İçeriğe atla

İşlemsel kuvvetlendirici

Bir işlemsel kuvvetlenidircinin devre sembolü

İşlemsel kuvvetlendirici (İngilizce kısaltma: OA, OPA ya da opAmp | operational amplifier) doğru akım ile bağlanmış ve sinyal artırma gücü çok yüksek (ideal olarak sonsuz) bir elektronik kuvvetlendiricidir.[1] 1968 yılında Fairchild Semiconductor şirketi tarafından icat edilmiştir. İşlemsel kuvvetlendiriciler devrede çok yönlü uygulanabilirliğe sahiptirler. Temel devre yapısı diferansiyel kuvvetlendiricinin devre yapısı gibidir.

İşlemsel kuvvetlendiriciler, biri sinyali "ters çeviren" (gösterim: "–" ya da "–In") biri "ters çevirmeyen" (gösterim: "+" ya da "+In") olmak üzere genelde iki girişlidir. Bu girişlerin öz dirençleri yüksektir, böylece üzerlerinden içeri ya da dışarı kayda değer bir akım geçmez. Çıkış (gösterim: "Out") ise bir tane ve genellikle asimetriktir.

Bu tip kuvvetlendiricilerin analog uygulamalar için negatif dönüt ile işletilmesi gereklidir, yoksa kuvvetlendirme etkeninin büyüklüğü sadece en yüksek ya da en düşük düzeydeki çıkış akımına izin verir. Bu negatif dönüt kuvvetlendiricinin çıkışından negatif girişine doğru olan geri bildirimde görülebilir. Bu tür devrelerde kuvvetlendirici pozitif ve negatif girişlerdeki potansiyelin eşit olmasını sağlayan gerilim değerinin elde edilmesi için çıkışı kontrol eder. Dijital uygulamalarda ise komparatörlerdeki gibi negatif dönütsüz veya sadece pozitif dönüt ile Schmitt tetikleyici olarak kullanılırlar. Bu durumda çıkıştan bir ya da iki girişe birden bağlanan direnç ve kondansatörler devrenin tutumunu belirler. Negatif bir dönüt ters çeviren girişe yönelir ve gerilim kuvvetlendirmesine karşı koyar, başka bir deyişle kısıtlar. Pozitif dönüt ise ters çevirmeyen girişe yönelir ve Schmitt tetikleyicisi gibi bir etki yaratırlar. Kuvvetlendiriciler seçilen devre elemanına göre doğrusal ve doğrusal olmayan farklı işlemler yapma özelliğine sahiptir. Adında geçtiği gibi doğrusal kuvvetlendirme, logaritma ve integral alma, birçok sinyali komparatör olarak karşılaştırma, toplama ve çıkarma işlemlerini yapabilirler. Analog bilgisayarlar işlemsel kuvvetlendirici mantığına dayanmaktadır.

İşlemsel kuvvetlendiricilerin üretimi kendinden önceki devrelere göre daha ucuzdur ve boyut olarak da daha küçüklerdir, bu sebepten birimsel olarak çok sayıda üretilirler. Her açıdan verimli olmaları onları tercih edilen bir analog elektronik elemanı yapar.

Kaynaklar

  • Joachim Federau: Operationsverstärker. 6. Auflage. Springer Vieweg, Wiesbaden 2013, ISBN 978-3-8348-2146-1 (eBook 15 Haziran 2018 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.)

Kaynakça

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Sensör</span>

Sensör,, fiziksel bir olayı tespit etmek amacıyla bir çıkış sinyali üreten cihazdır.

<span class="mw-page-title-main">Diyot</span> Yalnızca bir yönde akım geçiren devre elemanı.

Diyot, yalnızca bir yönde akım geçiren devre elemanıdır. Bir yöndeki dirençleri ihmal edilebilecek kadar küçük, öbür yöndeki dirençleri ise çok büyük olan elemanlardır.

Telekomünikasyonda RS-232, DTE ile DCE arasındaki seri ikili tek sonlu veri iletimi ve sinyalleme için kullanılan seri iletişim standardının genel adıdır. Daha çok bilgisayardaki seri portlarda kullanılır. Bu standart, elektriksel karakteristikleri, sinyal zamanlamalarını, sinyal anlamlarını, konnektörlerin fiziksel büyüklükleri ve bacak çıkışlarını kapsamaktadır. Şu anki standart 1997'den beri kullanılmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Transistör</span> Devre elemanı

Transistör veya geçirgeç girişine uygulanan sinyali yükselterek gerilim ve akım kazancı sağlayan, gerektiğinde anahtarlama elemanı olarak kullanılan yarı iletken bir elektronik devre elemanıdır. BJT çift birleşim yüzeyli transistördür. İki N maddesi, bir P maddesi (NPN) ya da iki P maddesi, bir N maddesi (PNP) birleşiminden oluşur. Transistör üç kutuplu bir devre elemanıdır. Devre sembolü üzerinde orta kutup Base (B), okun olduğu kutup Emitter (E), diğer kutup Collector(C) olarak adlandırılır. Base akımının şiddetine göre kollektör ve emiter akımları ayarlanır. Bu ayar oranı kazanç faktörüne göre değişir. Transistörler elektronik cihazların temel yapı taşlarındandır. Günlük hayatta kullanılan elektronik cihazlarda birkaç taneden birkaç milyara varan sayıda transistör bulunabilir.

