İÇİNDEKİLER

İÇİNDEKİLER
KISIM 1
ELEKTRONİK DEVRELER
(ANALİZ – TASARIM - PROBLEM)
.
1. BÖLÜM
GERİBESLEMELİ AMPLİFİKATÖRLER............................................................... 3
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
1.6.
1.7.
1.8.
Giriş .............................................................................................................................3
Geribeselemeli Devrenin Transfer Fonksiyonu ....................................................4
Gerilim - Seri Geribeslemesi.....................................................................................5
Geribeslemeli Amplifikatörün Analiz Metodu ................................................... 13
Akım - Paralel Geribeselemesi .............................................................................. 21
Akım - Seri Geribeslemesi ..................................................................................... 28
Gerilim - Paralel Geribeslemesi ............................................................................ 34
Geribeslemenin Amplifikatördeki Etkileri .......................................................... 41
1.8.1 Amplifikasyon Duyarlılığı ........................................................................ 41
1.8.2. Frekans Distorsiyonu ................................................................................ 43
1.8.3 Lineer Olmama Distorsiyonu .................................................................. 44
1.8.4 Gürültünün Zayıflaması ........................................................................... 44
vi
İçindekiler
2. BÖLÜM
GERİBESLEMELİ AMPLİFİKATÖRLERİN
FREKANS CEVABI VE KARARLILIĞI ............................................................... 47
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
Giriş .......................................................................................................................... 47
Geribeslemeli Amplifikatörlerin Frekans Cevabı ............................................... 48
2.2.1. Tek Kutuplu Transfer Fonksiyonu .......................................................... 48
2.2.2. İki Kutuplu Transfer Fonksiyonu............................................................ 50
2.2.3 Üç Kutuplu Transfer Fonksiyonu ........................................................... 60
Çok Kutuplu Amplifikatörün Yaklaşık Analizi .................................................. 68
Geribeslemeli Amplifikatörlerin Kararlılığı ........................................................ 82
Bode Diyagramı ...................................................................................................... 83
3. BÖLÜM
GÜÇ AMPLİFİKATÖRLERİ ................................................................................. 95
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
3.5.
3.6.
3.7.
3.8.
3.9.
Giriş .......................................................................................................................... 95
Güç Amplifimakörü ............................................................................................... 95
Genlik Distorsiyonu ............................................................................................... 97
A Sınıfı Güç Amplifikatörü ................................................................................. 100
3.4.1. A Sınıfı Amplifikatörünün Verimi ........................................................ 101
B Sınıfı Güç Amplifikatörü .................................................................................. 104
3.5.1. B Sınıfı Amplifikatörün Verimi ............................................................. 105
3.5.2. B Sınıfı Amplifikatördeki Distorsiyon .................................................. 109
3.5.3. B Sınıfı Güç Amplifikatörlerinin Diğer Şekilleri ................................. 109
Ab Sınıfı Güç Amplifikatörü ............................................................................... 112
C, S ve D Sınıfı Amplifikatörler .......................................................................... 115
Soğutma Problemi ................................................................................................ 116
Entegre Devre Güç Amplifikatörleri .................................................................. 120
.
4. BÖLÜM
OPERASYONEL AMPLİFİKATÖRÜN
TEMEL ÖZELLİKLERİ VE YAPISI .................................................................... 121
4.1.
4.2.
4.3.
Giriş ........................................................................................................................ 121
Operasyonel Amplifikatörün Genel Tanıtımı .................................................. 122
Açık Çevrim Gerilim Kazancı ............................................................................. 125
İçindekiler vii
4.4.
4.5.
Operasyonel Amplifikatörün Eşdeğer Devresi ................................................. 126
Operasyonel Amplifikatörün Yapısı .................................................................. 129
4.5.1. Diferansiyel Amplifikatör ....................................................................... 130
4.5.2. Kazanç Katları .......................................................................................... 140
4.5.3. Buffer ve Seviye Kaydırıcılar .................................................................. 154
4.5.4. Çıkış Katları .............................................................................................. 157
5. BÖLÜM
OPERASYONEL AMPLİFİKATÖRÜN KARAKTERİSTİKLERİ .................... 163
5.1.
5.2.
