#11 Kenetleyici varyasyonları — beş çözümlü örnek

Aşağıda defterde yazılan bütün satırlar ve bunlara eşlik eden sesli anlatımın tam metni bulunur.

1. 1. Ortak çözüm yöntemi

   

   Ortak yapı: seri C, şönt D ve yük R

   D ON → çıkış kenetlenir ve C şarj olur

   D OFF → V_C dalgayı DC olarak kaydırır

   Kenetleme = diyot yönü, V_D ve V_DC

   Bu örneklerde V_pp,out = 20 V

   Sesli anlatım metni

   Önce ortak yöntemi kuralım. Her kenetleyicide girişten sonra seri bir kondansatör, çıkış düğümünden referansa doğru bir diyot ve yük direnci vardır. Diyot iletimdeyken çıkış, kenetleme seviyesine sabitlenir ve kondansatör şarj olur. Diyot kesimdeyken kondansatör yaklaşık sabit gerilimini korur; çıkış, giriş ile kondansatör geriliminin işaretli toplamıdır. Kenetleme seviyesini diyot yönü, sıfır nokta yedi voltluk ileri düşüm ve varsa üç voltluk doğru gerilim kaynağının kutbu belirler. Bu derste tepe değeri on volt olan kare dalga için bir temel durum ve dört öngerilim kombinasyonu çözeceğiz. Her örnekte çıkışın yeri değişecek; fakat tepeden tepeye gerilim yirmi volt kalacak.

2. 2. Örnek 3

   

   Öngerilim yok; D yukarı yönlü

   $v_{\mathrm{o,min}} = -V_{\mathrm{D}} = -0,7 V$

   $|V_{\mathrm{C}}| = 10 - 0,7 = 9,3 V$

   $v_{\mathrm{o,max}} = 10 + 9,3 = 19,3 V$

   v_o ∈ [−0,7; +19,3] V

   Sesli anlatım metni

   Üçüncü örnek, öngerilimsiz temel durumdur. Silisyum diyot yukarı yönlüdür ve giriş artı on ile eksi on volt arasında değişir. Giriş negatifken diyot iletir ve çıkış eksi sıfır nokta yedi volta kenetlenir. Bu anda kondansatör geriliminin büyüklüğü, on eksi sıfır nokta yedi, yani dokuz nokta üç volttur. Giriş artı on volta geçtiğinde diyot kesime gider. Kondansatör gerilimi girişe eklenir ve çıkış artı on dokuz nokta üç volta ulaşır. Sonuç aralığı eksi sıfır nokta yedi ile artı on dokuz nokta üç volttur. Fark yirmi volttur; girişin tepeden tepeye değeri aynen korunmuştur.

3. 3. Örnek 4

   

   D aşağı yönlü; üst kenetleme

   $v_{\mathrm{o,max}} = V_{\mathrm{DC}} + V_{\mathrm{D}} = +3,7 V$

   $|V_{\mathrm{C}}| = 10 - 3,7 = 6,3 V$

   $v_{\mathrm{o,min}} = -10 - 6,3 = -16,3 V$

   v_o ∈ [−16,3; +3,7] V

   Sesli anlatım metni

   Dördüncü örnekte diyot aşağı yönlüdür. Üç voltluk doğru gerilim kaynağının artı ucu diyotun katot tarafındadır. Giriş artı on voltken diyot iletir. Kenetleme seviyesi, üç artı sıfır nokta yedi, yani artı üç nokta yedi volttur. Kondansatör altı nokta üç volta şarj olur. Giriş eksi on volta geçtiğinde diyot kesilir ve çıkış eksi on eksi altı nokta üçten, eksi on altı nokta üç volt olur. Dolayısıyla çıkış eksi on altı nokta üç ile artı üç nokta yedi volt arasında değişir. Aradaki fark yine yirmi volttur.

4. 4. Örnek 5

   

   D yukarı yönlü; pozitif alt sınır

   $v_{\mathrm{o,min}} = V_{\mathrm{DC}} - V_{\mathrm{D}} = +2,3 V$

   $|V_{\mathrm{C}}| = 10 + 2,3 = 12,3 V$

   $v_{\mathrm{o,max}} = 10 + 12,3 = +22,3 V$

   v_o ∈ [+2,3; +22,3] V

   Sesli anlatım metni

   Beşinci örnekte diyot yeniden yukarı yönlüdür; fakat üç voltluk kaynağın artı ucu anot tarafındadır. Giriş negatifken diyot iletir. Kenetleme seviyesi üç eksi sıfır nokta yedi, yani artı iki nokta üç volttur. Kondansatör on artı üç eksi sıfır nokta yediden, on iki nokta üç volta şarj olur. Giriş artı on volta geçtiğinde diyot kesilir ve çıkış artı yirmi iki nokta üç volta yükselir. Çıkışın tamamı pozitiftir: alt sınır artı iki nokta üç, üst sınır artı yirmi iki nokta üç volttur. Tepeden tepeye değer yirmi volt olarak korunur.

