 14.4(b)’de gösterildiği gibi, VO2, Vİ1 ile aynı fazdadır. Q1

ve Q2’nin gerilim kazançları AV ise, Q2 baz sinyalinin genliği, Q1’in

bazına uygulanan Vİ1 giriş sinyaline eşit olduğu için (VO2=AVVİ1) VO2,

VO1’e eşit ancak ters fazdadır.

Özetle, giriş sinyalinin Vİ1’e uygulanması durumunda, Şekil

14.5(a)’da gösterildiği gibi, VO1’den ters fazlı yükseltilmiş bir sinyal,

VO2’den aynı fazlı yükseltilmiş bir sinyal elde edilir ve burada VO1’in

genliği VO2’ye eşittir. Giriş sinyalinin Vİ2’ye uygulanması durumunda,

Şekil 14.5(b)’de gösterildiği gibi, VO2’den ters fazlı yükseltilmiş bir

sinyal, VO1’den aynı fazlı yükseltilmiş bir sinyal elde edilir.

Page 5: Bölüm 14 Temel Opamp Karakteristikleri Deneyleri · 14-3 (1) Fark yükselteci devresinin yapısı Şekil 14.2(a)’da, ortak emetör direncine sahip iki adet ortak emetörlü yükselteç,

14-6

Giriş sinyali, tek-sonlu girişli fark yükseltecinin giriş uçlarından

herhangi birine uygulandığında, VO1 ve VO2’den eşit genlikli ve ters

fazlı yükseltilmiş sinyaller elde edilebilir.

(a) (b)

(c)

Şekil 14.4 Tek-sonlu giriş, tek-sonlu çıkış (II)

(a) (b)

Şekil 14.5 Tek-sonlu girişli OPAMP’ın çıkış sinyali

2) Tek-sonlu giriş, çift-sonlu çıkış

VO=VO1 – VO2 = 2VO1 = -2AV Vİ1 yada 2AV Vİ2

Şekil 14.6

VO2, Vbe ile ters fazdadır

Emetör gerilimi, Vi1 ile aynı fazdadır

Vbe, Vi1 ile ters fazdadır

Page 6: Bölüm 14 Temel Opamp Karakteristikleri Deneyleri · 14-3 (1) Fark yükselteci devresinin yapısı Şekil 14.2(a)’da, ortak emetör direncine sahip iki adet ortak emetörlü yükselteç,

14-7

3) Çift-sonlu giriş, tek-sonlu çıkış

Şekil 14.7

Şekil 14.7’de gösterildiği gibi

İ İ İ İ --- (14-1.1)

İ İ İ İ --- (14-1.2)

İ İ İ İ 2 İ 2 İ

Denklem 14-1.1 ve 14-1.2'den:

Şekil 14.8'de gösterildiği gibi, Vİ1=Vİ2 iken VO1 =0 ve VO2=0 olur.

Şekil 14.9'da gösterildiği gibi, Vİ1=-Vİ2 iken (ters faz), VO1 =-2AVVİ1 ve

VO2=2AVVİ1 olur.

Şekil 14.8 Vİ1 =Vİ2 iken (aynı faz), VO1 ve VO2 dalga şekilleri

Şekil 14.9 Vi1=-Vi2 iken, Vo1 ve Vo2 dalga şekilleri

Toplam 0’a eşittir.

Toplam 0’a eşittir.

Page 7: Bölüm 14 Temel Opamp Karakteristikleri Deneyleri · 14-3 (1) Fark yükselteci devresinin yapısı Şekil 14.2(a)’da, ortak emetör direncine sahip iki adet ortak emetörlü yükselteç,

14-8

4) Çift-sonlu giriş, çift-sonlu çıkış

Şekil 14.8 ve 14.9'da gösterildiği gibi,

İ İ İ İ

2 İ İ 2

Vİ1=Vİ2 iken VO =0 olur.

Vİ1=-Vİ2 iken VO =-2AV(2Vİ1)=-4 AV Vİ1 olur.

(3) Fark yükseltecinin kazancı

Ac : Ortak mod kazancı; sinyalin kendine göre yükseltme faktörüdür.

Ad : Diferansiyel mod kazancı; fark sinyaline göre yükseltme faktörüdür.

Vc : Ortak mod sinyal (sinyalin kendisi).

Vd : Diferansiyel mod sinyali (fark sinyali).

Ideal fark yükseltecinde, Ac değeri mümkün olduğunca küçüktür ve VO

değeri Ad ile doğru orantılıdır.

(4) CMRR : Ortak-Mod Bastırma Oranı

CMRR=Ad/Ac, fark yükseltecinin (yada OPAMP) gürültüyü bastırma

kapasitesini göstermek için kullanılır. CMRR değerinin yüksek olması,

daha küçük Ac değerine karşılıktır ve gürültü bastırma kapasitesinin

daha iyi olduğunu gösterir.

1

11

CMRR çok büyük olduğu zaman;

11

1 0

Page 8: Bölüm 14 Temel Opamp Karakteristikleri Deneyleri · 14-3 (1) Fark yükselteci devresinin yapısı Şekil 14.2(a)’da, ortak emetör direncine sahip iki adet ortak emetörlü yükselteç,

14-9

Ortak mod sinyal böylece bastırılmış olur. Gürültü tipik olarak, ortak mod

sinyale benzer şekilde, Vİ1 ve Vİ2’de eşzamanlı olarak mevcut olacağı

için, daha büyük CMRR değerine sahip fark yükselteci, daha iyi gürültü

bastırma yeteneğine sahip olacaktır. CMRR değerlerine DA ve OPAMP

kataloglarından bakılabilir.

14-2 Temel OPAMP karakteristikleri

(1) OPAMP nedir?

1. OP-AMP, işlemsel yükselteç olarak adlandırılan bir IC’dir ve aynı

zamanda OPA olarakta kısaltılabilir.

2. OPA, bir eviren giriş ucu (-), bir evirmeyen giriş ucu (+) ve bir çıkış

ucundan oluşan bir yükselteçtir.

Sembolü Şekil 14.10’da gösterilmiştir.

Şekil 14.10

3. OPA genellikle aynı genlikte (±3V~±15V aralığında, çoğunlukla 12V)

ve zıt polaritede iki güç kaynağı ile çalışır. Bağlantı, Şekil 14.11’de

gösterilmiştir.

Şekil 14.11

Şekil 14.1’de gösterilen OP-AMP eşdeğer devresi (741 örneği), OCL

AMP’a çok benzemektedir. Vİ=0V iken VO=0V olacaktır. OP-AMP tek

güç kaynağı ile de çalışabilir, ancak bu durumda Vİ uygulandığında,

VO, 0V yerine VCC/2 olacaktır.

eviren giriş

evirmeyen giriş

Page 9: Bölüm 14 Temel Opamp Karakteristikleri Deneyleri · 14-3 (1) Fark yükselteci devresinin yapısı Şekil 14.2(a)’da, ortak emetör direncine sahip iki adet ortak emetörlü yükselteç,

14-10

(2) İdeal işlemsel yükselteç aşağıdaki karakteristiklere sahiptir:

1. AV= ∞

2. Zİ= ∞

3. ZO= 0

4. BW = ∞

5. Vİ=0 iken VO=0.

6. Karakteristikler sıcaklığa duyarlı değildir.

Yaygın olarak kullanılan karakteristik parametreler aşağıda

tanımlanmıştır:

1) Zi: Giriş Empedansı

Şekil 14.12

OP-AMP’ın ideal Zİ değeri ∞ olup, gerçek değeri çok büyüktür.

Bununla birlikte, Şekil 14.12’de gösterildiği gibi, çeşitli devrelerin

bağlanmasından sonra Zİ, çevre elemanların (R1 ve Rf) etkilerini

de içerecektir. Şekil 14.12’de gösterilen Zİ, yükleme etkisi kavramı

kullanılarak hesaplanmaktadır.

VO=VS/2 ise, Zİ=ZO olur.

2) Zo: Çıkış Empedansı

Şekil 14.13

Şekil 14.3’teki ZO hesaplama yöntemi, Zİ hesaplama yöntemi ile

aynıdır. Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi, RL=∞ iken VO’=VO ’dır ve

ZO=RL iken VO’=VO/2’dir.