Doğrultucu veya redresör, bir ya da daha fazla yarı iletken elemandan oluşan alternatif akımı doğru akıma çevirmek için kullanılan elektriksel bir devredir. AC' yi doğrultmak için tek bir diyot kullanıldığı zaman doğrultucu AC' yi DC' ye çeviren bir diyod olarak tanımlanır.

<span class="mw-page-title-main">Elektronik</span> elektrik kullanarak bilgi işleyen, taşıyan veya depolayan elemanları ve sistemleri inceleyen bilim dalı

Elektronik, elektronları ve diğer elektrik yüklü parçacıkları yönlendiren cihazları tasarlamak, oluşturmak ve çalıştırmak için fizik prensiplerini inceleyen ve uygulayan bir bilim ve mühendislik disiplinidir. Elektronik, transistörler, diyotlar ve entegre devreler gibi aktif cihazları kullanarak elektrik akımının akışını kontrol etmek ve yükseltmek ve onu bir formdan diğerine, örneğin alternatif akımdan (AC) doğru akıma (DC) veya analog sinyallerden dijital sinyallere dönüştürmek için kullanan fizik ve elektrik mühendisliğinin bir alt alanıdır.

<span class="mw-page-title-main">Geri bildirim</span> bir sürecin basamaklarındaki bir değişimin önceki bir basamağa etki etmesi ve neden-sonuç ilişkisi içerisinde bir döngü oluşturması olayı

Geri bildirim, geri dönüş veya geri besleme, bir sürecin basamaklarındaki bir değişimin önceki bir basamağa etki etmesi ve neden-sonuç ilişkisi içerisinde bir döngü oluşturması olayına denir. Burada süreç sıcaklık ayarlı bir soba gibi fiziksel olabileceği gibi kan şekeri döngüsü gibi biyolojik, hatta paradokslarda olduğu gibi tamamen soyut olabilir.

<span class="mw-page-title-main">Flip flop</span>

Bir elektronik devreye çalışma gerilimi uygulandığı sürece durumunu ve buna bağlı olarak çıkışındaki değeri devamlı olarak koruyan multivibratör çeşidi Flip Flop (yaz-boz) olarak isimlendirilir. FF olarak sembolize edilir. Lojik kapılar ile oluşturduğumuz flip floplar lojik devrelerde en önemli bellek elemanlarıdır. FF'ler için çift kararlı multivibratör terimi de kullanılır. FF'lerin tetikleme girişine uygulanan kare veya dikdörtgen şeklindeki sinyaller, tetikleme sinyali/palsi olarak adlandırılır. FF devresi tetikleme sinyalinin pozitif kenarında tetikleniyorsa pozitif kenar tetikleme, negatif kenarından tetikleniyorsa negatif kenar tetiklemeli devre olarak tanımlanır.

Anahtarli kapasite "ayrık zamanlı" sinyal işleme için kullanılan bir tür ʽelektronik devreʼ elemanıdır. Bu devre elemanının çalışması "anahtar" açılınca ve kapanınca şarjları kondansatörlerden içeri ve dışarı verme şeklinde olmaktadır. Genellikle, birbiri ile çakışmayan sinyaller anahtarları kontrol etmek için kullanılır ve bunun için tüm anahtarların hepsi aynı zamanda kapatılmamaktadır. Bu elemanlarla birlikte uygulanan filtrelere "anahtarlı-kapasitör filtreleri" ismi verilmekte ve bunlar sadece kapasitansların arasında bulunan oranlara bağımlı olmaktadır. Bu nitelik, daha dakik olarak belirlenen resistörlar ve kondansatörlerin yapımlanması ekonomik olmadığı hallerde bu tip filtrelerin entergre devreler içinde kullanmak için çok daha uygun olmalarını saglamaktadır.

Vakum tüpü ya da elektron tüpü, elektronik devrelerde kullanılan bir grup devre elemanıdır. Tüplerin pek çok cinsi vardır. Yirminci yüzyılın ilk yarısında bütün elektronik devrelerde kullanılmışlarsa da, yarı iletken teknolojisinin gelişmesi sonucunda kullanım alanları daralmıştır.

<span class="mw-page-title-main">Anahtarlamalı güç kaynağı</span>

Anahtarlamalı güç kaynağı olarak adlandırılan anahtarlamalı modlu güç kaynağı, elektrik gücünü verimli şekilde dönüştürmek için anahtarlama regülatörü içeren elektronik bir güç kaynağıdır. Anahtarlamalı güç kaynağı ya da İngilizce özgün adının kısaltmasıyla SMPS, 1960'lı yıllarda doğrusal güç kaynaklarının çalışma veriminin düşük olması ile kullanılmaya başlanmıştır.

