Adı Soyadı: İ.Ü. Elektrik Elektronik Müh. Böl. 00316 Elektronik Lab II

Numara:
Adı Soyadı:
İ.Ü. Elektrik Elektronik Müh. Böl. 00316 Elektronik Lab II Dersi Ara Sınavı
Tarih : 06.04.2015 / 18.00
Cevaplama süresi: 50 dakika. Puanlama: 1. 32 p, 2.35p, 3. 33 p, Ders Sorumluları: Doç. Dr. M. E. Tagluk, Doç. Dr. C.
Yeroğlu, Y. Doç. Dr. M. Köseoğlu Sorulara kısa ve öz cevaplar veriniz, ekstra değerlendirmeler yapmayınız. Başarılar…
1. a) Bir darlington devresi kurunuz ve girişine Vi=0.5 sin (6280t) değerinde bir sinyal veriniz. (8p)
b) Devrenin AKF’nı, YKF’nı nasıl belirlersiniz. Kısaca açıklayınız. (8p)
c) Oluşacak Vo-f eğrisini yaklaşık olarak çiziniz. Üzerinde köşe frekanslarının yerini sembolik ve doğru olarak
gösteriniz. Devre nerelerde kullanılır? (8p)
d) Devreye dışarıdan bağlanan kondansatör değerlerini değiştirdiğinizde, AKF ve YKF değerlerinde ne gibi
değişiklikler gözlemlenmiştir? Nedenleriyle birlikte açıklayınız. (8p)
2. a) Bir tümler push-pull büyük sinyal yükselteci kurunuz. Girişe Vi(rms) değeri 2 V ve frekansı 1.25 kHz olan
sinusoidal bir sinyal uygulayınız. (7p)
b) Bu durumda ekranında görülecek giriş (x-ch1) ve çıkış (y-ch2) sinyallerini aşağıdaki osiloskop ekranına ölçekli
olarak çiziniz. (7p)
c) Devrenin verimi nasıl bulunur? Devrenin veriminin maksimum olabilmesi için çıkış tepe gerilimi ne olmalıdır?
(7p)
d) Bu tür devrelerde çıkışta meydana gelen nispeten küçük bozulmanın sebebi nedir? Nasıl düzeltilebilir? (7p)
e) Bu devre nerelerde ne amaçla kullanılır. (7p)
0,1 ms
VO
time/div
VI
2
V/div
X-CH
1
V/div
Y-CH
3. a) Bir fark yükselteç devresi kurunuz, şeklini çiziniz. Bu devrenin CMRR değerini nasıl ölçebileceğinizi
açıklayınız. (11p)
b) RE değerinin yüksek ve düşük olması durumunda CMRR değeri nasıl değişmiştir? Devreyi daha iyi bir şekilde
çalıştırmak için RE yerine ne kullanılabilir? Sebebi nedir? (11p)
c) CMRR’nin önemi nedir, düşük veya yüksek olması neyi ifade eder? Devre ne amaçla kullanılır? (11p)
1 - a)
b) Girişe çıkışı kesime götürmeyecek şekilde bir sinyal verilir. Sonra frekans değeri 0’dan başlayarak yavaş yavaş
arttırılır ve gerilim değeri eş zamanlı olarak okunarak kaydedilir. Çıkış geriliminin maksimum değeri orta bandaki
Vmaks değerine karşılık gelir. Vc=0.707* Vmaks değeri ise devrenin AKF ve YKF değerlerine karşılık gelen gerilim
değeridir. Frekans tekrar sıfırdan başlayarak arttırılır ve gerilim değerleri eş zamanlı olarak okunur. Vc gerilim
değerinin elde edildiği her iki frekans değeri de kaydedilir. Bu frekans değerlerinden küçük olanı verilen devre
için AKF büyük olanı ise YKF olarak değerlendirilir.
Vo
c)
Darlington devresind Vo≈Vi = 0.5 V olur.
Vc=0.707*Vomaks=0.707*0.5 V=0.354 V
Vc=0.354 V
AKF
YKF
f (hz)
d) Devreye dışarıdan bağlanan kondansatörler sadece AKF’yi etkiler, YKF üzerinde pek bir etkileri olmaz. AKF,
her bir kondansatörün gördüğü Thevenin direncinin belirlenmesiyle, fL=1/(2πRTC) formülüyle hesaplanır.
