İŞLEMSEL YÜKSELTEÇLER – 3:
İşlemsel Yükselteç Devreleri:
3-Eviren Yükselteç (inverting amplifier)
Aşağıdaki şekil bir "eviren" yükselteç devresidir. Burada
evirenin anlamı giriş sinyalini ters çevirmek anlamında
kullanılmaktadır. Devre basitleştirilmek amacı ile besleme
gerilimleri olmadan çizilmiştir.
Şekildeki R1, giriş direnci ve R2 geri besleme direncidir.
Hatırlarsanız ideal işlemsel yükseltecin kazancı sonsuz, pratikte
ise çok yüksekti. Devrenin çıkış voltajı e2;
e2= e x Ao idi.
O zaman e;
e= e2 / Ao Ao sonsuz olursa e giriş voltajı yani
işlemsel yükseltecin iki girişi arasındaki voltaj 0V olur. Bunu
anlamı, eviren yükselteçte + girişi toprağa bağlı olduğundan, + ve -
giriş arasındaki voltaj da 0V olduğundan - girişte 0V yada toprak
voltajında olur. Buna görünürde toprak "vitual ground" denir.
Aslında hiçbir işlemsel yükseltecin açık döngü kazancı "Ao"
değildir. Fakat pratikte bu değer zaten çok fazla olduğu için "e"
voltajı 0V olarak kabul edilir. İşlemsel yükseltecin giriş direncini
sonsuz yada çok yüksek olduğunu da unutmamak gereklidir.
Devrenin girişine bir e1 giriş voltajı uygulandığında R1
üzerinden akan i1 akımı aynı zamanda ve aynı değerde R2 üzerinden i2
olarak akacaktır. Yani i1=i2
i1= (e1-e) / R1
i2= (e - e2) / R2
i1 = i2 olduğu için;
(e1-e) / R1 = (e - e2) / R2 olur.
Eğer açık döngü kazancı Ao sonsuz yada çok büyük olduğu için e=0
kabul edilirse;
e1 / R1 = -e2 / R2 olur.
Devrenin gerilim kazancı A "çıkış gerilimi / giriş gerilimi"
olduğundan;
e2 / e1 = -R2 /R1 yada
A= - R2/R1 dir.
Buradaki " - " işaretinin anlamı, çıkışın girişe göre evirilmiş
hali "inverted" olmasıdır.
Yani, girişe uygulanan sinyal R2/R1 kadar büyütülür, fakat
sinyalin işareti giriş sinyalinin tersi olur.
Devrenin giriş direnci;
Rin = e1 / ( ( e1 - e) / R1), eğer "e" sıfır kabul
edilirse,
Rin = e1 / e1 / R1,
Rin = R1 bulunur.
Basit bir örnek yapacak olursak, yukarıdaki devrede R2 = 56K ve
R1 = 1.2K olursa devrenin kazancı;
A = 56 / 1.2
A= 46,7 bulunur.
4-Evirmeyen Yükselteç " non-inverting amplifier"
Aşağıdaki şekilde "evirmeyen" bir yükselteç görülmektedir.
Evirmeyen yükselteçin çıkışındaki sinyalin işareti girişi ile aynı
yöndedir.
Bu devrede de "e" gerilimi işlemsel yükseltecin giriş direncinin
çok yüksek olmasından dolayı 0V varsayılır. Bu durumda R2 ve R1
dirençlerinin birleştiği "A" noktasındaki gerilim değeri "e1" giriş
gerilimine eşit olur. Zaten işlemsel yükseltecin yada bu devrenin
giriş empedansı çok yüksel olacağı için e1 gerilimi veya "A"
noktasındaki gerilim işlemsel yükseltecin içine bir akım akıtamaz.
Bu nedenle R2 üzerindeki akım R1 üzerindeki akıma eşittir. Bunları
formüllerle yazarsak;
i1 = (e2 - e1) / R2 i2 = e1 / R1
i1 = i2
(e2 - e1) / R2 = e1 / R1
Gerilim kazancı A;
e2 / e1 = (R1 + R2) / R1
e2 / e1 = 1 + ( R2 / R1), A = 1 + ( R2 /
R1) olarak bulunur.
İki örnek yapalım.
1- Yukarıdaki şekilde R2= 56K ve R1= 1.2K olsun. Devrenin
kazancı;
A = 1 + ( R2 / R1)
A = 1 + ( 56 / 1.2)
A = 47.7 olarak bulunur.
2- Yukarıdaki şekilde R2=0 "kısa devre" ve R1= sonsuz "açık
devre" olsun. Kazanç;
A = 1 + ( R2 / R1)
A = 1 + ( 0 / ¥)
A = 1 olur.
Zaten, bu şekildeki devre aslında bir gerilim izleyicidir. Yada
başka bir deyişle, evirmeyen yükselteç gerilim izleyicinin genel
halidir.
Önümüzdeki ay görüşmek üzere. |