BMT104 ELEKTRONİK DEVRELER DERSİ LABORATUVAR

BMT104 ELEKTRONİK DEVRELER DERSİ LABORATUVAR

T.C.
DÜZCE ÜNİVERSİTESİ
TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ
BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
BMT104
ELEKTRONİK DEVRELER DERSİ
LABORATUVAR UYGULAMALARI
DENEY NO:4
KIRPICI DEVRELER
Laboratuvar Grup No
:
Hazırlayanlar
:..................................
..................................
..................................
Deney Tarihi
: . . . . . / . . . . / 2014
Doç. Dr. İbrahim YÜCEDAĞ
Arş. Gör. M. Enes BAYRAKDAR
Arş. Gör. Sümeyye KALE
2014
BMT103 Elektronik Devreler Dersi Laboratuvarı
Doç. Dr. İbrahim YÜCEDAĞ
Deney No:4
KIRPICI DEVRELER
Amaç
Diyot uygulama devrelerinden olan kırpıcı devrelerin incelenmesi ve çalışma prensibinin anlaşılması.
Teorik Bilgi
Kırpıcı devreler elektronikte çok farklı amaçlarla kullanılan pratik devrelerdir. Bu devrelerin en sık
kullanıldığı yerlerin başında doğrultma devreleri ve koruma devreleri sayılabilir. Bunun yanında çeşitli dalga
şekillendirme amacı ile kullanımı da mümkündür.
Kırpıcılar giriş dalga şeklinin belli bir seviyesinden sonrasını kırpan devreler olarak tanımlanabilirler. Bu
devreler temelde iki kısımda incelenebilirler. Bunlar seri ve paralel kırpıcılardır.
Seri kırpıcılarda diyot, şekil-1’de görüldüğü gibi yüke seri olarak bağlanmaktadır.
Diyotun temel çalışma prensibinden yararlanarak devrenin çalışması çıkartılabilir. Buna göre giriş sinyalinin
pozitif alternansında diyot iletime geçer ve giriş sinyali yaklaşık(eğer diyot eşik gerilimi ihmal edilirse) çıkış
gerilimine eşit olur. Diğer taraftan giriş sinyalinin negatif alternansında diyot yalıtımda olacağından
üzerinden ve dolayısı ile yük direnci üzerinden herhangi bir akım(sızıntı akımı ihmal edilirse) geçmez. Buna
bağlı olarak ta çıkış genliği sıfır olur.
Şekil-1’de verilen devreden görüldüğü gibi çıkış sinyali, giriş sinyalinin sıfır volttan küçük değerlerini kırpmak
sureti ile elde edilmiştir.
Kırpıcıların avantajlarından biriside burada belirtilen referans seviyesinin yani kırpmanın olacağı seviyenin
değiştirilebilmesidir. Yani giriş sinyalinin istenilen bir voltaj seviyesinin altı veya üstü kırpılarak, çıkış voltajı
elde edilebilir.
Bunu daha iyi anlamak için Şekil-2’ye bakalım. Bu devrede diyota seri bir DC güç kaynağı bağlanmıştır.
Diyotun istenilen bir seviyeden giriş sinyalini kırpabilmesi için DC voltaj seviyesi VDC < Vm olmalıdır.
2
BMT103 Elektronik Devreler Dersi Laboratuvarı
Doç. Dr. İbrahim YÜCEDAĞ
Deney No:4
Devre incelenirse diyotun anoduna DC kaynağın negatif ucunun bağlandığını, böylece diyotun ters
polarmalandırıldığı anlaşılır. Diyotun iletime geçebilmesi için anodunun katoduna göre pozitif olması
gereklidir. Bu olmadığı takdirde diyot iletime geçmeyecek ve çıkış sürekli olarak sıfır volt olacaktır.
Eğer giriş sinyalinin pozitif alternansındaki durum ele alınırsa giriş sinyalinin VDC sinyalinden büyük olduğu
anda diyotun iletime geçeceğini ve çıkışta giriş voltajı ile VDC kaynağının farkı kadar bir voltaj görüleceği
anlaşılabilir.
Eğer tepe noktası ele alınırsa bu fark Vm-VDC olacak(diyot ileri yön eşik gerilimi ihmal edilirse) ve çıkış
voltajının tepe değeri bu değere ulaşacaktır.
Paralel kırpıcılar ise diyotun, çıkış yüküne veya gerilimine paralel bağlanması ile elde edilmektedir.
Şekil-3’de görülen paralel kırpıcının çalışması ise yine diyotun temel çalışma prensibinden kolayca
çıkartılabilir. Öncelikle devre girişine pozitif alternansın geldiğini farz edelim, bu durumda diyot ters
polarmalanacağı için iletime geçmeyecek(yaklaşık açık devre) ve giriş voltajının tamamı çıkışa yansıyacaktır.
Yani pozitif alternansta giriş ile çıkış arasında bir fark olmayacaktır. Diğer taraftan girişe negatif alternans
geldiğinde diyot iletime geçecek ve üzerinde sıfır volt(kırılma gerilimi ihmal edilirse) olacaktır. Çıkış voltajı
doğrudan diyot uçlarındaki gerilime eşit olacağından değeri sıfır volt olacaktır. Bu devre böylece negatif
alternansları kırpacak, pozitifleri ise değiştirmeden çıkışa verecektir.