Bulunan en büyük fL değeri yaklaşık olarak AKF’yi belirler. Buna göre burada en etkin kondansatör, gördüğü
Thevenin direnci nispeten çok daha düşük olan CE kondansatörüdür.
2 – a)
d) Bu bozulmanın sebebi B sınıfı devrelerde Q çalışma
noktası tam kesim bölgesi sınırında olduğu için, devrede
AC sinyal olmadan bir iletim söz konusu olmamasıdır. Bu
durumda her bir transistor AC sinyal ±0.7 V’luk eşi
değerlerini geçtikten sonra iletime geçer. AC sinyal
pozitif ve negatif yönde eşik gerilimini geçene kadar
devrede iletim olmaz, bu da pozitif ve negatif dalganın
birleştiği noktada iletim olmayan, “crossover distortion” da
denilen küçük düz bir bozulma bölgesi oluşmasına neden
olur. Bu bozulma şekilde gösterilen R potansiyometresiyle
düzeltilebilir. Böylece transistor baz noktasında çok küçük
de olsa bir dc baz akımı akması sağlanır.
e) Bu tür devreler genelde yükselteç devrelerinin çıkış
katlarında yüksek verimlilik, güç ve empedans uyumu
sağlamak amacıyla kullanılır.
c)
Verimin maksimum olabilmesi için Vo(peak)=Vcc olmalıdır. Bu durumda maksimum verim=%78.54 elde edilir.
3 – a)
Ortak İşareti Bastırma Oranı: CMRR=Ad/Ac şeklinde
hesaplanır.
Ac için: Önce Vi1=Vi2 alınarak (girişler kısa devre yapılır)
girişe mesela Vi=1 sin ωt değerinde (nispeten büyük) bir
dalga verilir. Çıkışta ölçülen Vo’ın Vi’ye oranı ortak mod
kazancı Ac’yi verir.
Ad için: Girişlere Vi1=-Vi2 olacak şekilde mesela Vi=0.02
sin ωt değerinde (çıkışın kesime gitmemesi için nispeten
küçük) bir dalga verilir. Bu dalgayı elde etmek için şekildeki
gibi kazancı eksi bir olan (RF=R1) evirici bir Opamp
kullanılabilir. Çıkışta ölçülen Vo’ın 2*Vi’ye oranı fark modu
kazancı Ad’yi verir.
b) Yüksek RE değerlerinde CMRR yüksek, düşük RE değerlerinde CMRR düşük çıkmıştır. RE’nin daha da
yükseltilmesi devrenin dc çalışma rejimini bozabilir. Bu yüzden, devrenin daha iyi çalışması için RE yerine
sabit akım kaynağı bağlanabilir. Sabit akım kaynağının hem iç direncinin yüksek olması hem de fark
yükseltecinden kararlı sabit bir akım çekebilmesi devrenin CMRR değerini yükseltecektir.
c) Giriş sinyalleri içerisinde aynı polaritede olan yükseltilmesi istenmeyen, topraktan, manyetik
alanlardan, gerilim kaynaklarındaki gerilim dalgalanmalarından kaynaklanan çeşitli gürültü sinyalleri
olabilir. Bu tip bir sinyalin yükseltilmesi istenmez, çünkü çıkışı bozar. Bu tür yükselteçler giriş uçlarında
yer alan fark yükselteçleri nedeniyle girişlerine uygulanan ortak moddaki sinyallerin farkını alırlar.
Böylece giriş sinyali içerisinde bulunan ortak moddaki istenmeyen sinyaller (gürültü) büyük oranda
bastırılmış olur, yükseltilmesi istenen asıl fark sinyali de yükseltilir. Bu CMRR denilen ortak işareti
bastırma oranı ile ifade edilir ve ne kadar yüksekse devre o derece iyi performans gösterir. Devre genelde
yükselteçlerin giriş katında (preamfi katı) giriş sinyalindeki gürültüyü azaltmak ve fark sinyalini
yükseltmek amacıyla kullanılır.