Analog Multivibratörler 217 10A Multivibratörler KONULAR: 1. Dengesiz (astable) multivibratörün çalı şması ve özelliklerini incelemek. 2. Çif dengeli (bistable) multivibratörün çalı şmasını ve özelliklerini incelemek. GEREKL İ DONANIM: Güç Kayna ğı: 12VDC Transistör: 2xBC108C LED: 5mm standart led Direnç: 2x100 ?, 2x470 ?, 2x1K, 2x2.2K ?, 2x4.7K ?, 2x10K ? Kondansatör: 2x22nF, 2X100nF, 2x100µF, 2x2200µF ÖN BİLG İ: Multivibratörler; Dengeli (stable) ve dengesiz (astable) olmak üzere iki gruba ayrılırlar. Dengesiz multivibratörler, iki transistörle olu şturulmu ş kare dalga osilatörleridir. Şekil- 24.1'de görülen dengesiz multivibratör devresi incelendi ğinde transistörlerin giri ş ve çıkı şlarının birer kondansatörle birbirlerine ba ğlandı ğı görülmektedir. Her bir transistörün karakteristiklerindeki farklılıklarından dolayı transistörlerden biri iletimde iken di ğeri kesimdedir. Ba şlangıçta Q1 transistörünün iletimde oldu ğunu kabul edelim. Bu durumda VCE1=0V olur. VCE1 gerilimi C2 kapasitörü üzerinden Q2 transistörünün beyzine kuple edilir. Q2 transistörünün beyzi emiterine nazaran daha negatif olur ve kesime gider. Bu anda C2 kapasitörü, R2 direnci üzerinden de şarj olarak zıt yönde dolmaya ba şlar. Üzerindeki gerilim 0.7V'a ula ştı ğında Q2 transistörünün beyzini tetikleyerek iletime geçirir. Bu anda Q2 'nin çıkı ş gerilimi VCE2=0V'a dü şmü ştür. Bu gerilim negatif bir pals olarak C1 kondansatörü ile Q1'in beyzine kuple edilir ve Q1 kesime gider. C1 kondansatörü R1 üzerinden de şarj olarak zıt yönde dolmaya ba şlar. Bu gerilim 0.7V'a ula şınca Q1 transistörünü iletime geçirir. Bu olaylar böylece tekrarlanır. Sonuçta transistör çıkı şlarından (VCE1 ve VCE2) bir kare dalga i şaret elde edilir. Bu i şaretin frekansı C1, C2 kondansatörlerine ve R1, R2 direnç de ğerlerine ba ğlıdır. Elde edilen i şaretin periyodu yakla şık olarak; ) C R ( ) C R ( . T 2 3 1 2 7 0 + = formülünden bulunur. Çıkı şlarda düzgün bir kare dalga elde etmek için R1=R2 ve C1=C2 seçilmelidir. B ÖLÜM 10 218 Q 2 Q1 C1 0.1µF C2 0.1µF V CE1 V BE1 V BE2 VV R 2 R 3 R 4 R 1 V CE2 100 ? 2.2K ? 2.2K ? 100 ? +Vcc=12V Şekil-24.1 Dengesiz (astable) Multivibratör Devresi DENEY 1: DENGES İZ MULT İV İBRATÖR: 1.1 Şekil-24.1'deki dengesiz multivibratör devresini deney seti üzerine kurunuz. Osilaskop kullanarak dengesiz multivibratör devresinde VCE1, VBE1 gerilimlerinin dalga biçimlerini şekil-24.2.a’da görülen diyagrama çiziniz. 1.2 VCE2, VBE2 gerilimlerinin dalga biçimlerini ise şekil-24.2.b’deki diyagramlara orantılı olarak çiziniz. 1.3 Q2 veya Q1 transistörünün çıkı ş dalga biçimlerini inceleyiniz. Q1 ve Q2 Transistörlerinin kesim (T1) ve doyum anındaki (T2) periyotlarını ölçerek tablo- 24.1'deki ilgili yerlere kaydediniz. 