¹ · ¨¨ © § ≤ R- K R+R R+R VV R+RRVV R- K R+R R+RV

96
ENDÜSTRøYEL ELEKTRONøK
Schmitt tetikleme devreleri
Bir önceki kısımda incelenen basit gerilim karúılaútırıcılarında giriú ve
çıkıú gerilimleri arasında do÷rudan do÷ruya ba÷ımlılık vardır. Yavaú de÷iúen giriú
iúaretlerinde, cıkıú iúareti de yavaú de÷iúen bir iúaret olur. Bunun yanısıra, giriú
iúaretindeki olası bir gürültü, konum de÷iútirmeyi kararsız hale getirebilir. Bu
nedenle, bazı uygulamalarda histerezisli bir geçiú karakteristi÷i gösteren yapılar
daha elveriúli olabilir. Geçiú karakteristi÷i histerezis gösteren gerilim
karúılaútırıcıları Schmitt tetikleme devreleri olarak isimlendirilirler. Schmitt
tetikleme devreleri pozitif geribeslemeli düzenlerdir. Bir Schmitt tetikleme
devresinin geçiú e÷risi faz döndüren karakteristik gösterebilece÷i gibi faz
döndürmeyen nitelikte de olabilir. øúlemsel kuvvetlendirici ile gerçekleútirilen ve
faz döndüren karakteristik gösteren bir Schmitt tetikleme devresi ùekil-3.3'de
verilmiútir. Devrenin geçiú e÷risi de úekil üzerinde gösterilmiútir. Pozitif
geribesleme devreyi çok hızlı kılar. Devrenin anahtarlama hızı iúlemsel
kuvvetlendiricinin YE yükselme e÷imi ile belirlenir. Devrenin geçis
karakteristi÷ini veren ba÷ıntılar
­
°V Omaks
°
VO = ®
° V Omin
°¯
·
V Omin § R1 + R2
R2
- R1 ¸¸
¨
VR¨
R1 + R2
R1 + R2 © K VO
¹
·
R2
V Omaks § R1 + R2
- R1 ¸¸
¨¨
V I≥
VRR1 + R2
R1 + R2 © K VO
¹
VI ≤
(3.74)
olur. VOmaks = - VOmin olması hali için devrenin histerezis karakteristi÷inin geniúli÷i
VO
V Omaks
VI
V Omin
VH
ùekil-3.3. Faz döndüren Schmitt tetikleme devresi ve geçiú karakteristi÷i.
LøNEER OLMAYAN UYGULAMALAR
VH=2
97
R1
V Omaks
R1 + R 2
(3.75)
olur. VH histerezis geniúli÷i R2 direncinin de÷eri arttırılarak azaltılabilir. Ancak,
devrenin çevrim kazancı için KVO R/(R+R2) > úartının yerine gelmesi gerekir.
C 2 >>
R1
C id
R2
Büyük R2 de÷erlerinde, kuvvetlendiricinin fark iúaret giriú kapasitesi devrenin
anahtarlama hızını etkiler. Bu etkiyi ortadan kaldırabilmek üzere R2 direncine
paralel bir C2 kondansatörü ba÷lanır. Bu kondansatörün kapasitesi
olacak úekilde seçilmelidir.
VI ve VR gerilimlerinin yerlerinin de÷iútirilmesi halinde faz döndürmeyen bir
Schmitt tetikleme devresi elde edilir. Faz döndürmeyen Schmitt tetikleme devresi
ùekil-3.32'de görülmektedir.
V O
V Omaks
VI
V
Omin
VH
ùekil-3.32. Faz döndürmeyen Schmitt tetikleme devresi.