Kutuplama, Dengesizlik ve Kayma ..................................................................... 163
5.1.1. Giriş Kutuplama Akımı (Ib).................................................................... 164
5.1.2. Giriş Dengesizlik Akımı (Ios) .................................................................. 165
5.1.3. Giriş Kutuplama Akımının Çıkış Gerilimine Etkisi ........................... 165
5.1.4. Giriş Dengesizlik Akımının Çıkış Gerilimine Etkisi ........................... 167
5.1.5. Giriş Dengesizlik Gerilimi (Vio) ............................................................. 169
5.1.6. Kutuplama ve Dengesizlik Geriliminin Azaltılması ........................... 172
5.1.7. Kayma (Drift) ........................................................................................... 173
Bant Genişliği, Değişim Hızı, Gürültü ve Frekans Kompanzasyonu: ........... 178
5.2.1. Operasyonel Amplifikatörün Frekans Cevabı ..................................... 179
5.2.2 Küçük İşaret Frekans Cevabı.................................................................. 181
5.2.3. Değişim Hızı (Slev Rate) ........................................................................ 184
5.2.4. Çıkış Gerilimindeki Gürültü .................................................................. 186
5.2.5. Dış Frekans Kompanzasyonu ................................................................ 188
.
6. BÖLÜM
OPERASYONEL AMPLİFİKATÖRÜN UYGULAMA ALANLARI................. 197
6.1.
6.2.
6.3.
Eviren ve Evirmeyen Amplifikatör ..................................................................... 198
6.1.1. Eviren Amplifikatör ................................................................................ 198
6.1.2. Kapasite Bağlantılı Eviren Amplifikatör ............................................... 203
6.1.3. Eviren Amplifikatör ................................................................................ 204
Gerilim Takipçisi .................................................................................................. 209
6.2.1. DC Gerilim Takipçisi .............................................................................. 209
6.2.2. AC Gerilim Takipçisi .............................................................................. 210
Komparatörler ....................................................................................................... 211
viii
6.4.
6.5.
6.5.
İçindekiler
6.3.1. Giriş ........................................................................................................... 211
6.3.2. Basit Komparatör..................................................................................... 212
6.3.3. Pozitif Geribesleme.................................................................................. 213
6.3.4 741 ve 301 Operasyonel Amplifikatörlü Komparatör ........................ 216
6.3.5 710 Komparatörü..................................................................................... 217
6.3.6 Hassas Komparatör (111 veya 311) ....................................................... 218
6.3.6. Pencere Detektörü ................................................................................... 220
Diferansiyel, Ölçü ve Köprü Amplifikatörleri .................................................. 230
6.4.1. Temel Diferansiyel Amplifikatör ........................................................... 230
6.4.2. Uzaktaki Gerilimin Ölçülmesi ............................................................... 231
6.4.3. Geliştirilmiş Diferansiyel Amplifikatör ................................................ 233
6.4.4. Ölçü Amplifikatörü (Instrumentation Amplifier) ............................. 236
6.4.5. Ölçü Amplifikatörü ile Ölçüm ............................................................... 238
6.4.5. Köprü Amplifikatörü .............................................................................. 240
Gerilim-Akım ve Akım-Gerilim Dönüştürücüleri........................................... 244
6.5.1. Gerilim-Akım Dönüştürücüsü .............................................................. 244
6.5.2. Akım-Gerilim Dönüştürücüsü .............................................................. 247
Logaritmik ve Üstel Amplifikatörler ................................................................. 251
6.5.1. Logaritmik Amplifikatör ........................................................................ 251
6.5.2. Üstel (Antilogaritmik) Amplifikatör..................................................... 254
6.5.3. Logaritmik Çarpıcı .................................................................................. 255
6.5.4. Diferansiyel Amplifikatörlü Çarpıcı ..................................................... 256
.
7. BÖLÜM
OPERASYONEL AMPLİFİKATÖRÜN SEÇİLMİŞ UYGULAMALARI .......... 259
7.1.
7.2.
7.3.
7.4.
7.5.
7.6.
7.7.
Yüksek Giriş Dirençli DC Voltmetre ................................................................. 259
Yüksek Giriş Dirençli AC Voltmetre ................................................................. 260
Zener Diyot - Diyot - Işık Yayan Diyot ............................................................. 262
Kısa Devre Akım Ölçmeleri ................................................................................ 263
Faz Kaydırma Devresi .......................................................................................... 266
Pikap Preamplifikatörü ........................................................................................ 268
Ton Kontrolu......................................................................................................... 269
İçindekiler ix
8. BÖLÜM
ANALOG ÇARPICI ............................................................................................. 271
8.1.