1.4 Şekil-24.1'deki dengesiz multivibratör devresinde R1, R2 dirençlerini ve C1, C2 kondansatörlerini tablo-24.2'de belirtilen de ğerlerle sıra ile de ği ştiriniz. V/DIV= T/DIV= V/DIV= T/DIV= Şekil-24.2 a ve b Kararsız multivibratörün dalga biçimleri ANALOG ELEKTRON İK- I Kaplan 219 Transistör T1 T 2 T 1+T2 F Q 1 Q 2 Tablo-24.1 Multivibratör Dalga şekilleri 1.5 De ği ştirdi ğiniz Her de ğer için çıkı ş i şaretlerinin T1, T2 de ğerlerini ve toplam periyot de ğerini (T=T1+T2) ölçerek tablo-24.2'deki ilgili yerlere kaydediniz. C1 (nF) C2 (nF) R2 ( ?) R3 ( ?) T1 (µs) T2 (µs) T=T1+T2 F=1/T 100 100 2K2 2K2 100 100 4K7 4K7 100 100 1K 1K 22 22 1K 1K 22 22 2K2 2K2 100 100 2K2 4K7 100 100 4K7 2K2 Tablo-24.2 Dengesiz Multivibratör devresinin çe şitli de ğerler altında Karakteristikleri DENEY: 2 UYGULAMA DEVRES İ (FLA ŞÖR): Bu deneyde dengesiz multivibratörü kullanarak bir fla şör devresi tasarlayaca ğız. Böylece multivibratörün çalı şmasını görsel olarak daha iyi anlayaca ğız. Uygulaması yapılacak olan fla şör devresi şekil-24.3’de verilmi ştir. ANALOG ELEKTRON İK- I Kaplan 220 Q 2 Q1 C1 2200µF C2 2200µF V CE1 V BE1 V BE2 V V R 2 R 3 R 4 R 1 V CE2 470 ? 2.2K ? 2.2K ? 470 ? +Vcc=12V LED1 LED2 Şekil-24.3 Dengesiz multivibratör ile yapılan fla şör devresi DENEY İN YAPILI ŞI: 2.1 Şekil-24.3'deki devreyi deney seti üzerine kurunuz. Devreye enerji vererek çalı şmasını LED'lerin yanıp sönmesine bakarak irdeleyiniz. 2.2 Devredeki C1 ve C2 kondansatörlerini 100µF yapınız. Devrenin çalı şmasını gözlemleyiniz. Devrenin çalı şmasında ne gibi de ği şiklikler olmu ştur. Neden? Açıklayınız? DENEY: 3 Ç İFT DENGEL İ MULT İV İBRATÖR: Bu bölümde Çift Dengeli Multivibratör devresinin çalı şmasını ve özelliklerini inceleyece ğiz. Deneyde kullanaca ğımız çift dengeli multivibratör devresi şekil-24.4’de verilmi ştir. Q 2 Q1 V Q1 R 6 R 2 R 3 R 4 R 1 V Q2 1K ? 4.7K ? 2.2K ? 1K ? +Vcc=12V R 3 100 ? 100 ? R 5 4.7K ? SET RESET Şekil-24.4 Çift dengeli (Bistable) multivibratör devresi ANALOG ELEKTRON İK- I Kaplan 221 ÖN BİLG İ: Multivibratörlerin Dengeli ve Dengesiz olmak üzere ikiye ayrıldıklarını belirtmi ştik. Dengeli çalı şan multivibratörler tek dengeli (monostable) ve çift dengeli (bistable) olmak üzere ikiye ayrılırlar. Çift dengeli multivibratörler, özellikle sayısal elektronik uygulamalarında yaygın olarak kullanılırlar. Bellek olu şturulmasında kullanılan flip-flop'lar gerçekte birer bistable multivibratördür. şekil-24.4'de bir bistable multivibratör devresi verilmi ştir. Devrenin çalı şmasını kısaca özetleyelim. Bistable multivibratr devresine enerji verildi ğin de; transistörlerden biri iletime di ğeri kesime gidecektir. Kullanılan farklı materyaller nedeniyle hangi transistörün önce iletime geçece ği konusunda bir şey söylenemez. Q2'nin iletimde Q1'in ise kesimde oldu ğunu kabul edelim. Bu durumda; VQ2=0V, VQ1=VCC de ğerine ula şır. Bir an için Q2 transistörünün RESET ucu (beyz) şase potansiyeline alındı ğında Q2 transistörü kesime gidecek ve