KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Ön Hazırlık No : 1

Konu : Graund probleminin anlaşılması ve Lissajous egrisi yardımıyla bir sinyalin genliğinin ve fazının ölçülmesi.

Deney Tarihi : 06.10.2000

Hazırlayan :

Deney Grubu : 1C

Ön Hazırlık:

1. İdeal voltmetre ve ideal ampermetre ne demektir? Gerçek voltmetre ve gerçek ampermetre ile aralarındaki fark nedir? Açıklayınız.

2. Skopta ölçüm yaparken kullanılan kanalın AC ya da DC modda olmasının ne önemi vardır?

Cevaplar:

1. İdeal voltmetre iç direnci sonsuz olan voltmetredir ve voltmetreye seridir. İdeal ampermetre ise iç direnci sıfır olan ampermetredir ve ampermetreye paraleldir.Fakat gerçekte hiçbir voltmetrenin iç direnci sonsuz değildir, iç direnç değeri ne kadar yüksek olursa okadar iyi olur. Voltmetrede olduğu gibi hiçbir ampermetrenin direnci de sıfır değildir. Yine aynı şekilde ampermetrenin iç direnci ne kadar küçük olursa okadar iyi olur.

Sonsuz ve sıfır direnç değerleri olmadığından ampermetre ve voltmerenin iç direnç değerleri bu değerlere yakın olarak ayarlanmaya çalışılır. İşte bu ampermetre ve voltmetrelere gerçek ampermetre ve voltmetre denir.

2. Osiloskopta ölçüm yaparken AC veya DC modda olunmasının sinyal üzerinde hiç bir etkisi yoktur.Fakat AC modda ölçüm yapılırken, osilaskobun sıfır ayarı tam olarak yapılmış ise sinyalin yarısı sıfır noktasının altında diğer yarısı da üstünde belirir.Eğer aynı ölçüm aynı şartlar altında DC modda yapılırsa sinyalin tamamı sıfır noktasının üzerinde görülmüş olur.

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Deney No : 1

Deneyin Adı : Graund Problemi ve Lissajous şekli

Deneyin Amacı : Devrelerdeki graund olayının anlaşılması ve Lissajous şekilleri yardımıyla devredeki empedansların faz farkının hesaplanması.

Deney Tarihi : 06.10.2000

Teslim Tarihi : 09.10.2000

Hazırlayan :

Deney Grubu : C

Deneyde Kullanılan Malzemeler ve Cihazlar:

5 Adet 1KWDirenç 1 Adet Sinyal Jenaratörü

1 Adet 100W Direnç 1 Adet Osiloskop

1 Adet 0.1mf Kondansatör 1 Adet 12V DC Güç Kaynağı

İşlem Basamakları :

1. a) Şekil 1’deki devreyi kurunuz.Çıkış voltajı V_o(t)’yi (Y1) çiziniz. Bu işlem yapılırken osiloskop mutlaka DC modda olmalıdır.

b) Şekil 2’deki devreyi kurunuz. Yine aynı şekilde çıkış voltajı V_o(t)’yi (Y1) çiziniz.

a ve b basamaklarında yaptığınız işlemlerin sonuçlarını değerlendiriniz.

2. Şekil 3’deki devreyi kurunuz.Sinyalin1KHz ve 5KHz frekans değerlerinde, empedansının genliğini ve fazını LISSAJOUS şeklini kullanarak hesaplayınız.Deneyden çıkardığınız sonuçları kısaca yazınız.

İşlem 1.a):

Şekil 1.a

İşlem 1.a’daki V_o(t)’nin (Y1) matematiksel denklemini yazmak gerekirse;

V_o(t) = -3+10sin2p1000t ‘dir.

İşlem 1.b):

Şekil 2.

İşlem 1.b’deki V_o(t)’nin (Y1) matematiksel denklemini yazmak gerekirse;

V_o(t) = 3+10sin2p1000t ‘dir.

YORUM:

İşlem 1.a ve 1.b’de elde edilen sonuçlardan şu çıkarılabilir. Osiloskopta graund ucu önemlidir.Çünkü bu sayede işaretimizin pozitif veya negatif olup olmadığını anlayabiliriz.Eğer doğru bağlantı yapmazsak değer olarak doğru, işaret olarak ise yanlış bir sonuç elde etmiş oluruz.

Ayrıca deneylerde osiloskop ve sinyal jenaratörü aynı 220V AC gerilim ile beslendiklerinden fişlerin toprak uçlarından dolayı, graund uçları kısa devre olmaktadır.Bu durumda ölçüm yaptığımızda yanlış sonuçlar elde ederiz.Bu yüzden osiloskop ile sinyal jenaratörünün toprak uçları prize takılmadan önce bir kağıt parçası ile mutlaka yalıtılmalıdır.

İşlem 2:

Şekil 3’deki devreyi kurduk ve genliği 5V olan, 1KHz ve 5KHz’lik sinyalleri ayrı ayrı uygulayarak iki farklı Lissajous şekli elde ettik.Bu şekillerdeki değerler yardımıyla empedansın faz farkını hesapladık.

Şekil 3: Lissajous Eğrisi yardımıyla Faz Farkı Ölçümü

(Faz Açısı)

1KHz için elde edilen Lissajous şekli.

(Faz Açısı)

5 KHz için elde edilen Lissajous şekli.

YORUM:

Şekil 3’deki devrede eşdeğer bir empedans değeri ve bu değerin bir faz açısı vardır.Devredeki frekans değiştikçe empedansın faz açısı değişmektedir.Dolayısıyla buda empedansın değişimi demektir.Kısaca empedansı olan devrelerde (R,L ve C devreleri) frekansla birlikte empedansta değişmektedir.

NOT: Deney sonuçlarında elde edilen grafiklerdeki kare sayıları gerçek osiloskop ekranındaki ile aynıdır. Hesaplamalar yapılırken kare sayıları aynen grafikteki gibi alınmıştır.

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Ön Hazırlık No : 2

Konu : Yarı İletken Diyotlar

Deney Tarihi : 13.10.2000

Hazırlayan :

Deney Grubu : 1C

Ön Hazırlık:

1. Aşağıdaki verilen devrede V=1.5V ve V=-1.5V için id akımını bulunuz. Diyot modeli olarak üçüncü dereceden yaklaşım modelini alınız.

2. Aşağıdaki devrede diyotların durumlarını bulunuz.

3. Aşağıdaki devre için Vo_(t) geriliminin değişimini çiziniz.Diyodu ideal kabul ediniz.

Cevaplar:

1. V=1.5 İken eşdeğer devre modeli ve çözümü:

V= -1.5V iken eşdeğer devre modeli ve çözümü:

2. D1 iletimde, D2 ise kesimdedir.

3. Aşağıdaki dalga şekilleri Şekil.a ve Şekil.b için çizilmiştir.

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Deney No : 2

Deneyin Adı : Yarıiletken Diyotlar

Deneyin Amacı : Bu deneyde, silisyum ve germanyum diyotların akım-gerilim karakteristikleri araştırılacaktır. Akım-gerilim eğrilerini çıkarmak için bir alternatif akım işareti kullanılacaktır. Ayrıca zener ve led gibi diyot türleri de incelenecektir.

Deney Tarihi : 27.10.2000

Teslim Tarihi : 30.10.2000

Hazırlayan :

Deney Grubu : 1-C

Deneyde Kullanılan Malzemeler ve Cihazlar:

2 Adet 1KWDirenç 1 Adet Sinyal Jenaratörü

1 Adet 100W Direnç 1 Adet Osiloskop

1 Adet 1N 4001 Diyot 1 Adet 3.1V Zener Diyot

1 Adet Led

İşlem Basamakları :

2. a) Şekil-1’deki devreyi kurunuz. Giriş sinyali olarak V_i(t) = 10.sin (2p50t) kullanınız. Daha sonra skobu X-Y konumuna getiriniz. Her üç diyot için 100W ve 1KW dirençlerine göre V-I karakteristiklerini DC modda gözleyip grafiğini çiziniz. Çizdiğiniz grafiklerde R_o ve r_r dirençlerini hesaplayınız.

3. Frekansı 100KHz’e çıkartınız. Diyot karakteristiklerinde farklılık var mıdır? Herhangi bir diyot için V-I değişimini grafik kağıdına çizip sonucun yorumunu yapınız.

4. Şekil-2’deki devreyi kurunuz. Va=2V olarak giriş ve çıkış işaretlerini grafik kağıdına çiziniz.

5. Deneyle ilgili yorumunuzu yapınız.

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Ön Hazırlık No : 3

Konu : Diyotlu Dalga Şekillendiriciler

Deney Tarihi : 20.10.2000

Hazırlayan :

Deney Grubu : 1C

Ön Hazırlık:

1. Aşağıda verilen şekil-1 ve şekil-2’deki çıkış dalga şekillerini çiziniz.

YORUM: Şekil-1 (a)’daki devrede, ilk olarak V1 sinyalinin (-) alternansının üst kısma geldiğini düşünelim.Bu durumda diyot iletime geçer ve kondansatör (-) (+) şeklinde V1 gerilimine şarj olur.Çıkışta ise diyot iletime geçtiğinden hiç bir sinyal görülmez.Üst kısma (+) alternans geldiğinde, diyot kesime gider ve kondansatörün şarj olma durumundan dolayı çıkış gerilimi V1 ile kondansatör üzerindeki gerilimin (V1) toplamı olarak görülür. Kısaca (-) alternanslar kırpılır ve (+) alternansların iki katı çıkışta görülmüş olur.

Şekil-1 (b)’deki devrede üst kısma V1’in (+) alternansı geldiğinde, gerilim kaynağının (E) (+) baskınlığından dolayı diyot E gerilim değerine kadar iletime geçemez. V1 E gerilim değerini geçtiği anda diyot iletime geçer ve çıkışta E gerilim değeri görülür. Kısaca V1 E gerilim değerinin altında kaldığında çıkışta V1, geçtiğinde ise çıkışta E gerilim değeri görülür.

Üst kısma V1’in (-) alternansı geldiğinde, diyot iletime geçemeyeceğinden dolayı çıkışta daima V1 gerilim değeri görülür.

2. Çıkış gerilimi aşağıda verilen devreleri tasarlayınız.

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Deney No : 3

Deneyin Adı : Diyotlu Dalga Şekillendiriciler

Deneyin Amacı : Diyodun bir dalga şekillendirici olarak çalışmasını görmek ve diyodun çalışmasını daha iyi anlamak

Deney Tarihi : 20.10.2000

Teslim Tarihi : 23.10.2000

Hazırlayan :

Deney Grubu : 1C

Deneyde Kullanılan Malzemeler ve Cihazlar:

1 Adet 10KW Direnç 1 Adet Sinyal Jenaratörü

2 Adet 10mf Kondansatör 1 Adet Osiloskop

2 Adet 22mf Kondansatör 1 Adet Ayarlı DC Güç Kaynağı

2 Adet 1N4001 Diyot

İşlem Basamakları :

6. Şekil-1’deki devre için V_R=0V, 5V, 10V olması halindeVo_(t)’yi ölçekli olarak çiziniz ve yorumlayınız. [ V_i=10.sin (2p1000t) ]

7. Şekil-2’deki devreyi kurunuz. Osiloskobu devreye gösterildiği şekilde bağlayınız. Osiloskobu X-Y konumuna alınız. CH1 ve CH2’nin Volt/Div’ını 5V’a ayarlayınız. V_i=10.sin (2p1000t) iken V_R=0V, 5V, 10V olması durumunda V_i(t) ve V_0(t)’yi milimetrik kağıda çiziniz ve V₀ = f(V_i) transfer grafiğini çıkartınız.

8. Şekil-3’deki devreyi kurunuz.

a-) V_C1(t) ve V_C2(t)’yi aynı eksen takımı üzerinde çiziniz ve yorumlayınız.

b-) Skobun girişlerini AC konuma alın ve V_C1(t) ve V_C2(t)’nin dalga şekillerini çizin.

[ V_i=12.sin (2p1000t) ]

İşlem 1:

YORUM:

Şekil-1’deki devrede V_R DC kaynak gerilimi arttıkça giriş sinyalinin pozitif alternanslarıda V_R gerilimi kadar kırpılmaktadır. Çünkü pozitif alternanslarda giriş sinyali V_R gerilimini geçtiği anda diyot iletime geçmektedir ve çıkışta V_R gerilimi görülmektedir.

İşlem 2:

YORUM:

		Şekil-2’deki devrede ilk olarak giriş ve çıkış sinyalleri arasında bir karşılaştırma yapılmıştır. Daha sonra osiloskop XY konumuna alınarak diğer eğriler elde edilmiştir. Bu eğriler bize giriş ile çıkış sinyali arasındaki etkileşimi göstermektedir.

İşlem 3:

Osiloskop DC moddan AC moda alındığında ise; kondansatör üzerindeki sinyal DC olduğu için V_C1(t) ve V_C2(t) gerilimleri 0V olarak görülür. (Sinyalin AC bileşeni yoktur.)

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Ön Hazırlık No : 4

Konu : Diyotların doğrultucu devrelerde kullanılması

Deney Tarihi : 03.11.2000

Hazırlayan :

Deney Grubu : 1C

Ön Hazırlık:

4. Aşağıda Şekil-1’de verilen devreye şekilde verilen kare dalga uygulanıyor. Devrenin çıkışı V_out’un ne olması gerektiğini bularak ölçekli olarak çiziniz.

5. Şekil-2’deki köprü doğrultucu devresinde kullanılan diyotların üzerindeki gerilimlerin dalga şekillerini çiziniz.

3. Şekil-3’de verilen devre için V_i = Vm.sinwt’dir. V_o(t) ,V_D ,I_D’ nin grafiklerini çiziniz. V_o = f (V_i) transfer fonksiyonunu çiziniz.

Cevaplar:

1. Şekil-1’deki devrede verilen yerine diyot modelini koyarsak aşağıdaki şekil elde edilir ve bu şekle göre Vout çıkış geriliminin çıkış şekli de şu şekilde olur ;

2. D1 ile D4 ve D2 ile D3’ün dalga şekilleri aynıdır. Bu yüzden diyotlar için ortak şekil kullanılmıştır.

4. Aşağıdaki dalga şekilleri Şekil-3’de verilen devredeki V_o, V_D ve I_D değerlerine aittir.

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Deney No : 4

Deneyin Adı : Diyotların Doğrultucu Devrelerde Kullanılması

Deneyin Amacı : Diyotun temel kullanım alnlarından biri olan doğrultucu devrelerini tanıtmak ve çalışmalarını pratik olarak öğrenmek. Doğrultucu devrelerinin birbirinden farklarını ve birbirlerine üstünlüklerini görmek.

Deney Tarihi : 03.11.2000

Teslim Tarihi : 06.11.2000

Hazırlayan :

Deney Grubu : 1C

Deneyde Kullanılan Malzemeler ve Cihazlar:

1 Adet 1KW Direnç 1 Adet Sinyal Jenaratörü

1 Adet 100mf Kondansatör 1 Adet Osiloskop

4 Adet 1N4001 Diyot 1 Adet Ayarlı DC Güç Kaynağı

İşlem Basamakları :

9. Şekil-1’deki devreyi kurunuz. R=1KW için V_i ve V_o dalga şekillerini grafik kağıdına çiziniz. V_i ve V_o’nun tepe değerlerini karşılaştırınız.

10. Şekil-2’deki devreyi kurup aynı işlemleri tekrarlayınız. R_L direncine paralel 100mf’lık bir kapasite bağlayarak dalga şekillerini inceleyiniz. Grafik kağıdına çiziniz. Aynı işlemi seçeceğiniz başka bir R direnci için de tekrarlayıp aynı grafik kağıdı üzerine çiziniz. t = R.C zaman sabitinin değişimi V_o gerilimini nasıl etkiler? Yorumlayınız. Ripple değerini küçültmek için neler yapılabilir?

11. Şekil-3’deki devreyi kurup birinci basamakta verilen adımları aynen takip ediniz. Ayrıca çıkışta bulunan R_L yük direncine 100mf’lık bir kondansatörü paralel bağlayarak çıkış gerilimini tekrar ölçünüz. Bu durumda değişen nedir? Yorumlayınız.

İşlem 1:

YORUM:

Şekil-1’deki devrede bulunan diyot, sinyal jenaratörünün (-) alternansları üst kısma geldiğinde kesimdedir. Bu durumda diyot kesimdedir. Çıkışta hiç bir gerilim değeri görülmez. Yani (-) alternanslar kırpılır. Diyot yalnızca sinyal jenaratörünün (+) alternansları üst kısma geldiğinde iletime geçer. Bu durumda devreden bir akım akışı (I_D) meydana gelir ve R_L direnci üzerinde bir gerilim düşümü oluşur. Bu gerlim değeri diyot ideal kabul edildiğinde 5V olması gerekir. Fakat çıkış sinyalinden de görüleceği gibi çıkış gerilimi 4V olarak ölçülmüştür. Bunun sebebi diyotun ideal olmaması ve üzerinde yaklaşık 1V’luk bir gerilim düşümü meydana gelmesidir.

