İşlemsel Yükselteçler
İşlemsel Yükselteçler (Operational Amplifiers) fonksiyonel olarak daha önceden biliniyor ve kullanılıyordu. Bu tür yükselteçler bir takım transistör direnç kondansatör gibi elemanlarla daha önceden yapılabiliyordu. Fakat pek çok devre elemanı gerektirdiği için Tümleşik Devrelerin kolayca yapılabildiği teknoloji elde edilene kadar çok gerekmedikçe pek kullanılmadı. Bu elemanın temel görevi "iki girişi arasındaki gerilimin yada sinyalin farkını alarak yani kendi içinde bir toplama/çıkartma işlemi yaparak, elde ettiği değeri kendi kazancı kadar yükselterek çıkışa vermektir.
Yukarıdaki tanımlamaya dikkat edilirse İşlemsel Yükselteç yada op-amp iki temel parçadan oluşmaktadır. Birincisi iki girişi olan ve bu iki girişin "farkını" alan bir devre, ikincisi de farkı alınan sinyali yükselten bir devre. Bunlardan ikincisini epeyce incelediğimiz için geçiyoruz. Şimdi kısaca fark alan bölümü inceleyelim.
Differantial "fark alan" Yükselteç:
Bu yükselteçlere Türkçe okunuş biçimi ile, yaygın olarak "diferansiyel" yükselteç de denir. Aşağıdaki şekilde bir diferansiyel yükselteç devresi görülmektedir.
Şekildeki bütün devre elemanları özdeştir. Dikkat edilirse devrede iki adet güç kaynağı vardır. Devre tek güç kaynağı ile de çalışabilir. Fakat transistörlerin beyzlerine ilave bayas dirençleri gerektirir. Devrenin detaylı çalışma biçimini bir kenara bırakıp kısaca incelersek;
Devredeki iki giriş olan V1 ve V2 birbirine eşit yada sıfır olursa, transistörlerden geçen akım birbirine eşit olur. O zamanda çıkış voltajı Vo sıfır volt olur. Bu duruma devrenin denge hali denir.
Devrenin giriş voltajlarını değiştirirsek, örneğin V2 sabit tutulup V1 değiştirilirse Vo da V1 ile aynı yöne değişir. Bu nedenle V1 kaynağının bağlı olduğu uca "non-invertnig" yada evirmeyen uç adı verilir. Eğer V1 sabit tutulup V2 değiştirilirse Vo V2 ye ters yönde değişir. Bu nedenle de V2 nin bağlı olduğu uca "inverting" yada eviren uç adı verilir.
Peki her ikisi de değişirse ne olur derseniz, o zaman hangisinin değeri daha yüksekse Vo, o yönde değişir.
İŞLEMSEL YÜKSELTEÇ:
Şimdi aşağıdaki devreyi inceleyelim
Bu devrenin çıkış gerilimi
Vi = Vo x R2 / (R1 + R2)
Bu devre aslında bir zayıflatıcıdır "attenuator" yada gerilim bölücüdür. Zayıflatma oranı dirençlere bağlıdır. Yukarıdaki denklemi Vi ye göre yazacak olursak;
Vo = Vi x (R1 + R2) / R2
Biçiminde olacaktır. Yani Vo voltajı dirençlerin oluşturduğu oranın Vi ile çarpımına eşit olacaktır. Bu denklem olarak olur gibi görülse de gerçekte böyle bir şey olamaz. Vo en çok Vi kadar olur. Fakat bu denklemi sağlayacak devre çok işimize yarayacaktır. Dirençlerin oranını bize kazanç olarak sağlayacak devre gereklidir. Yani bu devre zayıflatma yerine kazanç sağlamalıdır. Bu kazanç dirençlere bağlı olup önceden hesaplanabilmelidir. Aşağıdaki devre bize bu isteklerimizi sağlar.
Şekildeki üçgen sembol bir yükselteçtir. Biraz sonra göreceğimiz gibi aslında bir işlemsel yükselteçtir. İşlemsel yükselteç aktif bir devre elemanı olduğu için dışarıdan bir güç kaynağı ile beslenirler. Bu güç kaynağı iki yada tek olabilir. Tek olduğu zaman işlemsel yükseltecin giriş uçlarına baya sağlamak amacı ile direnç sayıları ya dışarıdan arttırılır yada o işlemsel yükseltecin tek güç kaynağı ile beslenebilme özelliği vardır.
İşlemsel Yükselteç adı örneksel (analog) bilgisayarlarda toplama, çıkarma, tümleme (integral alma) ve türev alma (differantiational) gibi matematiksel işlemleri yapan yükselteçleri isimlendirmek için uydurulmuştur. (Günümüz bilgisayarları sayısal "dijital" olup bu işlemleri sayısal devrelerle yaparlar.) İşlemsel yükselteçler, günümüzde elektroniğin her alanında kullanılmaktadır. Örneğin, regülatörler, filtreler, her türlü yükselteçler, karşılaştırıcılar, analog/dijital - dijital/analog çeviriciler gibi..
İdeal yada düşünsel İşlemsel Yükselteç:
Çoğu işlemsel yükselteç şekildeki gibi iki girişi ve bir çıkışı olan DC bir yükselteçtir. (Güç kaynağı uçları burada gösterilmemiştir.) Semboldeki uçların anlamı; negatif işaretli uca eviren "inverting) uç denir. Bu uçtaki gerilim yükseldikçe çıkıştaki gerilim azalır. Pozitif işaretli uca evirmeyen "non-inverting" adı verilir. Bu uçtaki gerilim yükseldikçe çıkış gerilimi de yükselir.
İdeal bir işlemsel yükseltecin özellikleri:
1- Kazancı sonsuzdur.
2- Bant genişliği sonsuzdur.
3- Çıkış empedansı sıfırdır.
4- Çıkış empedansı sıfır olduğu için sonsuz akım sürebilir.
5- Hem iki giriş arası hem de her girişle toprak arası empedans sonsuzdur.
6- Voltaj kaldırma kapasitesi sonsuzdur. Yani her voltajda çalışır.
7- Yukarıdakilerin hepsi her sıcaklıkta doğrudur.
Tabi ki böyle bir devre elemanı yapmak mümkün değildir. Fakat işlemsel yükselteçli bir devre tasarlanırken yukarıda yazığım özellikler kullanılır. İdeal olmayan özellikleri ayrıca göz önüne alınır. Hatta bazen ideal olmayan özellikleri işimize bile yarar. İşlemsel yükselteci idealden uzaklaştıran nedenler ve sonuçları sonra anlatacağım.
Sayfayı Yazdır
Anketler
Tavsiye Et
Bize Yazın
Ana Sayfa
Sanal Mağaza
Adres ve Telefon Numaraları için Tıklayın...