Sallen–Key süzgeci (filtresi), ikinci dereceden etkin süzgeçlerin tasarımında kullanılan ve kolayca tasarlanabilen bir elektronik süzgeçtir.

<span class="mw-page-title-main">Schmitt tetikleyici</span>

Schmitt tetikleyici ya da genel adıyla üç eşikli devre, pozitif geri besleme sayesinde kazanç sağlayan elektronik devre elemanıdır. Kare ve üçgen dalga üretecek şekilde de kullanılabilir.

<span class="mw-page-title-main">Amplifikatör</span>

Amplifikatör veya yükselteç, elektronik sinyalleri artırmak için kullanılan elektronik cihazlardır. Amplifikatörler bu işlemi bir güç sağlayacısından alıp bu çıkış sinyallerinin şeklini eşleştirerek yaparlar. Yani, bir amplifikatör güç sağlayıcısından aldığı sinyalleri düzenler.

<span class="mw-page-title-main">Direnç (devre elemanı)</span> uçları arasında gerilim düşümüne sebep olan devre elemanı

Ohm kanununa göre uçları arasında gerilim düşümüne sebep olan devre elemanıdır.

<span class="mw-page-title-main">Süperpozisyon prensibi (fizik)</span> Bir parçacık veya sistemin belli bir zamanda birden fazla durumda olabilmesi.

Fizikte ve sistem teorisinde, süperpozisyon prensibi, tüm lineer sistemler için bir veya daha fazla uyarılar tarafından oluşan net tepki olarak belirtilen süper pozisyon özelliği olarak da bilinir. Kuantum mekaniğinde iki dolanık parçanın durumuna da süperpoziyon denilir. Bu uyarılar her bir uyarıcı tarafından tek tek meydana gelen uyarıların toplamıdır. Eğer giriş A, X tepkisini üretirse ve giriş B, Y tepkisini üretirse, sonuç olarak giriş (A+B), (X+Y) tepkisini üretir. Homojenlik ve eklenebilirlik özellikleri birlikte süperpozisyon prensibi olarak adlandırılır. Bir lineer fonksiyon süperpozisyon prensibini sağlayanlardan biridir ve şöyle tanımlanır:

 Eklenebilirlik
  Homojenlik
skaler a için.

Elektronik'te lineer regülatör, sabit voltajı korumak için kullanılan bir sistemdir. Regülatörün direnci hem giriş voltajına hem de yüke göre değişir ve sabit bir voltaj çıkışı elde edilir. Düzenleme cihazı, değişken direnç gibi hareket edecek şekilde yapılır, sabit bir çıkış voltajını korumak için voltaj bölücü ağını sürekli olarak ayarlar, giriş ve düzenlenmiş gerilimler arasındaki farkı sürekli olarak atık ısı olarak dağıtır. Buna karşılık, 'anahtarlama regülatörü ortalama bir çıkış değerini korumak için açılıp kapanan aktif bir cihaz kullanır. Lineer regülatörün ayarlanmış voltajı her zaman giriş geriliminden daha az olması gerektiğinden verimlilik sınırlıdır ve giriş voltajı, aktif cihazın her zaman bir miktar gerilim düşürmesine izin verecek kadar yüksek olmalıdır.

<span class="mw-page-title-main">Artımlı kodlayıcı</span>

Artımlı kodlayıcı (enkoder), cihaz hareket ettirildiğinde iki A ve B çıkış sinyalli darbeler veren, doğrusal veya döner elektromekanik bir cihazdır. "A" ve "B" sinyalleri birlikte hareketin hem oluşumunu hem de yönünü gösterir. Çoğu artımlı kodlayıcının ek bir çıkış sinyali vardır ve bu sinyale, kodlayıcının belirli bir referans konumunda olduğunu gösteren, genelde "indeks" veya "Z" denilir. Ayrıca bazı kodlayıcılar, rulman arızası veya sensör arızası gibi dahili arızayı gösteren durum çıkışı ("alarm") verir.

<span class="mw-page-title-main">Katı hal rölesi</span>

Katı hal rölesi (SSR), harici bir voltaj kontrol terminallerine uygulandığında açılıp kapanan bir elektronik anahtarlama cihazıdır. Röle ile aynı işlevi yapar ancak katı hal elektroniği hareketli parçaları olmadığından ve daha uzun çalışma ömrüne sahiptir.

<span class="mw-page-title-main">Analog dijital dönüştürücü</span>

Elektronikte analog-dijital dönüştürücü, bir mikrofon tarafından alınan ses veya dijital kameraya giren ışık gibi analog sinyali dijital sinyale dönüştüren bir sistemdir. Bir ADC ayrıca analog giriş voltajını veya akımını voltaj veya akımın büyüklüğünü temsil eden dijital bir sayıya dönüştüren bir elektronik cihaz gibi izole edilmiş bir ölçüm de sağlayabilir. Tipik olarak dijital çıkış, girişle orantılı olan ikinin tümleyeni ikili sayıdır, ancak başka olasılıklar da vardır.