İşlem 2:

YORUM: Şekil-2’deki devrede çıkış sinyali yaklaşık olarak 3.5V olarak ölçülmüştür. Bunun sebebi ise iki diyot iletime geçtiğinden diyotar üzerinde toplam olarak 1.5V düşmektedir. Sonuç olarak da (5-1.5=3.5) çıkışta görülmektedir.

Şekil-2-a’daki devrede ise çıkışa kondansatör bağlanarak ölçüm yapılmıştır. Çıkışa 100mf’lık bir kondansatör bağlanarak, RL direncinin farklı iki değeri için çıkış sinyalleri ölçülmüştür. Küçük yük direnci bağlandığında çıkış geriliminin hem düşük hemde hafif dalgalı (Ripple) olduğu görülmüştür. Bunun sebebi ise t=RC zaman sabitinin değerinin azalmasıdır. Yani kondansatör daha kısa zamanda deşarj olacağından çıkış gerilimini üzerinde fazla uzun süre tutamayacaktır.

RL yük direncinin değeri 1KW olarak değiştirildiğinde ise çıkış gerilimi hem arttığı hemde dalgasız bir DC gerilim olduğu gözlenmiştir. Bunun sebebi ise t=RC zaman sabitinin değerinin artmasıdır. Bu durumda kondansatör daha uzun sürede deşarj olacaktır ve çıkış gerilimini üzerinde daha uzun süre tutacaktır. Böylece çıkışta Dalgasız bir DC gerilim elde edilmiş olur.

Ripple değerini küçültmek için t=RC değerini arttırmamız gerekmektedir. Bu durumda R veya C değerini arttırmak yeterli olacaktır. Genellikle C değeri arttırılmaktadır. (Örneğin C bu tür devrelerde 4700 mf gibi yüksek değerler alır.)

İşlem 3:

	YORUM: Şekildeki sinyallerde de görüldüğü gibi kondansatör çıkış gerilimini düz bir DC gerilim yapmaktadır. İşlem-2’de de açıklandığı gibi bunun sebebi t=RC zaman sabitinin değerinin artmasıdır. Devredeki RL direncinin değeri 1KW olarak alınmıştır.

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Ön Hazırlık No : 5

Konu : Bobin ve Kondansatörün DC veya AC akımdaki davranışının incelenmesi

Deney Tarihi : 10.11.2000

Hazırlayan :

Deney Grubu : 1C

Ön Hazırlık:

6. Birinci dereceden diferansiyel denklem çözümü çalışınız.

7. Şekil-1’deki devrede R=10KW, C=0.05m olduğna göre Vc ve Vr’yi hesaplayıp bulunuz.

8. Şekil-2’deki devreye uygulanan voltaj V=Vm.sinwt ‘dir.Her daldaki akımı ve toplam akım I(t)’yi bularak ölçekli bir şekilde çiziniz.

4. Şekil-3’deki devrede akım ve gerilimler şu şekildedir;

L = 0.01H olduğuna göre R=?, C=?

Cevaplar:

2. Şekil-1’deki devrede kondansatör uçlarındaki gerilimin denklemini yazarsak;

Direnç uçlarındaki gerilimin değerini yazarsak;

3. Şekil-2’deki devrede I(t)’yi tüm kollardaki akımların toplamı olarak yazarsak;

VT’yi büyüklüğü A ve faz açısı j olan tek bir sinüs fonksiyonu olarak yazarsak;

(1) ve(2) eşitliklerinde sinwt ve coswt ’nin katsayıları eşitlenerek;

Yukarıdaki denklemde I(t) tek bir sinüs fonksiyonu olarak ifade edilmiştir.

9. Akım gerilimin 55°-10° = 45° gerisindedir. Bu sebepten dolayı endüktif reaktans wL, kapasitif reaktans 1/wC ’den büyüktür.

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Deney No : 6

Deneyin Adı : Transistörler

Deneyin Amacı : Bipolar transistörlerin yapısını incelemek, transistörlerin DC eşdeğer modelerini vermek transistörün eğrilerini açıklamak,transistörün kutuplama şekillerini göstermek ve pratik olarak transistörlü bir devrede ölçüm yapmaktır.

Deney Tarihi : 17.11.2000

Teslim Tarihi : 24.11.2000

Hazırlayan :

Deney Grubu : 1C

Deneyde Kullanılan Malzemeler ve Cihazlar:

1 Adet 330W Direnç 1 Adet Sinyal Jenaratörü

1 Adet 470W Direnç 1 Adet Osiloskop

1 Adet 820W Direnç 1 Adet 12V DC Güç Kaynağı

1 Adet 10KW Direnç 1 Adet Multimetre

1 Adet 390KW Direnç

2 Adet BC 328 Transistör

İşlem Basamakları:

1. Deneyde 2 adet BC 238 transistörü kullanılacaktır.Bunlara I ve II şeklinde numara verin. Şekil-1’deki devreyi kurun. R1 direnci ön hazırlık 2’de bulduğunuz dirençtir.

a)Transistör I’i Şekil-1’deki devreye yerleştirin.Kollektör akımını, base akımını, kollektör-graund voltajını, base-emiter voltajını ölçün. Bu ölçümleri kullanarak akım kazancını b=I_C/I_B formülü ile hesaplayın. Bulduğunuz b değerini kullanarak Vo’yu teorik olarak bulunuz.

b) a’daki işlemleri transistör II için tekrarlayınız.

2. Şekil-2’deki devreyi kurunuz. R1 direnci ön hazırlıkta bulduğunuz dirençtir. 1-a ve 1-b’ deki işlemleri tekrarlayın. Elde ettiğiniz sonuçları değerlendirin.

NOT: Deneyde yaptığınız tüm ölçümleri tablolar halinde gösterin. Kurduğunuz devreleri çizin. Teorik hesaplamaları açıkça gösterin.

Devre	IC	IB	VCE	VBE	b=IC/IB
Şekil-1 (TR I )
Şekil-1 (TR II)
Şekil-2 (TR I )
Şekil-2 (TR II)

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Deney No : 7

Deneyin Adı : Lojik Kapılar ve Uygulamaları

Deneyin Amacı : Diyotlu temel lojik kapıların incelenmesi ve karakteristik fonksiyonlarının elde edilmesi

Deney Tarihi : 24.11.2000

Teslim Tarihi : 01.12.2000

Hazırlayan :

Deney Grubu : 1C

Deneyde Kullanılan Malzemeler ve Cihazlar:

2 Adet 1KW Direnç 1 Adet Sinyal Jenaratörü

1 Adet 2.2KW Direnç 1 Adet ±5V DC Güç Kaynağı

1 Adet 3.9KW Direnç 1 Adet –2V DC Güç Kaynağı

1 Adet 5.1KW Direnç 1 Adet Multimetre

1 Adet 10KW Direnç 1 Adet BC 107 Transistör

4 Adet 1N 4001 Diyot

İşlem Basamakları:

3. Şekil-1’deki devreyi kurun ve Tablo-1’deki değerleri belirleyin.

4. Şekil-2’deki devreyi kurun ve Tablo-1’deki değerleri belirleyin.

5. Şekil-3’deki devreyi kurun ve Tablo-2’deki değerleri belirleyin.

6. Şekil-4’deki devreyi kurun ve Tablo-3’deki değerleri belirleyin.

YORUM: Şekil-1’deki devrede yapılan ölçümler Tablo-1’e kaydedilmiştir.Taplodaki F değerinin sonuçlarına bakarak Şekil-1’in, diyotlarla gerçekleştirilmiş OR kapısı olduğunu söyleyebiliriz. Bu devre dijital elektronikte ise lojik OR kapısı olarak adlandırılmaktadır.

Diyotlar üzerinde yapılan gerilim ölçümlerinde 0.7V ve bu değere yakın değerler görüldüğünde diyotun iletimde olduğu anlaşılmıştır. Eğer bunun dışında bir gerilim değeri görülürse diyot kesimde demektir.

Tablodaki 0 değerleri GND’yi ve 1 değerleride VCC’yi ifade etmektedir. Şekil-1’deki F değerinin tabloda 1 görülmesi VCC gerilimine eşit olduğunu, 0 görülmesi ise hiç bir gerilim değerinin olmadığını göstermektedir.

İşlem 1:

A	B	VA (V)	VB (V)	D1A	D1B	D2	VM (V)	VF (V)	F
0	0	0	0	Kesim	Kesim	İletim	0.6	0.023	0
0	1	0	5.03	Kesim	İletim	İletim	4.34	4.8	1
1	0	5.03	0	İletim	Kesim	İletim	4.35	4.8	1
1	1	5.03	5.03	İletim	İletim	İletim	4.38	4.83	1

Tablo-1: Şekil-1’deki devrede A ve B’nin değişimine göre ölçülen değerler

İşlem 2:

YORUM: Şekil-2’deki devrede yapılan ölçümler Tablo-2’ye kaydedilmiştir.Taplodaki F değerinin sonuçlarına bakarak Şekil-2’nin, diyotlarla gerçekleştirilmiş AND kapısı olduğunu söyleyebiliriz. Bu devre dijital elektronikte ise lojik AND kapısı olarak adlandırılmaktadır.

A	B	VA (V)	VB (V)	D1A	D1B	D2	VM (V)	VF (V)	F
0	0	0	0	İletim	İletim	İletim	0.57	0.04	0
0	1	0	5.03	İletim	Kesim	İletim	0.6	0.07	0
1	0	5.03	0	Kesim	İletim	İletim	0.6	0.07	0
1	1	5.03	5.03	Kesim	Kesim	İletim	3.1	2.53	1

Tablo-2: Şekil-2’deki devrede A ve B’nin değişimine göre ölçülen değerler

YORUM: Şekil-3’de transistörlü bir evirici devresi görülmektedir. Tablo-3’deki verilen değerlere göre V1 geriliminin 1.66V’dan yüksek olduğu durumda Vo çıkış gerilimi lojik 0, 1.66V’dan düşük olduğu durumlarda ise lojik 1 olarak ölçüldüğü görülmüştür.

Buda bize bu devrenin gerçekten evirici bir devre olduğunun ispatıdır.

İşlem 3:

V1 (Volt)	V1 (Volt)	Vo (Volt)
V1 >1.66	2.11	0.06
V1 <0.7	0.11	5.03

Tablo-3: Şekil-3’deki devreye ait ölçüm sonuçları

YORUM: Şekildeki devre transistör ve diyotlarla yapılmış NAND devresidir.

Devre F noktasına kadar olan kısımda AND işlevini gerçekleştirmektedir. Daha sonra transistör yardımıyla gerçekleştirilmiş olan NOT devresi de eklenerek NAND devresi elde edilmiştir.

İşlem 4:

A	B	VA (V)	VB (V)	D1A	D1B	D2	VM (V)	VF (V)	F	VO (V)
0	0	0	0	İletim	İletim	İletim	0.57	0.04	0	5.03
0	1	0	5.03	İletim	Kesim	İletim	0.6	0.07	0	5.03
1	0	5.03	0	Kesim	İletim	İletim	0.6	0.07	0	5.03
1	1	5.03	5.03	Kesim	Kesim	İletim	3.1	2.53	1	0

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Deney No : 2

Deneyin Adı : Gerilim Regülatörleri

Deneyin Amacı : Gerilim Regülatörlerinin Kullanım Nedenlerinin ve Çalışmalarının İncelenmesi ve Regülatör Tasarımı.

Deney Tarihi : 14.10.2001

Teslim Tarihi : 24.10.2001

Hazırlayanlar : Serkan SAYGI 980207065

Serkan Sülüşoğlu

Deney Grubu : B-6

Deneyde Kullanılan Cihaz ve Malzeler :

1 Adet BD 135 1 Adet Güç Kaynağı

2 Adet BC 109 1 Adet Multimetre

1 Adet Zener Diyod (5.1 V)

2 Adet 2.2 KΩ (Direnç)

1 Adet 100 KΩ (Direnç)

1 Adet 1 KΩ (Potansiyometre)

Yük Dirençleri : 100 KΩ, 10 KΩ, 1KΩ, 470 Ω, 100 Ω, 47 Ω

Deney Prosedürü :

1) Şekil-1’deki devreyi kurun ve yük direnci R_y nin değerini Tablo-1’deki değerlerde değiştirerek yük akımı Iy ,çıkış gerilimi Vo ve belirtilen numaralı ayaklarındaki gerilim değerlerini ölçerek Tablo-1’e kaydedin.

2) Şekil-2’deki devreyi kurun ve 1’nolu basamaktaki işlemleri tekrarlayın. Bu iki devreden alınan ölçüm sonuçlarını karşılaştırarak sonuçları yorumlayınız.

3) 0-24 Volt ayarlı bir gerilim regülatörü tasarlayınız. ( Şekil-1’den yararlanarak)

4) Şekil-3’deki devreyi kurun ve devrenin giriş gerilimini Tablo-2’de verilen değerlerde değiştirerek devrenin çıkş gerilimi Vo’daki değişimi ölçerek kaydedin.Bu devre için Vy=f (Ry) ve Iy=f (Vy) grafiklerini çiziniz.

Deneyin Gerçeklenmesi :

1) Sekil-1’deki devre kurularak Tablo-1’de verilen sonuçlar elde edilmiştir.

Ry	V6 (Volt)	V1 (Volt)	V7-6 (Volt)	Iy ( mA)	Vo (Volt)
100 KΩ	15.03	5.09	2.79	0.178	15.03
10 KΩ	15.02	5.09	2.8	1.69	15.02
1 KΩ	14.58	5.09	3.25	17.2	14.59
470 Ω	8.8	4.84	9.05	22.7	8.8
100 Ω	2	1.97	15.85	24	2
47 Ω	0.92	0.92	16.9	24	0.92

Tablo-1

2) Şekil-2’deki devrede yapılan ölçümler sonucunda Tablo-2’deki sonuçlar elde deilmiştir.

Ry	V6 (Volt)	V1 (Volt)	V7-6 (Volt)	Iy ( mA)	Vo (Volt)
100 KΩ	15.67	5.09	2.15	0.186	15.03
10 KΩ	15.68	5.09	2.14	1.76	15.02
1 KΩ	15.71	5.09	2.1	18.38	15.02
470 Ω	15.72	5.09	2.09	39.6	15.01
100 Ω	15.67	5.09	1.98	185	15.03

Tablo-2

Gerçeklenen bu iki devrenin karşılaştırılması: (Şeki-1 ve Şekil-2)

Şekil-1 ve Şekil-2’deki devrede Op-Amp fark kuvvetlendirici olarak kullanılmaktadır.Op-Amp için gerekli olan referans gerilimi zener diyod tarafından sağlanır ve çıkışa bağlı olan potansiyometreyardımı ile Op-Amp’ın terslenmiş girişine çıkış geriliminin bir kısmı veya tamamı potansiyometrenin ayarına bağlı olarak değişen biçimde uygulanır.Op-Amp bu iki gerilimin farkını alarak kuvvetlendirir ve çıkışa verir.Ancak Şekil-1’deki devrede Op-Amp’ın çıkış akımı maksimum 10 mA dir.Bu akımın 5 mA’lik kısmı zener üzerinden akmaktadır.Diğer 5 mA’lik kısmı ise devrenin çıkşa verebileceği maksimum akım miktarını belirler.Dolayısı ile devre çıkışndaki gerilimin değeri yük direncindeki değişimlere karşı hassasdır.Yük direncinin değeri küçüldükçe devreden çeilen akım artacağı için devrenin güç sınırı aşıldığında çıkış geriliminde büyük düşüşler gözlenir.Bunu önlemek için Op-Amp çıkışına Şekil-2’de görülen devrede olduğu gibi bir seri regülasyon direnci bağlanarak bu sorun telafi edilebilir.Devreye bağlanan transistörün akım kazancına bağlı olarak devreden çekilebilecek akım miktarı değeri değiştirilebilir.Devreden yüksek akım çekilecekse tek bir regülasyon trasistörü yerine daha büyük akım kazancına sahip olan Darlington çifti bağlanabilir.

Bu devre için Çıkış Gerilimi-Yük Direnci ve Çıkış Akımı-Çıkış Gerilimi grafikleri aşağıda verilmiştir.

3) 0-24 Voltluk gerilim regülatörüne ilişkin hesplamalar:

a) V_giriş = 24+3 Volt 30 Volt alınabilir. R_ymin = 10Ω olarak alınırsa ve I₃ akımını da 5mA olarak seçersek;

R₃+R₄+R₅= == 4.8 KΩ olarak bulunur.Buradan;

R₃ =R₅= 1.8 KΩ ve R₄=1 KΩ olarak seçilebilir.

b) V_Z== =12 Volt D₁=12 Voltluk zener diyod

c) I₂=5mA alınırsa; R₂===2.4 KΩ2.2 KΩ olarak seçilebilir.

d) T₁ Transistörü büyük değerlerde akım akıtmayacağı için bu transisitör akım kazancı yüksek olan BC 109 seçilebilir.

e) Bu transistörden akacak maksimum akım değeri devreye mimnimum yük direnci bağlı iken çekilecek olan akım değeridir.Bu akımın değeri;

I_MAX===2.4 Amper dir.