VQ2 gerilimi besleme gerilimine ulaşacaktır. Bu durum; Q1 transistörüne R5 üzerinden pozitif bir beyz gerilimi uygulanmasını sa ğlar. Bu pozitif gerilim, Q1 transistörünü iletime sürer. VQ1=0V olur. Q1 transistörünün kollektör gerilimi azalmı ştır. Bu gerilim R2 üzerinden Q2 transistörünü kesime sürer. Bu durum da; Q1 transistörü iletimde, Q2 transistörü ise kesimdedir. Bu durum; kararlı durum olarak adlandırılır. Di ğer bir kararlı duruma geçme; yani Q2 iletimde, Q1'in kesimde olması ise SET giri şinin kısa bir süre şase potansiyeline ba ğlanması ile sa ğlanır. Sonuç olarak bu tip multivibratörde transistörlerin durumları R ve S uçlarından uygulanan polariteye ba ğlıdır. Transistörler; R ve S uçlarından en son uygulanan polariteye ba ğlı olarak durumlarını devamlı korurlar. Bu durum sayısal elektronik de bilgi depolamada önemlidir. Multivibratör giri şlerinden R reset (sil) anlamına, S ise; set (kur) anlamına gelmektedir. Bu deneyde bu uçların i şlevlerini göreceksiniz. DENEY İN YAPILI ŞI: 3.1 Şekil-24.4'deki çift dengeli multivibratör devresi görülmektedir. Bu devreyi deney seti üzerine kurunuz. 3.2 Tablo-24.4'de belirtilen sayısal de ğerleri kısa bir süre için devrenin RESET ve SET giri şlerine uygulayınız. R ve S giri şlerinden uygulayabilece ğiniz i şaretin ve transistör çıkı şlarından alaca ğınız analog de ğerlerin sayısal kar şılıkları da tablo- 24.3’de verilmi ştir. SAYISAL DE ĞER 0 1 G İR İŞ V=0V V=12V ÇIKI Ş V<2 volt V>9 volt Tablo-24.3 Sayısal verilerin analog kar şılıkları ANALOG ELEKTRON İK- I Kaplan 222 3.3 Bu çalı şmada ve tablo-24.4'de belirtilen de ğerler analog olarak tablo-24.3'de verilen de ğerlere kar şılık gelmektedir. Elde etti ğiniz sonuçların sayısal de ğerlerini tablo- 24.4'deki ilgili yerlere kaydediniz. RESET SET VQ1 V Q2 0 0 0 1 1 0 1 1 Tablo-24.4 Bistable Multivibratörün Çalı şması ÖZET: • Çift kararlı multivibratörler bistable multivibrators olarakda bilinirler. • Çift kararlı multivibratör, sayısal elektronikten anımsayaca ğınız temel RS flip flop devresini olu şturmaktadır. • İki transistörden meydana gelen bu devre bilgi saklanmasında kullanılır. ANALOG ELEKTRON İK- I Kaplan 223 10B FAZ KAYMALI RC OS İLATÖR KONULAR: 1. Osilatörler ve temel çalı şma prensipleri 2. Faz Kaymalı RC osilatörün temel çalı şma prensipleri ve özellikleri GEREKL İ DONANIM: Güç Kayna ğı: 12VDC Transistör: BC108C veya Muadili Direnç: 1K ?, 2x2.2 ?, 3.3 ?, 5.6K ?, 4x10K, 22K, 33K ? Kondansatör: 3x10n, 10µF, 47µF ÖN BİLG İ: DC gerilimi istenilen frekansta i şaretlere dönü ştüren devrelere osilatör denir. Osilatörler DC gerilim kaynakları ile beslenirler. Bir osilatör devresi; osilasyonu ba şlatan rezonans devresi, yükselteç ve geribesleme katlarından olu şmaktadır. Temel osilatör devrelerinden sinüsoydal çıkı ş alınır. Fakat çıkı şlarında kare, üçgen v.b dalga biçimleri elde edilebilen osilatör