deney 3: kenetleme (kilitleme) devresi

DENEY 3: KENETLEME (KİLİTLEME) DEVRESİ
Önbilgi
Kenetleme (kilitleme) devresi nerelerde kullanılır?
Kilitleyici Diyot devreleri
Kilitleme devreleri girişinden gelen doğrusal olmayan sinyalin en alt ya da en üst değerini belli
bir DC noktaya sabitler sonuç olarak sinyalin tepeden tepeye değeri değişmemekte, sadece
sinyalin başlangıç ve bitiş noktaları değişmektedir.
Kilitleyici devreler şu alt gruplarda incelenir:
1. Pozitif kilitleyici devreler
2. Negatif kilitleyici devreler
Pozitif Kilitleyici Devreler
Girişten gelen sinyalin en alt noktası DC pozitif bir değer (örneğin sıfır olabilir) sabitlenir.
Devrenin çalışması şöyledir:
Devreye negatif gerilim uygulandığında
(doğrusal olmayan
sinyalin negatif alternansı) ideal olarak diyot kısa devre olacaktır.
Diyodun kısa devre olmasıyla gerilim, çıkış direncine ulaşamayıp
Ş EKİL 1:POZİTİF KİLİTLEYİCİ
DEVRE
kapasitör üzerinde depolanacaktır (Şekil 20).
Giriş sinyali pozitif olduğunda diyot
kesime gider (Şekil 21). Devredeki
akım çıkış direnci üzerinden geçer,
giriş sinyali çıkışta görünür. Kapasitör
Ş EKİL 2: POZİTİF
KİLİTLEYİCİ DEVRE
KAPASİTÖR ŞARJI
üzerindeki gerilim de çıkışa yansır,
böylece çıkış gerilim giriş gerilimin 2
Ş EKİL 3:POZİTİF
KİLİTLEYİCİ DEVRE
KAPASİTÖR DEŞARJI
katına ulaşır.
Bu devrede dikkat edilmesi gereken nokta: Kondansatördeki gerilim, çıkışa aktarıldığında
tamamıyla boşalmayacak şekilde depolanmalıdır. Deşarj süresi çok uzun seçilmelidir.
Kondansatör ve yük direncinden ötürü oluşan RC zaman sabiti, giriş geriliminin periyodundan
çok daha büyük seçilirse; kondansatör yük
direnci üzerinden boşalma fırsatı
bulamayacaktır. Dolayısıyla yük gerilimi, giriş
geriliminin dc olarak pozitif yöne doğru
ötelenmiş hali olacaktır.
Pozitif kilitleyici devrelere ek bir kayma
eklenebilir. Ek bir batarya kullanılarak giriş
sinyalinin en alt sınırı DC voltaj seviyesinde
ayarlanabilir. DC kaynak, kenetleme
devrelerinde DC kenetleme seviyesinin
ayarlanmasını sağlar.
Ş EKİL 22 :POZİTİF KİLİTLEYİCİ DEVRE ÇIKIŞ
DALGASI
Negatif Kilitleyici devreler
Bu devrelerde girişten gelen sinyalin en üst noktası bir DC
değere
sabitlenir
(örneğin
sıfır).
Pozitif
kilitleyici
devresindeki gibi kondansatörün deşarj süresi çok uzun
seçilmelidir.
Negatif
kilitleme
devresinde
girişe
pozitif
gerilim
uygulandığında diyot iletime geçer, bu gerilim çıkışa
Ş EKİL 23: NEGATİF KİLİTLEYİCİ
DEVRE
negatif
gerilim
ve
ulaşmadan kondansatör üzerinde depolanır. Giriş sinyali
negatif olduğunda ise diyot kesime gider. Girişten gelen
kondansatör
üzerindeki gerilim de çıkışa yansır.
Böylece çıkışta girişteki sinyalin en
üst tepe noktası negatif DC değere
sabitlenmiş olur.
Ş EKİL 24:NEGATİF KİLİTLEYİCİ DEVRE ÇIKIŞ DALGASI
I.
Ön Hazırlık İçin Gerekli Malzemeler:
 1000uf kapasitör
 10kΩ direnç
 1N4001 diyot
 10 sin 200𝜋𝑡 sinyal kaynağı
 5V DC güç kaynağı
II.
Ön Hazırlık Çalışması
V
Vin
t
Ş EKİL 25: POZİTİF ÖNGERİLİMLİ
KENETLEME DEVRESİ
Üst
şekildeki
devreyi
benzetim
programına kurunuz.
Vout
t
Giriş ve çıkış sinyallerini (Vout= R
üzerine düşen gerilim) yandaki alana
çiziniz.
ŞEKİL 26: POZİTİF ÖNGERİLİMLİ KENETLEME DEVRE ÇIKIŞ
DALGASI
Pozitif kilitleme devresinde DC kaynak kullanmak çıkış sinyalini nasıl değiştirdi? Açıklayınız.
V
Vin
t
ŞEKİL 27: NEGATİF ÖNGERİLİMLİ
KENETLEME DEVRESİ
Vout
Üstteki
devreyi
benzetim
programında
t
gerçekleştiriniz. Giriş ve çıkış gerilimlerini
yandaki alana çiziniz.
ŞEKİL 28: NEGATİF ÖNGERİLİMLİ KENETLEYİCİ DEVRE
ÇIKIŞ DALGASI
UYGULAMA 1:
(1N4007’de kullanılabilir!)
1. Yukarıdaki devreyi board üzerine kurunuz. 1V ve 2V için çıkışı gözlemleyip, çıkış
sinyalini aşağıdaki alana çiziniz. Devrenin yaptığı işi anlatınız.
2. R=1kΩ ve C=100nF kullanarak aynı devreyi tekrar kurunuz. Çıkış sinyalini gözlemleyiniz.
UYGULAMA 2:
3V
1. Vgiriş giriş sinyali uygulandığında çıkışında Vçıkış çıkış sinyalini üreten bir kenetleme
devresi tasarlayınız. Bu devreyi benzetim programında gerçekleştiriniz.
2. Benzetim programında gerçekleştirdiğiniz devreyi aynı şekilde laboratuvarda board
üzerine kurunuz. Giriş ve çıkış sinyallerini gözlemleyiniz.
III.
Çalışma Soruları (Bana teslim edilmiyor!)
Soru 1.
Devre 1’deki direnç değeri değiştikten sonra sinyalde ne gibi bir değişiklik oldu?
Bu değişikliğin sebebini ne olarak görüyorsunuz, gerekli açıklamaları ve hesaplamaları
yapınız.
Soru 2.
Devre 2’de osiloskopta izlediğiniz çıkış sinyalleri niçin 0,7Volta yakın bir
kaymaya sebep oldu .
Soru 3.
Şekildeki giriş ve çıkışı sağlayan devreyi tasarlayınız.
Girişteki sin sinyali önce kırpıcı ile hem pozitif hem negatif alternansları kırpmak
gerekir. Bir önceki deneyde yapılan pozitif ve negatif kırpıcılar kullanılır.
Sonra elde edilen sinyal negatif alternansa kilitlenir ve bu kilitlemede DC +3Volt
kadar bir öteleme uygulanır. Sonuç olarak her iki devre birleştirilir.
ÖRNEKLER: