Bu yazıda ISIS üzerinden, Proteus OPAMP devresi yapımına devam ederek eviren ve evirmeyen yükselteç kavramlarını ele alacağız. Böylece hem çalışma mantıklarını hem de kullanım alanlarını netleştireceğiz. Bilgisayar tabanlı devre çizim programlarının öneminden daha önce bahsetmiştik. Elektrik-elektronik alanında bu araçların yeri gerçekten kritiktir. Bu nedenle Proteus serimizde ISIS tarafında adım adım ilerledik ve temel uygulamaları tamamladık.
İşlemsel Yükselteç (Op-Amp) Nedir?
Elektronik sistemlerde işlenen sinyallerin önemli bir kısmı düşük genlikli ve zayıf sinyallerdir. Bu sinyalleri yükseltmek için farklı devre yapıları kullanılır ve bu yapılarda işlemsel yükselteçler önemli rol oynar. Bu kavramın İngilizce karşılığı operational amplifier olmaktadır. Bu sebepten dolayı da bu kavrama kısaca Op-Amp’da denilmektedir. Tabii ki bu Op-Amp’lar nerelerde kullanılmaktadır? Bunları da iyi bilmekte fayda var.
- Ses yükseltme amfilerinde
- Gerilim karşılaştırmalarında
- Kalp ritim bozukluğu hastalığının tanısında
- Haberleşmeyi sağlayan uydularda
Bunlar gibi daha bir sürü alanda kullanılmaktadır. İşlemsel yükselteçler genel olarak metal kılıftan tutun, plastiğe hatta oradan SMD alanına kadar bir sürü şekilde bulunabilmektedir. Bu tamamen sizin projenizin ihtiyacına göre şekillenmektedir. Peki bu işlemsel yükselteç entegrelerinden bir tane örnek vermek gerekirse, buna en yaygın örnek olarak LM741 verilebilir.
Girişte uyguladığımız gerilimi yükseltmek için iki temel op-amp devresi kullanılır: eviren yükselteç ve evirmeyen yükselteç. Her ikisinin ortak amacı kazanç sağlamaktır; ancak giriş bağlantısı, faz davranışı ve çıkış karakteristiği açısından önemli farkları vardır. Bu nedenle her iki yapıyı da ayrı ayrı bilmek gerekir.
Eviren Yükselteç
Yükselteç devrelerinde op-amp kullanırken eviren ve evirmeyen yapılar arasındaki temel fark bağlantı biçimidir. Eviren yükselteçte giriş sinyali op-amp’ın (-) ucuna uygulanır, (+) ucu ise referans noktaya bağlanır. Bu yapıda çıkış sinyali girişe göre faz çevirerek yükselir. Bu uygulamada eviren devre için AC kaynak, evirmeyen devre için DC kaynak kullanarak iki farklı davranışı karşılaştıracağız.
İstediğiniz bileşenleri buradan kolayca çağırabilirsiniz. Zaten gördüğünüz gibi 741 Entegremizi ben oradan çağırdım.
Ölçüm araçlarını önceki yazılarda anlatmıştık. Yine de osiloskop eklemeyi hatırlatmak gerekirse, ekranın sol bölümündeki araç sekmelerinden ilgili ölçüm modunu seçerek osiloskopu sahneye ekleyebilirsiniz.
Görmüş olduğunuz grafikte, giriş sinyalinin tepe noktası, çıkıştaki sinyalin dip noktası olmuştur. Çıkışta ise dip noktası tepe noktasına dönüştürülmüştür. Yani sinyalimizin işareti tam tersi olarak değişmiştir ve tabii ki de sinyalimizin gücü artmış bulunmaktadır.
Evirmeyen Yükselteç
Evirmeyen yükselteç devresi için ise durum tam tersidir. Bu sefer giriş sinyalimiz Op-Amp’ın + ucundan verilmektedir. Anlaşılanın üzerine Op-Amp’ın faz çevirme ucuna herhangi bir sinyal uygulanmadığı için giriş sinyalinin işaretinde herhangi bir değişim gerçekleşmemektedir. Bu yüzden devre kurarken giriş geriliminizin işaretini değiştirmek ve kazanç sağlamak istiyorsanız eviren yükselteç devresi kullanmalısınız. Pozitif gerilim kazancı istiyorsanız evirmeyen yükselteç devresi kullanılmalıdır. Bu devremizde dc akım kullanacağımız için direk devremize bir voltmetre bağlıyoruz. Bu sayede girişte vermiş olduğumuz 3V’luk gerilimin pozitif değişimini daha rahat bir şekilde gözlemleyebiliriz.
Simülasyonda da görüldüğü gibi 3V giriş uygulandığında, direnç değerlerine bağlı olarak çıkışta yaklaşık +9.60V elde ettik. Farklı kazanç değerleri için geri besleme ve giriş dirençlerini değiştirerek devreyi kolayca yeniden ayarlayabilirsiniz. Bu temel yaklaşım, daha karmaşık analog tasarımlara geçiş için güçlü bir başlangıç sağlar.
Hangi Durumda Hangi Yükselteç?
Devre tasarımında eviren ve evirmeyen yapı seçimi, yalnızca kazanç ihtiyacına değil faz davranışı gereksinimine de bağlıdır. Çıkışın girişe göre ters fazda olması isteniyorsa eviren yapı, faz korunacaksa evirmeyen yapı daha uygundur.
Bu seçim, özellikle sensör işleme veya çok kademeli analog zincirlerde kritik hâle gelir. Çünkü ilk kademedeki faz ve kazanç tercihleri, takip eden tüm kademelerin çalışma aralığını doğrudan etkiler.
- Faz çevrimi gerekiyorsa eviren yükselteç, faz korunacaksa evirmeyen yükselteç tercih edin.
- İstenen kazanç aralığını önce teorik hesaplayıp sonra simülasyonda doğrulayın.
- Direnç toleranslarının çıkış gerilimine etkisini göz önünde bulundurun.
- Besleme sınırlarını aşmamak için op-amp çıkış saturasyonunu test edin.
Proteus resmi sayfasına buradan ulaşabilirsiniz.
Yorum yapma özelliği, forum tarafından gelen istek sebebiyle kapatılmıştır. Lütfen tartışmalar ve sorularınız için topluluk forumumuza katılın.