tasarımı da yapılabilir. Osilatörler; kullanım amaçları ve özelliklerine ba ğlı olarak çe şitli şekillerde tasarlanabilirler. Osilasyonun ba şlamasını sa ğlayan rezonans devreleri genellikle; R-C veya R-L pasif devre elemanlarında olu şur. A şa ğıda popüler ve yaygın kullanım alanları bulunan bazı osilatör tipleri sıralanmı ştır. Bu osilatör devreleri sırayla incelenecektir. • RC Faz kaymalı osilatör • Wien Köprü osilatörü • Kolpits osilatörü • Hartley osilatörü, kristal osilatör v.b Bir osilatör devresinin olu şturulabilmesi için önce tank devresi (rezonans devresi) ve yükselteç devresine gereksinim vardır. Ayrıca osilasyonun süreklili ğini sa ğlamak için yükselteç devresinde pozitif geribesleme yapılmalıdır. Şekil-25.1’de ortak emiterli bir yükselteç devresi görülmektedir. Bu yükselteç devresini geli ştirerek bir osilatör devresine dönü ştürebiliriz. Ortak emiterli yükselteç devresinde; yükselteç giri şine uygulanan i şaret ile çıkı şından alınan i şaret arasında 180 0 faz farkı oldu ğunu biliyoruz. Ortak emiterli yükselteç devresini bir osilatör haline dönü ştürmek için; yükselteç çıkı şından alınacak i şaretin bir kısmı, pozitif geribesleme ile yükselteç giri şine uygulanmalıdır. Bu osilasyonun süreklili ği için gereklidir. Osilasyonun ba şlaması ile R-C devreleri ile gerçekle ştirilir. Osilasyon i şlemi için bir kondansatörün şarj ve de şarj süresinden faydalanılır. ANALOG ELEKTRON İK- I Kaplan 224 +VCC=12V T1 BC108 R 3 R E R 4 C C + C E Vç C 3 R C Vg Şekil-25.1 Ortak emiterli yükselteç devresi Yükselteç çıkı ş gerilimini; giri şe geri besleyerek osilasyon elde edebilmek için, çıkı ş i şaretini 180 0 faz kaydırmak gerekmektedir. RC faz kaydırmalı osilatör devresinin temel prensibi bu ko şula dayanmaktadır. Şekil-25.2’de RC faz kaydırmalı osilatör devresi verilmi ştir. Devre dikkatlice incelendi ğinde çıkı ş i şaretinin bir kısmı RC geri besleme elemanları ile giri şe geribeslenmi ştir. Her bir RC hücresi; çıkı ş i şaretinin bir kısmını 60 0 faz kaydırmaktadır. Çıkı ş ile giri ş arasında 3 adet faz kaydırma devresi kullanılmı ştır. Dolayısıyla çıkı ş i şaretinin fazı 180 0 kaydırılarak giri şe pozitif geribesleme yapılmı ştır. +VCC=12V T1 BC108 R 3 R E R 4 C C + C E Vç C 3 R C C 2 R 2 R 1 C 1 Faz Kaydırıcı Ortak Emiterli Yükselteç Şekil-25.2 RC faz kaydırmalı osilatör devresi Her bir RC devresinin 60 0 faz kaydırması istenirse R1=R2=Rg ve C1=C2=C3 olarak seçilmelidir. Rg, ortak emiterli yükseltecin giri ş empedansıdır. Giri ş empedansının R1 ve R2'ye e şit olması gerekmektedir. Bu ko şullar sa ğlandı ğı zaman, çıkı ş i şaretinin frekansı a şa ğıdaki formül yardımı ile bulunur. ANALOG ELEKTRON İK- I Kaplan 225 R R 4 + R 6 C 2 1 = f C 1 2 1 ? Osilasyonların genli ği, geribesleme oranına ve yükseltecin kazancına ba ğlıdır. Geribesleme oranı seri RC devrelerinin toplam empedansına ba ğlıdır. Bu empedans arttıkça geribesleme oranı dü şecek ve çıkı ş i şaretinin (osilasyonun) genli ği azalacaktır. +VCC=12V T1 BC108 R 3 R E R 4 C C + C E Vç C 3 R C C 2 R 2 R 1 C 1 Faz Kaydırıcı Ortak Emiterli Yükselteç 10K ? 