İşlemsel yükselteç
İşlemsel yükselteç
Giriş
Transistörlerin benzetimini yaptıktan sonra Microcap ile işlemsel yükselteç devrelerinin benzetimine geçiyoruz.
Kuramsal olarak sonsuz kabul edilen devre kazançları, onları matematiksel işlem yapılan devrelerde yararlı kılar. (Karşılaştırma, toplama, bir sabitle çarpma vs..)
Karşılaştırıcı
Geleneksel karşılaştırıcı ile başlayalım. (Örneğin LM339)
Zamana bağlı bir nicelik belirlenmiş bir eşik değeri ile karşılaştırılır. Bu eşiğin aşılıp aşılmadığını göstermek için bir ya hep ya hiç işareti üretilir.
Devre basittir.
LM339'u çizmek için : Component/Analog Library/Comparator/LM111-/LM339_IT
V1 (5 volt) gerilim kaynağı gerilim bölücü (dirençler eşit 2 numaralı düğüm gerilimi 2,5 volt) ve yükselteci besliyor.
V2 gerilim kaynağı zamana göre değişen kontrol edilecek işareti üretiyor. Değer olarak aşağıdaki ifadeleri giriyoruz.
PWL 0,0 2s,3 4s,1 6s,5 8s,2 10s,5
Anlık analizi "Analysis/Transient" çalıştırdığımızda çıkış işaretinin, kontrol işaretine göre değişimini görebiliriz.
Mavi renkli işaret 3 numaralı düğümdeki giriş işaretini, kırmızı renkli işaret ise 4 numaralı düğümdeki çıkışı gösteriyor.
Görebileceğiniz üzere çıkıştaki değişim eşik geriliminde (2.5 volt) gerçekleşiyor.
LM339 için tek bir güç kaynağı kullandık.
Normalde işlemsel yükselteçler eksi ve artı güç kaynağına ihtiyaç duyarlar. (Örneğin +15 volt ve -15 volt gibi)
Toplayıcı
Aşağıda toplama işlemi yapan LM741'de bu durum görülebilir. (Örnekte +12 volt ve -12 volt ile besleniyor)
Doğrusu V3 ve V4 gerilim kaynaklarını (sırayla 50 Hz'lik bir sinüs ve 150 Hz diğeri) toplamak istiyoruz. Bunlar R2 ve R3 üzerinden 741'in eviren girişine uygulanmış.
3 numaralı düğümde bu işaretin toplamı kadar ve ters yönde bir denge işareti oluşuyor.
Microcap ile devreyi çizdikten sonra anlık analize bakabiliriz.
Altını çizmek istediğimiz nokta, geri besleme sayesinde (R3) giriş çıkış oranını değiştirilebilir. Diğer bir ifadeyle, sabitle çarpma yapılabilir. Lütfen sonucu görmek için R3 değerini değiştiriniz.
Kare dalga üreteci
İşlemsel yükseltecin önemli uygulamalarından bir tanesi de kare dalga üretecidir.
X1 yükselteci bir 714'tür. V3 ucaylama gerilimi ("bias") ile sinyalin doluluk boşluk oranını değiştirebiliriz. (Ucaylama gerilimi 0 olduğunda kare dalga elde edilir)
Salınım süresi R3C1 ile belirlenir ancak R1, R2 ve V3'ünde etkisi vardır. Bu nedenle, bileşenleri değiştirmek suretiyle ortaya çıkan etkileri gözlemlemek ilginçtir.
Bunu araştırmak, artık Microcap'e aşinalık kazanması gereken okuyucuya bırakılmıştır. Anlık analizde salınım kararlı hale gelene kadar bir süre geçtiğine dikkat ediniz.
V3 gerilim kaynağını –10V, 0V ve +10V yaptıktan sonra anlık analiz sonuçları aşağıdaki gibidir.
V3'e bağlı olarak sinyalin doluluk boşluk oranının değiştiği açıkça görülebiliyor. Ek bir karşılaştırıcı ile çıkış geriliminin ortalama değerini ayarlamak mümkündür. (Örneğin anahtarlamalı güç kaynaklarında MOSFET'leri sürmek için)
Frekans cevabı
Şimdiye kadar işlemsel yükseltecin, işlem yapma ve işaret üretme özelliklerini gördük. Şimdi frekans cevabının önemli olduğu uygulamaları inceleyeceğiz.
Microcap, Bode ve NyQuist şemalarını çizebildiği için bu iş için uygundur.
Basit, alçak geçiren filtre ile işe koyulalım.
Yorumlar