Deney raporu

A - DENEY RAPORUNUN HAZIRLANMASI
Deney raporu veya bir teknnik rapor benzer bir mantığa göre hazırlanır. Bu raporlar
için kurumlara göre değişik formatları olabilir. Aşağıdaki açıklamalar bu konuda bir
fikir verecektir. Öğretim üyelerinin görüşleri doğrultusunda bazı farklılıklar olabilir.
Laboratuar deneylerinin haftada bir defa yapıldığı kabul edilirse, raporlar bir hafta
sonraki deneye gelirken teslim edilmelidir. Laboratuar raporunda aşağıdaki bilgi ve
açıklamaların bulunması gerekir.
1. Ön Sayfa
- Deney adı:
- Dersin öğretim üyesi:
- Deneyi yaptıran öğretim elemanı:
- Deneyi yapan veya yapanlar:
- Deyen tarihi:
- Teslim tarihi:
2. Deneyin açıklanması
- Deneydeki elektrik veya elektronik devre şeması
- Kullanılan cihazların adları, model ve seri numaraları
- Deneydeki ölçü sonuçları
- Deneydeki grafikler
- Hesaplamanın nasıl yapıldığı bir örnek ile açıklanır
3. Deneyin analizi
Bu kısımda, deneyde elde edilen sonuçlar tartışması yapılır. Ölçü sonuçlarında
herhangi bir hata varsa, hata kaynakları ve nedenleri belirtilir. Hazırlanan rapor bir
kapaklı dosya içine konursa daha ciddi bir görünüş kazanır. Bazı raporlarda, deneyle
ilgili teorik açıklamalar da verilir.
Yapılan deneyler ve hazırlanan raporlar sayesinde, öğrenciler mesleklerini daha iyi
öğrenir, kendilerine güvenleri artar, iş hayatına daha kolay uyum sağlar ve başarılı
olurlar.
1
B - ÖRNEK DENEY FÖYÜ
Deney No: 5
OPERASYONEL AMPLİFİKATÖR
1. AÇIKLAMA
Operasyonel amplifikatörler, matematiksel işlemleri yapmak amacı ile üretilmiş olup,
DC ve/veya AC elektriksel işaretlerin kuvvetlendirilmesinde ve işlenmesinde
kullanılırlar. Operasyonel amplifikatör veya opamp çok sayıda transistörden (20
civarında) oluşmuş bir entegre devredir.
Opamp'lar doğrudan bağlantılı amplifikatörler olup, gerilim kazançları büyük, frekans
bantları geniş, giriş dirençleri büyük ve çıkış dirençleri küçüktür.
Opam'lar ile temel olarak; eviren, evirmeyen ve fark amplifikatör yapılmaktadır. Bu
amplifikatörlerin fonksiyonel özellikleri farklı olup, özelliklerine uygun yerlerde
kullanılır. Mesela; eviren amplifikatörün giriş dirençi küçük olup, giriş işareti ile çıkış
işareti arasında 180 derece faz farkı vardır. Halbuki evirmeyen amplifikatörde, giriş
direnc büyük ve giriş işareti ile çıkış işareti arasında faz farkı yoktur.
Şekil 5.1'de opamp ile gerçekleştirilmiş ve bant geçiren frekans karakterisdiğine
sahip bir amplifikatör devresi gösterilmiştir. Alt köşe frekansı R1- C1 ile ve üst köşe
frekansı ise Rf- Cf ile belirlenir.
Cf
Rf
R1
C1
+
Vi
Vo
Şekil 5.1 Bant geçiren özelliğe sahip bir amplifikatör devresi
2
Giriş işareti amplifikatörün pozitif (+) ucuna uygulanır. Bu devrenin orta
frekanslardaki gerilim kazancı;
Av = Vo = 1+Rf
Vi
Ri
bağıntısı ile hesaplanır. Kazanç eğrisinin alt köşe frekansı (fL) ve üst köşe frekansı
(fH) aşağıdaki bağıntılar ile hesaplanır.
Alt köşe frekansı: fL= 1/2πC1R1
Üst köşe frekansı: fH= 1/2πCfRf
2. GEREKLİ CİHAZ VE ELEMANLAR
- 1 adet ±15V'luk güç kaynağı
- 1 adet OP-17 Opamp’ı
- 1 adet işaret kaynağı
- 1 Osiloskop
- 3 adet direnç (2.2kΩ, 39kΩ, 82kΩ, %1 veya %5)
- 2 adek kondansatör (C1=?, 10pF)
- Bir adet protobord
3. DENEY DEVRESİ
Deney devresi Şekil 5.2'de gösterilmiştir.
Cf
10pF
Rf
C1
R1
2.2k
+
Vi
39k +15V
OP17
+
-15V
3
Vo
4. YAPILACAK İŞLEMLER
- Alt köşe frekansının fL=50Hz olması için C1 kapasitesini hesaplayınız.
- Deney devresini kurunuz.
- Vi=0.1V (tepeden-tepeye) ve 10Hz'e ayarlayınız.
- Vo çıkış gerilimini ölçünüz.
- Tablo 5.1'deki frekans değerleri için çıkış gerilimlerini ölçünüz ve kayıt ediniz.
- Deney süresince Vi geriliminin sabit kalmasına dikkat ediniz.
- Her frekans değeri için gerilim kazancını hesaplayınız.
- Amplifikatörün kazanç-frekans karakteristiğini çiziniz.
- Rf=82kΩ direnci için üstteki işlemleri tekrarlayınız.