10K ? 10K ? 10K ? 10nF 10nF 10nF 5.6K ? 10µF 47µF 5.6K ? Şekil-25.3 RC Faz Kaydırmalı Osilatör Devresi DENEY İN YAPILI ŞI: 1.1 Şekil-25.3'deki faz kaymalı osilatör devresini deney seti üzerine kurunuz. Osilatörün çıkı ş i şaretini gözlemlemek için gerekli osilaskop ba ğlantısını yapınız. 1.2 Osilatör çıkı ş i şaretinin (Vç) ve Q1 transistörünün beyzindeki i şaretin dalga biçimlerini şekil-25.4'deki diyagrama orantılı olarak çiziniz. V/DIV= T/DIV= V/DIV= T/DIV= Şekil-20.4 RC osilatörün çıkı ş ve beyz i şaretlerinin dalga biçimleri ANALOG ELEKTRON İK- I Kaplan 226 1.3 İşaretin tepeden tepeye de ğerini ve frekansını ölçerek elde etti ğiniz sonucu ilgili yere kaydediniz. f = Herz Vç = volt 1.4 Osilatör çıkı ş i şareti ile, transistörün beyzindeki i şareti aynı anda osilaskop ta gözleyiniz. Bu iki i şaret arasında faz farkı var mı? Varsa ilgili yere not ediniz? ø=______________ 1.5 Şekil-25.3'deki deney devresinde RE direnç de ğerini tablo-25.1'de verilen de ğerlere sıra ile de ği ştiriniz. Her de ğer için çıkı ş i şaretinin tepeden tepeye de ğerini ve frekansını ölçerek tablo-25.1'deki ilgili yerlere kaydediniz. 1.6 Osilatör devresini şekil-25.3'deki ilk haline getiriniz. Devredeki R1 direnci yerine 22K ?' luk bir direnç ba ğlayınız. Bu durumda çıkı ş i şaretinin genli ği ve frekansındaki de ği şimi gözleyerek sonucu ilgili yere not ediniz. RE ( ?) Vç t-t (volt) F (Herz) 6.6K ? 5.6K ? 3.2K ? Tablo-25.1 Osilatör Kazancının Etkileri Vç = volt f = Herz SORULAR: 1. Osilatör devresinin osilasyona ba şlaması için çıkı ş ve geribeslenen giri ş i şaretleri arasındaki faz farkı nasıl sa ğlanmı ştır? Açıklayınız? 2. Osilatörün çalı şmasına RE direncinin etkisini belirtiniz? RE direncinin de ği şimi osilatör çıkı ş i şaretinde ne gibi de ği şimler sa ğlar? Açıklayınız? ANALOG ELEKTRON İK- I Kaplan 227 KOLP İTS OS İLATÖR KONULAR: 3. Kolpits osilatör (Colpitts Oscillator) devresinin çalı şması ve i şlevlerinin incelenmesi GEREKL İ DONANIM: Güç kayna ğı: 12VDC Transistör: BC108C veya muadili Direnç: 2x2K ?, 10K ? Kondansatör: 2n2, 4n7, 10n, 22n, 47n, 0.1µ, 0.22µ, 0.47µ, 1µF Bobin (indüktans): 3mH, 10mH, 30mH ÖN BİLG İ: Kolpits osilatörler bir çok uygulamada yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu osilatörlerin rezonans devresi (tank devresi) L ve C elemanlarından olu şmaktadır. şekil-26.1'de devre şeması ayrıntılı olarak verilmi ştir. +VCC=12V T1 BC108 R 1 R 3 R 2 C 2 L 1 2.2K ? 10K ? 