Problem

Girilen işareti eviren, birbirine göre yansıtan bir devre tasarlayınız.

Faz üleştirici

Verilenler

Güç kaynağı : +20 V
Devrenin çalışma aralığı : 100 Hz ve yukarısı
$R_{Kaynak} \leq 5k$
Kanal akımı $I_K\,=\,1mA$

Giriş ve çıkış tam dirençlerini hesaplayınız.

Devre tasarımı

Öncelikle devrenin kaba taslağını çizerek işe koyulalım.

Faz üleştirici

Burada 20 volta iki tane işaret sığdıracağımız için besleme noktasını ikiye bölersek her bir parça 10 volt eder. Çıkış 1'i 10 ila 20 voltun ortasına, çıkış 2'yi ise 0 ila 10 volt arasına koymamız lazım.

O zaman her iki taraftan 5V kadar bir gerilim düşümü yeterli olacaktır.

Faz üleştirici

Kanal akımı 1 mA olduğu için dirençleri E12 serisinden 4,7 k seçebiliriz.

Önceki dersten hatırlayabileceğiniz üzere $R_{Taban}$ direncini bulurken 4,7 k ile $\beta$ değerini çarpıyorduk. Buradan $R_{Taban}$ direncini yaklaşık 500 k buluruz.

Amacımız $R_1\, ||\, R_2$ değerini taban direncinin onda biri ya da küçük yapmaktır.

$R_1\, ||\, R_2\, \leq\, 50k$ olması gerekiyor.

Faz üleştirici

Transistörün ana vanasındaki gerilim, çay geriliminden yaklaşık 0,6 V yüksek olacak. Buradan ana vanadaki gerilimi yaklaşık 5 V buluruz.

Ana vana gerilimini yaklaşık 5 V yapmak için R2 direnci R1 direncinin üç katı olması gerekiyor.

Faz üleştirici

Buradan R1 68 k, R2 180 k seçebiliriz.

Kesim sıklığını $f_{3DB} = 50\,Hz$ olarak seçelim. Giriş tam direnci için kaba hesapta sadece $R_1\, ||\, R_2\,$ değerini hesaplıyorduk.

Bu değeri de zaten 50 k olarak ayarlamıştık.

Hesap tablosunda bu değerler için hesap yaptırırsak C değerini 63 nF buluruz. Yakın bir değer olarak 100 nF kullanabiliriz.

Faz üleştirici

Devre tasarımını değerlerle beraber yukarıda bulabilirsiniz.

Tam direnç hesabı

Öncelikle çıkış1 ucundaki tam dirence bakalım.

Faz üleştirici

$R_{çıkış1}$ ucundan bu tarafa gelirsek bir kol 4,7 k olarak ayrılıyor. Diğer kol hesaba katılmıyor.

Bu nedenle $R_{çıkış1} = 4,7\,k$ olduğu görülebilir.

Çıkış tam direnç hesabı

$R_{çıkış2}$ tarafından bu tarafa geldiğimizde bir kol 4,7 k olarak, diğer kol $r_{iç}$ direnci olarak ayrılıyor.

Devam edeceğiz ama karşımıza yeşille gösterilen duvar çıkıyor. Duvarın diğer tarafındaki değerleri bu tarafa aktarırken $(\beta+1)$' e bölüyorduk.

Sonuçta $R_{çıkış2}$ direncini sadece 67 Ω bulduk.

$R_{giriş}$ tam direncinin kabaca 50 k olduğu görülebilir.

Burada göz önünde bulundurulması gereken nokta çıkış2'ye bağlanan bir yük giriş tam direncini oldukça değiştirebilir. Örneğin 400 Ω bir yük bağlarsanız çıkış tam direncinin yaklaşık 22 k'ya düştüğünü görebilirsiniz.