Osilatörler - Birsen Boylu

ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ
ELEKTRONİK-II LABORATUARI
Deney Adı: Osilatörler
Deney 5: Osilatörler
Deneyin Amacı:
Osilatörlerin çalışma mantığının anlaşılması. Wien köprü osilatörü uygulamasının yapılması.
A.ÖNBİLGİ
Osilatörler, DC güç kaynağındaki elektrik enerjisini AC elektrik enerjisine belirli bir frekansta harici
sinyal uygulanmadan transfer edebilen devrelerdir.
Osilasyon için ilk olarak, çıkış işaretinin belli bir parçasını girişe geribeslenmesine izin verecek iki
kapılı bir devre elemanına ihtiyaç vardır. Eğer geribesleme işareti giriş işretinden daha büyük ve eş
fazlı ise osilasyon başlar ve doyma olayı kapalı çevrim kazancını 1’e düşürene kadar artmaya devam
eder. Girişe, çıkış işaretinin bir parçasının aynı fazda uygulanması pozitif geribesleme olarak
adlandırılır.
Şekil 5.1 Pozitif Geri Besleme
Özetlenirse; osilasyon için Berkhausen Kriterleri olarak adlandırılan koşullarda kararlı bir salınım
için;
1. Geribesleme çevrimi üzerindeki toplam faz kayması 0 olmalıdır.
2. Kapalı çevrim kazancı (Kuvvetlendirici kazancı Av ile geribesleme devresi kazancı 𝛽 çarpımı) 1’e eşit
olmalıdır.
𝐴=𝐴𝑣∙𝛽=1
Buradan da anlaşılmalıdır ki kuvvetlendirici kazancı Av 1’den büyük, geribesleme devresinin kazancı
(dolayısı ile kaybı) 𝛽 ise 1’den küçük olmalıdır.
Osilasyon devresine ilk enerji verildiğinde enerji kaynağı yardımı ile devrede meydana gelen değişim
harmonikler açısından zengin ancak anlık bir geçiş dönemi meydana gelir (Bu durum Şekil 5.2’de
görülmektedir).
Sayfa - 1 -
Toplam Sayfa -5 -
ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ
ELEKTRONİK-II LABORATUARI
Deney Adı: Osilatörler
Şekil 5.2 İlk çalışma anında kuvvetlendirici giriş ve çıkışındaki işaret
Osilatörün geribesleme devresi, aynı zamanda, bir frekans belirleme devresidir. Devre çıkışında
meydana gelen bu harmonikler içerisinden ancak geribesleme devresi tarafından belirlenen frekans
girişe aynı fazda uygulanır.
İşaretin gelişimi fazında, kapalı çevrim kazancı 1 den büyük olduğunda girişe uygulanan işaret
kuvvetlendirici tarafından çıkışta istenilen büyüklüğe zaman içerisinde ulaşır. Bunun ile ilgili durum
Şekil 5.3’de görülmektedir.
Şekil 5.3 Kapalı çevrim kazancı 1’den büyük olduğunda çıkış
Kararlı osilasyon fazında ise kapalı çevrim kazancı 𝐴𝑣∙𝛽=1 dir. Bu duruma ya kuvvetlendiricinin ya
da geribesleme devresinin kazancını düşürecek bir devre düzenlemesi ile ulaşılabilir. Bu işlem
kuvvetlendirici doyma nedeni ile kırpılmaya ulaşmadan önce yapılırsa çıkış işaretinin dalga şekli sinüs,
aksi halde kuvvetlendiricinin kesim ve doyma aralıklarında çalışacağı kare dalga şeklinde olacaktır.
Bunun ile ilgili durumlar Şekil 5.4 ve 5.5’de görülmektedir.
Şekil 5.4 Kapalı çevrim kazancı 1 doyum yok
Şekil 5.5 Kapalı çevrim kazancı 1 doyum var
Sayfa - 2 -
Toplam Sayfa -5 -
ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ
ELEKTRONİK-II LABORATUARI
Deney Adı: Osilatörler
Sistem kazancı 1 olduğu durumlarda devre kararlı halde çalışacaktır ama kuvvetlendiricinin doyuma
ulaştığı noktada sinyal kare dalga haline gelecektir.
Osilatörler birçok çeşit halinde tasarlanabilmektedirler. Bunlardan bazıları;






LC Osilatörler
RC Osilatörler
Kristalli Osilatörler
Wien Köprü Osilatörü
Hartley Osilatörü
Colpitts Osilatörü
Deney kapsamında Wien köprü osilatörü incelenecek ve uygulaması yapılacaktır.
Wien Köprü Osilatörü
Şekil 5.6’da bir Wien köprü osilatörü görülmektedir. Bu osilatör devresinde kazanç değeri R3 ve R4
ile belirlenirken R1, C1 ve R2, C2 elemanları osilasyonun frekansının belirlenmesinde ve pozitif geri
besleme için faz açısının sıfır olmasında rol oynarlar.
Şekil 5.6 Wien Köprü Osilatörü
Yukarıdaki devre için salınım frekansı;
f0 
1
2 R1C1 R2 C2
olarak bulunur ve devrenin istenen salınım frekansında çalışması, yeterli çevrim kazancının
sağlanabilmesi için R3/ R4 ≥ 2 olmalıdır.
Sayfa - 3 -
Toplam Sayfa -5 -
ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ
ELEKTRONİK-II LABORATUARI
Deney Adı: Osilatörler
B.DENEY ÖNCESİ ÇALIŞMASI
1. Wien köprü osilatörü hangi şartların arandığı uygulamalarda kullanılmaktadır? Araştırınız.
2. Osilatör çeşitlerinden olan Hartley ve Colpitts osilatör devrelerini çizip salınım frekansı
formüllerini yazınız. Bu iki osilatör çeşidini birbirine göre karşılaştırınız.
Sayfa - 4 -
Toplam Sayfa -5 -
ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ
ELEKTRONİK-II LABORATUARI
Deney Adı: Osilatörler
C.DENEY ÇALIŞMASI
1.Şekil 5.6’daki devreyi;
a)R3=800 ohm R4=470 ohm , R1=R2= 10 kohm C1=C2=22nF
b)R3=800 ohm R4=390 ohm , R1=R2= 10 kohm C1=C2=22nF
c)R3=800 ohm R4=390 ohm , R1=R2= 10 kohm C1=C2=10nF
değerleri için ayrı ayrı kurup kuvvetlendirici çıkışını gözlemleyerek ölçtüğünüz frekans değerlerini not
ediniz.
(Not: LM741 entegresini +12, -12 Volt simetrik besleme yapınız.)
fa=
fb=
fc=
2. Her bir aşama için frekansı teorik olarak hesaplayarak yazınız..
Hesaplama=
fa=
Hesaplama=
fb=
Hesaplama=
fc=
3.Deneyde ölçtüğünüz değerlerle teorikte hesapladığınız değerleri karşılaştırıp aradaki farklılıkları
yorumlayınız.
Sayfa - 5 -
Toplam Sayfa -5 -