8.2.
8.3.
8.4.
8.5.
8.6.
8.7.
8.7.
8.8.
Giriş ........................................................................................................................ 271
Dc Gerilimlerin Çarpımı...................................................................................... 272
Kare Alma Devresi ................................................................................................ 274
Frekans Dublörü ................................................................................................... 274
Faz Açısı Deteksiyonu .......................................................................................... 275
Genlik Modülasyonu ............................................................................................ 277
8.6.1. Giriş ........................................................................................................... 277
8.6.2. Analog Çarpıcılı Modülatör ................................................................... 278
8.6.3. Standart (AM) Genlik Modülasyonu ................................................... 280
8.6.4. Standart Demodülatör ............................................................................ 283
8.6.5. Dengeli Demodülasyon........................................................................... 286
Frekans Kaydırma ................................................................................................. 286
Analog Bölücü ....................................................................................................... 288
Karekök Alma Devresi ......................................................................................... 289
9. BÖLÜM
.
AKTİF FİLTRELER ............................................................................................. 291
9.1.
9.2.
9.3.
9.4.
9.5.
9.6.
Giriş ........................................................................................................................ 291
Alçak Geçiren Filtre .............................................................................................. 293
Alçak Geçiren Filtre .............................................................................................. 295
9.3.1 –40db/Dekad’lık Alçak Geçiren Filtre .................................................. 296
9.3.2 –60db/Dakad’lık Alçak Geçiren Filtre .................................................. 298
Yüksek Geçiren Filtre ........................................................................................... 299
9.4.1 +20db/Dekad’lık Filtre ............................................................................ 300
9.4.2 +40db/Dekad’lık Filtre ............................................................................ 302
9.4.3 +60 Db/Dekad’lık Filtre .......................................................................... 303
Bant Geçiren Filtre................................................................................................ 308
Bant Söndüren Filtre ............................................................................................ 311
x
İçindekiler
10. BÖLÜM
OSİLATÖRLER .................................................................................................... 313
10.1.
10.2.
10.3.
10.4.
10.5.
10.6.
10.7.
Astable Mültivibratör (AMV) ............................................................................. 313
Monostable Mültivibratör (MMV) .................................................................... 315
Rampa Osilatörü ................................................................................................... 319
Üçgen Dalga Osilatörü ......................................................................................... 323
Testere Dişi Dalga Osilatörü ............................................................................... 329
Gerilim - Frekans Dönüştürücüsü...................................................................... 333
Sinüzoidal Dalga Osilatörü .................................................................................. 337
10.7.1 RC Osilatörü ............................................................................................. 338
10.7.2 Hartley ve Colpitts Osilatörü ................................................................. 343
10.7.3 Wien Köprü Osilatörü ............................................................................ 345
10.8. Kristal Osilatörler.................................................................................................. 349
KISIM 2
ELEKTRONİK DEVRELER
(DENEY - RAPOR)
.
DENEY 1
AMPLİFİKATÖRLERİN FREKANS CEVABI .................................................. 353
1. Amaç............................................................................................................................ 353
2. Açıklamalar................................................................................................................. 353
2.1. Frekans Cevabı Nedir? .................................................................................... 353
2.2. Frekans Cevabının Analizi Yöntemleri ........................................................ 355
2.3. Desibel Tanımı................................................................................................. 355
2.4. Köşe Frekansların Hesaplanması .................................................................. 357
2.5. Köşe Frekansların Pratik Yolla Bulunması .................................................. 360
2.6. Değişik Kazanç Fonksiyonlarının Yarı Logaritmik
Düzleme Çizimi ............................................................................................... 361
2.7. Kaskad Bağlı Katlarda Köşe Frekansın Belirlenmesi .................................. 362
2.8. Amplifikatörlerin Alçak Frekans Analizi ..................................................... 364
2.9. Amplifikatörlerin Yüksek Frekans Analizi .................................................. 374
2.10. Miller-Etkili Kapasite ...................................................................................... 381
İçindekiler xi
3. Yapılacak İşlemler...................................................................................................... 383
4. Gerekli Cihaz ve Elemanlar ...................................................................................... 400
DENEY 2
GERİBESLEMELİ AMPLİFİKATÖRLER........................................................... 403
1. Amaç............................................................................................................................ 403
2. Açıklamalar................................................................................................................. 403
2.1. Transfer Fonksiyonu Nedir? .......................................................................... 403
2.2. Amplifikatör Çeşitleri ..................................................................................... 404
2.3. Geribesleme Nedir? ......................................................................................... 407
2.4. Geribesleme Çeşitleri ...................................................................................... 408
3. Yapılacak İşlemler...................................................................................................... 417
4. Gerekli Cihaz ve Elemanlar ...................................................................................... 427
DENEY 3
GÜÇ AMPLİFİKATÖRLERİ ............................................................................... 429
.
