elektrik-elektronik mühendisliği

ELEKTRONİK I LAB. 2 – KIRPICI DEVRELER
ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ
ELEKTRONİK-I LABORATUVARI
DENEY 2: KIRPICI DEVRELER
Yrd.Doç.Dr. Engin Ufuk ERGÜL
Arş.Gör. Ayşe AYDIN YURDUSEV
Arş.Gör. Alişan AYVAZ
Arş.Gör. Birsen BOYLU AYVAZ
ÖĞRENCİ ADI SOYADI
:
NUMARA
:
Ön Çalışma
:
Deney Başarısı
:
Deney Raporu
:
TOPLAM
:
1
ELEKTRONİK I LAB. 2 – KIRPICI DEVRELER
i.
ÖN ÇALIŞMA (%30)
1. Yarıiletken diyotun genel akım gerilim karakteristiğini (ileri ve ters polarma için) çiziniz.
2. Diyotun genel karakteristiği nedir? (İleri polarma da ne kadar akım geçirir? Ters polarma da akım
geçirir mi?)
3. Birinci ve ikinci soru cevaplarını temel alırsanız, diyota doğrusal olmayan bir gerilim
uygulandığında (örneğin sinüzoidal dalga diyota artı ve eksi yönde giriş gerilimi uygular) çıkış
geriliminin nasıl olmasını beklersiniz?
4. 1.2.1 deki devreyi benzetim programına kurunuz. Osiloskop ekranındaki çıkış dalgasını ölçekli
olarak çiziniz.
5. 1.2.2 deki devreyi benzetim programına kurunuz. Osiloskop ekranındaki çıkış dalgasını ölçekli
olarak çiziniz.
6. 2.1.1 deki devreyi benzetim programına kurunuz. Osiloskop ekranındaki çıkış dalgasını ölçekli
olarak çiziniz.
7. 2.1.2 deki devreyi benzetim programına kurunuz. Osiloskop ekranındaki çıkış dalgasını ölçekli
olarak çiziniz.
KURALLAR:
Cevapları olduğunca basit, anlaşılabilir tutunuz. Örneğin, iletken nedir sorusuna “iletken elektrik akımını geçiren
maddelerdir. Ör: Bakır, demir” cevabı yeterlidir. Cevapları tamamıyla kendi çalışmanız olarak yapınız grup çalışması
kabul edilmez. İki ya da daha fazla öğrencinin çalışması aynıysa kabul edilmez. Deneye gelmeden önce çalışma
yapılmış ve tamamlanmış olmalıdır, aksi halde deneye katılmanıza izin verilmez ve deney notu sıfır olarak verilir.
Cevapları çizgisiz bir A4 kâğıdına mavi/siyah tükenmez kalemle yapınız ve her sayfanın sol üst köşesine isim soy isim,
öğrenci numarası ve Elektronik 1 Deney 2 olarak açıklama yazınız.
ii.
DENEY PUANLAMASI (%40)
Devre kurumu düzen
%10
Teknik bilgi
%10
Ölçüm Sonuçları
%20
iii.
DENEY RAPORU (%30)
Aşağıda görülen ve laboratuvarda kurduğunuz devrelerin çıkış dalgalarını ölçekli olarak çiziniz.
a)
b)
c)
d)
e)
f)
1.2.1.
1.2.2.
2.1.1.
2.1.2.
2.2.1.
2.2.2.
Seri Pozitif Ön Gerilimsiz Kırpıcı devre
Seri Pozitif Ön Gerilimli Kırpıcı devre
Paralel Negatif Ön Gerilimsiz Kırpıcı devre
Paralel Negatif Ön Gerilimli Kırpıcı devre
Paralel Pozitif Ön Gerilimsiz Kırpıcı devre
Paralel Pozitif Ön Gerilimli Kırpıcı devre
2
ELEKTRONİK I LAB. 2 – KIRPICI DEVRELER
V
V
t
t
b
a
V
V
t
t
c
d
V
V
t
t
e
f
3
ELEKTRONİK I LAB. 2 – KIRPICI DEVRELER
DENEY 2: KIRPICI DEVRELER
Kırpıcı diyot devrelerinde girişe uygulanan sinyalin çıkışta kısmi olarak doğrultulması amaçlanmaktadır.