Page 10: Bölüm 14 Temel Opamp Karakteristikleri Deneyleri · 14-3 (1) Fark yükselteci devresinin yapısı Şekil 14.2(a)’da, ortak emetör direncine sahip iki adet ortak emetörlü yükselteç,

14-11

Şekil 14.13’te gösterildiği gibi, ilk önce VR1K, VO’=VCC/2 olacak

şekilde ayarlanır ve ZO’a eşit olan RL (VR1Kab + 22Ω) değeri

ölçülür. Vo’=VCC/2 ayarlanamazsa, ZO’ı hesaplamak için

VO’=VORL/(ZO+RL) gerilim bölücü denklemi kullanılabilir.

Daha sonra RL=∞ yapılarak VO ölçülebilir.

3) SR: Yükselme Hızı 0.8Vp-p / tr

Şekil 14.14 Yükselme zamanı

Şekil 14.14’te gösterildiği gibi, SR, OPA’nın sinyal iletim hızını

göstermek için kullanılır. SR’nin büyük olması, sinyalin daha çabuk

iletilmesine karşılık gelir ve aynı zamanda yüksek frekanslı

sinyallerle çalışabilme kapasitesinin daha fazla olduğunu ifade

eder. Genel olarak, daha büyük SR değeri daha yüksek bant

genişliği anlamına gelmektedir.

Şekil 14.15

Page 11: Bölüm 14 Temel Opamp Karakteristikleri Deneyleri · 14-3 (1) Fark yükselteci devresinin yapısı Şekil 14.2(a)’da, ortak emetör direncine sahip iki adet ortak emetörlü yükselteç,

14-12

SR ölçüm devresi Şekil 14.15’te gösterilmiştir. tr ve VP-P, VO dalga

şeklinden hesaplanabilir. Daha sonra SR=0.8VP-P/tr denklemi

yardımıyla SR değeri hesaplanabilir. Burada 0.8VP-P, yükselme

zamanı süresince gerilimdeki değişimi ve tr yükselme zamanını

göstermektedir.

4) BW: Bant Genişliği

Ideal OPA’nın bant genişliği ∞ olmakla birlikte gerçekte durum

böyle değildir. Kataloglarda verilen tipik BW değeri birkaç MHz

mertebesindedir. Bununla birlikte, ticari olarak mevcut IC’lerin bant

genişliklerinin ne kadar olduğu konusunda, Şekil 14.16’da

gösterilen deney bilgi verebilir. Pratikte, bant genişliğinin çok küçük

olması, yüksek frekans devreleri için uygun değildir.

5) Ofset Gerilimi (sıfır seviye ayarı)

İdeal OPA’larda Vİ=0 iken VO=0V olmalıdır, ancak pratikte durum

böyle olmamakta ve genellikle Vİ=0 iken VO=0V olmamaktadır.

OPA’nın bir kontrol devresinde kullanılması durumunda, Vİ=0V iken

VO’ın 0V’dan farklı olması, devrenin çalışmasını ekileyecektir.

Pratik devrelerde, Vİ=0 iken VO=0V olmasını sağlamak için, offset

gerilim ayarı gerçekleştirilmelidir. Offset gerilimi ayarlama

yöntemleri aşağıdaki gibi sınıflandırılabilir.

1. Eviren yükselteçte ofset

İ 1

Şekil 14.16

Vİ=0V iken, VR’yi VO=0V olacak şekilde ayarlayın.

Vİ toprağa bağlıyken VO=VA(1+Rf/R1) olduğu için, VR1KΩ ve

VR100KΩ dirençlerinin ayarlanması VO değerini değiştirebilir.

Page 12: Bölüm 14 Temel Opamp Karakteristikleri Deneyleri · 14-3 (1) Fark yükselteci devresinin yapısı Şekil 14.2(a)’da, ortak emetör direncine sahip iki adet ortak emetörlü yükselteç,

14-13

2. Evirmeyen yükselteçte offset

İ 11

Şekil 14.17

AV= -Rf/(R1+R2) olduğu için, AV ≈ -Rf/R1 olması için, R2, R1’den

çok daha küçük olmalıdır.

Vİ=0 (toprağa bağlı) iken VO=VA(-Rf/R1) olduğu için, VR1KΩ ve

VR100KΩ dirençlerinin ayarlanması VO değerini değiştirebilir.

3. Gerilim izleyicide ofset

11

≅ 1

Şekil 14.18

Vİ=0 (giriş topraklanmış) iken VO=VA(-Rf/R1) olduğu için,

VR100KΩ direncinin ayarlanması VO değerini değiştirebilir.