1. Amaç............................................................................................................................ 429
2. Açıklamalar................................................................................................................. 429
2.1. Güç Amplifikatörü Nedir? ............................................................................. 429
2.2. Güç Amplifikatörülerinin Sınıflandırılması ................................................ 430
2.3. Ortak Emetörlü A Sınıfı Güç Amplifikatörü ............................................... 432
2.4. Transformatör Kuplajlı A Sınıfı Güç Amplifikatörü .................................. 433
2.5. Genlik Distorsiyonu ........................................................................................ 435
2.6. Push-Pull Amplifikatörler .............................................................................. 437
3. Yapılacak İşlemler...................................................................................................... 451
4. Gerekli Cihaz ve Elemanlar ...................................................................................... 458
DENEY 4
AKORTLU AMPLİFİKATÖRLER ...................................................................... 461
1. Amaç............................................................................................................................ 461
2. Açıklamalar................................................................................................................. 461
2.1. Akortlu Amplifikatörler ................................................................................. 462
2.2. Akortlu ve Diğer Amplifikatörler ................................................................. 462
xii
İçindekiler
2.3. Akortlu Amplifikatörlerin Faydaları ............................................................ 464
2.4. Akortlu Amplifikatörler Neden Alçak Frekanslarda Kullanılmaz? .......... 464
2.5. Çift Akortlu Amplifikatörler.......................................................................... 465
2.6. C Sınıfı Akortlu Amplifikatörler ................................................................... 466
2.7. C Sınıfı Çalışma ............................................................................................... 467
2.8. C Sınıfı Çalışma DC ve AC Yükler ............................................................... 468
2.9. C Sınıfı Çalışma Çıkış Gücü ve Verim ......................................................... 469
3. Yapılacak İşlemler...................................................................................................... 473
4. Gerekli Cihaz ve Elemanlar ...................................................................................... 486
DENEY 5
AKTİF FİLTRELER ............................................................................................. 489
1. Amaç............................................................................................................................ 489
2. Açıklamalar................................................................................................................. 489
2.1. Pasif ve Aktif Filtreler Arasındaki Farklar Nelerdir? .................................. 489
2.2. Aktif Filtre Çeşitleri......................................................................................... 490
2.3. İkinci Dereceli Fonksiyon .............................................................................. 492
2.4. Birinci Dereceli Alçak Geçiren Filtre ............................................................ 493
2.4. İkinci Dereceli Alçak Geçiren Filtre ............................................................. 495
2.6. Birinci Dereceli Yüksek Geçiren Filtre ......................................................... 496
2.7. İkinci Dereceli Yüksek Geçiren Filtre........................................................... 497
2.8. Bant Geçiren Filtre .......................................................................................... 498
2.9. Bant Durduran Filtre ...................................................................................... 503
2.10. Tam Geçiren Filtre .......................................................................................... 506
3. Yapılacak İşlemler...................................................................................................... 508
4. Gerekli Cihaz ve Elemanlar ...................................................................................... 520
.
