Türev Alıcı Op-Amp

Türev Alan Op-Amp ( Differentiator Amplifier )

Şekil 1 – Türev Alan Devre

Türev alan devre, girişine uygulanan sinyalin türevini alarak çıkışa aktaran bir devredir. Türev alan devrenin girişine üçgen dalga uygulandığında çıkışından kare dalga, kare dalga uygulandığında ise çıkışından sivriltilmiş dalga elde edilir. O halde, elektronikte üçgen dalganın türevi kare dalga, kare dalganın türevi ise sivriltilmiş dalgadır. Integral alma işleminin tersi türev alma olduğu için, Şekil 1 ‘deki devrede görüldüğü gibi integratör devredeki direnç ile kondansatörün yeri değiştirilerek Şekil 1 ‘deki gibi bir türev alıcı devre gerçekleştirilir.

OP-AMP devresinin faz çeviren (-) ve faz çevirmeyen (+) girişleri arasındaki giriş empedansı çok yüksek olduğundan X noktasındaki gerilim 0 Volt civarındadır.

Buna göre C1 kondansatörü üzerinden akan akım;
I₁ = C₁ . (dV_i / dt) ‘dir.

Türevleyici devresi, faz çeviren yükselteç yapısında olduğu için,
Vo = -Rf . If ‘dir. Vx = 0 Volt olduğu için

If = I1 olduğundan
Vo = – Rf . C1 . (dVi / dt) ‘olur.

Devrenin çıkış formülünden anlaşıldığı gibi türevleyici devre girişine uygulanan Vi işaretinin türevini alıp (dVi / dt), Rf .C1 sabitiyle çarparak çıkışına aktarır. Formüldeki (-) işareti, devrenin faz çeviren yükselteç yapısında olduğunu, girişle çıkış arasında 180° faz farkı bulunduğunu belirtir.
Şekil 1 ‘deki devre pratik uygulamalarda kullanmaya elverişli değildir. Çünkü C1 kondansatörü, yüksek frekanslı giriş sinyallerinde kısa devre özelliği göstererek, üzerindeki gerilim düşümü en az seviyede olur ve yükseltecin kazancı artar. Yüksek frekanslı giriş sinyallerinde çıkış işareti maximum seviyeye ulaşır. Vi giriş sinyalinde gürültü mevcut ise devre gürültünün yüksek frekans bölümünü olduğu gibi yükseltir. Bu istenmeyen durumu engellemek için Şekil 2 ‘da görüldüğü gibi girişe R1 direnci eklenir. Böylece, devre kazancına yüksek frekanslarda Rf / R1 oranı gibi bir sınır getirilmiştir.

Şekil 2
Türev alıcı devrenin, girişine uygulanan işaretin türevini alabilmesi için yani devrenin türevleyici olarak çalışabilmesi için,
fgiriş < = fc = (1 / 2R₁C₁) olmalıdır.

(Girişe uygulanan sinyalin frekansı, fc kritik frekanstan küçük veya eşit olmalıdır.)
Devrenin zaman sabitesi (T = Rf.C1) ile girişe uygulanan sinyalin periyodu birbirine eşit veya yakın bir değerde olmalıdır.
Eğer, devrede bu şartlardan birisi veya ikisi sağlanmıyorsa, devre girişine uygulanan sinyalin türevini alamaz, tersleyen (faz çeviren, inverting) yükselteç olarak çalışır.

Devrenin kazancı -Rf / R1 olur

Sonuç

Zaman etki alanına göre analiz;   İ=C[dVi(t)/d(t)] ,  Vo(t)=-RC[dV(t)/d(t)]

Frekans etki alanına göre analiz;  [Vo(jw)/Vt(jw)]=-Z2/Z1=-jwRC,  |Vo|/|Vi|=wRC

Seri Bağlı Direnç İle Türev Alıcı Op-amp;

Kapalı çevrim kazancı, -jwRC/(1+jwRfC)
Kapalı çevrim kazancı (sonsuz frekansta), -R/Rf
Kapalı çevrim kazancı (düşük  frekansta), -jwRC
Köşe frekansında(3 dB), 1/RfC’dir.

İŞLEMSEL YÜKSELTEÇLER DERS NOTLARI pdf

OPAMPLAR  pdf

OPAMP DEVRELERİ pdf