Lab 4 Deney Foyu
advertisement
ELE 201L – Deney 4 İsim: __________________________ Şube: ________ ELE 201L DEVRE ANALİZİ LABORATUVARI Temel İşlemsel Kuvvetlendirici (Op-Amp) Devreleri Deney 4 İMZA KAĞIDI (Bu sayfa laboratuvarın sonunda asistanlara teslim edilmelidir) Ön-Çalışma Lab Saatin Başında Teslim Edildi _______________________ Sözlü Sınav Notu: _______________________ Deney A Tamamlandı _______________________ Deney B Tamamlandı _______________________ Deney C Tamamlandı _______________________ Deney D Tamamlandı _______________________ Deney E Tamamlandı _______________________ Deney F Tamamlandı _______________________ ÖNEMLİ DUYURU 21 Haziran 2015 tarihinde yapılacak ARA SINAV nedeniyle gelecek hafta lab saatlerinizde yeni laba başlamak yerine bu labı tamamlamak için size daha çok zaman verilecektir. ELE 201L – Deney 4 İsim: __________________________ Şube: ________ Deneyler A. Eviren Kuvvetlendirici (Inverting Amplifier) Şekil 1'de gösterilen eviren kuvvetlendirici devrenin gerilim kazancını ölçünüz. Bunu yapmak için sinyal kaynağını 1 kHz sinüssal bir sinyali sağlayacak şekilde ayarlayınız ve girişin ve çıkışın tepeden tepeye gerilimini ölçünüz. Ölçümünüzü ön-çalışmada yaptığınız hesaplarla kıyaslayınız. Ölçülen Gerilim Kazancı = Şimdi sinyal kaynağının sağladığı sinüssal sinyalin genliğini artırınız. Belirli bir noktadan sonra çıkış sinyal artık sinüssal olmayacaktır - neden işlemsel kuvvetlendiricinin çıkışı artık sinüssal değil? Gözlemlediğiniz sinüssal olmayan çıkış sinyali aşağıda verilen eksenlerde çiziniz. Çıktının sinüssal olması için girdi sinyalin genliği en fazla ne olmalıdır? V0 t max(girdi genliği) = ELE 201L – Deney 4 İsim: __________________________ Şube: ________ Salınımölçeri kullanarak, değişik giriş genlikleri için çıkışın genliğini ölçünüz. Ölçümlerinizi aşağıdaki eksenlerde işaretleyerek devrenin transfer fonksiyonunu çiziniz. V0 Vin Giriş sinyalin genliğini değiştirdikçe gözlemlenen değişiklikleri - eğer varsa - not ediniz. Ölçümünüz analitik olarak hesapladığınız transfer fonksiyonuyla uyumlu mu? Yukarıda deneyini yaptığınız işlemleri PSPICE ile gerçekleştirip sonuçlarınızı raporunuza ekleyin. Deneysel sonuçlarınızı hem teorik sonuçlarınızla hem de PSPICE ile elde ettiğiniz sonuçlarınızla karşılaştırın. ELE 201L – Deney 4 İsim: __________________________ Şube: ________ B. Fark Kuvvetlendirici (Differential Amplifier) Şekli 3'de gösterilen fark kuvvetlendirici için aşağıdaki giriş sinyalleri için çıkış sinyalini ölçünüz ve aşağıda çiziniz. Direnç değerleri olarak R1 = 10 k, R2 = 20 kR3 = 30 k, ve R4 = 40 kkullanınız. Ölçümleriniz analitik hesaplarınızla uyumlu mu? V1 = 0 V ve V2 = 5 V: V0 t V1 = 0 V ve V2 = tepeden tepeye genliği 1 V olan 1 kHz'lık sinüs: V0 Vin ELE 201L – Deney 4 İsim: __________________________ Şube: ________ V1 = 5 V ve V2 = tepeden tepeye genliği 1 V olan 1 kHz'lık sinüs: V0 Vin V1 = V2 = tepeden tepeye genliği 1 V olan 1 kHz'lık sinüs: V0 Vin ELE 201L – Deney 4 İsim: __________________________ Şube: ________ Farksal mod kazancını ve ortak mod kazancını ölçerek, CMRR'ı hesaplayınız. Ölçümünüzü ön-çalışmada yaptığınız analitik hesaplarla karşılaştırınız. İp-ucu: Aşağıdaki şekilde farksal ve ortak mod gerilimler gösterilmektedir. Eğer Vcm sıfırlanınca ölçülen kazanç sadece farksal gerilimlerden kaynaklanmış olacağından ölçülen kazanç aslında farksal mod kazancıdır. Benzer bir şekilde, Vdm sıfırlanınca ölçülen kazanç, ortak mod kazancıdır. Bu kazançların oranı ise CMRR olarak tanımlanmaktadır. Yukarıda deneyini yaptığınız işlemleri PSPICE ile gerçekleştirip sonuçlarınızı raporunuza ekleyin. Deneysel sonuçlarınızı hem teorik sonuçlarınızla hem de PSPICE ile elde ettiğiniz sonuçlarınızla karşılaştırın. ELE 201L – Deney 4 İsim: __________________________ Şube: ________ C. Toplayıcı Kuvvetlendirici (Summing Amplifier) Şekli 4'de gösterilen toplayıcı kuvvetlendirici için aşağıdaki giriş sinyalleri için çıkış sinyalini ölçünüz ve aşağıda çiziniz. Direnç değerleri olarak R1 = 10 k, R2 = 20 kveR3 = 30 k kullanınız. Ölçümleriniz analitik hesaplarınızla uyumlu mu? V1 = 0 V ve V2 = 5 V: V0 t V1 = 0 V ve V2 = tepeden tepeye genliği 1 V olan 1 kHz'lık sinüs: V0 Vin ELE 201L – Deney 4 İsim: __________________________ Şube: ________ V1 = 5 V ve V2 = tepeden tepeye genliği 1 V olan 1 kHz'lık sinüs: V0 Vin V1 = V2 = tepeden tepeye genliği 1 V olan 1 kHz'lık sinüs: V0 Vin ELE 201L – Deney 4 İsim: __________________________ Şube: ________ Yukarıda deneyini yaptığınız işlemleri PSPICE ile gerçekleştirip sonuçlarınızı raporunuza ekleyin. Deneysel sonuçlarınızı hem teorik sonuçlarınızla hem de PSPICE ile elde ettiğiniz sonuçlarınızla karşılaştırın. D. Gerilim Takipçi Vs = 5 V, ve Rs = RL= 100 k için Şekil 5'deki devrenin çıkış gerilimini (V0) ölçünüz. Yüke sağlanan gerilimin, gerilim kaynağında sağladığı gerilimden ne kadar çok düşük? Cevabınızı yüzde olarak veriniz. Bir kaç farklı RL değeri için hesabınızı tekrarlayınız. Sizce Şekil 5'deki bağlantı şekli etkilimidir gerilim sağlamak için? Değilse, devrenin dezavantajları nedir? Şekil 5'deki Devre Ölçümleri RL V0 Hata Yüzdesi 100 k Şimdi aynı deneyi gerilim takipçisinin kullanıldığı Şekil 6'deki devre üzerinde deneyiniz. Gerilim takipçisi ne fayda sağliyor? Şekil 6'deki Devre Ölçümleri RL V0 Hata Yüzdesi 100 k Yukarıda deneyini yaptığınız işlemleri PSPICE ile gerçekleştirip sonuçlarınızı raporunuza ekleyin. Deneysel sonuçlarınızı hem teorik sonuçlarınızla hem de PSPICE ile elde ettiğiniz sonuçlarınızla karşılaştırın. ELE 201L – Deney 4 İsim: __________________________ Şube: ________ E. Bağımlı Gerilim Kaynaklar İçeren Devrelerin Thevenin Eşdeğer Devreleri Şekil 8’deki devreyi devre tahtanızda kurunuz. Açık devre gerilimini ve Thevenin direncini (gerilim bölücü yöntemiyle) ölçünüz. Ön çalışmada gerçekleştirdiğiniz analitik sonuçlarla kıyaslayınız. Analitik ile deneysel sonuçlarınız arasında fark var mı, var ise nedenleri neler olabilir? Devrenizi kurarken aşağıdaki direnç değerleri kullanınız: R1= 1KΩ Rg= 10KΩ R2= 2.7KΩ Rs= 10KΩ R3= 6.2KΩ Rf = 10KΩ R4= 22KΩ Bağımsız gerilim kaynağı için Vs = 5 V kullanın, op-amp’ın kaynak gerilimi de Vcc = 15 V. Şekil 7’deki Devrenin Thevenin Eşdeğer Devre Ölçümleri Ölçüm Analitik Hesap Fark Açık Devre Gerilim % Thevenin Direnç % Yukarıda deneyini yaptığınız işlemleri PSPICE ile gerçekleştirip sonuçlarınızı raporunuza ekleyin. Deneysel sonuçlarınızı hem teorik sonuçlarınızla hem de PSPICE ile elde ettiğiniz sonuçlarınızla karşılaştırın. ELE 201L – Deney 4 İsim: __________________________ Şube: ________ F. Bağımlı Akım Kaynaklar İçeren Devrelerin Thevenin Eşdeğer Devreleri Şekil 11’deki devreyi devre tahtanızda kurunuz. Açık devre gerilimini ve Thevenin direncini (gerilim bölücü yöntemiyle) ölçünüz. Ön çalışmada gerçekleştirdiğiniz analitik sonuçlarla kıyaslayınız. Analitik ile deneysel sonuçlarınız arasında fark var mı, var ise nedenleri neler olabilir? Devrenizi kurarken aşağıdaki direnç değerleri kullanınız: R1= 1KΩ R4= 10KΩ R2= 10KΩ RD= 10KΩ R3= 6.2KΩ RL= 2.7KΩ Bağımsız gerilim kaynağı için Vs = 5 V kullanın, op-amp’ın kaynak gerilimi de Vcc = 15 V. Şekil 12’deki Devrenin Thevenin Eşdeğer Devre Ölçümleri Ölçüm Analitik Hesap Fark Açık Devre Gerilim % Thevenin Direnç % Yukarıda deneyini yaptığınız işlemleri PSPICE ile gerçekleştirip sonuçlarınızı raporunuza ekleyin. Deneysel sonuçlarınızı hem teorik sonuçlarınızla hem de PSPICE ile elde ettiğiniz sonuçlarınızla karşılaştırın.