DENEY 6
SİNÜZOİDAL OSİLATÖRLER........................................................................... 523
1. Amaç............................................................................................................................ 523
2. Açıklamalar................................................................................................................. 523
2.1. Osilatörlerin Temel Prensibi.......................................................................... 523
2.2. Faz Kaymalı Rc Osilatörü ............................................................................... 525
2.3. Sin-Cos Osilatörü ............................................................................................ 528
İçindekiler xiii
2.4. Üç Fazlı Osilatör .............................................................................................. 530
2.5. Wien Köprü Osilatörleri ................................................................................ 531
2.6. Colpitts Osilatörü ............................................................................................ 533
2.7. Hartley Osilatörü ............................................................................................. 535
2.8. Kristal Osilatör................................................................................................. 537
2.9. Aktif Filtre Akordlu Osilatör ......................................................................... 539
3. Yapılacak İşlemler...................................................................................................... 541
4. Gerekli Cihaz ve Elemanlar ...................................................................................... 558
DENEY 7
SİNÜZOİDAL OLMAYAN OSİLATÖRLER ...................................................... 561
1. Amaç............................................................................................................................ 561
2. Açıklamalar................................................................................................................. 561
2.1. 555 Kare Dalga Osilatörü ............................................................................... 561
2.2. Faz Kilitleme Çevrimi (Pll) ............................................................................ 573
3. Yapılacak İşlemler...................................................................................................... 576
4. Gerekli Cihaz ve Elemanlar ...................................................................................... 587
.
DENEY 8
ANALOG KARŞILAŞTIRICILAR ...................................................................... 589
1. Amaç............................................................................................................................ 589
2. Açıklamalar................................................................................................................. 589
2.1. Komparatörler ................................................................................................. 589
2.1. Opamp ve Komparatörlerin Karşılaştırılması ............................................. 590
2.3. Eşik Komparatörü ........................................................................................... 591
2.4. Sıfır Seviye Detektörü ..................................................................................... 594
2.5. Schmitt Trigger ................................................................................................ 595
2.6. Kare Dalga Osilatörü ...................................................................................... 600
2.7. Üçgen Dalga Osilatörü ................................................................................... 602
2.8. Testere Dişi Dalga Osilatörü .......................................................................... 603
2.9. Gerilim Kontrollü Osilatör ............................................................................ 604
3. Yapılacak İşlemler...................................................................................................... 609
4. Gerekli Cihaz ve Elemanlar ...................................................................................... 622
xiv
İçindekiler
DENEY 9
OPERASYONEL AMPLİFİKATÖRLER ............................................................ 625
1. Amaç............................................................................................................................ 625
2. Açıklamalar................................................................................................................. 625
2.1. Operasyonel Amaplifikatörün Karakteristikleri ......................................... 625
2.2. Operasyonel Amaplifikatörün Lineer DC ve AC Modeli .......................... 628
2.3. İdeal Operasyonel Amaplifikatörün Temel Uygulamaları ........................ 629
2.4. Operasyonel Amplifikatör Uygulamaları..................................................... 634
3. Yapılacak İşlemler...................................................................................................... 658
4. Gerekli Cihaz ve Elemanlar ...................................................................................... 697
DENEY 10
DC GÜÇ KAYNAKLARI ..................................................................................... 699
1. Amaç............................................................................................................................ 699
2. Açıklamalar................................................................................................................. 699
2.1. Güç Kaynağının Blok Diyagramı .................................................................. 699
2.2. Doğrultucular................................................................................................... 700
2.3. Filtreleme .......................................................................................................... 703
2.4. Yük Gerilimi – Yük Akımı İlişkisi ................................................................ 705
2.5. Gerilim Regülasyon Eğrisinin Elde Edilmesi............................................... 705
2.6. Tepe Dalgalanmasının Zayıflatılması ........................................................... 707
2.7. Regülesiz Pozitif ve Negetif Güç Kaynağı .................................................... 707
2.8. Gerilim Regülasyonu ...................................................................................... 708
2.9. Zener Diyotlu Paralel Gerilim Regülatörü ................................................... 708
2.10. Yüksek Akımlı Zener Diyotlu Paralel Gerilim Regülatörü........................ 710
2.11. Seri Akım Regülatörü ..................................................................................... 711
2.12. Transistörlü Seri Gerilim Regülatörü ........................................................... 713
2.13. Seri Gerilim Regülatörünün Blok Diyagramı .............................................. 714
2.14. Ayarlı Seri Gerilim Regülatörü ...................................................................... 716
2.15. Komparatörlü Seri Gerilim Regülatörü........................................................ 717
2.16. Entegre Devre Lineer Gerilim Regülatörleri................................................ 719
2.16. Entegre Devre Üç Uçlu Lineer Gerilim Regülatörleri ................................ 725
3. Yapılacak İşlemler...................................................................................................... 732
4. Gerekli Cihaz ve Elemanlar ...................................................................................... 755
.
KAYNAKLAR ...................................................................................................... 757