3
BMT103 Elektronik Devreler Dersi Laboratuvarı
Doç. Dr. İbrahim YÜCEDAĞ
Deney No:4
Paralel kırpıcıda da tıpkı seri kırpıcıda olduğu gibi kırpma seviyesi istenilen bir seviyeye çekilebilmektedir.
Örneğin şekil-4 incelenirse devre çıkışında oluşan dalga şeklinden kırpma voltajının –VDC’ ye eşit olduğu ve
bu değerden daha küçük seviyedeki giriş voltajlarının kırpıldığı görülebilir. Daha iyi anlayabilmek için
devreye bakalım.
Devrede bulunan diyotun anoduna –VDC voltajı uygulanmış ve girişin sıfır olduğu durumlarda, çıkışında sıfır
olması sağlanmıştır. Bunun yanı sıra eğer giriş voltajının seviyesi –VDC seviyesinden daha küçük olursa
diyotun katodu, anoduna göre daha negatif olacak ve diyot iletim durumuna geçecektir. Bu durumda çıkış
voltajı –VDC voltajına eşit olacaktır(diyot kırılma gerilimi ihmal edildiği durumda).
Böylece giriş voltajının –VDC ‘den küçük değerleri için çıkış hep –VDC’ ye eşit olarak kırpma işlemi yerine
getirilmiş olacaktır.
Ön Çalışma
Deney adımlarını Proteus ISIS programında gerçekleştiriniz. Proteus ISIS programından istenen ekran
görüntülerini (sinyal jeneratörü ve osiloskop ekran görüntüleri), VOLTS/DIV ve TIME/DIV değerlerini elde
ederek çıktı alınız ve ön çalışma raporlarınızı deney sırasında mutlaka yanınızda bulundurunuz.
Dikkat! Lütfen sinyal jeneratörünü ve osiloskobu ISIS programındaki devrelerinize doğru şekilde bağlayınız.
NOT: Ön çalışma raporu olmayanlar deneye alınmayacaktır.
DENEYDE KULLANILACAK CİHAZLAR VE MALZEMELER:
Laboratuvarda Mevcut Olanlar
Alınması Gereken Malzemeler
1. Sinyal jeneratörü
1. Breadboard
2. DC Güç kaynağı
2. Montaj kablosu
3. Osiloskop
3. Direnç (10 KΩ, 2 Adet)
4. Diyot (1N4001, 2 Adet)
4
BMT103 Elektronik Devreler Dersi Laboratuvarı
Doç. Dr. İbrahim YÜCEDAĞ
Deney No:4
Deneyin Yapılışı
1. Şekil-2’deki devreyi RL=10K, D1= 1N4001, VDC= 2V ve Vİ giriş sinyalini, sinyal jeneratöründen 200
Hz, 10 Vpp sinüs alacak şekilde kurunuz. Osilaskobun 1. kanalını giriş sinyali uçlarına, 2. kanalını da
çıkış voltajı uçlarına bağlayınız. Her iki kanal ve sinyal jeneratörünün şase uçlarının devrenin
şasesine doğru bağlandığından emin olunuz. Şimdi her iki kanalda gördüğünüz giriş ve çıkış
voltajlarını şekil-5’teki yerlerine ölçekli olarak ve değerleri ile birlikte çiziniz.
Şekil 5. İşlem basamağı 1 verileri için osiloskop ekranı
5
BMT103 Elektronik Devreler Dersi Laboratuvarı
Doç. Dr. İbrahim YÜCEDAĞ
2.
Deney No:4
Şimdi 1. basamakta kurduğunuz devrede bulunan VDC kaynağını(voltaj değerini değiştirmeden) ters
çeviriniz. Devreye yine aynı sinyali uygulayarak, giriş ve çıkış dalgalarını şekil-6’ya kaydediniz.
Şekil 6. İşlem basamağı 2 verileri için osiloskop ekranı
6
BMT103 Elektronik Devreler Dersi Laboratuvarı
Doç. Dr. İbrahim YÜCEDAĞ
Deney No:4
3. Bu basamakta 1. adımda kurduğunuz devreyi tekrar kurarak diyotu ters çevirmeniz istenmektedir.
Bu durumda gördüğünüz giriş ve çıkış dalga şekillerini şekil-7’ye kaydediniz.
Şekil 7. İşlem basamağı 3 verileri için osiloskop ekranı
7
BMT103 Elektronik Devreler Dersi Laboratuvarı
Doç. Dr. İbrahim YÜCEDAĞ
Deney No:4
4. 3. adımdaki devreyi değerleri değiştirmeden sadece VDC kaynağını ters çevirerek tekrar elde ediniz
ve giriş çıkış voltajlarını aşağıya çiziniz.
Şekil 8. İşlem basamağı 4 verileri için osiloskop ekranı
SORULAR-YORUM
1. Teorik olarak hesapladığınız kırpma seviyeleri ile deney sonucu bulduğunuz değerler uyuşuyor mu?
Uyuşmuyorsa (farklılık varsa) nedenleri neler olabilir?
Laboratuvar Sorumlusunun Onayı:
8