OP - AMP (İşlemsel Yükselticiler)

OP-AMP(İşlemsel Yükselteçler)

       Şekil 2.18 - Temel OP-AMP Sembolü

Genel

Şekil 2.19

2.19 'da görüldüğü gibi

harici bağlantılarda OPAMP

'ın çıkış gerilimi

boşta iken sıfır yapılır.

741 entegresinin 1 ve 5

nolu uçlarına bir

potansiyometre

bağlanarak, orta ucu (-)

voltaj kaynağına

irtibatlandırılır.

OP-AMP'ların Kullanıldığı Devreler

• Toplayıcı devresi

• Çıkarıcı devresi

• Eviren yükselteç devresi

• Gerilim izleyici devresi

• Karşılaştırıcı deresi

• Türev alıcı devresi

• İntegral alıcı devresi

• Doğrultmaç devresi

• Osilatör devresi

İşlemsel yükselteçler (Operational Amplifiers, kısaca OP-AMP) 196O

'lı yılların sonlarına doğru kullanılmaya başlanmıştır. 741 ve 747 gibi

entegre şeklinde üretilirler. Bu entegrelere dışarıdan bağlanan devre

elemanları ile geri beslemesi ve dolayısıyla yükselteç devresinin

gerilim kazancı kontrol edilebilir. Genel olarak OP-AMP, çok yüksek

kazançlı bir DC yükselteçtir. OP-AMP ile hemen hemen

yapılamayacak devre yok gibidir.

Şekil 2.18 'de temel OP-AMP sembolü

gösterilmiştir. Bu sembolde gösterilmeyen

bir de besleme voltaj uçları bulunur.

olarak bir işlemsel yükseltecin iki giriş, bir

çıkış, iki de besleme kaynağı ucu bulunur.

Sembolde, (-) işaretli giriş ucu tersleyen

(eviren, inverting), (+) işaretli giriş ucu

Şekil 2.18 - Temel OP-AMP Sembolü

terslemeyen (evirmeyen, noninverting) giriş

ucudur. (-) işaretli giriş ucuna sinyal

uygulandığında çıkıştan 180° faz farklı bir

çıkış sinyali alınır. Giriş sinyali (+) işaretli giriş ucuna uygulandığı zaman da çıkıştan

alınan sinyalle girişe uygulanan sinyal arasında faz farkı olmaz. Yani aynı fazda bir

çıkış sinyali alınır.

OP-AMP, 5 önemli özelliğe sahiptir. Bunlar;

* Kazancı çok fazladır. (Örneğin, 200.000)

* Giriş empedansı çok yüksektir. (5 MΩ)

* Çıkış empedansı sıfıra yakındır.

* Band genişliği fazladır. (1MHz)

* Girişe 0 Volt uygulandığında, çıkıştan yaklaşık 0 Volt elde edilir.

OP-AMP 'ın iki kazancı vardır. Bunlar açık çevrim ve

kapalı çevrim kazancıdır. Kapalı çevrim kazancı, devreye

harici olarak bağlanan geri besleme direnci ile belirlenir.

Açık çevrim kazancı ise OP-AMP 'ın kendi kazancıdır. Yani

direnç ile belirlenemeyen kazancıdır. Her ne kadar OPAMP

'ın kazancı yaklaşık 200.000 gibi bir değerde

olmasına rağmen bu kazanç OP-AMP 'a uygulanan

besleme voltajına bağlıdır. Örneğin, bir OP-AMP 'ın

besleme voltajı ±12 Volt ve girişe 1 Volt yükseltilmek üzere

bir giriş sinyali uygulansa, OP-AMP 'ın özelliğine göre

çıkıştan bu kazançla orantılı olarak 200.000 Volt alınmaz.

Çünkü, besleme voltajı ±12 Volt kullanılmışsa çıkıştan en

fazla 12 Volt alınır. Burada, açık çevrim kazancını etkileyen en önemli faktör besleme

voltajının değeridir.

OP-AMP 'ın diğer özelliği 5MΩ 'a ulaşan giriş empedansıdır. Giriş empedansının bu

kadar büyük olması, bağlı olduğu sinyal kaynağını ve bir önceki devreyi yüklememesi,

küçük bir giriş akımı ile kumanda edilmesi gibi üstünlükleri vardır.

OP-AMP 'ın çıkış empedansı idealde sıfır iken pratikte bu değer 100-150Ω

arasındadır. OP-AMP 'ın çıkış empedansının küçük olması, çıkış akımını arttırarak

kısa devrelerden zarar görmemesini sağlar.