3mH 2.2K ? C 3 C 1 4.7nF 2.2nF V 1 V 2 2.2µF Şekil-26.1 Kolpits osilatör devresi Devrenin çalı şmasını kısaca anlatalım; Osilatör devresinde Q1 transistörü ortak beyzli bir yükselteç olarak çalı şır. L, C2 ve C3 rezonans devresi yük empedansıdır. Osilatör devresinin; empedansı ve amplifikasyonu rezonans frekansında yüksektir. Yükselteç çıkı ş i şaretinin bir kısmı, emitere geri beslendi ğinde; devre osilasyon yapmaya ba şlar. Geribeslemenin miktarı (oranı), C2 ve C3 kondansatörlerinin arasındaki oranla belirlenir. Geri besleme küçükse, emiter gerilimi gibi kollektör akımı da sinüsoydal formda olacaktır. ANALOG ELEKTRON İK- I Kaplan 228 DENEY İN YAPILI ŞI: 1.1 Şekil-26.1'deki kolpits osilatör devresi verilmi ştir. Bu devreyi deney seti üzerine kurunuz. Devreye güç uygulayınız. 1.2 Devre çıkı şındaki i şaretleri (V1 ve V2) incelemek için gerekli osilaskop ba ğlantılarını yapınız. Do ğru bir ölçme için, osilaskop ta gerekli kalibrasyon ayarlarını yapınız. 1.3 Osilatör çıkı şındaki V1 geriliminin dalga biçimini osilaskopla inceleyiniz ve elde etti ğiniz i şareti şekil-26.2'deki diyagrama orantılı olarak çiziniz. V/DIV= T/DIV= V/DIV= T/DIV= Şekil-26.2 V1 ve V2 gerilimlerinin Dalga Biçimleri 1.4 V1 i şaretinin frekansını a şa ğıdaki formülü kullanarak hesaplayınız. Sonucu kaydediniz. C; rezonans devresinin toplam kapasite de ğeridir. Toplam kapasite;formülü yardımıyla bulunur. C L 2 1 = f ? 3 2 3 2 C C xC C = C + f (hesaplanan)= Hz f (öçülen)= Hz 1.5 Aynı i şlemleri V2 i şareti içinde tekrarlayarak sonuçları ilgili yerlere kaydediniz. V2 i şaretinin frekansını a şa ğıdaki formülü kullanarak hesaplayınız. 1.6 Sonucu kaydediniz. V2 i şaretinin dalga biçimini şekil-26.2’deki diyagrama orantılı olarak çiziniz. C L 2 1 = f ? f (hesaplanan)= Hz ANALOG ELEKTRON İK- I Kaplan 229 f (öçülen)= Hz 1.7 Osilatör devresinde kullanılan L1, C2 ve C3 elemanlarını tablo-26.1'de belirtilen de ğerlerle sıra ile de ği ştiriniz. Her de ğer için çıkı ş i şaretinin frekansını ölçerek, sonuçları tablodaki ilgili yerlere kaydediniz. L1 (mH) C2 (nF) C3 (nF) C (toplam) F (KHz) Ölçülen F (KHz) Hesaplanan 3 4.7 10 3 4.7 22 3 10 22 10 22 100 10 47 220 10 100 47 30 470 220 30 470 1000 Tablo-26.1 Kolpits Osilatör Karakteristikleri 1.8 Şekil-26.1'deki osilatör devresinde; L=3mH, C2=10nF ve C3=4n7 de ğerleri için, V1 ve V2 gerilimlerinin dalga biçimleri zamanın bir fonksiyonu olarak şekil-26.3'deki diyagrama orantılı olarak çiziniz. 1.9 Şekil-26.1'deki osilatör devresinde; L=3mH, C2=10nF ve C3=47nF de ğerleri için, V1 ve V2 gerilimlerinin dalga biçimleri zamanın bir fonksiyonu olarak şekil-26.3'deki diyagrama orantılı olarak çiziniz. V/DIV= T/DIV= V/DIV= T/DIV= Şekil-26.3 V1ve V2 Gerilimlerinin Dalga Biçimleri ANALOG ELEKTRON İK- I Kaplan 230 10D W İEN KÖPRÜLÜ OS İLATÖR KONULAR: 1. Wien Köprü devresinin özelliklerini ve karakteristiklerini incelemek 2. Wien Köprülü osilatörün çalı şmasını ve karakteristiklerini incelemek. GEREKL İ DONANIM: Osilaskop: Çift Kanallı Güç Kayna ğı :12VDC İşaret Üreteci (Signal Generator) Transistör: 2xBC108C veya muadili