V_CEmax = Vgmax-V

Vgmax = 30 Volt V_CEmax = 30-24 = 6 Volt

P= V_CEmax * Imax = 6 * 24 = 14.4 Watt 15 Watt

Icmax≥2.4 Amp. ; V_CEmax≥6 Volt ; Pmax ≥ 8 Watt olan bir transistör seçilebilir.

f) T₂’nin seçimi: Bu transistör T3’ün baz akımını akıtacaktı. T3’ün hfe’sinin 50 olduğunu kabul edersek;en kötü koşullarada;

I_E2 = = 48 mA’dir.

Bu durumda devremiz aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi olacaktır.

4) Şekil- 3’deki devreyi kurunuz ve devrenin Vy=f (Ry) ve Iy=f (Vy) grafiklerini çiziniz.

Giriş Gerilimi (Volt)	Çıkış Gerilimi (Volt)	Giriş Gerilimi (Volt)	Çıkış Gerilimi (Volt)
4	0.26	12	6.14
5	1.99	15	6.14
6	2.7	18	6.14
7	5.69	22	6.14
8	6.13	25	6.14

Tablo-3

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Deney No : 3

Deneyin Adı : Schmitt Tetikleme Devresi

Deneyin Amacı : Transistörlü Schmitt Tetikleyici Özeğrisinin Çıkarılması

Op-Amp’lı Schmitt Tetikleyici Özeğrisinin Çıkarılması

Deney Tarihi : 24.10.2001

Teslim Tarihi : 31.10.2001

Hazırlayan :

Serkan SAYGI 980207065

Deney Grubu : B – 5

Deneyde Kullanılan Malzemeler ve Cihazlar:

1 Adet 2KW Direnç 1 Adet Sinyal Jenaratörü

1 Adet 10KW Direnç 1 Adet Osiloskop

1 Adet LM 741 Entegre 1 Adet ±15V DC Güç Kaynağı

1 Adet 3V DC Güç Kaynağı

1 Adet Multimetre

İşlem Basamakları:

7. Op-Amp’lı devreyi R1=10KW R2=2KW alarak, V_cc=±15V, Vg=5sin2p1000t ve V_r=3V alarak kurun, devrenin geçiş karakteristiğini çıkarın. Ön hazırlıkta hesapladığınız değerler ile ölçüm sonuçlarınızı karşılaştırın.

8. Op-Amp’lı devrede simetrik besleme kaynağı yerine +V_cc kaynağı kullanılırsa devrenin çalışmasında ne gibi değişiklikler olabilir? Gözlemleyiniz ve raporunuzda açıklayınız.

9. V_cc=15V, R1=4.7KW, R2=4.7KW, R3=3.3KW, R4=6.8KW ve R5=2.2KW için transistörlü devreyi kurunuz. Devre girişine ayarlı doğru gerilim uygulayarak geçiş öz eğrisini çıkarınız, Vt₊ ve Vt_– gerilimlerini belirleyiniz. Çıkışın alçak ve yüksek olduğu seviyeler için T1 ve T2’nin VCE, VBE, VCB gerilimlerini ölçüp kaydedin.

10. Transistörlü devrenin geçiş öz eğrisini osilaskopta gözleyin. Bunun için devrenin girişine uygun bir sinyal uygulayınız.

11. R3 direncini 1KW, 4.7KW, 10KW alarak Vt₊ ve Vt_– gerilimlerini ölçerek belirleyiniz.

12. R4 direncini 2.2KW, 10KW alarak Vt₊ ve Vt_– gerilimlerini ölçerek belirleyiniz.

İşlem - 1):

		YORUM:

İşlem - 2):

İşlem - 3):

	VCE	VBE	VCB
T1	10mV	732mV	721mV
T2	8.64V	1.539V	10.18V

Tablo-1: Çıkışın Yüksek Olduğu Durumda

	VCE	VBE	VCB
T1	3.2V	1.76V	3.2V
T2	26.1mV	680mV	26.2mV

Tablo-2: Çıkışın Alçak Olduğu Durumda

Vg (V)	Vo (V)
0	6
1	6
2	6
3	6
4	6
7	15 (Vt+)
5	6 (Vt–)

Tablo-3: Vt₊ ve Vt_– gerilimlerinin belirlenmesi

İncelediğimiz ilk transistörlü Schmitt tetikleme devresinde giriş işaretinin ilk durumunda yani giriş sıfır İken T1 kesimde R1 ,R4 ve R5 üzerinden sürülen T2 iletimdedir. T2 iletimde iken kollektör ile emetör uçları arasında bir potansiyel farkı bulunmaktadır.Ve R3 direnci üzerinde bir gerilim düşümü olacaktır. Bu gerilimlerin toplamı çıkışta görülür.Gözlenen bu gerilim seviyesi Çıkışın düşük seviye değerine eşittir.

Giriş gerilimi artmaya başladığında belirli bir gerilim değerinden sonra T1 transistörü iletime geçer, işte bu transistörü iletime sokacak en küçük giriş gerilim değeri pozitif eşik gerilimine eşittir. Bu gerilim değeri sağlandığında T1 iletime geçer Ic akımı artar.Fakat T2 transistörünün base akımı azalacağından T2 kesime gitmeye başlar.Bunu çıkışın yüksek ve alçak seviyelerinde T1 ve T2 transistörleri için yaptı- ğımız 1 numaralı ölçümlerde görmekteyiz.T2 kesime gittiğinde Vce gerilimi artacağından çıkış seviyesi yüksek konuma ulaşacaktır.Devrede giriş gerilimi negatif eşik gerilimi değerinin altına düştüğünde ise

T1 kesime gitmeye başlar,bu T2 transistörünü iletime sokacak bir etkidir.Böylece T2 iletime geçer ve çıkış tekrar alçak seviyeye düşer.

İşlem - 4):

İşlem - 5):

	1KW	4.7KW	10KW
Vt+	4.43V	7.47V	7.5V
Vt–	2.72V	5.33V	6.3V

Tablo-4: R3 direncinin değişimine göre ölçüm sonuçları

İşlem - 6):

	2.2KW	10KW
Vt+	3.65V	8.8V
Vt–	2.92V	5.9V

Tablo-5: R4 direncinin değişimine göre ölçüm sonuçları

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Deney No : 5

Deneyin Adı : Transistörlü Kuvvetlendiricilerde Geribesleme-II-

Deneyin Amacı : Geribesleme Direncinin Transistörlü Kuvvetlendiricilerdeki Etkisi

Geribeslemeli Kuvvetlendiricilerde Frekans Eğrilerinin Çıkarılması

Deney Tarihi : 07.11.2001

Teslim Tarihi : 14.11.2001

Hazırlayan :

Serkan SAYGI 980207065

Deney Grubu : B – 5

Deneyde Kullanılan Malzemeler ve Cihazlar:

1 Adet 330W Direnç 1 Adet Sinyal Jenaratörü

2 Adet 1KW Direnç 1 Adet Osiloskop

1 Adet 5.6KW Direnç 1 Adet +15V DC Güç Kaynağı

1 Adet 15KW Direnç 1 Adet Multimetre

1 Adet 18KW Direnç

2 Adet 220KW Direnç

İşlem Basamakları:

13. Şekil-1’deki devrede R_f açık devre yapılarak K_v = V2/V1 gerilim kazancını bulunuz. Giriş sinyali olarak Vg = 20*sin 2p5000t mV’luk bir sinyal uygulayınız.

14. R_f geribesleme direncini, kazanç K_v /8 olacak şekilde ayarlayınız.

İşlem-1: Şekil-1’deki devrede çıkış sinyali aşırı kuvvetlendirmeden dolayı bozulmuş olarak elde edilmiştir. Bu sorunu gidermek için giriş sinyali 16mV olarak ayarlanmıştır. (Bu şekilde maksimum bozulmasız çıkış sinyali elde edilmiştir)

f	Vo	Kv	Kv (db)
8 Hz	1.4 V	87.50	38.84
10 Hz	1.6 V	100.0	40.00
17 Hz	1.8 V	112.5	41.02
35 Hz	2 .0V	125.0	41.93
5 KHz	2 .0V	125.0	41.93
26 KHz	1.8 V	112.5	41.02
40 KHz	1.6 V	100.0	40.00
50 KHz	1.4 V	87.50	38.84
65 KHz	1.2 V	75.00	37.50
70 KHz	1.0 V	62.50	35.91
250 KHz	0.4 V	25.00	27.95
450 KHz	0.2 V	12.50	21.93

Tablo-1: R_f yokken çıkış değerleri

Köşe Frekansındaki Çıkış Gerilimi;

YORUM: Şekil-1’deki devrede R_f geribesleme direnci yokken (açık devre) K_v (gerilim kazancı) 125 olarak hesaplanmıştır. Bu durumda köşe frekansına karşılık gelen K_v(db) değeri de 20.log(0.707*K_v) olacaktır. Bu da şekil-4’ten görüldüğü gibi 38.84db’ye karşılık gelmektedir. Bu değere karşılık gelen alt kesim frekansı 8Hz, üst kesim frekansı ise 50KHz’dir. Buradan bant genişliği değeri yaklaşık olarak;

Bant Genişliği = f_üst - f_alt @ 50KHz’dir.

İşlem-2:

f	Vo	Kv	Kv (db)
1 Hz	180 mV	11.25	21.02
1.5 Hz	200 mV	12.50	21.93
21 Hz	250 mV	15.625	23.87
360 Hz	250 mV	15.625	23.87
130 KHz	250 mV	15.625	23.87
380 KHz	200 mV	12.50	21.93
485 KHz	180 mV	11.25	21.02
700 KHz	140 mV	8.750	18.84
1 MHz	100 mV	6.250	15.91
1.5 KHz	60 mV	3.750	11.48

Tablo-1: R_f varken çıkış değerleri

1

Bunu sağlayan R_f değeri;

R_f = 18.7KW olarak ölçülmüştür.

Köşe Frekansındaki Çıkış Gerilimi;

YORUM: Şekil-1’deki devrede Rf geribesleme direnci K_v1=K_v/8 olacak şekilde ayarlandı. Bu değere karşılık gelen Rf geribesleme direncinin değeri 18.7KW’dur. İşlem-1’de K_v=125 olarak hesaplanmıştı. O halde yeni K_v1 değerimiz 15.625 olacaktır. Bu durumda köşe frekansına karşılık gelen K_v1(db) değeri de 20.log(0.707*K_v1) olacaktır. Bu da şekil-5’ten görüldüğü gibi 21.02db’ye karşılık gelmektedir. Bu değere karşılık gelen alt kesim frekansı 1Hz, üst kesim frekansı ise 485KHz’dir. Buradan bant genişliği değeri yaklaşık olarak;

Bant Genişliği = f_üst - f_alt @ 50KHz’dir.

Sonuç olarak geribesleme direncinin bant genişliğini arttırdığı görülmektedir. Bu da ancak gerilim kazancın (K_v) azalması ile mümkündür. Elde edilen sonuçlara göre geribesleme direnci devrenin gerilim kazancını azaltır, frekans bandını ise arttırır diyebiliriz.

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Deney No: 6

Deneyi Hazırlayan: 980207065 Serkan SAYGI

Serkan SÜLÜŞOĞLU

Grup: B-5

Deneyin Adı: Aktif Filtreler ve Aktif Filtrelerin Frekans Tepkisinin İncelenmesi.

Deney Tarihi: 13.11.2001

Teslim Tarihi: 20.11.2001

Deneyde Kullanılan Teçhizatlar:

2 Adet TL 082 1 Adet 100 Ω Osilaskop

1 Adet 10KΩ 2 Adet 1nf AVO Metre

3 Adet 4.7KΩ 1 Adet 330 pf Sinyal Jeneratörü

3 Adet 2.2KΩ 3 Adet 150 pf

2 Adet 1.2KΩ 1 Adet 68 pf

Deney Prosedürü:

1 ) Şekil-1’deki devreyi kurarak devre girişine Vg= 5 sin2π 5000t ‘lik işaret uygulayınız.

a) Giriş gerilimi bu değerdeyken devrenin alt-kesim( f_alt ), üst-kesim ( f_üst ) frekanslarını ve devrenin band-genişliğini bulunuz. Ölçüm sonuçlarını tablo halinde kaydedin.

b) Aynı devre için girişe Vm= 5 Volt’luk bir kare dalga sinyal uygulayın ve çıkış geriliminin dalga şeklini çizin ve yorumlayın.

2 ) Şekil-2’deki devreyi kurun ve devrenin alt-kesim( f_alt ), üst-kesim ( f_üst ) frekanslarını bulun ve Kazanç-Frekans eğrisini çizin.

3 ) Şekil-3’deki devreyi ( Alçak Geçiren Filitre ) kurun. Devre girişine Vpp= 1V sinüs işareti uygulayın. Devrenin kesim frekansını tespit edin ve Kazanç-Frekans eğrisini çizin. Hesapladığınız kesim frekansı değeri ile deney sonucunda bulduğunuz kesim frekansı değerini karşılaştırınız ve yorumlayınız.

Deneyin Gerçeklenmesi :

1 ) Şekil-1’deki Alçak Geçiren Filitre için eleman değerleri aşağıdaki gibi hesaplanmıştır (Devrenin kesim frekansı fc=500 KHz olarak alınarak);

R= Buradan R= 2.2 KΩ olarak seçilirse;

C₃===144.68 pf ≈ 150 pf olarak bulunur.

Buradan; C₁≈ 68 pf , C₂≈ 330 pf olarak alınabilir.Birim kazanç elde etmek için R_f1 ve R_f2 dirençleri de;

R_f1=2R≈4.7 KΩ ve R_f2=R= 2.2 KΩ olarak alınabilir.

a. Devremizin girişine Vg=5 Sin 2π 5000t’ lik giriş gerilimi uygulanarak elde edilen kazanç ve frekans değerleri Tablo-1’de verilmiştir.Devremizin kazancı 1 olduğundan köşe frekanslarında devremizin çıkış gerlimi değeri ;

Vo=5*0.707=3.535 Volt değerine düşecektir.

Frekans	Çıkış Gerilimi	Kazanç	Kazanç (dB)
380 KHz	5 Volt	1 V/V	0 dB
409 KHz	4.5 Volt	0.9 V/V	- 0.9 dB
440 KHz	4 Volt	0.8 V/V	- 1.9 dB
475 KHz	3.5 Volt	0.7 V/V	- 3.09 dB
500 KHz	3 Volt	0.6 V/V	- 4.43 dB
535 KHz	2.4 Volt	0.48 V/V	- 6.37 dB
585 KHz	2 Volt	0.4 V/V	- 7.95 dB
740 KHz	1 Volt	0.2 V/V	- 13.9 dB

Tablo-1

Devremizin alt-kesim frekansı deney sırasında kullanılan mevcut cihazlar ile ölçülememiştir.Devre kazancı Tablo-1’de verildiği üzere 380 KHz’e kadar değişmemiştir. Kazancın 1/√2 katına düştüğü frekans değerinde devremizin çıkış gerilimi değeri Vo=5*0.707=3.535 Volt olacaktır. Tablo-1’den de görüleceği gibi devremizin üst kesim frekansı f_üst= 475 KHz olarak ölçülmüştür.

b. Devremizin girişine 5 Volt genlikli bir kare-dalga sinyal uygulandığında devremizin çıkışında gözlenen dalga şekli Şekil-1-c’de görüldüğü gibidir. Frekans arttırılarak yaklaşık 500 KHz ‘e getirildiğinde ( yani devremizin kesim frekansı civarında ) çıkış sinyalinin dalga şekli Şekil-1-d ‘deki gibi gözlenmiştir.

Şekil-1-a’dan da görüleceği gibi devremizin band genişliği;

B= f_üst-f_alt = 475 – 0 = 475 KHz olarak bulunur.

Yorum :

Çıkış sinyalinin Şekil-1c ve Şekil-1-d’de göstermiş olduğu değişim şu şeiklde açıklanabilir;

Bilindiği gibi bir kare dalga işareti teorik olarak sonsuz tane sinüs işaretinin toplamından oluşmaktadır. Biz bu tip bir sinyali bir filitre girişine uygulayarak kare dalga işaretin bu sinüs bileşenlerinden bir kısmını zayıflatıyoruz. Dolayısı ile devremizin zayıflatma etkisinin kendini gösterdiği kesim frekanslarından daha yüksek frekans değerlerinde çıkış işaretimiz bir sinüs işareti şeklini almaktadır. Bu etki Şekil-1-d’de açıkça gözlenebilmektedir.

2 ) Şekil-2’deki yüksek geçiren filitre devresi için eleman değerleri aşağıdaki gibi hesaplanmıştır; ( Devrenin kesim frekansı 500KHz alınarak )

R₃= C₁=C₂=C₃=C R₁= 2R₃ R₂= R₃

R₃ =2.2 KΩ olarak alınırsa C₁=C₂=C₃= 150 pf olarak bulunur.Bu durumda;

R₁=2*2.2 KΩ = 4.4 KΩ ≈ 4.7 KΩ ve R₂= 2.2 KΩ = 1.1 KΩ ≈ 1.2 KΩ alınabilir. Devrede birim kazanç elde etmek için R_f1= R₁= 4.7 KΩ , R_f2=R₃= 1.2 KΩ alınabilir.

