İşlemsel Yükselteçler

Güncelleme 15/06/2020

İşlemsel yükselteçler bu ismi, ilk geliştirildiği zamanlar işaretleri toplama,çıkarma, çarpma, integral alma gibi matematiksel işlemler yapmakta kullanıldığı için almıştır. Bugün işlemsel yükselteçler hemen hemen bütün elektronik devrelerde (karşılaştırıcı, regülatörler, fark yükselteçleri, filtre devreleri, osilatörler…) temel eleman olarak kullanılmaktadır. İşlemsel yükselteçler çok yüksek kazançlı direkt kuplajlı fark yükselteçleri olarak tanımlanabilir. Bu elemana uygun şekilde bağlanan devre elemanları sayesinde istenilen işlem yaptırılabilir. İşlemsel yükselteçler genelde aşağıdaki sembol ile gösterilir:

İşlemsel yükselteçlerin biri Vg1(+), diğeri Vg2(-) ile işaretlenmiş iki giriş ucu, VCC ve VEE olmak üzere iki adet simetrik besleme ucu ve bir adet çıkış ucu vardır. Vg1(+) giriş işareti evirmeyen (terslemeyen) giriş ve Vg2 (-) giriş işareti eviren (tersleyen) giriş olarak isimlendirilirler. Vg1(+) girişe uygulanan işaret çıkışa aynı fazda Vg2(-) girişe uygulanan işaret ise çıkışa 180°ters fazda aktarılır. Devrenin özellikleri kullanılan giriş ucuna ve çıkıştan girişe alınan hangi girişe ve hangi devre elemanı ileuygulanacağına bağlıdır.

İDEAL İŞLEMSEL YÜKSELTEÇLERİN ÖZELLİKLERİ

İdeal bir işlemsel yükselteçin özellikleri aşağıdaki gibi sıralanabilir:

1. Giriş empedansı sonsuzdur(Zi=¥).
2. Çıkış empadansı sıfırdır.(Zo=0)
3. Açık çevrim kazancı sonsuzdur (A=¥).
4. Band genişliği sonsuzdur(BW=¥).
5. Karakteristikler sıcaklıkla ve zamanla değişmez.
6. Eğer Vg₁=Vg₂ ise çıkış gerilimi Vo=0 volttur.Yani ortak modda (CM=0) gürültü yoktur.

Giriş empadansının çok yüksek olması nedeniyle girişlerin bağlı oldukları devreyi etkilemez. Çıkış empadansının düşük oluşuda yüksek akım çıkışına sebep olur.Pratikte bu özellikler ideal değerlerinden pek fazla sapmaz ve özelliklerin sapma değerleri işlemsel yükselteç üretici firmalar tarafından kataloglarda belirtilirler.

İŞLEMSEL YÜKSELTEÇLERİN BESLENMESİ

İşlemsel yükselteçler çok iyi regüle edilmiş tek veya simetrik gerilim kaynakları ile beslenmelidir.Bir simetrik besleme kaynağı şekilde de görüldüğü gibi birbirine seri bağlı iki gerilim kaynağı orta uçları devrenin şase (GND) noktasına verilmekte, kaynağı (+) ucuişlemsel yükseltecin VCC ucuna (-) ucu ise işlemsel yükseltecin VEE ucuna bağlanmaktadır. Kullanılan işlemsel yükseltecin çeşidine göre besleme geriliminin maksimum değeri ±15Ú,±12Ú, ±5Ú,± 24Ú olarak değişir.

İŞLEMSEL YÜKSELTEÇLERİN İÇ YAPISI

İşlemsel yükselteçler genelde üç bölümden oluşur:

1. Fark yükselteci
2. Kazanç katı
3. Çıkış katı

İşlemsel yükselteçler şekil‘dede anlaşılacağı gibi eviren ve evirmeyen giriş uçları arası uygulanan gerilimler arasındaki farkı yükselten bir fark yükselteci bu değeri arttırmak için kullanılan bir kazanç katı giriş ile çıkış arasındaki izolasyonu sağlayan ve çıkış empedans değerini minimum yapmak amacı ile emitör çıkışlı bir çıkış katından oluşur.

1)FARK YÜKSELTEÇİ:

Eğer Vg₂₁ ise T₁ kesimde T₂ iletimdedir. Bu durumda RE direnci üzerindeki akım T₂ ve RC₂ elemanları üzerinden devresini tamamlar.T₁ kesimde olduğundan dolayı Vo(+) çıkış ve RC₂ üzerindeki gerilimden dolayı Vo₂(-) çıkış verir. Böylelikle Vg₂ girişi ile Vo çıkışı daima aynı fazdadır.Vg1 girişi ile Vo çıkışı 180^o ters fazdadır.

2)KAZANÇ KATLARI:

Bir işlemsel yükseltecin kazancının büyük olması istenir. Bunun için çok sayıda yükselteç arka arkaya bağlanmalıdır. Çoğu yükselteçte bir miktar faz kayması olduğundan osilasyona girme durumu ortaya çıkabilir. Bu nedenle kararlı çalışmada genellikle iki tip yükselteç kullanılır.

3)ÇIKIŞ KATI: