#36 İşlevsel Yükselteçler #36 — Çözümlü op-amp problemleri

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

1. 1. Soru 1 — eviren kat

   

   Soru 1 — eviren op-amp

   $\displaystyle R_{1}=20 k\Omega , R_{f}=1 M\Omega , V_{o}=2 V$

   $\displaystyle V_{o}=-\left(\frac{R_{f}}{R_{1}}\right)V_{1}$

   $\displaystyle \frac{R_{f}}{R_{1}}=\frac{1000}{20}=50$

   $\displaystyle V_{1}=-\frac{V_{o}}{50}$

   $\displaystyle V_{1}=-0.04 V$

   V₁=−40 mV

   Eksi işaret tersleyen bağlantıdan gelir

   Sesli anlatım metni

   Temel bir evirici yükselteç problemiyle başlayalım. Devrede giriş direnci 20 kilo om ve geri besleme direnci 1 mega om. Çıkış gerilimi 2 volt. Giriş gerilimi V1'i bulmamız gerekiyor. Evirici formülünü kullanarak, çıkış gerilimi eksi Rf bölü R1 çarpı V1'e eşittir. Değerleri yerleştirince, V1 eksi 2 bölü 50'ye eşit olur, bu da bize eksi 40 milivolt verir.

2. 2. Soru 2 — toplayıcı

   

   Soru 2 — üç girişli toplayıcı

   $\displaystyle R_{f}=330 k\Omega$

   $\displaystyle V_{o}=-R_{f}\left(\frac{V_{1}}{R_{1}}+\frac{V_{2}}{R_{2}}+\frac{V_{3}}{R_{3}}\right)$

   Ağırlıklar: 10, 15, 27.5

   Katkılar: 2, −7.5, 22 V

   Toplam=16.5 V

   $\displaystyle V_{o}=-16.5 V$

   İdeal sonuç; gerçek devrede besleme raylarını denetle

   Sesli anlatım metni

   Şimdi üç girişli bir toplama yükselticisi. V1, 33 kilo om üzerinden 0.2 volt, V2, 22 kilo om üzerinden eksi 0.5 volt ve V3, 12 kilo om üzerinden 0.8 volt. Geri besleme direnci 330 kilo om. Toplama formülünü uygulayarak, her kazanç oranını hesaplıyoruz: 10, 15 ve 27.5. Toplam çıkış, 2 eksi 7.5 artı 22'nin negatifi, yani eksi 16.5 volt.

3. 3. Soru 3 — integratör

   

   Soru 3 — basamak girişli integratör

   $\displaystyle R=200 k\Omega , C=0.1 µF$

   RC=0.02 s ⇒ 1/(RC)=50 s⁻¹

   $\displaystyle v_{i}\left(t\right)=1.5 u\left(t\right) V$

   v_o(t)=−(1/RC)∫v_i(t)dt

   $\displaystyle v_{o}\left(t\right)=-75t V$

   Eğim=−75 V/s

   Sıfır başlangıç ve doyumsuz çalışma varsayılır

   Sesli anlatım metni

   Şimdi önceki dersteki integratör devresi. R 200 kilo om, C 0.1 mikrofarad ve basamak girişi 1.5 volt iken, önce 1 bölü RC'yi 50 olarak buluyoruz. Çıkış eksi 75 t volt — saniyede 75 voltluk eğime sahip negatif bir rampa. İntegratör, basamak girişimizi doğrusal olarak azalan bir rampaya dönüştürür.

4. 4. Soru 4 — kaskad katlar

   

   Soru 4 — tampon + eviren kat

   $\displaystyle V_{i}=1.5 V$

   1. kat: birlik izleyici

   $\displaystyle V_{o1}=V_{i}=1.5 V$

   2. kat:

   $\displaystyle A_{v2}=-5$

   $\displaystyle V_{o}=A_{v2}V_{o1}$

   $\displaystyle V_{o}=-7.5 V$

   Tampon kaynağı kazanç katından yalıtır

   Sesli anlatım metni

   İşte yeni bir konu — iki katlı kaskad devre. İlk kat birlik izleyici, yani tampon. 1.5 voltluk girişi hiçbir kazanç olmadan doğrudan geçirir. İkinci kat, eksi 5 kazancına sahip bir evirici yükselteçtir. Dolayısıyla son çıkış eksi 5 çarpı 1.5, yani eksi 7.5 volt. Tampon, kaynağı kazanç katından izole eder.

5. 5. Soru 5 — hibrit devre

   

   Soru 5 — toplayıcı + eviren kat

   1. kat ağırlıkları:

   $\displaystyle \frac{600}{15}=40,\frac{ 600}{30}=20$

   Parantez: 40(25 mV)+20(−20 mV)

   $\displaystyle V_{o1}=-\left(1-0.4\right)=-0.6 V$

   2. kat kazancı:

   $\displaystyle -\frac{300}{30}=-10$

   $\displaystyle V_{o}=\left(-10\right)\left(-0.6\right)$

   $\displaystyle V_{o}=+6 V$

   Her katı sırayla çöz

   Sesli anlatım metni

   Son olarak, en karmaşık problemimiz — toplama ve kaskadı birleştiren iki katlı bir devre. Birinci kat iki girişi toplar: 15 kilo om üzerinden artı 25 milivolt ve 30 kilo om üzerinden eksi 20 milivolt, geri besleme direnci 600 kilo om. Kazançlar sırasıyla 40 ve 20. Birinci katın çıkışı eksi 0.6 volt. İkinci kat 10 kazancıyla evirir ve son çıkış artı 6 volt olur.

6. 6. Sonuçlar

   

   Beş problemin özeti

   Q1: V₁=−40 mV

   Q2:

   $\displaystyle V_{o}=-16.5 V$

   Q3:

   $\displaystyle v_{o}\left(t\right)=-75t V$

   Q4:

   $\displaystyle V_{o}=-7.5 V$

   Q5:

   $\displaystyle V_{o}=+6 V$

   Kural: her katı ayrı çöz ve işareti koru

   Son kontrol: başlangıç koşulu, raylar ve doyum

   Sesli anlatım metni

   Beş problemimizi özetleyelim: Soru 1, evirici yükselteç, eksi 40 milivolt. Soru 2, toplama yükselticisi, eksi 16.5 volt. Soru 3, integratör rampası, eğim eksi 75 volt bölü saniye. Soru 4, kaskad tampon artı evirici, eksi 7.5 volt. Ve Soru 5, hibrit iki katlı toplayıcı, artı 6 volt. Bu problemler temel kazançtan çok katlı devrelere kadar her şeyi kapsadı.