Bu sebeple bu devreler kırpıcı devreler denmektedir (sinyalin bir kısmını kırpar!). Sinüzoidal bir dalga bir
periyot boyunca hem pozitif hem de negatif yönde gerilim içerir. Diyodun temel çalışma prensibi tek
yönde akımı geçirmek ve diğer yönde akım geçirmemek (sızıntı akımı çok küçük bir değer olduğu için yok
sayılır) olduğu için, sinüs bir dalganın da pozitif gerilimin geçişine izin verecek fakat negatif gerilim
değerlerini geçirmeyecektir.
Kırpıcı diyot devreleri şöyle gruplanabilir:
1. Seri Kırpıcı devreler
1.1.
Seri Negatif Kırpıcı devre
1.1.1. Seri Negatif Ön Gerilimsiz Kırpıcı devre
1.1.2. Seri Negatif Ön Gerilimli Kırpıcı devre
1.2.
Seri Pozitif Kırpıcı devre
1.2.1. Seri Pozitif Ön Gerilimsiz Kırpıcı devre
1.2.2. Seri Pozitif Ön Gerilimli Kırpıcı devre
2. Paralel Kırpıcı devreler
2.1.
Paralel Negatif Kırpıcı devre
2.1.1. Paralel Negatif Ön Gerilimsiz Kırpıcı devre
2.1.2. Paralel Negatif Ön Gerilimli Kırpıcı devre
2.2.
Paralel Pozitif kırpıcı devre
2.2.1. Paralel Pozitif Ön Gerilimsiz Kırpıcı devre
2.2.2. Paralel Pozitif Ön Gerilimli Kırpıcı devre
Ş EKİL 1:SERİ NEGATİF ÖN GERİLİMSİZ KIRPICI
DEVRE
4
ELEKTRONİK I LAB. 2 – KIRPICI DEVRELER
Seri Kırpıcı devreler: Seri kırpıcı devrelerde diyotla direnç birbirlerine seri bağlanır. Girişteki doğrusal
olmayan sinyal çıkışta kısmi kırpılmış olur.
1.1.1.
Seri Negatif Ön Gerilimsiz Kırpıcı devre
Devre ismi bu devrenin kısa bir tanımını yapar. Seri kırpıcı devre olması diyotla yükün birbirine seri
bağlandığını, negatif olması giriş sinyalinin negatif kısmının kırpılacağını ve ön gerilimsiz olması da
devrede giriş sinyalinden başka bir güç kaynağı olmayacağını gösterir.
Şekil 9’daki devrede diyot sinyalin pozitif kısımlarının yük üzerinde görünmesine izin vermiş fakat negatif
kısımları geçirmeyerek bu sinyalleri kırpmıştır.
1.1.2.
Seri Negatif Ön Gerilimli Kırpıcı devre
Ön gerilimli devrelerde devrede diyota seri bir DC gerilim kaynağı kullanılır. Bu kaynak yük çıkışındaki
gerilim seviyelerini değiştirir. Devre negatif kırpıcı olduğu için sinyalin -V kısımları kırpılır. Devredeki V
güç kaynağı çıkış gerilimine Vmax +V olarak yansır (Şekil 10).
Ş EKİL 2:SERİ NEGATİF ÖN GERİLİMLİ KIRPICI DEVRE
5
ELEKTRONİK I LAB. 2 – KIRPICI DEVRELER
1.2.1. Seri Pozitif Ön Gerilimsiz Kırpıcı devre
V
t
Ş EKİL 3:SERİ POZİTİF ÖN GERİLİMSİZ KIRPICI DEVRE
1.2.1 deki devrenin çıkış gerilimini yandaki boşluğa çiziniz (genliği vmax alınız). NOT: devre adından
anlaşılabilir şekilde bu devreden çıkış ön gerilimsiz olmalı ve sinyalin pozitif kısımları kırpılmalı. 1.2.1 deki
devreyi benzetim programına kurunuz. Diyot olarak 1N4001, yük olarak da 1kΩ direnç seçiniz. Giriş
sinyaline Vsin kaynağı bağlayınız genliği (Amplitude) 10V, frekansı 50 Hz ayarlayınız. Çıkış sinyalini
yandaki alana çiziniz.
