OP-AMP DEVRELERİ-1

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.

Evirmeyen Yükselteç Devresi (Normal)
Şekil-1 :Evirmeyen yükselteç devresi

Gerekli Olan Malzemeler 

Proteus ortamında kullanılan malzeme listesi tablo-1’de verilmiştir.

Malzeme Listesi
Tablo-1 : Evirmeyen yükselteç devresine ait malzeme listesi

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
Şekil-2: Evirmeyen yükselteç devresine ait devre çözümü

Evirmeyen Yükselteç Devresinin Simülasyonu

Evirmeyen yükselteç devresinin simülasyonu proteus programında şekil-3’deki gibi gerçekleştirilmiş ardından istenilen değerler ölçülmüştür.

Evirmeyen Yükselteç Devresi (ölçüm)_Resim
Şekil-3 : Evirmeyen yükselteç devresine ait simülasyon

Evirmeyen Yükselteç Devresinin Analizi

Devrenin çözümü (şekil-2) ve simülasyon (şekil-3) sonuçlarına bakılacak olursa;

  1. 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.
  2. Yükseltecin evirmeyen ucundan çekilen akımın hem devre çözümünde hemde simülasyon ortamında miliamper seviyesinde  sıfır olduğu görülmektedir.
  3. 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 ;

  1. Op-ampın eviren ucu ile evirmeyen uçlarına ait gerilim değerlerinin eşit olduğu ,
  2. 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.

Eviren Yükselteç Devresi (Normal)
Şekil-4: Eviren yükselteç devresi

Gerekli Olan Malzemeler 

Proteus ortamında kullanılan malzeme listesi tablo-2’de verilmiştir.

Malzeme Listesi
Tablo-2 : Evirmeyen yükselteç devresine ait malzeme listesi

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

IMG_5885
Şekil-5: Eviren yükselteç devresine ait devre çözümü

Eviren Yükselteç Devresinin Simülasyonu

Eviren yükselteç devresinin simülasyonu proteus programında şekil-5’deki gibi gerçekleştirilmiş ardından istenilen değerler ölçülmüştür.

Eviren Yükselteç Devresi (ölçüm)
Şekil-6 : Eviren yükselteç devresine ait simülasyon

Eviren Yükselteç Devresinin Analizi

Devrenin çözümü (şekil-5) ve simülasyon (şekil-6) sonuçlarına bakılacak olursa;

  1. 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.
  2. Yükseltecin eviren ucundan çekilen akımın hem devre çözümünde hemde simülasyon ortamında miliamper seviyesinde  sıfır olduğu görülmektedir.
  3. 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 ;

  1. Op-ampın eviren ucu ile evirmeyen uçlarına ait gerilim değerlerinin eşit olduğu ,
  2. Op-ampın girişinden çekilen akımın sıfır veya sıfıra yakın olduğu,
  3. 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.

Gerilim İzleyeci Devresi (Normal)
Şekil- 7 : Gerilim izleyici  devresi

Gerekli Olan Malzemeler 

Proteus ortamında kullanılan malzeme listesi tablo-3’de verilmiştir.

Gerilim İzleyici
Tablo-3 : Gerilim izleyici devresine ait malzeme listesi

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

IMG_5886
Şekil-8: Gerilim izleyici devresine ait devre çözümü

Gerilim İzleyici Devresinin Simülasyonu

Gerilim izleyici devresinin simülasyonu proteus programında şekil-9’daki gibi gerçekleştirilmiş ardından istenilen değerler ölçülmüştür.

Gerilim İzleyeci Devresi (ölçüm)
Şekil-9 : Gerilim izleyici devresine ait simülasyon

Gerilim İzleyici Devresinin Analizi

Devrenin çözümü (şekil-8) ve simülasyon (şekil-9) sonuçlarına bakılacak olursa;

  1. 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.
  2. 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 ;

  1. Op-ampın eviren ucu, evirmeyen ucu ve op-ampın çıkış ucuna ait gerilim değerlerinin eşit olduğu ,
  2. Op-ampın girişinden çekilen akımın sıfır veya sıfıra yakın olduğu,
  3. 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.

Gerilim Karşılaştıracı Devresi (Normal)
Şekil-10: Gerilim Karşılaştırıcı  devresi

Gerekli Olan Malzemeler 

Proteus ortamında kullanılan malzeme listesi tablo-4’de verilmiştir.

Gerilim İzleyici
Tablo-4 : Gerilim izleyici devresine ait malzeme listesi

Gerilim Karşılaştırıcı Devresinin Çözümü

IMG_5887
Şekil-11: Gerilim karşılaştırıcı devresine ait devre 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 Karşılaştıracı Devresi (Ölçüm)
Şekil-12 : Gerilim karşılaştırıcı devresine ait simülasyon

Gerilim Karşılaştırıcı Devresinin Analizi

Devrenin çözümü (şekil-11) ve simülasyon (şekil-12) sonuçlarına bakılacak olursa;

  1. 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.

Toplayıcı Yükselteç(Normal)
Şekil-13: Toplayıcı yükselteç  devresi

Gerekli Olan Malzemeler 

Proteus ortamında kullanılan malzeme listesi tablo-5’de verilmiştir.

Malzeme Lsitesi
Tablo-5 : Toplayıcı yükselteç devresine ait malzeme listesi

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

IMG_5888
Şekil-14: Toplayıcı yükselteç devresine ait devre çözümü

Toplayıcı Yükselteç Devresinin Simülasyonu

Toplayıcı yükselteç devresinin simülasyonu proteus programında şekil-15’deki gibi gerçekleştirilmiş ardından istenilen değerler ölçülmüştür.

Toplayıcı Yükselteç(ölçüm)
Şekil-15 : Toplayıcı yükselteç devresine ait simülasyon

Toplayıcı Yükselteç Devresinin Analizi

Devrenin çözümü (şekil-13) ve simülasyon (şekil-9) sonuçlarına bakılacak olursa;

  1. 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.
  2. 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 ;

  1. Op-ampın eviren ucu, evirmeyen ucu ve op-ampın çıkış ucuna ait gerilim değerlerinin eşit olduğu ,
  2. Op-ampın girişinden çekilen akımın sıfır veya sıfıra yakın olduğu,
  3. Yükseltecin giriş sinyali ile çıkış sinyali arasında  faz farkının 180° olduğu ,
  4. 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… 

 

 

 

 

Bir Cevap Yazın

Aşağıya bilgilerinizi girin veya oturum açmak için bir simgeye tıklayın:

WordPress.com Logosu

WordPress.com hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Google fotoğrafı

Google hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Twitter resmi

Twitter hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Facebook fotoğrafı

Facebook hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Connecting to %s

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.