Deney2 - Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü | ULUDAĞ

2013-2014 Bahar
ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
ELN2104 Elektrik Devreleri Laboratuarı II –2012-2013 Bahar
DENEY 5
Pasif Filtreler
Deneyi Yapanın
Adı – Soyadı
Numarası
Deney Grubu
Deney Tarihi
İmza
Değerlendirme
:
Ön Hazırlık ve Deney Bilgisi
(20 / 100)
:
/ 100
Deney Düzeneği Kurulumu
(15 / 100)
:
/ 100
Ölçü Aletlerinin Kullanımı
(20 / 100)
:
/ 100
Deney Sonuçları
(30 / 100)
:
/ 100
Zamanında Tamamlama
(15 / 100)
:
/ 100
DENEY NOTU
(100 / 100)
:
/ 100
Sonuçların Yorumlanması
(90 / 100)
:
/ 100
Rapor Düzeni
(10 / 100)
:
/ 100
RAPOR NOTU
(100 / 100)
:
/ 100
:
:
:
:
Değerlendiren :
Doç. Dr. Figen ERTAŞ
2013-2014 Bahar
Deney 5
Pasif Filtreler
ÖN BİLGİ:
Elektriksel işaretlerin frekans spektrumlarına biçim vermek amacıyla kullanılan devrelere filtre
denir. Elektriksel filtre, tanımlanmış frekans aralığındaki genlik kazancı ya da kaybını belirlemek için
tasarlanmış bir devredir. Gerçeklenen transfer fonksiyonunun frekansla değişimine bağlı olarak alçak
geçiren, yüksek geçiren, bant geçiren ve bant durduran türünden filtreler söz konusudur. En çok
kullanılan ideal filtrelerin genlik karakteristikleri şöyledir.

Alçak geçiren filtreler alçak frekanslı işaretleri geçirirler:   c

Yüksek geçiren filtreler yüksek frekanslı işaretleri geçirirler:   c

Bant geçiren filtreler belli bir frekans bölgesini geçirirler: c1    c 2

Bant durduran filtreler belli bir frekans bölgesini durdururlar:   c1 ve   c 2
 c kesim frekansı olarak adlandırılır.
1
1
ω
ωc
Alçak geçiren filtre karakteristiği
1
ω
ωc
Yüksek geçiren filtre karakteristiği
1
ωc1
ωc2
ω
ωc1
Bant durduran filtre karakteristiği
Tarih ve İmza:
ωc2
ω
Bant geçiren filtre karakteristiği
-1-
Doç. Dr. Figen ERTAŞ
2013-2014 Bahar
Ön Hazırlık:
1.
R
+
VS +
−
C
V0
−
Şekil 1.
a) Yukarıdaki devrenin H ( j ) transfer fonksiyonunu bulunuz.
b) Bu devrenin DC (  0) ’daki cevabı nedir?
c) Lim H ( j )  ?
 
d)
1
 2.10 3 rad / sn için H ( j ) ve H ( j ) ’yi çiziniz.
RC
Tarih ve İmza:
-2-
Doç. Dr. Figen ERTAŞ
2013-2014 Bahar
2.
+
C
VS +
−
R
V0
−
Şekil 2.
a) Yukarıdaki devrenin H ( j ) transfer fonksiyonunu bulunuz.
b) Bu devrenin DC (  0) ’daki cevabı nedir?
c) Lim H ( j )  ?
 