Direnç: 2x1K ?, 2x1.5K ?, 2x2.2K ?, 2x4.7K ?, 2x10K, 3x33K, 68K, 2x100K ?, 220K ? Potansiyometre: 470 ? Kondansatör: 2x4.7nF, 22nF, 47nF, 2.2µF, 47µF Elko DENEY: 1 WIEN KÖPRÜ DEVRESI Bu deney de; bir wien köprü devresinin özellikleri ve çalı şma karakteristikleri ayrıntılı olarak incelenecektir. ÖN BİLG İ: Wien köprüsü, endüstriyel elektronik devre uygulamalarında ve çe şitli endüstriyel cihazlar da sıklıkla kullanılmaktadır. En popüler ve yaygın kullanım alanı ise osilatör devrelerindedir. şekil-27.1'de bir Wien köprü devresi görülmektedir. 68K ? R 1 R 2 33K ? V Ç V g V 1 V 2 10K ? R C 4.7nF 10K ? 4.7nF C R Şekil-27.1 Wien köprü devresi ANALOG ELEKTRON İK- I Kaplan 231 DENEY İN YAPILI ŞI: 1.1 Şekil-27.1'de Wien köprü devresi görülmektedir. Bu devreyi deney seti üzerine kurunuz. Devre giri şine (Vg); genli ği 10Vt-t olan 200Hz'lik bir sinüsoydal işaret uygulayınız. Çıkı ş i şaretinin tepeden tepeye değerini ölçerek sonucu tablo-27.1'deki ilgili yere kaydediniz. 1.2 Giri ş i şaretinin (Vg) frekansını tablo-27.1'deki de ğerlere göre sıra ile de ği ştiriniz. Her de ğer için çıkı ş i şaretinin (Vç) tepeden tepeye de ğerini ölçerek tablo-27.1'deki ilgili yerlere kaydediniz. 1.3 Devrede; Vç(t-t)=V1(t-t)-V2(t-t) gerilimleri arasındaki zaman ili şkisini ( ?t) gösteriniz. A şa ğıdaki formülü kullanarak V1 ve V2 i şaretleri arasındaki faz açısını hesaplayınız ve elde etti ğiniz sonuçları kullanmak üzere not ediniz. Ø= 360 0 .f. ?t Ölçtü ğünüz ve hesapladı ğınız de ğerleri tablo-27.1'e kaydediniz. Tablo-27.1 Wien köprü devresinin karakteristikleri R=10K ?, C=4.7 nF R=33K ?, C=4.7 nF R=100K ?, C=4.7 nF F (Hz) Vç (t-t) Ø F (Hz) Vç (t-t) Ø F (Hz) Vç (t-t) Ø 200 200 200 400 400 400 600 600 600 800 800 800 1000 1000 1000 2000 2000 2000 4000 4000 4000 6000 6000 6000 10000 10000 10000 15000 15000 15000 ANALOG ELEKTRON İK- I Kaplan 232 1.4 Şekil-27.1'deki wien köprü devresinde R dirençlerini 33K ?, ve C kondansatörlerini 4.7nF yaparak devreyi yeniden düzenleyiniz. Bir önceki adımdaki deneyi tekrarlayınız. Elde etti ğiniz sonuçları tablo-27.1'deki ilgili yerlere kaydediniz. 1.5 Şekil-27.1'deki wien köprü devresindeki R dirençlerini 100K ? ve C kondansatörlerini 4.7nF yapınız. Deneyi tekrarlayınız. Elde etti ğiniz sonuçları tablo- 27.1'deki ilgili yerlere yazınız. DENEY: 2 W İEN KÖPRÜLÜ OS İLATÖR Bu deneyde Wien Köprü ile gerçekle ştirilmi ş bir osilatör devresini inceleyece ğiz. Osilatörler hakkında bazı temel kavramlara sahip olaca ğız. ÖN BİLG İ: Bir elektronik devre giri şine bir AC i şaret uygulanmadan, çıkı şında periyodik bir AC i şaret üretiyorsa bu tür devrelere “Osilatör “ denir. Osilatörler DC güç kaynaklarından beslenirler. Bunun sonucu olarak DC gerilimi istenilen frekansa sahip i şaretlere dönü ştürülürler. Temel osilatör devrelerinden sinüsoydal çıkı ş alınır. Ayrıca, kare dalga ve testere di şi gibi çe