4. İşlemsel yükselteçte dahili offset

Şekil 14.19

Page 13: Bölüm 14 Temel Opamp Karakteristikleri Deneyleri · 14-3 (1) Fark yükselteci devresinin yapısı Şekil 14.2(a)’da, ortak emetör direncine sahip iki adet ortak emetörlü yükselteç,

14-14

Şekil 14.19’da gösterilen devre, IC’nin offset null uçları

kullanılarak gerçekleştirilir ve daha sonra Vo değeri, IC’nin dahili

diferansiyel katının denge durumu ayarlanarak geliştirilebilir.

14.3 KULLANILACAK ELEMANLAR

(1) KL-200 Lineer Devre Deney Düzeneği

(2) Deney Modülü: KL-23012

(3) Ölçü Aletleri: 1. Voltmetre

2. Osiloskop

3. İşaret üreteci.

(4) Araç: Temel el araçları.

(5) Malzemeler: KL-23012’de gösterildiği gibi.

14.4 DENEYLER

(14-1) Transistörlü fark yükselteci devresi

14-1-1

14-1-1-1 Deneyin Yapılışı:

(1) Şekil 14.20’deki devre ve 23012-blok c bağlantı diyagramına göre kısa-

devre klipslerini yerleştirin.

(2) Giriş ucuna işaret üreteci ile osiloskop ve çıkış ucuna osiloskop bağlayın.

(3) B ve C noktaları arasındaki direnç maksimum (VIN1=VIN2) olacak şekilde

VR1'i ayarlayın.

(4) İşaret üretecinin çıkışını 1KHz’e ayarlayın ve osiloskopta maksimum,

bozulmasız çıkış dalga şekli elde edilecek şekilde genliği arttırın. IN1,

IN2, OUT1 ve OUT2 dalga şekillerini ölçün ve kaydedin.

Page 14: Bölüm 14 Temel Opamp Karakteristikleri Deneyleri · 14-3 (1) Fark yükselteci devresinin yapısı Şekil 14.2(a)’da, ortak emetör direncine sahip iki adet ortak emetörlü yükselteç,

14-15

(5) B ve C noktaları arasındaki direnç minimum (0Ω) (VIN2=0V) olacak

şekilde VR1'i ayarlayın.

(6) Adım (4)’ü tekrarlayın.

(7) B ve C noktaları arasındaki direnç 500Ω ve VIN2= VIN1/2 olacak şekilde

VR1'i ayarlayın.

(8) Adım (4)’ü tekrarlayın.

14-1-1-2 Deney Sonucu:

Deney sonuçlarını Tablo 14-1’e kaydedin.

Tablo 14-1

Page 15: Bölüm 14 Temel Opamp Karakteristikleri Deneyleri · 14-3 (1) Fark yükselteci devresinin yapısı Şekil 14.2(a)’da, ortak emetör direncine sahip iki adet ortak emetörlü yükselteç,

14-16

Şekil 14.20 (Şekil 23012-blok c)

(14-2) Temel OPAMP karakteristikleri deneyi, Zi , Zo , SR , BW , ofset.

14-2-1 Zİ’nin Ölçülmesi

14-2-1-1 Deneyin Yapılışı:

(1) Şekil 14.21(a)’daki devre ve 23012-blok d.1 bağlantı diyagramına göre

kısa-devre klipslerini yerleştirin.

(2) İşaret üretecinin çıkışını, 1KHz’lik sinüzoidal sinyal olacak şekilde

ayarlayın ve çıkış genliğini minimuma ayarlayın.

(3) VR3(VR100K)’ü minimuma ayarlayın (B ve C uçları arası kısa devre).

(4) OUT çıkış ucunda maksimum, bozulmasız çıkış dalga şekli elde edilecek

şekilde genliği arttırın.

(5) IN dalga şeklini ölçün ve kaydedin.

(6) VR3’ü, IN ucundaki sinyal, Adım (4)’teki dalga şeklinin yarısı olacak

şekilde ayarlayın.

(7) Güç kaynağını kapatın.

(8) Multimetre kullanarak (Ω konumunda), VR3’ün B ve C uçları arasındaki

direnç değerini ölçün ve kaydedin. Bu değer, işlemsel yükseltecin Zİ

değeridir.