Devremizin çıkışı 4 V olarak ölçülmüştür. ( eleman değerlerinin hesaplanmasındaki yakalşıklıklardan dolayı devremizin kazancı 0.8 V/V olmuştur. ).Dolayısı ile köşe frekanslarında devremizin çıkış gerilimi Vo= 4*0.707= 2.828 Volt olacaktır.

Frekans	Çıkış Gerilimi	Kazanç	Kazanç (dB)
275 KHz	1 Volt	0.2 V/V	-13.97 dB
300 KHz	1.2 Volt	0.24 V/V	-12.3 dB
315 KHz	1.4 Volt	0.28 V/V	-11.05 dB
370 KHz	2 Volt	0.4 V/V	-7.95 dB
415 KHz	2.5 Volt	0.5 V/V	-6.02 dB
460 KHz	3 Volt	0.6 V/V	-4.43 dB
500 KHz	3.5 Volt	0.7 V/V	-3.09 dB
600 KHz	3.6 Volt	0.72 V/V	-2.85 dB
720 KHz	4 Volt	0.8 V/V	-1.93 dB
920 KHz	3.8 Volt	0.76 V/V	-2.38 dB
1 MHz	3.5 Volt	0.7 V/V	-3.09 dB

Tablo-2

Tablo-2 ve Şekil-2-2’den de görüleceği gibi devremizin alt kesim frekansı yaklaşık olarak 450 KHz üst kesim frekansı da 1 MHz olarak ölçülmüştür. Bu durumda devremizin band genişliği;

B= f_üst-f_alt= 1 MHz – 450 KHz = 550 KHz olarak hesaplanabilir.

3 ) Şekil-3’deki devre girişine 1 Vpp sinüs işareti uygulanarak aşağıdaki ölçüm sonuçları elde edilmiştir.

Frekans	Çıkış Gerilimi ( Peak )	Kazanç	Kazanç ( dB )
2 KHz	0.5 V	1 V/V	0 dB
4 KHz	0.44 V	0.88 V/V	-1.11 dB
4.58 KHz	0.4 V	0.8 V/V	-1.93 dB
5.07 KHz	0.36 V	0.72 V/V	-2.85 dB
5.77 KHz	0.32 V	0.64 V/V	-3.87 dB
6.31 KHz	0.28 V	0.56 V/V	-5.03 dB
7.06 KHz	0.24 V	0.48 V/V	-6.37 dB
7.8 KHz	0.2 V	0.4 V/V	-7.95 dB
9.31 KHz	0.16 V	0.32 V/V	-9.89 dB
10.46 KHz	0.12 V	0.24 V/V	-12.39 dB
20 KHz	0.04 V	0.08 V/V	-21.93 dB
200 KHz	0 V	0 V/V	----

Tablo-3

Devremizin kesim frekansı Tablo-3 ve Şekil-3-1’den de görüleceği gibi çıkış geriliminin 1/√2 katına düştüğü nokta olan 5.2 KHz olarak ölçülmüştür. Devremizin kazancı da bu noktada Kv= 0.7 olmaktadır.

Yorum: İki kutuplu alçak geçiren filitre için eleman değerlerinin hesaplanmasında izlenen yol aşağıdaki gibidir. Buradan hareketle ve devrede seçilmiş olan elemandeğerleri yardımı ile devrenin kesim frekansını hesaplayalım;

R=R1=R2= 33 KΩ ve C1= 1 nf olarak seçilmiş,

R= fc= formülü ile bulunabilir. Buradan devrenin kesim frekansı;

fc= 3.409 KHz ≈ 3.5 KHz olarak bulunur.

Devrenin hesaplanan kesim frekansı 3.5KHz dir. Deney sonucunda devrenin kesim frekansı 5.2 KHz olarak bulunmuştur. Bu farkın nedeni devre eleman değerleri hesaplanırken C2 kondansatörünün C1’in iki katı alınması gerekirken C1’e eşit alınarak devrenin kutuplarında birisinin ötelenmiş olması olabilir.

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Deney No : 7

Deneyin Adı : Sinüsoidal İşaret Üreteçleri

Deneyin Amacı : Wien Köprü Osilatörü Devresinin İncelenmesi

Faz Kaymalı RC Sinüs Üretecinin İncelenerek Faz Farkının Her Bir Nokta İçin Ayrı Ayrı Gözlenmesi

Deney Tarihi : 21.11.2001

Teslim Tarihi : 12.12.2001

Hazırlayan :

Serkan SAYGI 980207065

Deney Grubu : B – 5

Deneyde Kullanılan Malzemeler ve Cihazlar:

1 Adet 10KW Direnç 1 Adet Sinyal Jenaratörü

2 Adet 12KW Direnç 1 Adet Osiloskop

1 Adet 100KW Direnç 1 Adet +15V DC Güç Kaynağı

1 Adet 3.3KW Direnç 1 Adet Multimetre

1 Adet 50KW Pot. 1 Adet BF 245 FET

2 Adet 10nf Kondansatör 1 Adet TL082 Entegre

1 Adet 1mf Kondansatör

İşlem Basamakları:

15. Şekil-1’deki devrede elde edilen sinüsoidal işaretin f₀ frekansını ölçülen ve hesaplanan değerlerle karşılaştırınız.

16. Şekil-2’deki faz kaymalı RC sinüs üreteci devresini kurarak f₀ frekansını ölçülen ve hesaplanan değerlerle karşılaştırınız. Her bir nokta için faz farklı sinüsoidal işaretlerin şeklini alt alta çiziniz ve faz farkının kaç derece olduğunu belirtiniz.

Deneyde Kullanılan Elemanların Ayak Bağlantıları:

İşlem-1: Şekil-1’deki devrede TL082 (2 op-amp) Entegresi kullanılarak gerçekleştirilmiş Wien Köprü Osilatörü devresi görülmektedir. Bu devrenin çalıştırılması sonucunda elde edilen sonuçlar aşağıda verilmiştir.

	R1 = R2 = 12 KW C1 = C2 = 10 nf R3 = 10 KW R4 = 50 KW pot.
	Ölçülen Değerler: R4 potansiyometresi = 4.5 KW Hesaplanan Değerler:

YORUM: Şekil-1’deki devrede verilen Wien Köprü Osilatörü, bir yükselticiden ve köprü elemanından oluşur. Bu köprü çıkışı 0° ve 360°’lik bir faz farkı ile girişe uygulanır. Bu durumda;

frekanslı bir osilasyon meydana gelir. Wien Köprü

Osilatörü devresi analiz edildiğinde; eşitliği elde edilir. Elde edilen bu

sonuçlar kullanılarak devre tasarlandığında f_ölçülen @ f_hesaplanan olarak bulunmuştur.

İşlem-2: Şekil-2’deki devrede aktif eleman olarak FET’in kullanıldığı bir RC faz kaydırmalı osilatör devresi verilmiştir. Devrenin çalıştırılması sonucunda elde edilen sonuçlar aşağıda verilmiştir.

Rs = 3.3 KW

R = 10 KW

C = 10 nf

Cs = 1 mf

Rd = 50 KW pot.

Ölçülen Değerler:

Rd potansiyometresi = 13.6 KW

Hesaplanan Değerler:

YORUM: Şekil-2’deki devrede aktif eleman olarak FET’in kullanıldığı bir RC faz kaydırmalı osilatör devresi verilmiştir. Buradaki f₀ frekansı şu şekilde hesaplanabilir:

RC geribesleme devresinden geçen işaret zayıflamaktadır. Osilasyonun başlayabilmesi için kuvvetlendiricinin kazancının en küçük olması durumunda bu zayıflamayı karşılayacak kadar olması gerekir.

Verilen formül kullanılarak f_hesaplanan= 65Hz olarak bulunmuştur. Grafik-2’den elde edilen sonuçlar yardımıyla da f_ölçülen = 138Hz olarak bulunmuştur. f_ölçülen @ f_hesaplanan olduğu görülmektedir.

Aşağıdaki şekillerde meydana gelen faz kayması adım adım gösterilmiştir. Her bir noktada yaklaşık olarak 60°’lik bir faz kayması meydana gelmektedir.

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Deney No: 8

Hazırlayanlar : 980207065 Serkan SAYGI

Serkan SÜLÜŞOĞLU

Grup No : B-5

Deneyin Adı : CMOS İşlemsel Kuvvetlendirici

Deney Tarihi : 28.11.2001

Teslim Tarihi : 12.12.2001

Deneyde KullanılanTeçhizatlar :

3 Adet CD 4007 Entegre Güç Kaynağı

1 Adet 220KΩ Direnç Sinyal Jeneratörü

1 Adet 10 KΩ Potansiyometre A.V.O.metre

1 Adet 100nf Kondansatör

Deney Prosedürü :

1) Şekil-1 deki devreyi kurarak devrenini A terminalini toprağa; B terminalini de devrenin çıkışına bağlayarak devrenin DC çalışmasını inceleyin. Devrenin A,B,C,D,E,F noktalarındaki gerilimleri ölçerek kaydedin.

2) R1 yerine pot bağlayarak devrenin A terminaline 10mV-100 Hz ‘lik sinüs işaretiuygulayın.( B terminali toprak potansiyelinde iken) A terminalindeki gerilimin 20mV, 50mV ve 100mV değerleri için çıkış gerilimini gözleyin. Girişe sinyal uygulamadan önce pot yardımı ile devrenin çıkışındaki DC gerilim sıfır olacak biçimde ayarlama yapın.

Deneyin Gerçeklenmesi :

1)

Devrenin A terminali toprağa; B terminali ise çıkışa bağlı iken A B C D E F noktalarında ölçülen DC gerilim değerleri Tablo-1’ de verilmiştir.Devremizin besleme gerilimleri; V+ =7.59 , V- =7.62V olarak ölçülmüştür.Bu durumda devremize çıkışından gerilim geribeslemesi uygulanmıştır.

Ölçüm Noktası	Gerilim ( Volt )
A	0.00
B	5.70
C	2.85
D	-7.57
E	-6.88
F	7.62

Tablo-1

Bu durmda Q₅’in drain’inden akan akım 60µA olarak ölçülmüştür.

2) Devre girişine Vi= 20mV-100 Hz ‘lik sinüs işareti uyguladığımızda devre çıkışındaki gerilimin dalga şekli Şekil-2’deki gibi gözlemlenmiştir. Bu durumda potansiyometrenin değeri ise 3.35 KΩ olarak ölçülmüştür.

Buradan devremizin kazancı Av = = 15 mV/mV olarak hesaplanabilir.

Vi= 50mV için devremizin çıkışındaki gerilimin değeri; 700mV ve potansiyometre değeri de 3.39 KΩ olarak,

Vi= 100mV için deremizin çıkışındaki gerilimin değeri; 1.4 V ve potansiyometre değeri de 3.34 KΩ olarak ölçülmüştür.

YORUM :

Devredeki Q₈ transistörü ve R₁ direnci referans akımı elde etmede kullanılmıştır ve Q₈ transistörü Q₅ ve Q₇ ile ile bir akım aynası oluşturmaktadır.Q₅ ve Q₇ transistörlerinden akacak olan drain akımı direkt olarak bu transistörlerin kanal genişlikleri ile belirlenir.( “Channel Width/Channel Lenght “ W/L oranı ile referans akımının çarpımı ilgili transistörden akacak akımın değerini belirler) Q₁ ve Q₂ transistörleri ise differansiyel çift olarak kullanılmışlardır ve Op-Amp’ın giriş devresini oluştururlar. Q₃ ve Q₄ transistörleri ise Q₁ ve Q₂’nin oluşturduğu diferansiyel çifte aktif yük olarak bağlanmışlardır. Devre çıkışına aktif yük bağlanarak devreden elde edilebilecek kazanç arttırılmıştır.Ayrıca aktif yükler Tümleşik Devre imalatı sırasında pasif yüklere göre daha az yer kapladıkları ve çip üzerinde daha az yer işgal ettikleri ve daha yüksek direnç değerleri elde etmede kolaylık sağladıkları için tercih edilirler. Devremizde Q₆ transistörü Op-Amp’ın çıkış kuvvetlendiricisi olarak kullanılmıştır.

Deneyin birinci aşamasında devremizin A terminali ( Op-Amp’ın terslenmemiş girişi ) toprağa ; B terminali ( Op-Amp’ın terslenmiş girişi ) ise devremizin çıkışına bağlanarak devremiz Eviren Kuvvetlendirici olarak kullanılmıştır. Bu sebepten dolayı deneyin birinci aşamasında devrenin çıkışında ölçülen DC gerilim değeri devremizin besleme gerilimine eşit çıkmıştır. Bunun nedeni ise girişle çıkış arasında Rf geribesleme direnci olmamasından dolayı Op-Amp’ın kazancının sonsuz olmasıdır ve böylelikle devremiz verebileceği maksimum çıkış gerilimi değeri olan besleme gerilimini çıkışına yansıtmıştır.

Deneyin ikinci aşamasında ise devremiz küçük işaretler ile beslenerek fark kuvvetlendirici olarak kullanılmıştır.R1 direnci yerine bağlanan potansiyometre yardımı ile Bu direnç değeri değiştirilerek dolayısı ile referans akımı değiştirilerek devrenin çıkış katındaki DC gerilim ayarlanabilmektedir. Bir kuvvetlendiricide bu gerilimin genellikle sıfır olması istenir. Ayrıca devremiz yüksek giriş direncine sahiptir.

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Deney No : 1

Deneyin Adı : Faz Kitlemeli Döngü ( Phase Loked Loop: PLL)

Deneyi Yapanlar : Serkan SAYGI 980207065

Deneyin Amacı : PLL’in çalışma prensibini öğrenmek ve incelemek.

Deneyde Kullanılan Malzemeler ve Cihazlar:

1 Adet CD 4046 ( Micropower PLL )

4 Adet 10 KΩ ( Direnç )

2 Adet 100 KΩ ( Potansiyometre )

1 Adet 500 KΩ ( Potansiyometre )

2 Adet 1nF ( Kondansatör )

Deney Prosedürü :

1) Sekil-A’deki devreyi kurunuz ve SW terminalini 4046 entegresinin 2 nolu bacağına bağlayınız. Frekans bölücü devre kullanılmayacağı için 3 ve 4 nolu entegre bacaklarını kısadevre ediniz. Daha sonra PLL devresine giriş sinyali uygulanmamış iken P1 ve P2 yardımı ile VCO’nun çıkışındaki ( 4 nolu bacak) işaretin frekansını 100 KHz’e ayarlayınız.

2) Daha sonra PLL’in sinyal girişine 4+3sin 2Π xxxx işareti uygulayınız. Daha sonra uyguladığınız bu sinyalin frekansını düşük seviyeden daha üst seviyelere yükselterek PLL’in f₁ – f₂ frekanslarını belirleyiniz. Daha sonra da kilitli kalabilme bölgesi dışındaki bir frekansa çıkarak bu frekans değerinden aşğıya doğru sinyalin frekansını azaltarak bu defa da PLL’in f₃ – f₄ frekans değerlerini belirleyiniz ve bu bölgelerde PLL’in davranışını ve çıkıştaki sinyalin değişimini gözlemleyiniz.

PLL İLE İLGİLİ ÖN BİLGİ

FAZ KİLİTLEMELİ DÖNGÜ :

Faz kilitleme devresi (PLL= phsae –locked loop) geri besleme işaretinin frekans ve fazının, giriş işaretinin fazına ve frekansına kilitlenme ilkesine dayanan bir sistemdir. Giriş işaretinin dalga şekline ilişkin bir sınırlama yoktur. Faz kilitleme çevrimlerinin ilk uygulaması, 1932 yılında radyo işaretlerinin aranması amacıyla kullanım alanı bulmuştur. 1960’larda ise, NASA uydu programları için faz kilitlemeli devre tekniğinden yararlanılmıştır. Tümdevre teknolojisinin hızlandığı ve büyük gelişme gösterdiği 1960 lı yıllara kadar, faz kilitlemeli çevrim sistemlerinin gerçekleştirilmesi hem pahalı hem de karmaşık olmaktaydı. Tümdevre teknolojisinin gelişmesi ile “tektaş tümleştirmenin” getirdiği ekonomik avantaj, faz kilitlemeli çevrim tekniğini özellikle endüstriyel elektronik ve tüketici elektroniği alanlarında çok büyük uygulama çeşitliliği ile karşı karşıya getirmiştir.

Kullanım Alanları :

Günümüzde monolitik (tektaş) faz kilitlemeli çevrim tekniği, FM dedektörlerin, stereo demodülatörlerin, ton kod çözücülerin, frekans sentezleyicilerin temel yapı bloku olmuştur. Süzgeçleme, işaret dedektörü olarak kullanılma ve motor hız kontrolü de faz kilitlemeli çevrimin diğer uygulama alanları arasında sayılabilir. Faz kilitlemeli çevrim sistemleri analog veya sayısal elemanların birlikte kullanılması yoluna gidilmektedir. PLL’in başka yaygın kullanım alanları arasında;

1-) Bir referans sinyal frekansının katlarını üreten frekans sentezleyici

2-) Giriş sinyal frekansı ile PLL çıkış gerilimi arasında mükemmel bir doğrusallığa sahip FM demodülasyon devreleri

3-) Frekans kaydırmalı anahtarlama (FSK) çalışmasında kullanılan sayısal veri iletimindeki taşıyıcı frekanslarının veya iki veri iletiminin demodülasyonu

4-) Modemler, telemetre alıcı ve vericileri, ton kod çözücülerini, genlik modülasyonu dedektörleri ve izleme filtreleri de dahil olmak üzere çok çeşitli uygulama alanları.

Faz Kilitlemeli çevrimin yapısı :

Günümüzde haberleşme tekniği,ölçü ve kontrol düzenleri gibi yerlerde geniş çapta kullanılan faz kilitlemeli çevrim devresinin ilkesel şeması Şekil-1’de gösterilmiştir. Bu devrede bir gerilim kontrollü osilatör (VCO;voltage-controlled oscillator), bir faz karşılaştırma devrasi, bir alçak geçiren filtre ve bir kuvvetlendirici bulunur ve bunlar bir çevrim oluşturur. Sisteme V_i giriş işaretinin uygulanmaması durumunda, gerilim kontrollü osilatör f_o serbest salınım frekansında çalışır.

Bir faz kilitlenmeli çevrim devresinin davranışını karakterize eden iki bölge vardır. Bunlar, kilitlenme ve kilitli kalabilme bölgeleridir. Bu bölgeleri tanımlayabilmek üzere, incelemeyi a-artan giriş frekansı b-azalan giriş frekansı için iki bölgede yürütmek gerekir.

Şekil 1: Faz kilitlemeli çevrim ilkesi

Giriş işaretinin frekansının düşük frekanslardan itibaren arttırıldığını düşünelim. Çıkış işareti frekansının giriş işareti frekansına doğru değişmeye zorlandığını bölge olan çekme bölgesinin alt ucuna ulaşıldığında, V_k kontrol gerilimi,devrenin yapısına bağlı olarak negatif veya pozitif bir değere sıçrar. Giriş işareti frekansının buradan, yani f₁ frekansından daha da arttırılması halinde, V_k kontrol gerilimi şekil-2’deki değişimi ve çıkış işareti frekansı da giriş işaretinin frekansını izler. f₂ frekansında kilitli kalabilme bölgesinin üst sınırına ulaşılır. Kontrol gerilimi sıfıra düşer ve osilatör de salınım frekansında çalışmaya devam eder.

V_k

f₁ f_o f₂ a )

f₄ f_o f₃ b)

kilitlenme

bölgesi

kilitli kalabilme böl.

Şekil-2. Kiltlenme ve Kilitli kalabilme bölgeleri

Giriş işaretinin frekansının yüksek frekanslardan itibaren azaltıldığı varsayılsın. Aynı olay bu yönde de kendini gösterir. f₃ frekansında kilitlenme olur.frekansın daha da düşürülmesi durumunda V_k kontrol gerilimi yine şekil-2’deki değişimi izler. f₄ frekansında kilitli kalabilme bölgesinin ait ucuna ulaşır,kontrol gerilimi tekrar sıfıra, çıkış işaretinin frekansı da serbest salınım frekansına sıçrar. Bütün bunlardan fark edileceği gibi, sistemin bir giriş frekansına kilitli kalabildiği frekans bölgesine “kilitli kalabilme bölgesi” (lonk range), gelen işarete kilitlenebildiği frekans bölgesine de “kilitlenme bölgesi”(capture range) isimleri verilebilir. Kilitlenme olduktan sonra f_i giriş frekansının değişmesi ile çıkış işareti frekansının bunu izleyebildiği bölge olan kilitli kalabilme bölgesi, daima kilitlenme bölgesinden daha büyüktür. Kilitli kalabilme bölgesi band genişliği sisteminin açık çevrim kazancına, kilitlenme bölgesi band genişliği ise alçak geçiren süzgeç karakteristiğine bağlıdır. f₁, f₂, f₃, f₄ frekanslarından yararlanılırsa, kilitlenme bölgesi band genişliği;

2 .f_c = f₃-f₁

kilitli kalabilme bölgesi band genişliği de;

2 .f_L = f₂-f₄ şeklinde tanımlanabilir.

PLL’ de döngü yakalama :

	fi-fo	Çıkış

yükselteç

Alçak geçiren filtre

Faz dedektörü

f_i V_D V_k

VCO “f_n”

f₀

f_o=f_n+f

(a)

+

f_D (Hz) 0 t

-

(b)

Şekil-3: Bir PLL’in döngü çalışması a)Blok diyagramı b)Vuru frekansı

Harici bir giriş sinyali (V_i sin 2π f_i t ), faz karşılaştırıcıya girer ve VCO’nun çıkış frekansı ile karışır (VCO’nun çıkış sinyali, tepe genliği V_o, temel frekansı f_o olan bir kare dalgadır). Başlangıçta f_o f_i’ye eşit değildir ve döngü kilitlenmemiştir. Faz karşılaştırıcı doğrusal olmayan bir aygıt olduğu, f_i ve f_o karışarak vektörel çarpım frekansları (f_o+f_i ve f_o-f_i) üretirler. Bu nedenle faz karşılaştırıcının en önemli çıkış frekansları şunlardır: f_i, f_o , f_o+f_i, f_o-f_i LPF (alçak geçiren filtre) f_i, f_o , f_o+f_i’yi durdurur; böylece işlemsel yükselteçlere giriş sinyali, fark frekansı f_D’dir (f_D=f_o-f_i bazen buna vuru frekansı da denir). f_D işlemsel yükselteç tarafından yükseltiliri sonra VCO’nun girişine uygulanır. VCO burada f_o’yu, f_D’nin polaritesine ve frekansına orantılı bir miktarda saptırır. Frekanstaki değişikliğe f dersek, VCO’nun çıkış frekansı f_o=f_n+f olur. f_o frekansı değiştiğinde, f_D’nin genliği ve frekansı f_o’yla orantılı olarak, f_o=f_i olana kadar değişir. Bu anda, faz karşılaştırıcının çıkışı V_D=f_o-f_i=0 Hz (dc)’dir ve döngü kilitlidir denir (f=f_n-f_i ). Şekil-3b f_o, f_D tarafından süpürülünde oluşan vuru frekansını göstermektedir. Şekilden görüleceği gibi, b,r kez kilit oluştuktan sonra f_D, VCO’yu öngerilimlemek ve f_o’yu f_i’ye eşit tutmak için gerekli bir dc gerilim haline gelir. Temelde faz karşılaştırıcı, frekans yakalama (sıfır vuru ) gerçekleşene kadar bir frekans karşılaştırıcıdır; sonra bir faz karşılaştırıcı olur. bir kez döngü kilitlendikten sonra, f_o ve f_i arasındaki faz farkı, kiliti devam ettirmek üzere, bir dc öngerilime dönüştürülerek VCO’ya geri beslenir. Bu nedenle bir faz hatasının ( θ_o-θ_i ) korunması gereklidir.

Kilidi gerçekleştirmek için f_o’da olması gereken değişiklik f=f_n-f_i’dir ; kilidi gerçekleştirmek için gereken süre (yakalama ya da çekme süresi ), döngü filtresi olmayan bir PLL’de yaklaşık1/K_v saniyeye eşittir; burada K_v PLL’in açık döngü kazancıdır. Bir kez döngü kilitlendikten sonra, f_i frekansında meydana gelen her değişiklik bir faz hatası olarak görülür ve karşılaştırıcı, V_D’de buna denk gelen bir değişiklik meydana getirir. Kilidi yeniden oluşturmak üzere V_D’deki değişiklik yükseltilerek VCO’ya geri beslenir. Böylece döngü, giriş frekans değişikliklerini takip etmek üzere dinamik bir şekilde kendini ayarlar.

SİSTEMİ OLUŞTURAN TEMEL BLOKLAR

Faz Karşılaştırıcı:

Faz karşılaştırma devresi, aynı frekanstaki iki giriş işareti (V_o ve V_i ) arasındaki faz farkına bağlı bir çıkış gerilimi üretir. Genel olarak iki tip karşılaştırma devresiyle karşılaşılmaktadır. Bunlar anahtarlamalı yahut kıyıcılı faz dedektörleri ve ardışıl faz dedektörleri başlıkları altında toplanabilir.

Ardışıl faz dedektörleri ,sayısal devrelerle kurulan faz dedektörleri başlığı altında da toplanabilir. Bunlara örnek olarak ayrıcalı VEYA faz dedektörleri ve ikili devrelerle kurulan faz dedektörleri verilebilir. Bir ardışıl faz dedektörü yapısı şekil-4’de görülmektedir. Ardışıl tipin anahtarlamalı tipe göre en önemli farkı, kilitlenme durumunda giriş ve çıkış işaretleri arasındaki faz farkının sıfır olmasıdır.anahtarlamalı faz dedektöründe ise faz farkı 90^o olmaktadır.

Faz karşılaştırma devresinin giriş işaretleri arasındaki faz farkını çıkış gerilimine bağlayan bağıntıya faz karşılaştırma devresinin kazancı adı verilir ve K_D[V/rad] şeklinde gösterilir.

Şekil-4: Ardışıl faz dedektörü örneği

Gerilim Kontrollü Osilatör (VCO):

Harici bir DC gerilime bağlı ve kararlı olarak salınım yapan bir osilatördür. VCO devresinin girişi DC, besleme çıkışı ise frekanstır. Ayrıca VCO nun birde kontrol gerilimi vardır. Bu gerilim VCO nun frekansını değiştirir. Kontrol gerilimi sıfır olduğunda osilatörün normal frekansla salındığı, kontrol gerilimi değiştikçe VCO’nun frekansı artar veya azalır. VCO maksimum frekansı ile minimum frekans arasında kontrol gerilimine bağlı olarak salınabilen bir osilatör tasarlanmalıdır. Aksi taktirde VCO nun istenilen frekans bölgesine ulaşması mümkün olmayacaktır.Bir UHF TV vericisinde kullanılması gereken VCO, eğer verici sentezörde değişiklik yapmadan UHF kanalında çalıştırılması isteniyorsa 510.15MHz ile 894.15MHz arasında salınım yapması gerekmektedir.

566 IC VCO’ya bir örnek teşkil eder; bu entegre frekansı dış direnç ve kondansatör ile belirlenen ve uygulanan dc gerilimiyle değiştirilebilen kare dalga ve üçgen dalga sinyalleri üreten devreler içerir.

Alçak Geçiren Filtre:

Faz kilitlemeli çevrim yapılarında, genellikle birinci dereceden alçak geçiren süzgeçler kullanılır. Kullanılabilecek süzgeç tipleri aşağıda görülmektedir.

Şekil-5: Alçak Geçiren Filitre

Faz kilitlemeli sistemin kararlılığı:

Kilitlenme oluştuktan sonra gerilim kontrollü osilatörün frekansı biraz değişirse, çıkış işaretinin fazı da giriş işaretine göre değişecektir. Bu durumda karşılaştırma devresi çıkışında bir hata gerilimi oluşur ve bu gerilim kaymayı düzeltecek yönde etki eder. Geri beslemede hatası ölçülen büyüklük fazdır ve sistemin hata büyüklüğünü sıfıra götürecek biçimde çalışması gerekir. Devre geri beslemeli bir sistem olarak düşünülürse, giriş büyüklüğü olarak giriş işaretinin fazının, geri besleme olarak da gerilim kontrollü osilatörün fazının dikkate alınması gerekir. Faz ile frekansın integrali olduğundan, VCO’nun kazancının K_o/s şeklinde ifade dilmesi gerekir. Bu durumda , aşağıdaki çevrim elde edilir. Bu blok şema faz kilitlemeli çevrimin lineer modeli olarak da isimlendirilir. Yapıdaki K_A(S) büyüklüğü çevrim üzerine yerleştirilen kuvvetlendiricinin transfer fonksiyonunu vermektedir. F_(S) alçak geçiren süzgecin transfer fonksiyonu, K_D faz karşılaştırma devresinin kazancı, K_O/S terimi de VCO’nun kazancıdır. Kuvvetlendiricinin frekans bandı alçak geçiren süzgecin frekans bandından çok daha geniştir; dolayısıyla sistemin band genişliğini alçak geçiren süzgeç tayin eder.

Sekil-6: Faz Kilitlemeli Çevrimin Lineer Modeli

Sistemin açık çevrim kazancı;

T_(S)= = K_T* şeklindedir.

Sisteme geri besleme uygulandığında , transfer fonksiyonu;

T_{K (S)} = olur.

Kilitlenme band genişliği:

Çıkış işaretinin giriş işaretine kilitlenebildiği bölge kilitlenme band genişliği olarak isimlendirilir. En basit süzgeç yapısının kullanılması halinde

∆ωc =

bağıntısıyla belirlenir. Kilitlenme band genişliği süzgeç özelliklerine bağlıdır. Süzgeç zaman sabiti arttırılırsa. Kilitlenme band genişliği de daralır. Başka tip süzgeç yapılarının kullanılması halinde

∆ωc= K_T . [ F(j∆ωc) ]

bağıntısıyla bulunabilir.

Kilitli kalma band genişliği :

Bir kere kilitlendikten sonra sistemin kilitli kaldığı frekans bölgesi kilitli kalma band genişliği olarak isimlendirilir ve

∆ωL = K_T

şeklinde tanımlanır. Sistemin açık çevrim kazancı K_T yükseltilerek kilitlenme oluştuktan sonra geniş bir içerisinde kilitli kalma sağlanabilir.

ÖZET:

Faz kilitleme devresi (PLL= phsae –locked loop) geri besleme işaretinin frekans ve fazının, giriş işaretinin fazına ve frekansına kilitlenme ilkesine dayanan bir sistemdir. Giriş işaretinin dalga şekline ilişkin bir sınırlama yoktur. Faz kilitleme çevrimlerinin ilk uygulaması, 1932 yılında radyo işaretlerinin aranması amacıyla kullanım alanı bulmuştur.

Günümüzde monolitik (tektaş) faz kilitlemeli çevrim tekniği, FM dedektörlerin, stereo demodülatörlerin, ton kod çözücülerin, frekans sentezleyicilerin temel yapı bloku olmuştur. Süzgeçleme, işaret dedektörü olarak kullanılma ve motor hız kontrolü de faz kilitlemeli çevrimin diğer uygulama alanları arasında sayılabilir. Faz kilitlemeli çevrim sistemleri analog veya sayısal elemanların birlikte kullanılması yoluna gidilmektedir.

Temel PLL çalışmasını aşağıdaki blok diyagram üzerinden anlatalım:

Giriş

fD

yükselteç

Alçak geçiren filtre

Faz dedektörü

f_i-f_o çıkış

f_i V_D V_k

VCO “f_n”

f₀

f_o=f_n+f

(a)

Şekil-7: PLL Temel Blok Diyagramı

İlk önce, döngü kilitlendiği zaman (giriş sinyali frekansı ile VCO’nun frekansı aynıdır), faz kilitlemeli döngü içerisindeki çeşitli devrelerin çalışçasına bakalım. Giriş sinyal frekansı ile VCO’dan karşılaştırma devresine gelen frekans aynı olduğu zaman, çıkış larak alınan V_D gerilimi, VCO’yu giriş sinyali ile kilitli tutmak için gerekli değerdir. Ardından VCO, giriş frekansında sabit genlikli kare dalga sinyali üretir. En iyi çalışma, VCO merkez frekansının (f_o), kendi doğrusal çalışma aralığının ortasındaki dc öngerilim noktasına ayarlanması ile elde edilir. Yükselteç, filtre devresinin çıkışı olarak elde edilen dc gerilimin ayarlanmasını mümkün kılar. Döngü kilitli olduğu zaman, karşılaştırıcıya uygulanan iki sinyal, aynı fazda olmasa da aynı frekanstadır. Karşılaştırıcıya uygulanan iki sinyal arasındaki sabit faz farkı, VCO için sabit bir dc gerilimi oluşturur. Bu durumda giriş sinyali frekansındaki değişmeler, VCO’ya uygulanan dc gerilimin değişmesine neden olur. Yakalama ve kilitleme frekans aralığında dc gerilimi, VCO frekansını sürerek giriş frekansıyla eşitlenmesini sağlar.

Döngü, kilitlenme durumuna geçmeye çalışırken, faz karşılaştırıcının çıkışı, karşılaştırılan sinyallerin toplam ve fark sinyal bileşenlerini içerir. alçak geçiren filtre, döngünün, giriş ile VCO sinyalleri arasında kilitleme sağlayabilmesi için sinyalin sadece alçak frekans bileşenlerini geçirir.

VCO’nun sınırlı çalışma aralığı ve PLL devresinin geri besleme bağlantısından dolayı, PLL için belirlenen iki önemli frekans bandı vardır. PLL’in yakalama aralığı, döngünün giriş sinyali ile kilitlenme sağlayabildiği VCO serbest çalışma frekansı f_o civarında merkezlenen frekans aralığıdır. PLL, yakalamayı gerçekleştirdikten sonra, kilitleme aralığı olarak adlandırılan biraz daha geniş frekans aralığında giriş sinyali ile kilitlenmeyi sürdürür.