5. 5. Örnek 6

   

   D aşağı yönlü; negatif üst sınır

   $v_{\mathrm{o,max}} = -V_{\mathrm{DC}} + V_{\mathrm{D}} = -2,3 V$

   $|V_{\mathrm{C}}| = 10 + 2,3 = 12,3 V$

   $v_{\mathrm{o,min}} = -10 - 12,3 = -22,3 V$

   v_o ∈ [−22,3; −2,3] V

   Sesli anlatım metni

   Altıncı örnek, beşinci örneğin negatif bölgedeki aynasıdır. Diyot aşağı yönlüdür ve üç voltluk kaynağın artı ucu referans, yani toprak tarafındadır. Giriş pozitifken diyot iletir. Kenetleme seviyesi eksi üç artı sıfır nokta yedi, yani eksi iki nokta üç volttur. Kondansatörün gerilim büyüklüğü on iki nokta üç volttur. Giriş eksi on volta geçtiğinde diyot kesilir ve çıkış eksi yirmi iki nokta üç volta iner. Böylece çıkış eksi yirmi iki nokta üç ile eksi iki nokta üç volt arasında kalır. Dalganın tamamı negatif bölgededir ve tepeden tepeye değer yine yirmi volttur.

6. 6. Örnek 7

   

   D yukarı yönlü; negatif alt sınır

   $v_{\mathrm{o,min}} = -V_{\mathrm{DC}} - V_{\mathrm{D}} = -3,7 V$

   $|V_{\mathrm{C}}| = 10 - 3,7 = 6,3 V$

   $v_{\mathrm{o,max}} = 10 + 6,3 = +16,3 V$

   v_o ∈ [−3,7; +16,3] V

   Sesli anlatım metni

   Yedinci ve son varyasyonda diyot yukarı yönlüdür. Üç voltluk kaynağın artı ucu toprak tarafında olduğundan öngerilim diyotun doğal iletimine karşı koyar. Giriş negatifken diyot iletir. Kenetleme seviyesi eksi üç eksi sıfır nokta yedi, yani eksi üç nokta yedi volttur. Kondansatör on eksi üç eksi sıfır nokta yediden, altı nokta üç volta şarj olur. Giriş artı on volta geçtiğinde diyot kesilir ve çıkış artı on altı nokta üç volta ulaşır. Son aralık eksi üç nokta yedi ile artı on altı nokta üç volttur. Tepeden tepeye değer yirmi volttur.

7. 7. Beş sonucun özeti

   

   Örnek 3 → [−0,7; +19,3] V

   Örnek 4 → [−16,3; +3,7] V

   Örnek 5/6 → bütünüyle pozitif/negatif

   Örnek 7 → [−3,7; +16,3] V

   Yöntem: D ON → kenetleme → |V_C| → D OFF

   Kontrol: v_o,max − v_o,min = 20 V

   Sesli anlatım metni

   Beş sonucu aynı eksende karşılaştıralım. Öngerilimsiz üçüncü örnek eksi sıfır nokta yedi ile artı on dokuz nokta üç arasındadır. Dördüncü örnek eksi on altı nokta üç ile artı üç nokta yedi arasındadır. Beşinci örnek artı iki nokta üç ile artı yirmi iki nokta üç arasında, bütünüyle pozitiftir. Altıncı örnek eksi yirmi iki nokta üç ile eksi iki nokta üç arasında, bütünüyle negatiftir. Yedinci örnek eksi üç nokta yedi ile artı on altı nokta üç arasındadır. Çözüm sırası her zaman aynıdır: diyotun ilettiği yarı periyodu bul, o anda kenetleme seviyesini yaz, kondansatör gerilimini hesapla ve kesimdeki diğer çıkış seviyesini bul. Son kontrolde üst sınır ile alt sınırın farkı girişin tepeden tepeye değerine eşit olmalıdır.