Page 16: Bölüm 14 Temel Opamp Karakteristikleri Deneyleri · 14-3 (1) Fark yükselteci devresinin yapısı Şekil 14.2(a)’da, ortak emetör direncine sahip iki adet ortak emetörlü yükselteç,

14-17

14-2-1-2 Deney Sonucu:

Zi = ________.

Şekil 14-21 (a)

Şekil 23012-blok d.1

14-2-2 Zo’ın Ölçülmesi

14-2-2-1 Deneyin Yapılışı:

(1) Şekil 14.21(b)’deki devre ve 23012-blok d.2 bağlantı diyagramına göre

kısa-devre klipslerini yerleştirin.

(2) İşaret üretecinin çıkışını, 1KHz’lik sinüzoidal sinyal olacak şekilde

ayarlayın.

(3) SW1 anahtarını açın.

(4) Maksimum, bozulmasız Vout çıkış dalga şekli elde edilecek şekilde işaret

üretecinin genliği ayarlayın.

(5) Vout’un Vp-p değerini kaydedin.

Page 17: Bölüm 14 Temel Opamp Karakteristikleri Deneyleri · 14-3 (1) Fark yükselteci devresinin yapısı Şekil 14.2(a)’da, ortak emetör direncine sahip iki adet ortak emetörlü yükselteç,

14-18

(6) SW1 anahtarını kapatın ve Vout dalga şeklindeki değişimi gözlemleyin.

(7) VR1(VR1KΩ)’i, VOUT , Adım (5)’tekinin yarısı olacak şekilde ayarlayın.

(8) Güç kaynağını kapatın.

(9) Multimetre kullanarak (Ω konumunda), çıkış ucunun toprağa gore

direncini ölçün. Bu değer işlemsel yükseltecin çıkış empedansıdır.

(10) İşeret üretecini farklı frekanslara (100Hz, 10KHz, 50KHz) ayarlayın ve

Adım (2)~(9)’daki işlemleri tekrarlayın. Çıkış empedansının, işaret

frekansıyla değişip değişmediğini kontrol edin.

14-2-2-2 Deney Sonucu:

Deney sonuçlarını Tablo 14-2(a)’ya kaydedin.

Tablo 14-2(a)

Şekil 14.21(b)

Page 18: Bölüm 14 Temel Opamp Karakteristikleri Deneyleri · 14-3 (1) Fark yükselteci devresinin yapısı Şekil 14.2(a)’da, ortak emetör direncine sahip iki adet ortak emetörlü yükselteç,

14-19

Şekil 23012- blok d.2

14-2-3 Yükselme Hızının (SR) Ölçülmesi

14-2-3-1 Deneyin Yapılışı:

(1) Şekil 14.21(c)’deki devre ve 23012-blok d.3 bağlantı diyagramına göre

kısa-devre klipslerini yerleştirin.

(2) IN1 giriş ucuna işaret üreteci bağlayın ve işaret üretecinin çıkışını, 1KHz

kare dalga üretecek şekilde ayarlayın.

(3) Çıkış ucuna osiloskop bağlayın.

(4) Giriş sinyalin frekansını, çıkış sinyalinin yükselme zamanı (tr), osiloskop

ile ölçülebilecek şekilde ayarlayın. VP-P ve tr değerlerini ölçün.

14-2-3-2 Deney Sonucu:

SR, aşağıdaki denklem yardımıyla hesaplanabilir.

SR=0.8VP-P / tr, burada tr, yükselme zamanıdır.

tr : yükselme zamanı

Page 19: Bölüm 14 Temel Opamp Karakteristikleri Deneyleri · 14-3 (1) Fark yükselteci devresinin yapısı Şekil 14.2(a)’da, ortak emetör direncine sahip iki adet ortak emetörlü yükselteç,

14-20

Şekil 14.21(c)

Şekil 23012-blok d.3

14-2-4 Bant Genişliğinin Ölçülmesi

14-2-4-1 Deneyin Yapılışı:

(1) Şekil 14.21(d)’deki devre ve 23012-blok d.4 bağlantı diyagramına göre

kısa-devre klipslerini yerleştirin. Giriş ucuna 1KHz’lik sinüzoidal sinyal

uygulayın.