PLL’in bazı değerlerini verecek olursak;

Sistemin açık çevrim kazancı:

T_(S)= = K_T*

Sisteme geri besleme uygulandığında , transfer fonksiyonu :

T_{K (S)} =

Kilitlenme band genişliği:

Çıkış işaretinin giriş işaretine kilitlenebildiği bölge kilitlenme band genişliği olarak isimlendirilir. En basit süzgeç yapısının kullanılması halinde

∆ωc =

bağıntısıyla belirlenir.

Kilitli kalma band genişliği :

Bir kere kilitlendikten sonra sistemin kilitli kaldığı frekans bölgesi kilitli kalma band genişliği olarak isimlendirilir ve

∆ωL = K_T şeklinde tanımlanır.

Deneyde Kullanılan PLL Devresi :

Şekil-A: Deneyde kullanılan ve 4046 entegresi ile gerçeklenmiş PLL devresi.

Deney sonucunda yapılan ölçümler ile PLL’in kilitlenme ve kilitli kalabilme bölgelerine ilişkin frekans değerleri aşağıdaki verildiği biçimde ölçülmüştür;

f₁ : 100 KHz

f₂ : 120 KHz

f₃ : 108 KHz

f₄ : 85 KHz

Bu andaki potansiyometre değerleri ise;

P₁ ( R1’e seri bağlı pot) : 26.5 KΩ

P₂ ( R2’ye seri bağlı pot ) : 14.2 KΩ

P₃ ( R3’e seri bağlı pot ) : 368 KΩ olarak ölçülmüştür.

f_min = f₄ = = = 40 KHz

f_max = f₂ = + f_min = = 66.547 KHz

olarak hesaplanabilir.

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Deney No : 2

Deneyin Adı : Gerilim Kontrollü Osilatör (VCO)

Deneyin Amacı : Bir osilatör devresinde, giriş sinyalinin geriliminin değişimine karşılık çıkış sinyalinin frekans değişiminin gözlenmesi.

Deney Tarihi : 04.03.2002

Teslim Tarihi : 11.03.2002

Hazırlayan :

Serkan SAYGI 980207065

Oğuzhan ÖZCAN 980207016

Deney Grubu : C – 2

Deneyde Kullanılan Malzemeler ve Cihazlar:

1 Adet 470W Direnç 1 Adet BC 238 Transistör

2 Adet 1KW Direnç 1 Adet 74123 Entegre

1 Adet 3.9KW Direnç 1 Adet 566 Entegre

1 Adet 4.7KW Direnç 4 Adet 1N 4148 Diyot

1 Adet 5KW Potansiyometre 1 Adet Osiloskop

2 Adet 10KW Direnç 1 Adet Multimetre

1 Adet 18KW Direnç 1 Adet Sinyal Jenaratörü

1 Adet 220pf Kondansatör 1 Adet 5V ve 12V DC Güç Kaynağı

2 Adet 1 μf Kondansatör 1 Adet 3......10V Ayarlı DC Güç Kaynağı

İşlem Basamakları:

17. Şekil-1’deki devreyi kurunuz. Ayarlı gerilim kaynağını 3V ila 10V arasında değiştirerek çıkış işaretinin frekans değişimini gözleyiniz ve sonuçları Tablo 1’e kaydediniz. Elde ettiğiniz değerlere karşılık gelen V_i - f grafiğini çiziniz.

18. Şekil-2’deki devreyi kurunuz. Potansiyometreyi ayarlayarak 566 Entegresinin, 5 nolu giriş ucundaki gerilimin seviyesini değişik değerlere ayarlayarak bu değerleri Tablo-2’ye kaydediniz. Ayrıca 566’ın 3 ve 4 nolu çıkış uçlarındaki işaretleri ayrı ayrı çiziniz.

İşlem-1:

Şekil-1 : 74123 Entegresi ile Gerçekleştirilen VCO Uygulama Devresi

Grafik-1 : Vi=3V ve Vo=2V için çıkış sinyali

Vi (V)	Vo (V)	f (Hz)
3	2	555
4	2	500
5	2	454
6	2	400
7	2	333
8	2	277
9	2	217
10	2	150

Tablo-1 : Şekil-1’e ait ölçüm sonuçları

NOT: Giriş gerilimi 1.5V’u geçtiği andan itibaren VCO (Voltage Controlled Oscillator) çalışarak giriş geriliminin değerine göre çıkış frekansının değerini değiştirmektedir.

Doğal Frekans: Şekil-1’deki devredeki 3.....10V ayarlı DC gerilim kaynağının değeri 0 iken çıkışta elde edilen sinyalin frekansıdır.

Grafik-2 : Giriş Gerilimi-Çıkış Frekansı Eğrisi

YORUM: Şekil-1’deki devrede 74123 Entegresi 2 adet monostable multivibratörden oluşmaktadır. Monostable vibratörlerden biri çıkış sinyalinin pozitif kısmını, diğeri ise negatif kısmını oluşturmaktadır.

Girişteki 3.....10V’luk ayarlı DC gerilim değeri değiştikçe kondansatörlerin şarj ve deşarj süreleri de değişmektedir. Dolayısıyla pozitif ve negatif çıkış sinyallerinin frekansı değişmektedir. ( F=1/T) Kondansatör değerleri birbirine eşit olduğundan pozitif ve negatif sinyallerin periyotları yaklaşık olarak eşittir. Bu durum Grafik-1’de açıkça görülmektedir.

Tablo-1’den elde edilen ölçüm sonuçlarına göre Şekil-1’deki giriş gerilim değeri arttıkça çıkış frekansı düşmektedir. Çünkü kondansatörün şarj olması gereken gerilim değeri, dolayısıyla şarj süresi artmaktadır. Zaman ile frekans ters orantılı olduğundan dolayı frekans düşmektedir.

Tablo-1’deki ölçüm değerleri sonucunda Grafik-2’de Vi-F karakteristiği çıkarılmıştır. Görüleceği üzere giriş gerilimi arttıkça frekans azalmaktadır.

İşlem-2:

Şekil-2 : 566 Entegresi ile Gerçekleştirilen

VCO Uygulama Devresi

Vi (5 nolu uç) V	fo(KHz)	Vo (V)
9.1	250	3.6
9.5	208	3.6
10	166	3.6
10.3	156.25	3.6
10.6	113.63	3.6
11	80.64	3.6
11.5	35.08	3.6
11.7max	19.60	3.6

Tablo-2 : Şekil-2’ye ait ölçüm sonuçları

Grafik-3 : 566 Entegresinin 3 ve 4 nolu çıkışları

YORUM: Şekil-2’deki devrede gerilim kontrolü 566 (VCO) Entegresinin 5 numaralı girişinden yapılmaktadır.

470Ω ve 18 KΩ’luk dirençler ile 5KΩ Potansiyometre gerilim bölücü direnç olarak çalışmaktadır. Potansiyometrenin değeri değiştikçe 5 nolu uçtaki giriş gerilimi de değişmektedir. Çıkış sinyalinin frekans değeri aşağıdaki gibi hesaplanmaktadır:

V⁺ = 566’ın besleme gerilimi

V_c = R2’nin alt kısmı ile R3 Dirençlerinin üzerine düşen toplam gerilim değeri

R = 6 nolu uca bağlı olan direnç değeri

C = 7 nolu uca bağlı olan kondansatör değeri

Fomülden ve Şekil-2’den de görüldüğü gibi çıkış frekansını V⁺, V_c, R ve C değerleri belirlemektedir.

DENEY ÖNCESİ YAPILAN SINAVDA SORULAN SORULAR

1-) 74123 Entegresinin iç yapısını çiziniz

2-) Şekil-2’deki devreyi kullanarak, çıkış işaretinin frekansının minumum 10KHz ve maksimum 100KHz olmasını sağlayacak direnç değerlerini hesaplayınız.

Name :

No :

Nick Name :microelectronic®

ICQ :92296182

Kendinize iyi bakın arkadaşlar.........

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Deney No : 3

Deneyin Adı : Ölçüm Yükselteçleri

Deneyin Amacı : NTC’nin Karakteristiğinin Çıkarılması

NTC’nin Ölçüm Yükselteci Olarak Kullanılması

Deney Tarihi : 11.03.2002

Teslim Tarihi : 18.03.2002

Hazırlayan :

Serkan SAYGI 980207065

Oğuzhan ÖZCAN 980207016

Deney Grubu : C – 2

Deneyde Kullanılan Malzemeler ve Cihazlar:

4 Adet 1KW Direnç 1 Adet Osiloskop

4 Adet 10KW Direnç 2 Adet Multimetre

1 Adet 5KW Potansiyometre 1 Adet ±10V DC Güç Kaynağı

1 Adet 10KW Potansiyometre 1 Adet LM 324 Entegre

1 Adet 10KW NTC 1 Adet Isıtıcı Kap

1 Adet Termometre

İşlem Basamakları:

19. Isıtıcı kabın içerisini su ile doldurun. Termometreyi ısıtıcı kabın içerisine daldırın. Isıtıcı kabın içerisindeki suyu kaynattıktan sonra ısıtıcı kabın fişini prizden çıkarın. Ölçü aletini ohm kademesine alarak termistörün uçlarına bağlayın ve termistörü ısıtıcı kabın içerisine daldırın. Kaynama sıcaklığından itibaren 5ºC’lik azalımlarla termistörün direncini ölçü aletinden okuyup direnç değeri ile sıcaklığı bir tablo halinde düzenleyin. Sıcaklığa bağlı olarak ölçülen termistör direnç değerlerini grafik kağıdına, yatay eksende (X) sıcaklık, düşey eksende (Y) termistör direnci olacak şekilde çiziniz.

20. Şekil-1’deki devreyi kurunuz. Ölçüm yükselteci kazancını ve köprü devresi direnç değerlerini öyle seçiniz ki, 25ºC için Vo çıkış gerilimi 10V olsun. Elde ettiğiniz sıcaklık değerlerine karşılık gelen Vo çıkış gerilim değerlerini tabloya kaydediniz. Elde ettiğiniz sonuçları yorumlayınız.

Sıcaklık (ºC)	Direnç (KΩ)	Gerilim (V)
15	9.53	8.48
20	7.15	8.47
25	5.53	8.47
30	4.58	8.46
35	3.80	8.45
40	3.25	8.43
45	2.69	8.42
50	2.25	8.30
55	2.01	8.39
60	1.73	8.38
65	1.54	8.36
70	1.38	8.35
75	1.32	8.34
80	1.27	8.32
85	1.27	8.30
90	1.09	8.29
95	0.95	8.27
100	0.93	8.26
Tablo-1: Şekil-1’deki Devreye Ait Ölçüm Sonuçları

YORUM: Şekil-1’deki devrede +V girişinde bulunan 10KΩ’luk iki direnç gerilim bölücü olarak çalışmaktadır.

Devreye +V gerilimi (10V) verildiği anda A1 op-amp’ının + girişinde gerilim bölücüden dolayı 5V vardır. A2 op-amp’ının + girişindeki gerilim değeri ise R potansiyometresi ile ayarlananbilmektedir. Çıkış gerilimi 10V olcak şekilde R potansiyometresinin değeri değiştirilir. Daha sonra devrede bulunan NTC devre elemanı ısıtılmak üzere hazırlanan kabın içerisine konur. Sıcaklık değeri arttıkça NTC’nin direnci de azalır ve bu durumda A2 op-amp’ının + girişindeki gerilim NTC’nin değeri ile doğru orantılı olarak artar.

A3 op-amp’ı, A2 ve A1 op-apm’larının çıkışlarındaki gerilim farkını alarak çıkışa yansıtmaktadır. İlk olarak çıkışın +10V’a nasıl çekildiğini açıklayalım;

Girişteki R potansiyometresinin değeri azaltılarak A2 op-amp’ının + girişindeki gerilimin minumum değerde olması sağlanır. A1 op-amp’ının da + girişinde ise (gerilim bölücüden) 5V vardır. A1 ve A2 fark yükselteci olarak çalıştığından, + girişlerindeki gerilimden – girişlerindeki gerilimi çıkararak çıkış gerilimi verirler. a’R potansiyometresinin belli bir değere getirildiğini düşünelim. Bu durumda A1 çıkışında +5V, A2 çıkışında ise -5V olsun. A3 op-amp’ı da aynı şekilde fark alacağından çıkışta (Vo) +5V-(-5V) = 10V ’luk bir gerilim değeri elde edilir.

Şimdi de NTC’nin direnç değeri değiştikçe çıkış geriliminin nasıl düştüğünü açıklayalım;

Bunu, devrenin çalışmasını tersten anlatarak yapalım. Çıkış geriliminin +10V’dan daha düşük değerler alabilmesi için A3’ün – girişindeki gerilim değerinin azalması gerekir. Bu da A2’nin + girişindeki gerilimin artması ile mümkündür. Bu artış şu şekilde meydana gelir. Bilindiği gibi sıcaklık arttıkça NTC’nin değeri azalmaktadır. Sıcaklık arttığında NTC,R ve Rpot gerilim bölücü olarak çalıştığından NTC+R dirençleri üzerine düşen gerilim azalacaktır. Rpot üzerine düşen gerilim ise artacaktır ve böylece A2’nin + girişindeki gerilim değeri de artmış olacaktır.

DÖNÜŞTÜRÜCÜLER VE SENSÖRLER

Bir dönüştürücü enerjiyi bir şekilden diğerine dönüştürür. Bu bölümde bazı ölçüm teknikleri, tipik sensörler ve dönüştürücüler tartışılacaktır.

1. I s ı

Isıyı elektriksel işaretlere dönüştürmek için bir kaç yöntem vardır; bu yöntemler termoküpleler termistor elemanları, kızıl ötesi sensörler ve ısı entegrelerini kapsamaktadır.

Termoküpl Elemanı

Termoküpl elemanları iki metalin tek bir jonksiyonda birleştirilmesi ile oluşan problardır. Bir metaldeki serbest elektronların sayısı metalin sıcaklığına ve tipine bağlıdır. Eğer iki farklı metal birleştirilirse, birleşme noktasında sıcaklık ile direkt olarak değişen bir gerilim farkı üretir (verilen bir derece üstünde).

Bu sensör ölçüm ve referans jonksiyonlarından oluşur (genelde sıcak ve soğuk jonksiyonlar olarak bilinirler) Şekil- (4.2)’den de görüleceği gibi, üretilen gerilim iki metalin sıcaklıkları arasındaki fark ile orantılıdır.

Tipik bir termoküpl elemanın dönüştürme eğrisi Şekil-(4.3)’te gösterilmiştir. Bu durumda termoküpl elemanının dönüştürme faktörü 2mv başına 50 ⁰C veya 25 ⁰C/mV şeklinde gösterilir. Termoküpl elemanının çıkışında 0 ile + 5 V arasında bir gerilim elde etmek için normal bir kuvvetlendirici ile termoküpl elemanın çıkışı kuvvetlendirilmektedir.

Kullanılan üç ana tip sıcaklık dönüştürücüleri vardır, bunlar:

· K-tipi (-50 ⁰C ile + 1000 ⁰C),

· T tipi ( -100⁰ C ile + 325⁰ C) ,

· J-tipi (-25⁰ C ile + 1000 ⁰C ) dönüştürücülerdir.

K-tipi: nikel - kromiyom / nikel - alaminyom,

T-tipi: bakır / bakır - nikel,

J - tipi: ise demir / bakır - nikel’den yapılmaktadır. Bir termoküpl elemanın doğruluğu ± 1⁰ C civarındadır.

Termistör

Termistör elemanı, yüksek sıcaklık aralıklarında beklenen bir direnç değişimlerine sahip, özel olarak tasarlanmış bir dirençtir.

Bu eleman ya negatif sıcaklık katsayılı (ntc) veya pozitif sıcaklık katsayılı (ptc) olabilmektedir Genelde termistör elemanları ya boncuk tipi (cam veya metal kılıf içinde) veya disk tipinde olabilir. Bunlar genelde 25 ⁰C sıcaklığındaki direnç değerleri ise, sınıflandırırlar. Standart termistörlar 1kn, 4.7 kW , 47 kW , 220 k W , 470 kW , ve 350 k W’luk standart değerlerine sahiptir. Her biri, direnci ile sıcaklığı arasındaki ilişkiyi gösteren standart kalibrasyon tablosuna sahiptir. Örnek olarak tipik termistor elemanı - 60 ⁰C’de 100 k W , -30⁰ C’de 10 kW , 25 ⁰C’de 1kW ve + 100⁰ C’lik sıcaklıkta 100 olabilmektedir. Tipik toleranslar ±10 % ‘dur.

Kızıl Ötesi Sensörler

Bir cisim tarafından yayılan kızıl ötesi enerji o cismin sıcaklığı ile orantılıdır. Bu enerjiyi ölçerek cismin sıcaklığı hakkında bilgi edinmek mümkündür. Bu yöntem cismin renk haritasını çıkartmakta kullanılır. Öyleki bu cismin renkleri diğer sabit renkli bir referans cisim ile karşılaştırılır. Sensörün objeye direkt temas halinde olmadığından (bitişik olmayan test) bu yöntem çok sıcak cisimlerle kullanıldığında (güneş veya fırın gibi) oldukça yararlı olmaktadır.

Diğer taraftan bu yöntem tümör deteksiyonu, enkaz altındaki sağ kalanların bulunmasında ve ısı kaybının ölçülmesi için evlerin termal fotoğraflarının alınması gibi dakika işaretlerinin (minute signals) deteksiyonunda kullanılır.