1.2.2. Seri Pozitif Ön Gerilimli Kırpıcı devre
1.2.2 deki devreyi benzetim programına kurunuz. Diyot olarak 1N4001, yük olarak da 1kΩ direnç seçiniz.
Giriş sinyaline Vsin kaynağı bağlayınız genliği (Amplitude) 10V, frekansı 50 Hz ayarlayınız. DC güç
kaynağını 5Va bağlayınız. Çıkış sinyalini yandaki alana çiziniz.
V
t
Ş EKİL 4:SERİ POZİTİF ÖN GERİLİMLİ KIRPICI DEVRE
Paralel Kırpıcı devreler: seri kırpıcı devrelerle aynı işi yaparlar. Bu devrelerde diyot yüke paralel
bağlanmıştır.
6
ELEKTRONİK I LAB. 2 – KIRPICI DEVRELER
2.1.1. Paralel Negatif Ön Gerilimsiz Kırpıcı devre
2.1.1 deki devreyi benzetim programına kurunuz.
Diyot olarak 1N4001, yük direnci 1kΩ ve direnci 1kΩ
olarak seçiniz. Giriş sinyaline Vsin kaynağı bağlayınız
genliği 10V, frekansı 50 Hz ayarlayınız. Çıkış sinyalini
yandaki alana çiziniz.
NOT: buradaki iki direncin (R1 ve R2) gerilim bölücü
V
dirençler olarak çalıştığını unutmayınız. Bu durumda
𝑅
çıkış geriliminin genliği
2
𝑉𝑜𝑢𝑡 = 𝑅+𝑅
. 𝑉𝑚𝑎𝑥
olacaktır.
bunun
Çıkış
sinyalinde
2
olduğunu
t
ispatlayınız.
Ş EKİL 5: PARALEL NEGATİF ÖN GERİLİMSİZ KIRPICI
DEVRE
2.1.2. Paralel Negatif Ön Gerilimli Kırpıcı devre
2.1.2 deki devreyi benzetim programına kurunuz.
Diyot olarak 1N4001, yük olarak da 1kΩ direnç seçiniz.
Giriş sinyaline Vsin kaynağı bağlayınız genliği
(Amplitude) 10V, frekansı 50 Hz ayarlayınız. DC güç
kaynağını 5Va bağlayınız. Çıkış sinyalini yandaki alana
çiziniz.
V
t
Ş EKİL 6:PARALEL NEGATİF ÖN GERİLİMLİ KIRPICI DEVRE
7
ELEKTRONİK I LAB. 2 – KIRPICI DEVRELER
2.2.1. Paralel Pozitif Ön Gerilimsiz Kırpıcı devre
Paralel pozitif ön gerilimsiz devreyi breadboard
üzerine kurunuz. Girişi sinyal üretecinden veriniz ve
çıkışı osiloskoptan okuyunuz. Osiloskop ekranında
gördüğünüz dalgayı ölçekli olarak çiziniz.
V
t
Ş EKİL 7:PARALEL POZİTİF ÖN GERİLİMSİZ KIRPICI DEVRE
2.2.2. Paralel Pozitif Ön Gerilimli Kırpıcı devre
Paralel pozitif ön gerilimli devreyi breadboard
üzerine kurunuz. Girişi sinyal üretecinden ve DC güç
kaynağından
veriniz
ve
çıkışı
osiloskoptan
okuyunuz. Osiloskop ekranında gördüğünüz dalgayı
ölçekli olarak çiziniz.
V
t
Ş EKİL 8:PARALEL POZİTİF ÖN GERİLİMLİ KIRPICI DEVRE
8