(2) Giriş gerilimini, Tablo (1)’de gösterildiği gibi, 50mVp-p’den 200mVp-p’ye

kadar arttırın. Çıkış dalga şeklini gözlemleyin ve kaydedin.

Tablo (1)

(3) Çıkışta maksimum bozulmasız dalga şekli elde edilecek şekilde, giriş

gerilimini arttırın.

Page 20: Bölüm 14 Temel Opamp Karakteristikleri Deneyleri · 14-3 (1) Fark yükselteci devresinin yapısı Şekil 14.2(a)’da, ortak emetör direncine sahip iki adet ortak emetörlü yükselteç,

14-21

(4) Giriş gerilimini 100mVp-p’ye ayarlayın.

(5) Giriş frekansını, Tablo (2)’de gösterildiği gibi, 50Hz’den 30KHz’e kadar

değiştirin ve her frekansa ilişkin VO çıkış gerilimini ölçün.

Tablo (2)

(6) Dikey eksen dB, yatay eksen frekans olacak şekilde, koordinat düzlemi

üzerine kazanç-frekans eğrisini çizin ve -3dB noktalarını işaretleyin.

14-2-4-2 Deney Sonucu:

Dikey eksen dB, yatay eksen frekans olacak şekilde, Tablo 14-3’e

kazanç-frekans eğrisini çizin ve -3dB noktalarını işaretleyin.

AVO: VO’ın maksimum olduğu AV değeri

Tablo 14-3

Page 21: Bölüm 14 Temel Opamp Karakteristikleri Deneyleri · 14-3 (1) Fark yükselteci devresinin yapısı Şekil 14.2(a)’da, ortak emetör direncine sahip iki adet ortak emetörlü yükselteç,

14-22

Şekil 14.21(d)

Şekil 23012-blok d.4

14-2-5 Eviren Yükselteç için Offset Gerilimi Ayarı

14-2-5-1 Deneyin Yapılışı:

(1) Şekil 14.21(e)’deki devre ve 23012-blok d.5 bağlantı diyagramına göre

kısa-devre klipslerini yerleştirin.

(2) OPAMP’ın eviren giriş ucu IN3’ü toprağa bağlayın.

(3) Osiloskop (DCV) yada voltmetre (DCV) kullanarak, OUT çıkış ucundaki

gerilimi ölçün.

(4) OUT ucundaki gerilimin sıfır olup olmadığını gözlemleyin. Eğer değilse,

aşağıdaki işlemleri gerçekleştirin:

VR2(1K)’yi maksimuma ayarlayın.

VR3(100K)’ü ayarlayın ve VOUT=0V olacak şekilde OUT gerilimi

değişimini gözlemleyin.

Page 22: Bölüm 14 Temel Opamp Karakteristikleri Deneyleri · 14-3 (1) Fark yükselteci devresinin yapısı Şekil 14.2(a)’da, ortak emetör direncine sahip iki adet ortak emetörlü yükselteç,

14-23

Şekil 14.21(e)

Şekil 23012-blok d.5

14-2-6 Evirmeyen Yükselteç için Offset Gerilimi Ayarı

14-2-6-1 Deneyin Yapılışı:

(1) Şekil 14.21(f)’deki devre ve 23012-blok d.6 bağlantı diyagramına göre

kısa-devre klipslerini yerleştirin.

(2) OPAMP’ın evirmeyen giriş ucu IN2’yi toprağa bağlayın.

(3) Osiloskop (DCV) yada voltmetre (DCV) kullanarak, OUT çıkış ucundaki

gerilimi ölçün.

(4) OUT ucundaki gerilimin sıfır olup olmadığını gözlemleyin. Eğer değilse,

aşağıdaki işlemleri gerçekleştirin:

VR2(1K)’yi maksimuma ayarlayın.

VR3(100K)’ü ayarlayın ve VOUT=0V olacak şekilde OUT gerilimi

değişimini gözlemleyin.

Page 23: Bölüm 14 Temel Opamp Karakteristikleri Deneyleri · 14-3 (1) Fark yükselteci devresinin yapısı Şekil 14.2(a)’da, ortak emetör direncine sahip iki adet ortak emetörlü yükselteç,

14-24

Şekil 14.21(f)

Şekil 23012-blok d.6