d)
1
 2.10 3 rad / sn için H ( j ) ve H ( j ) ’yi çiziniz.
RC
Tarih ve İmza:
-3-
Doç. Dr. Figen ERTAŞ
2013-2014 Bahar
3.
R3
C2
+
VS +
−
R4
C1
V0
−
Şekil 3.
Şekildeki devrenin H (s) transfer fonksiyonunu bulunuz.
Tarih ve İmza:
-4-
Doç. Dr. Figen ERTAŞ
2013-2014 Bahar
4.
R
L
+
VS +
−
C
V0
−
Şekil 4.
a) Yukarıdaki devrede çıkış işaretinin direnç üzerinden alınması durumunda devrenin transfer
fonksiyonunu bulunuz.
b) Yukarıdaki devrede çıkış işaretinin bobin üzerinden alınması durumunda devrenin transfer
fonksiyonunu bulunuz.
Tarih ve İmza:
-5-
Doç. Dr. Figen ERTAŞ
2013-2014 Bahar
c) Yukarıdaki devrede çıkış işaretinin kondansatör üzerinden alınması durumunda devrenin transfer
fonksiyonunu bulunuz.
d) Yukarıdaki devrede çıkış işaretinin bobin ve kondansatör üzerinden alınması durumunda devrenin
transfer fonksiyonunu bulunuz. (Çıkış işareti bobin ve kondansatör üzerindeki toplam gerilim)
Tarih ve İmza:
-6-
Doç. Dr. Figen ERTAŞ
2013-2014 Bahar
Deneyin Yapılışı :
1. Şekil 1'deki devreyi R = …… ve C=….. F değerleri için kurunuz. Girişe tepeden tepeye 10V’luk
sinüzoidal bir gerilim uygulayınız. Giriş geriliminin frekansını belli aralıklarla değiştirerek giriş ve
çıkış işaretlerini osiloskopta aynı anda gözlemleyiniz. Buna göre aşağıdaki tabloları doldurunuz.
Frekans(Hz)
Vo(V)
Kazanç
2. Şekil 2'deki devreyi R = …… ve C=…….F değerleri için kurunuz. Girişe tepeden tepeye
10V’luk sinüzoidal bir gerilim uygulayınız. Giriş geriliminin frekansını belli aralıklarla
değiştirerek giriş ve çıkış işaretlerini osiloskopta aynı anda gözlemleyiniz. Buna göre aşağıdaki
tabloları doldurunuz.
Frekans(Hz)
Vo(V)
Kazanç
3. Şekil 3'deki devreyi R3 = ……. ve C1=……..F R4 = ……. ve C2=…….F değerleri için kurunuz.
Girişe tepeden tepeye 10V’luk sinüzoidal bir gerilim uygulayınız. Giriş geriliminin frekansını belli
aralıklarla değiştirerek giriş ve çıkış işaretlerini osiloskopta aynı anda gözlemleyiniz. Buna göre
aşağıdaki tabloları doldurunuz.
Frekans(Hz)
Vo(V)
Kazanç
4. Şekil 3'deki devreyi R = ……. , C=……F ve L=……H değerleri için kurunuz. Girişe tepeden
tepeye 10V’luk sinüzoidal bir gerilim uygulayınız. Giriş geriliminin frekansını belli aralıklarla
değiştirerek giriş ve çıkış işaretlerini osiloskopta aynı anda gözlemleyiniz. Buna göre aşağıdaki
tabloları doldurunuz.
a) Devrenin çıkış işareti direnç gerilimi:
Frekans(Hz)
VR(V)
Kazanç
Tarih ve İmza:
-7-
Doç. Dr. Figen ERTAŞ
2013-2014 Bahar
b) Devrenin çıkış işareti bobin gerilimi:
Frekans(Hz)
VL(V)
Kazanç
c) Devrenin çıkış işareti kondansatör gerilimi:
Frekans(Hz)
VC(V)
Kazanç
d) Devrenin çıkış işareti bobin ve kondansatör üzerindeki toplam gerilim:
Frekans(Hz)
VCL(V)
Kazanç
5. Deney esnasında size verilen devreyi kurunuz. Girişe tepeden tepeye 10V’luk sinüzoidal bir
gerilim uygulayınız. Giriş geriliminin frekansını belli aralıklarla değiştirerek giriş ve çıkış
işaretlerini osiloskopta aynı anda gözlemleyiniz. Buna göre aşağıdaki tabloları doldurunuz
(R = ......., C=….…F ve L=……H).
Frekans(Hz)
Vo(V)
Kazanç
YORUMLAR:
1. 1. adımda gözlemlediğiniz sonuçları göz önünde bulundurarak devrenin kesim frekansını
belirleyiniz. Teorik ve pratik sonuçları karşılaştırınız.
Tarih ve İmza:
-8-
Doç. Dr. Figen ERTAŞ
2013-2014 Bahar
2. 1. adımdaki devrenin kazancını ölçekli olarak çiziniz.
1
0.9
0.8
0.7
kazanç
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
-1
10
0
1
10
2
10
10
rad/s
Frekans (Hz) – (Logaritmik)
3. 2. adımda gözlemlediğiniz sonuçları göz önünde bulundurarak devrenin kesim frekansını
belirleyiniz. Teorik ve pratik sonuçları karşılaştırınız.
4. 2. adımdaki devrenin kazancını ölçekli olarak çiziniz.
1
0.9
0.8
0.7
kazanç
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
-1
10
0
1
10
10
2
10
rad/s
Frekans (Hz) – (Logaritmik)
Tarih ve İmza:
-9-
Doç. Dr. Figen ERTAŞ
2013-2014 Bahar
5. 3. adımdaki devrenin kazancını ölçekli olarak çiziniz.
1
0.9
0.8
0.7
kazanç
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
-1
10
0
1
10
10
2
10
rad/s
Frekans (Hz) – (Logaritmik)
6. 4. adım a) şıkkındaki devrenin kazancını ölçekli olarak çiziniz.
1
0.9
0.8
0.7
kazanç
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
-1
10
0
1
10
10
2
10
Frekans (Hz)rad/s
– (Logaritmik)
Tarih ve İmza:
10
-
Doç. Dr. Figen ERTAŞ
2013-2014 Bahar
7. 4. adım b) şıkkındaki devrenin kazancını ölçekli olarak çiziniz.
1
0.9
0.8
0.7
kazanç
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
-1
10
0
1
10
10
2
10
rad/s
Frekans (Hz) – (Logaritmik)
8. 4. adım c) şıkkındaki devrenin kazancını ölçekli olarak çiziniz.
1
0.9
0.8
0.7
kazanç
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
-1
10
0
1
10
10
2
10
rad/s
Frekans (Hz) – (Logaritmik)
Tarih ve İmza:
11
-
Doç. Dr. Figen ERTAŞ
2013-2014 Bahar
9. 4. adım d) şıkkındaki devrenin kazancını ölçekli olarak çiziniz.
1
0.9
0.8
0.7
kazanç
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
10. 4. adımda elde ettiğiniz sonuçları yorumlayınız.
0.1
0
-1
10
0
1
10
10
2
10
rad/s
Frekans (Hz) – (Logaritmik)
10. 4. adımda elde ettiğiniz sonuçları yorumlayınız.
Tarih ve İmza:
12
-
Doç. Dr. Figen ERTAŞ
2013-2014 Bahar
11. 5. adımdaki devrenin kazancını ölçekli olarak çiziniz.
1
0.9
0.8
0.7
kazanç
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
12. 0.1
5. adımda elde ettiğiniz sonuçları devre şeklini çizerek yorumlayınız.
0
-1
10
0
1
10
10
2
10
Frekans (Hz) rad/s
– (Logaritmik)
12. 5. adımda elde ettiğiniz sonuçları devre şeklini çizerek yorumlayınız.
Tarih ve İmza:
13
-
Doç. Dr. Figen ERTAŞ