ÖN HESAPLAMA
C1= 1/2π fL R1=1/2x3.14x50x2.2x103=0.7F
TABLO 5.1
Vi=0.1V
Frekans (Hz)
10
20
60
100
200
600
1k
2
6
10
20
60
100
1M
2
6
10
Rf=39kΩ
Çıkış (Vo)
Kazanç (Av)
4
Çıkış (Vi)
Rf=82kΩ
Kazanç (Av)
C - ÖRNEK DENEY RAPORU
Aşağıda, raporun 1. sayfasının veya kapağına ait örnek verilmiştir. ikinci ve daha
sonraki sayfalara, deneyin açıklaması ve deney analizi ile ilgili kısımlar yazılacaktır.
YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ
ELEKTRİK - ELEKTRONİK FAKÜLTESİ
ELEKTRİK MÜHENDİSLİ⁄İ BÖLÜMÜ
ELEKTRONİK LABORATUARI
DENEY RAPORU
Deney Adı
OPERASYONEL AMPLİFİKATÖR
Dersin öğretim Üyesi
Prof. Dr. Halit PASTACI
Deneyi yaptıran Öğretim Elemanı
Ar. Gör. Naci ŞEN
Deneyi Yapanlar
08012033 Ahmet GÜLEN, Grup:1
08013042 Billur ŞAFAK, Grup:2
Deyen Tarihi
21.02.2008
Teslim Tarihi
28.02.2008
(2. ve daha sonraki sayfalar aşağıdaki gibi olabilir)
5
DENEY DEVRESİ
Cf
10pF
Rf
C1
R1
2.2k
0.7µF
+
Vi
39k +15V
OP17
+
-15V
Vo
KULLANILAN CİHAZ VE ELEMANLAR
- 1 adet ±15V'luk güç kaynağı, Hewlett Packard, Model 200, Type 5
" OP-17 Opamp'ı
" işaret kaynağı, Hewlett Packard, Model 745
" osiloskop, Tektronix, Model T922
- 3 " direnç (2.2kΩ, 39kΩ, 82kΩ, %1)
- 2 " kondansatör (0.7µF, 10pF)
- 1 " protobord
ÖLÇÜ SONUÇLARI TABLOSU
Vi=0.1V=Sabit
Rf=39kΩ
Frekans (Hz)
Çıkış (Vo)
Kazanç (Av)
(volt)
Vo/Vi
10
0.4
4
50
1.2
12
100
1.4
14
500
1.6
16
1k
1.8
18
5
1.8
18
10
1.8
18
50
1.8
18
100
1.5
15
500
1.0
10
1M
0.7
7
5
0.1
1
10
0.05
0.5
fH1=400kHz
6
Rf=82kΩ
Çıkış (Vi)
Kazanç (Av)
(volt)
Vo/Vi
1.7
17
2.5
25
2.9
29
3.5
35
3.7
37
3.8
38
3.8
38
3.7
37
3.4
34
2.8
28
2.4
24
1.6
16
1.2
12
fH2=190kHz
KAZANÇ EĞRİLERİ
Kazanç
Av
50
40
Rf =82k
30
20
Rf =39k
10
1
0
10
1
10
fL
2
10
3
10
4
10
KAZANÇ BAĞINTILARI:
Frekans düzleminde kazanç bağıntıları,
Z1=R1+1/jC1
Zf = Rf||1/jCf =
Rf
1+jCfRf
eşitlikleri kullanılarak aşağıdaki gibi ifade edilebilir.
Tüm frekanslardaki kazanç ifadesi,
Rf
1+jCfRf
jC1 Rf
Av = 1+Zf = 1+
= 1+
Z1
R1 +1/j C1
(1+jCfRf)(1+jC1 R1 )
Alçak frekanslardaki kazanç ifadesi (XCf =1/Cf =  ile),
Rf
Av = 1+
R1 (1+1/jC1 R1 )
7
6
5
10 fH2 fH1 10
190kHz 400kHz
Frekans (Hz)
Yüksek frekanslardaki kazanç ifadesi (XC1 =1/C1 = 0 ile),
Rf
Av = 1+
R1 (1+jCfRf)
Orta frekanslardaki kazanç ifadesi,
Av = Vo = 1+Rf
Vi
Ri
şeklinde yazılabilir.
ÖRNEK HESAPLAMA:
Av = Vo = 1+Rf = 1+ 39 = 18.73
2.2
Vi
Ri
Rf = 39k için;
Av = Vo = 1+Rf = 1+ 82 = 38.27
2.2
Vi
Ri
Rf = 82k için;
fH1= 1/2πCfRf=1/2πx10x10-12x39x10-3=400kHz
fH2= 1/2πCfRf=1/2πx10x10-12x82x10-3=190kHz
SONUÇLARIN ANALİZİ:
Deneysel sonuçlar ile teorik sonuçlar iyi bir uyum içindedir. Örnek hesaplamada
teorik olarak Rf=39kΩ için Av=18.73 ve Rf=82kΩ için Av=38.27 kazanç değerleri elde
edilmiştir. Bu değerler orta frekanslardaki maksimum değerlerdir. Alt köşe frekans
her iki durum için aynı olup, hesaplandığı gibi fL=50Hz civarındadır. Üst kesin
frekansı ise 39kΩ için 400kHz ve 82kΩ için 190kHz civarındadır. Bu köşe
frekanslardan sonra kazanç eğrisi frekansın her 10 katında 10 değişmektedir. Bir
başka deyişle kazanç eğrisinin eğimi alçak frekanslarda 20dB/dekad ve yüksek
frekanslarda -20dB/dekad seviyesindedir.
Diğer önemli bir sonuç ise; kazancın artması ile üst köşe frekansının küçükdüğü
veya amplifikatörün bant genişliğinin azaldığıdır. Kazanç bant genişliğinin sabit
olduğu partik olarak da gösterilmiş olmaktadır (400x18=7200, 190x38=7220).
8
9