1- Karşılaştırıcı (Comparator)
Aşağıdaki şekil bir "Karşılaştırıcı" dır. Devre basitleştirilmek amacı ile besleme gerilimleri olmadan çizilmiştir.
Hatırlarsanız geçen yazıda ideal bir işlemsel yükseltecin kazancının sonsuz olduğunu söylemiştim. Piyasada bulunan işlemsel yükselteçlerin de kazançları hiç az değildir. Hele DC çalışmalarda kazançları çok yüksek olur. Mesela yüz bin kazanç değeri bir işlemsel yükseltecin iç kazancı olarak oldukça normaldir. Tabi ki çalışma frekansı yükseldikçe bu kazanç değerleri de oldukça azalır. İşlemsel yükseltecin kazancı çok yüksek olduğu için bir karşılaştırıcı olarak tek başına kolaylıkla kullanılabilir. Karşılaştırıcının girişleri e1 (+) ve e2 (-) olarak gösterilmiştir. Karşılaştırıcının çalışması çok basittir. Örneğin e2 (+) girişi sabit bir voltaj da olsun. Bu durumda e1 (-) uçtaki gerilim değiştirildiğinde e3 çıkış gerilimi de değişir. Bu değişim e1 geriliminin yönü ile ters yönde olur. Yada e1 (-) ucundaki gerilim sabit tutulup e2 (+) değiştirildiğinde çıkış e3 gerilimi e2 ile aynı yönde değişir. Bunu bir örnek ile açıklamak istersek, e1 0V ve sabit olsun yani şaseye bağlansın. e2 de 0V olduğu zaman çıkış e3 de 0V olur. e2 0,01V yani e2 10mV olduğunda çıkış ucu e3 yaklaşık + besleme gerilimine eşit olur. e2 -0,01V olduğunda yani -10mV olduğunda çıkış gerilimi e3 işlemsel yükseltecin yaklaşık - besleme gerilimine eşit olur.
Karşılaştırıcıların kazancı işlemsel yükseltecin kazancına eşittir. Bu kazanca açık döngü kazancı "open loop gain" denir.
Aynı devrenin e2 ucuna bir referans gerilimi bağlarsak , örneğin bu bir zener diyotla sağlanmış sabit bir gerilim olsun, e3 çıkış gerilimi e1'e uygulanan gerilimin e2'den daha fazla artı olup olmadığını gösterecektir.
Karşılaştırıcılar, yukarıdaki paragrafta da anlattığım gibi seviye detektörü olarak, sayısaldan örneksele, örnekselden sayısala yada zamanı gerilime çeviren devreler olarak yaygın biçimde kullanılır.
2- Gerilim İzleyici (Voltage follower) yada tampon:
Aşağıdaki şekilde bir "Gerilim İzleyici" şekli görülmektedir.
Bu şekilden de görüldüğü gibi işlemsel yükseltecin çıkışı aynı zamanda eksi girişe bağlanmıştır. Şimdi önce devrenin bir analizini yapalım. Geçen yazıdan hatırlayacağınız gibi bir işlemsel yükseltecin çıkış formülü;
e3 = A (e2 - e1) idi. Burada A işlemsel yükseltecin kazancıdır. Gerilim izleyici için aynı formülü kullanırsak;
e3 = Ao (e2 - e1) = e1 olur. Burada Ao, açık döngü kazancıdır.
Buradan e2 - e1 = e1 / Ao yazılabilir.
e1 in 1V değiştiğini düşünelim. Bu değişiklik giriş uçları arasında 1 / Ao lık bir değişim oluşturur. Yani;
(e1 + 1) / Ao = e2 - (e1 + 1)
Eğer Ao çok büyükse yada ideal işlemsel yükselteç deki gibi açık döngü kazancının "sonsuz" olduğunu düşünürsek, o zaman;
e2 - e1 = e1 / Ao
e2 - e1 = e1 / ¥
e2 - e1 = 0 olur.
Yani giriş uçları arasında bir gerilim farkı olmaz. Yani e2 = e1 olur. e1 = e3 olduğuna göre, e2 ucuna uygulanan gerilim e3 olarak çıkıştan alınır. Bu devrenin giriş gerilimi çıkış geriline eşit olur. O zaman devrenin kazancı da "1" olur. (e1 = e2 = e3)
"Bu ne biçim bir devre, giriş voltajı çıkış voltajına eşit. O zaman kısa devre yapalım" diye düşünebilirsiniz. Acele etmeyin. Birde giriş ve çıkış empedanslarına bakalım.
Giriş empedansı;
Giriş empedansını "Z" ile gösterelim. Örneğin çıkış voltajı 1V ise (yada giriş voltajı 1V ise)
e2 - e1 = e1 / Ao
e2 - 1 = 1 / Ao oluyordu. O zaman;
e2 = (1 / Ao) + 1 olur. Ohm kanununu kullanarak ve birazda kısaltarak devrenin girişi üzerinden yada Z üzerinden akan akımı yazarsak;
iZ = (1 / Ao) /Z
iZ = 1/ (Ao x Z) olur.
Devrenin etken giriş empedansı;
Zet = e2 / iZ
Zet = (1 + 1 / Ao) / (1 / Ao )
Zet = Z (1 + Ao) olur..
İşlemsel yükselteçlerin kendi iç kazançlarının "open loop gain" çok yüksek olduğunu söylemiştik. Yukarıda ki formülden de anlayacağınız gibi gerilim izleyicinin giriş empedansı yaklaşık olarak işlemsel yükseltecin iç kazancı "open loop gain" ile iki giriş ucu arasındaki empedansın çarpımı ile bulunur. Pratikte bu çok yüksek bir değerdir.
Burada özel bir not ilave etmek istiyorum. Bu devrede olduğu gibi devrenin (işlemsel yükseltecin değil, devrenin tamamının) kazancını biz tayin ediyorsak bu kazanca kapalı döngü kazancı "closed loop gain" denir.
Gerilim izleyicinin üç özelliği, birim kazanç "unit gain" yani kazancın "1" olması, giriş empedansının çok çok yüksek olması ve çıkış empedansının da çok düşük olmasıdır. Bu özelliklerinden dolayı girişlerine bağlanan devreyi hiç yüklemeden çıkışlarında giriş gerilimine eşit ve istenilen düzeyde akım verilen devreler yapılabilir. Örneğin güç kaynaklarının çıkış devrelerini buna bir örnek olarak verebiliriz. Bir kullanım alanı olarak da çıkış empedansı yüksek devreleri giriş empedansı düşük devrelere bağlamak için kullanılır. Buna örnek olarak da her türlü yükselteç için çıkış devreleri yada ön yükselteç ile çıkış güç devreleri arasındaki "tampon" yükselteci söyleyebiliriz.
Sayfayı Yazdır
Anketler
Tavsiye Et
Bize Yazın
Ana Sayfa
Sanal Mağaza
Adres ve Telefon Numaraları için Tıklayın...