Isı Sensörü Entegreleri

Tipik bir ısı sensörü entegresi LM35’tir. Bu entegre her⁰C başına 10 mV’luk Lineer gerilim değişimine sahiptir ve doğruluğu ± 0,4 ⁰C’tir.

2. Basınç Ölçümleri

Basınç ölçümleri ses kaydı, köprüler üzerindeki gerinimi, makinaların tartılmasında ve buna benzeri uygulamalarda kullanılır.

Gerinim Ölçer (strain gauge) Elemanı

Bir iletkenin direnci o cismin iletkenliği, uzunluğu ve arakesitin alanı ile orantılıdır. Bu ilişki

R = rL/A bağıntısıyla verilir.

Burada; R = direnç (W)

L = uzunluk ( m )

A= ara kesit alanı ( m²)

r= iletkenlik (W.m )

Elastik bir metal gerilirse, Şekil-(4.4)’te görüldüğü gibi, metalin uzunluğunda ve enine kesit alanında nispeten küçük bir değişim meydana gelir. Böylece metalin direnci uzunlukla doğru orantılı olarak değişecektir. Uzunluktaki bu değişim gerinim ile değiştiğinden direncin değeri de gerinim ile hemen hemen doğru orantılı olarak değişecektir.

Gerinim ölçerler basınç , kuvvet, tork ve hareket miktarlarının ölçülmesinde kullanılırlar. Tipik olarak gerinim ölçerler, Şekil-(4.5)’te görüldüğü gibi, polyesterden yapılmış basılmış devre Levhası (PCB) üzerinde yerleştirilmiş alaminyom veya bakır - nikel yaprak şeritlerden oluşurlar. Bundan sonra ise gerinim ölçer kuvvetlendiricisi bu direnç değişimini, gerilim seviyesine dönüştürmekte kullanılır. Şeritler için en yaygın olarak kullanılan metal ise, direnci gerçekten gerinim ile orantılı değişen bakır - nikel alaşımıdır.

Kapasitif Dönüştürücüler

Paralel plakalı kapasitörlerin kapasiteleri , plakaların alanı ile doğru orantılı , ve plakalar arasındaki uzaklık ile ters orantılı olarak değişir. Bu ilişki

C=e₀ . A/d [F] bağıntısıyla verilir.

Burada e₀ = 8.854 x 10^-12 F.m ^-1 ‘dir.

Uzaklık veya konum yer değişiminin ölçümü, ara kesit alanını sabit tutup plakalar arasındaki uzaklığı değiştirerek veya plakalar arasındaki uzaklığı sabit tutup ara kesit alanını değiştirerek mümkündür. Uzaklık ölçümlerinde plakalardan biri sabit tutulup diğer plaka buna paralel olarak hareket ettirilir. Şekil - (4.6)’da görüldüğü gibi arakesit alanı sabit kalacağından, plakaların kapasitesi aralarındaki uzaklık ile orantılıdır.

Konum değişim ölçümünde plakalardan biri sabit tutulurken diğeri hareket ettirilir. Böylece plakalar arasındaki ortak arakesit alanı değişecektir. Şekil-(4.7)’de görüldüğü gibi, plakalar arasındaki uzaklık sabit olduğundan kapasitenin değeri kaydırma ile indirekt olarak değişecektir.

Kapasitif dönüştürücüler tipik olarak basınç sensörleri olarak kullanılırlar. Plakalardan biri sabit tutulup diğer plaka hareket edebiliyorsa, o zaman kapasitenin değeri uygulanan basınç ile değişecektir. Benzer yöntemler kullanarak manyetik alanlara dayalı indüktanslı dönüştürücüler yapılabilir. Bu yöntemler diğer eşdeğer kapasitif yöntemlerden daha az Lineer olup metal cisimlerin varlığına ilişkin deteksiyon işlemlerinde kullanılırlar.

Piezo - Elektrik Kristaller

Kurvatz kristale bir kuvvet uygulandığında küçük bir elektromotor (gerilim seviyesi) üretir. Bu gerilim uygulanan basınç ile orantılı olarak değişir ve büyük değişim aralığına sahip sabit bir dönüştürme faktörüne sahiptir (tipik olarak 0,05 (V/m)/ (N/m²)).

Piezo - elektrik kristaller son derece doğru sonuçlar verip yüksek çözünürlüklere sahiptirler. Tipik olarak bu dönüştürücüler titreşimli monitörlardaki basınç sensörlerinde olduğu gibi nispeten küçük basınç değişimlerinin ölçülmesinde kullanılırlar. Buna ilaveten tipik mikrofonlar ve akustik gitarlardaki algılıyıcılarda olduğu gibi sesi elektriksel enerjiye dönüştürmekte kullanılırlar. Üretilen işaret son derece küçük genlikli olup , algılama gürültüsü zayıf bağlantılar ve uygun olmayan kablolardan etkileneceğinden bu dönüştürücülerde problemler ortaya çıkabilmektedir.

Piezo - elektrik hücreler ses ötesi gibi yüksek frekanslı işaretlerin iletimi ve deteksiyonunda kullanılırlar. Bu ise cisimlerin deteksiyonu, mesajların iletilmesi, eko-tarama sensörlerine benzer uygulamalarda kullanılırlar.

3. Pozisyon

Bir cismin pozisyonu aşağıdaki yöntemlerle saptanabilir:

· Objeden yansıyan güçlü radyo veya ses ötesi dalgaların dedekte edilmesiyle, o cismin konumu hakkında önemli bilgiler edinilebilir.

· Kapasitif, rezistif ve indüvi dönüştürücüler gibi pasif elektriksel yöntemler.

4. S e s

Ses, hava basıncındaki değişimin elektriksel işarete dönüştürmekle dedekte edilir. Şekil - (4.8)’de gösterildiği gibi ses dalgaları nispeten güçlü olduğunda tipik olarak kapasitif dönüştürücüler kullanılırken, küçük işaretler için piezo - elektrik dönüştürücüler kullanılır.

5. Hız ve Ivme

Hız konumun zamana göre değişimdir. Ivme ise hızın zamana göre değişimi olarak tanımlanır.

Hız ve ivme ölçümleri normal olarak kütlesi belirlenmiş bir test cisminin, pozisyonundaki değişimin deteksiyonu amacıyla, gerinim ölçerler veya pozisyon gözlemleyiciler aracı ile yapılırlar.

6. Işık

Foto-akım: Fotodiyotlar ve foto tranzistorlar.

Fotodiyotlar ve fototranzistorlar ışık enerjisini (fotonlar) elektriksel akıma dönüştürürler. Bunların sembolleri Şekil- (4.9)’da verilmiştir. Bu işlem bir yarı iletken maddede üretilen serbest elektron sayısının yüzeyine düşen ışık şiddeti ile orantılı olması gerçeğine dayanır. Fotodiyat ters kutuplama modunda çalıştırılmalıdır. Üretilen ters kutuplama akımı yüzeye düşen ışık şiddetinin bir ölçüsüdür. Doğru yarı iletken seçimiyle bu dönüştürücüler kızıl ötesi, görünür ışık ve mor ötesi bölgelerde çalışabilirler.

Temel galiyum arsenit (GaAs) fotodiyodu kızıl ötesi ışığı dedekte eder. Eğer buna fosfat eklenirse portakal-kırmızı ışığı dedekte edebilir. Galiyum fosfat ise görünür yeşil ışığı dedekte edebilmektedir.

Foto - iletken Hücreler

Foto - iletken hücrenin direnci üzerine düşen ışık ile değişir. Tipik olarak bu tür sensörler otomatik cadde aydınlatma sistemlerinde kullanılırlar.

Foto gerilim Hücreleri

Foto-gerilim hücrenin gerilimi üzerine düşen ışık ile orantılıdır. Tipik bir hücre silinyomdan yapılmış olup birçok fotoğraf makinalardaki ışık şiddeti ölçerlerinde kullanılır.

7. Akış

Akışı ölçmekte kullanılan üç temel yöntem aşağıda açıklanmıştır:

(1)Turbin- Şekil- (4.10)’da gösterildiği gibi bir akış ölçeri manyetik algılayıcıya bağlı olan küçük esnek (axial ) türbinden oluşur. Algılayıcı çıkışının dijital frekansı akış miktarı ile orantılıdır. Bu ise frekans-gerilim dönüştürücüsü kullanarak gerilime dönüştürülebilir.

(2) Elektromanyetik - Bir elektromanyetik ölçer :

Faraday’in manyetik indüksiyon prinsiplerine dayanır. Izole edilmiş bir çift elektrod arasındaki indüklenen gerilim aralarından geçen sıvının hızı ile orantılıdır.

Bu yöntemin ölçüm sırasında sıkıntı vermemesi bir avantajdır, ancak büyük boyutlara sahiptir. Diğer taraftan elektriği iyi ileten bir sıvı gerektirmektedir.

(3) Doppler - Bir Doppler dedektörü akış miktarlarının deteksiyonu için Doppler -kayma prensiplerini kullanılmaktadır. İletilen ve yansıyan ses ötesi dalgaları arasındaki fark akış miktarının bir ölçüsüdür.

NTC :

NTC direnci ısıyla kontrol edilen bir direnç türüdür. NTC ısıla ters orantılı olarak direnç değiştirir. Yani ısı arttıkça NTC’nin direnci azalır. Isı azaldıkça da NTC’nin direnci artar. Yan tarafta NTC'nin sembolü görülmektedir.

PTC :

PTC ise NTC’nin tam tersidir. Isıyla doğru orantılı olarak direnci değişir. Yani ısı artıkça direnci artar, ısı azaldıkça da direnci azalır. Yan tarafta PTC'nin sembolü görülmektedir.

Foto Direnç (LDR) :

Foto direnç üzerine düşen ışık şiddetiyle ters orantılı olarak, ışık şiddeti arttığında direnci düşen, ışık şiddeti azaldığında ise direnci artan bir devre elemanıdır. Foto direnç AC ve DC akımda aynı özellikleri gösterir. Yan tarafta foto direncin sembolü görülmektedir.

DENEY ÖNCESİ YAPILAN SINAVDA SORULAN SORU

Deney ön hazırlığında bulunan 3.madde (transfer fonksiyonunun elde edilmesi) ?

Name :

No :

Nick Name :microelectronic®

ICQ :92296182

Kendinize iyi bakın arkadaşlar.........

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Deney No : 5

Deneyin Adı : TST 298 Telefon Sistemi

Deneyin Amacı : Telefon Santralinin İşleyişinin Anlaşılması ve Öğrenilmesi

Deney Tarihi : 18.03.2002

Teslim Tarihi : 25.03.2002

Hazırlayan :

Serkan SAYGI 980207065

Oğuzhan ÖZCAN 980207016

Deney Grubu : C – 2

Deneyde Kullanılan Malzemeler ve Cihazlar:

1 Adet TST 298A Hat Devreli Modülü (Line Circuits)

1 Adet TST 298B Dijit Alıcı Modülü (Dijit Receivers)

1 Adet TST 298C Anahtarlama Matrisi (Switch Matrix)

1 Adet TST 298D Kontrol Arayüz Modülü (Control Interface)

1 Adet TST 298E Ton Jeneratör Modülü (Tone Genarator)

1 Adet TST 298F Güç Kaynağı Modülü (Power Supply)

1 Adet TST 298M Güç Kaynağı Modülü (Power Supply)

1 Adet TST 298BD veya TST 298DD Yazılım Diski

1 Adet Osiloskop

1 Adet Bilgisayar

İşlem Basamakları:

21. TEST-1 (Başarılı bir çağırma işlemi)’ni gerçekleştiriniz.

22. TEST-2 (Geçersiz ve meşgul arama)

23. TEST-3 (Tıkanma)

24. TEST-4 (Meşgul ton (ET) ve geçersiz numara (NU) tonu

25. TEST-5 (Geri zil sesi (Ring Tone-RT))

26. TEST-6 (Çevir sesi (Dial Tone-DT))

27. TEST-7 (Dijit Alıcısı-DR)

28. TEST-8 (Dijit alıcılarına erişim)

29. TEST-9 (Junctor Bulma)

30. TEST-10 (Tıkanma durumunda junctor tahsisi)

İşlem-1:

5.1.3 Test 1-a: 12 nolu abone telefonu kaldırıyor.

Directory Number	10	11	12	13	14	15	16	17
Equipment Number	0	1	2	3	4	5	6	7
Off-Hook Map	0	0	1	0	0	0	0	0
Busy Line Map	0	0	1	0	0	0	0	0
J0 Switch Map J1 JE	0	0	1	0	0	0	0	0
	0	0	0	0	0	0	0	0
	0	0	0	0	0	0	0	0
Tones	0 MF	0 RT	0 NU	1 DT	0 MF	0 RT	0 NU	0 DT
Junctor State 1	Junctor 0				Junctor 1
Calling Line	12
Call State	1
First Digit
Second Digit
Required Line
Alerting Map	0	0	0	0	0	0	0	0
Congest’n Map

5.1.3 Test 1-b : 12 nolu telefondan 14 nolu telefon aranıyor.

Directory Number	10	11	12	13	14	15	16	17
Equipment Number	0	1	2	3	4	5	6	7
Off-Hook Map	0	0	1	0	1	0	0	0
Busy Line Map	0	0	1	0	1	0	0	0
J0 Switch Map J1 JE	0	0	1	0	1	0	0	0
	0	0	0	0	0	0	0	0
	0	0	0	0	0	0	0	0
Tones	0 MF	1 RT	0 NU	0 DT	0 MF	0 RT	0 NU	0 DT
Junctor State 1	Junctor 0				Junctor 1
Calling Line	12
Call State	5
First Digit	1
Second Digit	4
Required Line	14
Alerting Map	0	0	0	0	1	0	0	0
Congest’n Map

5.1.3 Test 1-c : 12 den 14 aranırken 14 nolu telefon kaldırılıyor.

Directory Number	10	11	12	13	14	15	16	17
Equipment Number	0	1	2	3	4	5	6	7
Off-Hook Map	0	0	1	0	1	0	0	0
Busy Line Map	0	0	1	0	1	0	0	0
J0 Switch Map J1 JE	0	0	1	0	1	0	0	0
	0	0	0	0	0	0	0	0
	0	0	0	0	0	0	0	0
Tones	0 MF	0 RT	0 NU	0 DT	0 MF	0 RT	0 NU	0 DT
Junctor State 1	Junctor 0				Junctor 1
Calling Line	12
Call State	1
First Digit	1
Second Digit	4
Required Line	14
Alerting Map	0	0	0	0	0	0	0	0
Congest’n Map

5.1.3 Test 1-d : 12 nolu telefon kapatılıyor.

Directory Number	10	11	12	13	14	15	16	17
Equipment Number	0	1	2	3	4	5	6	7
Off-Hook Map	0	0	0	0	1	0	0	0
Busy Line Map	0	0	0	0	1	0	0	0
J0 Switch Map J1 JE	0	0	0	0	1	0	0	0
	0	0	0	0	0	0	0	0
	0	0	0	0	0	0	0	0
Tones	0 MF	0 RT	0 NU	1 DT	0 MF	0 RT	0 NU	0 DT
Junctor State 1	Junctor 0				Junctor 1
Calling Line	14
Call State	1
First Digit
Second Digit
Required Line
Alerting Map	0	0	0	0	0	0	0	0
Congest’n Map

5.1.4 Test 2-a : 12 nolu telefondan geçersiz bir numara aranıyor. Biz 15 ‘i aradık.

Directory Number	10	11	12	13	14	15	16	17
Equipment Number	0	1	2	3	4	5	6	7
Off-Hook Map	0	0	1	0	0	0	0	0
Busy Line Map	0	0	1	0	0	0	0	0
J0 Switch Map J1 JE	0	0	1	0	0	0	0	0
	0	0	0	0	0	0	0	0
	0	0	0	0	0	0	0	0
Tones	0 MF	0 RT	1 NU	0 DT	0 MF	0 RT	0 NU	0 DT
Junctor State 1	Junctor 0				Junctor 1
Calling Line	12
Call State	5
First Digit	1
Second Digit	5
Required Line	NU
Alerting Map	0	0	0	0	0	0	0	0
Congest’n Map

5.1.4 Test 2-b : 12 nolu telefon kapatılarak herhangi bir telefon açılıyor. (Biz 14 nolu telefonu kullandık) Bu durumda meşgul tonu alıyoruz.

Directory Number	10	11	12	13	14	15	16	17
Equipment Number	0	1	2	3	4	5	6	7
Off-Hook Map	0	0	1	0	1	0	0	0
Busy Line Map	0	0	1	0	1	0	0	0
J0 Switch Map J1 JE	0	0	0	0	1	0	0	0
	0	0	1	0	0	0	0	0
	0	0	1	0	0	0	0	0
Tones	0 MF	0 RT	0 NU	1 DT	0 MF	0 RT	0 NU	0 DT
Junctor State 2	Junctor 0				Junctor 1
Calling Line	14				12
Call State	1				5
First Digit					1
Second Digit					4
Required Line					ET
Alerting Map	0	0	0	0	0	0	0	0
Congest’n Map

5.1.5 Test 3-a : Aynı anda iki arama yapılıyor. 10 no’lu telefondan 11 nolu , 12 nolu telefondan 13 nolu telefon aranıyor. Ahizeler açıkken 14 nolu telefon kaldırılıyor.