Bu devre için çıkıú gerilimini giriú gerilimine ba÷layan ba÷ıntı
­
°V Omaks
°
VO = ®
° V Omin
°¯
R1 + R2 + V Omin § R1 + R2 - ·
¨¨
VI ≥
VR
R1 ¸¸
R2
R2 © K VO
¹
§
+
·
R
R
V
R
R
+ 2
2
Omaks
- R1 ¸¸
¨¨ 1
VI ≤
VR+
R2
R2 © K VO
¹
olur. VOmaks = - VOmin için devrenin histerezis geniúli÷i
(3.76)
98
ENDÜSTRøYEL ELEKTRONøK
VH =2
R1
V Omaks
R2
(3.77)
olur
Buraya kadar ele alınan iki yapıda da çıkıú gerilimi ve histerezis geniúli÷i
besleme gerilimine ba÷ımlıdır. Bazı devre uygulamaları açısından sakıncalı
olabilecek bu ba÷ımlılık, devrenin çıkıú geriliminin maksimum de÷eri stabilize
edilerek ortadan kaldırılabilir. Bunun için genellikle Zener diyotlarından
yararlanılmaktadır. Çıkıú geriliminin Zener diyodu ile stabilize edilmesi ile bu
durumda elde edilen giriú - çıkıú geçiú karakteristi÷i ùekil-3.33'de gösterilmiútir.
Devrede iúlemsel kuvvetlendiricinin çıkıúına ba÷lanan RS direnci, Zener diyodunun
ve iúlemsel kuvvetlendiricinin çıkıú akımını sınırlar. Geribesleme direnci seri
direncin di÷er ucuna ba÷lanmakta ve çıkıú da bu uçtan alınmaktadir. Çıkıú
dü÷ümüne ba÷lanan sırt sırta iki Zener diyodu yardımıyla VO gerilimi her iki
yönde de VZ + VD de÷eriyle sınırlanmaktadır.
+V I
R 1 //R 2
RS
+
+VR
+V O
R2
R1
D1
D
2
ùekil-3.33. Çıkıú geriliminin Zener diyodu ile stabilize edilmesi.
+V I
R 1 / /R2
R
S
+
+V
R
R1
+V
R 2
O
D
ùekil-3.34. Asimetrik çıkıú gerilimi veren Schmitt tetikleme devresi .
LøNEER OLMAYAN UYGULAMALAR
99
Bu bölümde incelenen devrelerde gerek karúılaútırma sınırları, gerekse
çıkıú geriliminin de÷iúim aralı÷ı simetrik olur. Ancak, simetrik karúılaútırma ve
çıkıú gerilimleri, tek kaynaktan beslenen dijital devre uygulamalarına uygun
de÷ildir. Bunun için çıkıú geriliminin de÷iúim aralı÷ı ve karúılaútırma sınırları
asimetrik olan devreler geliútirilmiútir. Çıkıú gerilimi asimetrik olacak úekilde
düzenlenmiú bir Schmitt tetikleme devresi ùekil-3.34'de görülmektedir. Bu
devrede, çıkıúta tek bir Zener diyodu yer almaktadır. Pozitif çıkıú gerilimlerinde bu
eleman Zener diyodu olarak çalıúır ve devrenin çıkıú gerilimini +VZ de÷erinde
sınırlar. negatif çıkıú gerilimlerinde ise eleman iletim yönünde kutuplanaca÷ından,
çıkıú gerilimi VD iletim yönü gerilimi ile sınırlanır. Böyle bir yapıda VR referans
gerilimi için uygun bir de÷er
VR=
·
V Z -V D § R1 + R2
.¨
- R1 ¸
¹
2. R2 © KVO
VR≈
1 R1
(V D - V Z )
2 R2
(3.78)
olur. Böylece sıfır karúılaútırıcısı olarak çalıúan bir devre elde edilir.
Pencere karúılaútırıcılar
Basit karúılaútırıcılar VI giriú geriliminin bir VR referans geriliminden
büyük yahut küçük oldu÷unu belirleyen devre yapılarıdır. Bazı uygulamalarda ise
VI giriú geriliminin belirli bir gerilim aralı÷ı içerisine düúüp düúmedi÷inin
belirlenmesi istenir. Bu karúılaútırma iúlevini yerine getiren karúılaútırıcılar
pencere karúılaútırıcılar olarak isimlendirilirler. Baúka bir deyiúle, pencere
karúılaútırıcılar VI giriú geriliminin VR- ve VR+ aralı÷ında bulunup bulunmadı÷ını
belirlerler. Pencere karúılaútırıcı, iki basit karúılaútırıcı devresinin diyotlu bir kapı
ile biraraya getirilmesiyle kolayca oluúturulabilir. Devre yapısı ùekil-3.35'de
verilmiútir.