şitli dalga formlarına sahip osilatörler vardır. Osilatörler kullanım amaçlarına ve uygulama alanlarına ba ğlı olarak çe şitli tip ve modelde üretilirler. Osilatörlerde kullanılan temel devreler; osilasyonu ba şlatan rezonans devresi, yükselteç ve geribeslemedir. Rezonans devreleri; L ve C elemanlarından yada R ve C elemanlarından olu şur ve bu isimle anılırlar. A şa ğıda yaygın olarak kullanılan bazı osilatör tipleri verilmi ştir. Kolpits Osilatör (Colpitts Oscillator) Hartley Osilatör Wien Köprü Osilatör Faz Kaymalı Osilatör. Bu uygulamada şekil-27.2'de görülen wien köprü osilatörü devresini inceleyece ğiz. Devrenin çalı şmasını kısaca özetleyelim. ANALOG ELEKTRON İK- I Kaplan 233 + Vcc=+12V C 1 10K ? 470 ? 10K ? 100K ? R R C C 220K ? 10K ? P R 3 R 1 R 2 R 4 R 5 C 2 Q 1 Q 2 BC108 BC108 2.2µF 47µF Vç Şekil-27.2 Wien köprülü osilatör devresi Q1 ve Q2 transistörleri ile olu şturulan her iki yükselteç katı bir evirmeyen yükselteç olarak görev yapar. P potansiyometresi osilatör çıkı ş gerilimi Vç'ın bir kısmının giri şe geri beslenmesinde kullanılır. Wien köprü osilatörünün zayıflatma katsayısı yükselteç ile kompanze edilir. Osilatör devresindeki P direnci ayarlanarak, devrenin ba şlangıç osilasyonu kontrol edilir. Geribesleme tek bir frekansta olu şur. Ba şlangıç osilasyonunun ayarlanması ile, osilatör çıkı şında sinüsoydal bir i şaret elde edilir. Elde edilen bu i şaretin frekansı ise devrede kullanılan R ve C elemanlarına ba ğlıdır. DENEY İN YAPILI ŞI: 2.1 Şekil-27.2'de verilen wien köprü osilatör devresini deney seti üzerine kurunuz. R=1K ? ve C=22nF kullanınız. 2.2 Devre çıkı şına osilaskop ba ğlayarak çıkı ş i şaretini inceleyiniz. Osilatör çıkı şında distorsiyonsuz bir sinüsoydal i şaret elde etmek için P potansiyometresini ayarlayınız. Çıkı ş i şaretindeki de ği şimi osilaskop ta gözleyiniz. Elde etti ğiniz i şaretin dalga biçimini şekil-27.3’deki diyagrama orantılı olarak çiziniz. V/DIV=_____________ T/DIV=_____________ Şekil-22.3 Wienköprü osilatörünün çıkı ş dalga biçimi ANALOG ELEKTRON İK- I Kaplan 234 2.3 Şekil-27.2'deki wien köprü osilatörü devresindeki R ve C elemanlarını tablo-27.1'de belirtilen de ğerlerle de ği ştiriniz. Osilatör devresinde; RC 2 1 = f ? oldu ğunda, yani osilatör devresinin çıkı şı maksimuma ula ştı ğında, giri ş ve çıkı ş gerilimi arasında faz kayması; ø=0'dır. Kullandı ğınız her de ğer için çıkı ş gerilimini ve frekansı ölçünüz. Sonuçları tablo-27.2'deki ilgili yerlere kaydediniz. R ( ?) C (F) Vç (t-t) KHz 1K 22n 1K 47n 2.2K 22n 2.2K 100n 4.7K 22n 4.7K 47n Tablo-27.2 Osilatör devresinin Karakteristikleri ÖZET: 1. Osilatörler; salınım üreten elektronik düzenlerdir. 2. Osilatörler, bir yükselteç katı ile birlikte kullanılan R ve C elemanlarından olu şurlar. 3. Bu tip osilatör devrelerinde osilasyonun süreklili ği geribesleme ile sa ğlanır. ANALOG ELEKTRON İK- I Kaplan