OP-AMP 'ın band genişliği 1MHz civarındadır. OP-AMP 'a uygulanan sinyalin

frekansı yükseldikçe kazanç düşer. DC ve DC 'ye yakın sinyallerde OP-AMP 'ın

kazancı yaklaşık 200.000 'dir.

OP-AMP 'ın statik çalışmasında yani girişte sinyal yokken çıkışın 0 Volt olması

gerekir. Ancak, pratikte giriş uçları arasında, çok küçük de olsa bir offset gerilimi

oluşur. Bu küçük gerilim OP-AMP 'ın kazancı ile çarpılarak çıkışa aktarılır. Bu

nedenle, OP-AMP entegrelerinde offset sıfırlama uçları bulunur.

Op-amp beslemesinin +Vcc -Vcc şeklinde yapılması gerekir . 

 Aşağıdaki tabloda bunu görebiliriz .

Eviren Yükselteç Devresi

Eviren yükselteçler , girişine uygulanan sinyalleri tersine çevirir . Girişine +2 volt uyguladığımızda , çıkışımız -2 volt olur. Aynı zamanda , girişine -2 volt uyguladığımızda , çıkışımız +2 volt olur .  ( Kazanç 1 ise )

Eviren yükselteçlerde , giriş ucu olarak – uç kullanılır . Bu – ucun diğer bir adı ad zaten eviren uçtur . Diğer + girişimizi toprağa bağlarız . Rf ve R1 dirençlerimiz ise bizim kazancımızı belirler . Rf 2KΩ , R1 ise 1KΩ varsayarsak , kazancımız 2 olur . Girişe 5 volt uygulamış olursak , formülden Vout=-Vin(R2/R1) ‘den çıkışı -10 volt olarak buluruz .

Evirmeyen Yükselteç

Evirmeyen yükselteçte , uygulanan sinyalde değişim olmadan çıkışa gönderilir . giriş + ise çıkış + , giriş – ise çıkış -dir. Bu devrede , giriş olarak + , yani diğer bir adıyla evirmeyen giriş kullanılmıştır . – girişi ise şaseye bağlanmıştır .

Eğer girişimize 5 voltluk bir gerilim uygularsak , R2 direncimiz 5KΩ , R1 direcimiz ise 1KΩ olursa , çıkışımız 25 volt olur .

Gerilim İzleyici Devresi

Gerilim izleyici devrelerinde kazanç yoktur . Yani girdiğimiz sinyalin aynısını alırız . Gerilim izleyiciler iki devreyi birbirinden yalıtmak için kullanılırlar .

Devre mantığı gayet basittir . Herhangi bir direnç kullanılmamaktadır . Bu yüzden Vin=Vout olarak formülize edebiliriz .

Toplayıcı Devresi

2 ayrı girişten uygulanan gerilimi toplamak için kullanılan devrelerdir .

E1 ve E2 olmak üzere 2 giriş , ve E0 çıkışımız vardır . R2 ve R1 dirençlerini yine kazanç olarak kullanarak E1 ve E2 giriş voltajlarını toplarız .

İntegral Alıcı Devre

İntegral alıcı devre , girişine uygulanan sinyalin integralini alarak çıkışına aktarır . Bilindiği gibi integral terimsel manasıyla , eğri altında kalan anlamına gelir . Çıkışı üçgen dalga şeklindedir . Çünkü kare dalganın altında kalan alan üçgen dalgayı verir .

Türev Alıcı Devre

Türev alan devre, girişine uygulanan sinyalin türevini alarak çıkışa aktaran bir devredir. Türev alan devrenin girişine üçgen dalga uygulandığında çıkışından kare dalga, kare dalga uygulandığında ise çıkışından sivriltilmiş dalga elde edilir.

Gerilim izleyici devre

Gerilim izleyici devre, evirmeyen yükselteç devresinin özel bir halidir. Rf geri besleme direnci kullanılmaz, geri besleme direkt yapılır. Op-amp girişleri arasında gerilim farkı olmadığından çıkış gerilimi Vout, giriş gerilimi ile aynıdır (Vout=Vin). Devrede gerilim kazancı yoktur. Bu nedenle bu tip devrelere gerilim izleyicisi denir.

HÜSEYİN KASIM 

KAYNAKÇA : ulasince.blogspot.com.tr