Directory Number	10	11	12	13	14	15	16	17
Equipment Number	0	1	2	3	4	5	6	7
Off-Hook Map	1	1	1	1	0	0	0	0
Busy Line Map	1	1	1	1	0	0	0	0
J0 Switch Map J1 JE	1	1	0	0	0	0	0	0
	0	0	1	1	0	0	0	0
	0	0	0	0	1	0	0	0
Tones	0 MF	0 RT	0 NU	0 DT	0 MF	0 RT	0 NU	0 DT
Junctor State 1	Junctor 0				Junctor 1
Calling Line	10				12
Call State	1				1
First Digit	1				1
Second Digit	1				3
Required Line	11				13
Alerting Map	0	0	0	0	0	0	0	0
Congest’n Map					14

5.1.5 Test 3-b : 10 ile 12 nolu telefonlar kapatıldığında sırada beklemekte olan 14 nolu telefon çevir sesi alıyor.

Directory Number	10	11	12	13	14	15	16	17
Equipment Number	0	1	2	3	4	5	6	7
Off-Hook Map	0	0	1	1	1	0	0	0
Busy Line Map	0	0	1	1	1	0	0	0
J0 Switch Map J1 JE	0	0	0	0	1	0	0	0
	0	0	1	1	0	0	0	0
	0	0	0	0	0	0	0	0
Tones	0 MF	0 RT	0 NU	1 DT	0 MF	0 RT	0 NU	0 DT
Junctor State 1	Junctor 0				Junctor 1
Calling Line	14				12
Call State	1				1
First Digit					1
Second Digit					3
Required Line					13
Alerting Map	0	0	0	0	0	0	0	0
Congest’n Map

5.3.3 Test 7 : Dijit Alıcısı ( Digit Reciever) :

	Serbest	Açık Ahize	1. Dijit	2. Dijit	Cevap	Kapama
Gösterge Lambaları
Hat Sinyalleri (Loop Signals)	0	0→1	0→1	0→1	0→1,4→1	0
Erişim (Access) Lambası	0	0	1	1	1	0
Clear Lambası	1	0	0	0	0	1
Palsler Arası Durma (İnter-Train Pause)	0	1	1	1	1	0
Sayıcı (Counter) Sol	0	1	0	0	0	0
Sayıcı (Counter) Sağ	0	0	1	0	0	0
Depolanan Değer (Storage Value) Sol	0	0	1	1	1	0
Depolanan Değer (Storage Value) Sağ	0	0	0	4	4	0

5.3.4. Test 8 : Dijit alıcılarına Erişim:

TELEFONLAR (Açık/ Kapalı)			ERİŞİLEN DİJİT ALICILARI
1.Telefon	2.Telefon	3.Telefon	DR0	DR1
Açık	Açık	Açık	1	1
Kapalı	Açık	Açık	1	1
Kapalı	Kapalı	Açık	0	1
Açık	Kapalı	Açık	1	1
Açık	Kapalı	Kapalı	1	0
Kapalı	Kapalı	Kapalı	0	0
Kapalı	Açık	Kapalı	1	0
Açık	Açık	Açık	1	1

5.4.3 Test 9 : Junctor Bulma :

	D.T.M.F.	RT	NU	DT	0	1	2	3	4	5	6	7
Off-Hook	0	0	0	1	0	0	1	0	0	0	0	0
1^st Digit	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0
1 Çevrildi	0	0	0	1	0	0	0	0	1	0	0	0
3 Çevrildi	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0

5.4.4 Test 10 : Tıkanma Durumunda Junktor Tahsisi:

TELEFONLAR (Açık/Kapalı)				UJNCTORLARIN TAHSİSİ
1.Telefon	2.Telefon	3. Telefon	4. Telefon	J0	J1	J2 (JE)
Açık	Açık	Açık	Açık	1	1	1
Kapalı	Açık	Açık	Açık	0	1	1
Kapalı	Kapalı	Açık	Açık	0	1	0
Açık	Kapalı	Açık	Açık	0	1	1
Açık	Kapalı	Kapalı	Açık	0	1	0
Açık	Kapalı	Kapalı	Kapalı	0	1	0
Kapalı	Kapalı	Kapalı	Kapalı	0	0	0
Kapalı	Açık	Kapalı	Kapalı	1	0	0
Açık	Açık	Açık	Açık	1	1	1

Sistem Bağlantı Şeması:

YORUMLAR:

TEST-1: 12 numaralı telefonun ahizesi kaldırıldığında telefon off-hook konumuna geçmekte ve of hook haritasında 12 numara işaretlenmektedir.Boş bir junctor yakalanmış ve 12 numaralı telefona çevir sesi gönderilmiştir.12 numaralı telefonun çevirdiği telefon numarası sistem tarafından algılanır.İstenilen numaraya bir zil sesi gönderir.bu anda arayan telefona geri zil tonu gönderilmektedir.15 numaralı telefon açıldığında bu iki zil tonu kesilir ve her iki terminal arasında bağlantı sağlanır.

Her iki terminal arasında bağlantı sağlandığında arayan numara ahizeyi kapatırsa aranan numaraya junctor tahsis edilir.Ve bu numaraya çevir sesi gönderilir.Fakat aranan numara ahizeyi kapatırsa arayan numaraya bir sonraki junctor tahsis edilir.6 numaralı tablodan da görüleceği gibi sistem her iki terminal arası bağlantı olduğu şeklinde durumu algılar.Bu da görüşmeye arayan terminalin son verebileceğini göstermektedir.

TEST-2: Rehber numara listesinde olmayan yani geçersiz olan bir numara çevrildiğinde NU tonu duyulmaktadır. Bu ton aradığımız numaranın elde edilemediğini yani geçersiz olduğunu bildirmektedir.

Aranan telefonun ahizesi açık olduğunda yani terminal off-hook konumunda iken bu numaraya bir çağrı denendiğinde arayan numaraya meşgul ton sesi iletilir.Aranması istenen telefon numarası çevrilip bu terminalin zili çalarken termination dedector anahtarı “out” konumuna alındığında aranan telefonun zilinin sustuğu görülmüştür.Bu anahtar “out” konumunda iken çağrı denendiğinde ise aranan numaranın geçersiz olduğunu bildiren ton sinyali (NU) duyulmaktadır.Bu da göstermektedir ki “termination dedector” aranan numaranın geçerli olup olmadığını denetlemektedir.

TEST-3: Deneyde kullanılan telefon sisteminde iki adet junctor kullanımda iken başka bir terminalden arama isteği olduğunda konuşma yolu bulunmaz.Bu durumda çevir sesi duyulmaz.Santral aboneye meşgul tonu iletir.(Gerçek Santrallerde EET) Junctor lardan birini kullanan iki terminal görüşmeyi bitirdiğinde ise santral junctor lardan biri boş olduğundan arama isteğinde bulunan aboneye çevir sesi iletir.

TEST-4: Bu testte ilk olarak bütün telefonlar kapalı iken ilk sütun doldurulmuş.Bir telefonun ahizesi açılıp.Bir numara tuşlanmış daha sonra aranan numara cevap verip daha sonra da her iki telefonda kapatılmıştır.Her işlem için bir sütun doldurulmuştur.Ahize açıldığında hat sinyali aktif hale gelmekte,erişimin aktif olması da bize junctor yakalandığını belirtmektedir.Birinci ve ikinci dijit çevrildiğinde sayıcı bu numarayı saymakta depolanan değere göre aranan abonenin zili çalmaktadır.Telefonlar kapatıldığında Junctor boş olacağından erişim bulunmamakta ve hat sinyalleri de kesilmektedir.

TEST-5: Telefonlardan en az ikisi açık olduğu durumda her iki dijit alıcısına da erişim olacaktır.Her üç telefonda açık iken önce açılan iki telefon dijit alıcılarına erişecektir.Erişim sağlamış telefonlardan biri kapatıldığında açık olan 3. telefon boş olan dijit alıcısına erişecektir.

TEST-6: Herhangi bir ahize kaldırıldığında (off-hook) anahtarlama matrisi modülü boş junctor varsa bu terminale DT tonu sinyali gönderir.İlk dijit çevrildiğinde DT sinyali kesilir.2. dijit çevrildikten sonra alıcı zili çaldığında arayan numaraya DT sinyali yerine RT sinyali iletilir.Cevap verildiğinde hiçbir ton sinyali iletilmez.Junctor örnekte 0 ve 1 ekipman numaralı terminallere tahsis edilmiştir.

TEST-7: Telefonların dördünün de açık olduğu durumda açılan ilk iki telefona 0. ve 1. junctorlar tahsis edilmiştir.Diğer iki telefona ise 2.junctor tahsis edilmiş ve bu telefonlara ET sinyali gönderilmektedir.Junctor 0 yada 1 de bulunan telefonlardan biri kapatıldığında junctor ikide bulunan telefonlardan biri (daha sonra açılan) boş olan junctor’ı

kullanmaya başlamaktadır.

TST 298 TELEFON SİSTEMİ MODÜLLERİNİN BLOK DİYAGRAMLARI

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Hazırlayan :

No :

Grup : C-2

Konu : Genlik Modülasyonu

İşlem Basamakları:

1-) Taşıyıcılı genlik modülasyonlu işareti zaman domeninde milimetrik kağıda çizerek bu işarete ait genlik seviyelerini belirleyiniz. Modülasyon indeksini bu genlik seviyeleri cinsinden matematiksel olarak ifade ediniz.

2-) m(t)=2.cos (200πt) , c(t)=5.sin (2.105.πt) , ma=0.5 olduğuna göre taşıyıcılı GM ve DSB işaretlerini zaman ve frekans domenlerinde milimetrik kağıda çiziniz.

3-) Senkron (eş zamanlı) ve asenkron (eş zamanlı olmayan) demodülasyon ne demektir, nerelerde kullanılır, açıklayınız.

4-) LM1496 Entegresinin Özelliklerini Katalogdan Araştırınız.

1-) Taşıyıcılı Genlik Modülasyonlu İşaret:

2-) Taşıyıcılı GM ve DSB işaretleri:

AM işaretini elde etmek için;

şeklinde olmalı.

A=4

Buradan;

bulunur.

DSB işareti elde etmek için;

3-) Demodülasyon: m(t) bilgi işaretinin modüle edilmiş işaretten (AM,DSB,VSB,SSB vs...) alınma ya da çıkarılma işlemidir. Demodülasyon için genellikle iki temel yöntem kullanılır.

Bunlar; a-) Senkron Demodülasyon

b-) Asenkron Demodülasyon

a-) Senkron Demodülasyon: RF işaretinin frekans ve fazının alıcıda lokal osilatör işareti ile uygunluğu olarak tanımlanır.

NOT: Vericiden uygulanan c(t) taşıyıcı işareti ile alıcıdaki c₀(t) işareti aynı olmalıdır. Eğer bu koşul sağlanmaz ise y(t) işaretinde bozulmalar meydana gelir.

Eğer faz farkı zamanla değişmiyor ise y(t) işaretinin genliğinde zamana bağlı olarak değişmeler meydana gelir. (Fading Etkisi)

Eğer f_c ile f_l arasında faz farkı var ise bu faz farkının 30 Hz’den aşağı olması istenir.

NOT: AM, SSB, DSB, VSB gibi bütün modülasyonlu işaretlerde kullanılır.

b-) Asenkron Demodülasyon: Bu demodülasyon lineer olmayan devre elemanları yardımıyla gerçekleştirilir.

Lineer Olmayan Devre Elemanları;

NOT: Asenkron demodülasyon, DSB, SSB ve VSB modülasyonlu işaretlerde yeterli sonuç vermez. Bu tip modülasyonlu işaretlere bir ek taşıyıcı eklenmesi gerekir.Ancak bu AM kadar verimli bir sonuç vermez. Asenkron demodülasyon AM işaretlerinin demodülasyonunda kullanılır.

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Deney No : 6

Deneyin Adı : Genlik Modülasyonu

Deneyin Amacı : LM1496 entegtesisi yardımıyla genlik modülasyonu işleminin gerçekleştirilmesi ve zarf dedektörü yardımıyla genlik demodülasyonu işleminin gerçekleştirilmesi.

Deney Tarihi : 25.03.2002

Teslim Tarihi : 01.04.2002

Hazırlayan :

Serkan SAYGI 980207065

Oğuzhan ÖZCAN 980207016

Deney Grubu : C – 2

Deneyde Kullanılan Malzemeler ve Cihazlar:

3 Adet 51W Direnç 1 Adet Osiloskop

2 Adet 680W Direnç 1 Adet 12V DC Güç Kaynağı

2 Adet 3.9KW Direnç 2 Adet Sinyal Jenaratörü

3 Adet 1KW Direnç 1 Adet 1nf Kondansatör

1 Adet 6.8KW Direnç 4 Adet 100nf Kondansatör

1 Adet 50KW Potansiyometre 1 Adet LM1496 Entegre

1 Adet 1N4148 Diyot

İşlem Basamakları:

1. Şekil-1’deki modülatör devresine besleme gerilimlerini uygulayınız. Gerilim uygulamadan önce, (-8V), (+12V) ve toprak bağlantılarını kontrol ediniz.

2. İşaret üretecini -20dB zayıflatma konumuna getiriniz.

3. Modülatör taşıyıcı girişi için frekansı 500KHz ve genliği 0.5V_peak olan sinüsoidal işareti uygulayınız.

4. Modüleli işaret çıkışı entegrenin 6 ve 12 numaralı uçlarından görülecektir. P1 potansiyometresini ayarlayarak çıkıştaki modüleli işaretin max. seviyesini 0.56V_peak civarına getiriniz.

5. Gözlediğiniz işaretin modülasyon yüzdesini hesaplayınız.

6. Modüleli işaret çıkışını osilaskopun 1. kanalına, taşıyıcı işareti 2. kanalına bağlayarak iki işareti aynı anda gözleyiniz ve sonucu yorumlayınız. Önhazırlık 3’de çizdiğiniz işaret ile karşılaştırınız. Aynı işareti gözlemleyebildiniz mi?

7. Taşıyıcı ve modüleli işareti aynı anda gözleyip, P1 potu ile tekrar ayar yaparak m_a’yı değiştiriniz. Modülasyonun güvenilirliği açısından en uygun durum hangisidir?Neden?

8. Bilgi işaretinin genliğini değiştirip çıkış işaretindeki değişimleri gözleyiniz. Bilgi işaretindeki değişiklik modülasyon işleminin hangi parametrelerini doğrudan etkiler?

9. %100 modülasyonlu bir işaret elde ederek sıfır geçiş noktalarındaki (vadi bölgelerinde) faz durumunu inceleyiniz.

10. P1 potunun orta ucunu çıkarıp çıkış işaretini yeniden gözleyiniz. Elde ettiğiniz modülasyon ne tür bir modülasyondur? Geçiş noktalarındaki faz durumunu inceleyiniz.

11. P1 potunun orta ucunu bağlayarak taşıyıcılı genlik modülasyonlu işareti yeniden elde ediniz ve bu işareti Şekil-2’deki zarf dedektörüne uygulayınız. Zarf dedektöründe kullanacağınız kondansatörün değerini R=10KW için hesaplayınız.

12. Zarf dedektörü çıkışındaki işaret genlik ve faz açısından bilgi işareti ile karşılaştırınız.

İşlem-1:

Şekil-1’deki devrede bilgi girişi olarak ; m(t) = 0,2.cos(2000.π.t)

taşıyıcı girişi olarak ; c(t) = 0,5.cos(10⁶.π.t)

işaretleri uygulanmıştır. Modüleli sinyal çıkışı LM 1496 entegresinin 6 ve 12 nolu uçlarından alınmaktadır. 4 ve 5 numaraları işlem basamakları yapıldıktan sonra aşağıdaki sonuçlar elde edilmiştir.

m_a Hesabı;

%20 modülasyon yapılmaktadır.

YORUM: P1 potansiyometresini ayarlayarak çıkıştaki genlik modülasyonlu işaretin m_a değerini değiştirdik. m_a değerinin 1’den büyük olduğu durumlarda aşırı modülasyon olduğu gözlendi. Bu istenmeyen bir durumdur, çünkü işaret aşırı modülasyonda bozulmaya uğramaktadır. Sonuç olarak modülasyonun güvenilirliği açısından en uygun durumun m_a=1 değeri olduğunu söyleyebiliriz.

YORUM: Bilgi işaretinin genliğini değiştirdiğimizde, çıkış işaretindeki değişimlerden anladığımız kadarıyla yalnızca m_a değeri değişmektedir. Bu durumda bilgi işaretinin genliği yalnızca m_a’yı etkiler diyebiliriz. P1 potunun orta ucu çıkarıldığında %100 modülasyonlu bir işaret elde ettik. Bu durumda taşıyıcının sıfır geçiş noktalarında (vadi bölgelerinde) 180°’lik bir faz farkı meydana geldiğini gördük.

Zarf Dedektörü ile Demodülasyon: