guclusat

Tanınmış Üye
Süper Moderatör
Fairchild 1965 yılında, en çok kullanılan Ua709 elemanı piyasaya sunmuştur. Aslında başarısının yanında, bu elemanın birçok dezavantajları da vardı. Bu nedenle de uA741 olarak bilinen op-amp geliştirilmiştir. UA741 çok ucuz ve kolay kullanımı, ayrıca üstün yetenekleri nedeniyle tercih edilmiştir. Değişik firmalar da uaA741 dizaynlarını gerçekleştirmişlerdir. Örneğin Motorolo MCI741 National Semiconductor LM741 ve Texas Instruments SN72741 üretmişlerdir. Bütün bu (monolithic) tek elemanlı işlemsel kuvvetlendiriciler uA741’in eşdeğerleridir. Çünkü bunlar katologlarda da aynı özelliklere sahiptirler. Çoğunlukla insanlar opamp’tan bahsediyorlarsa akıllarına gelen ilk eleman 741 olmaktadır.
741 elemanı endüstri standartlarına uygun hale getirilmiştir. Kural olarak yapacağınız dizaynlarda op-amp kullanılmışsa bunların yerine 741 olarak devreyi kurabilirsiniz. Op-amp olarak 741’in kullanımını anlamışsanız diğer opampları da kolaylıkla kullanabilirsiniz.
Sırası gelmişken 741 farklı versiyon numaralarına sahiptir. 741, 741A, 741C, 741E, 741N, ve diğerleri... Bu farklılıklar bunların gerilim kazançları, sıcaklık farklılıkları, gürültü seviyeleri ve diğer karakteristikleridir. 741C ( Ticari tipte bir elemandır.) çok ucuz ve çok geniş alanlarda kullanılmaktadır. Bunun giriş empedansı 2M, gerilim kazancı 100.000 ve çıkış empedansı 75 ’dur.

Devre dizaynlarında her türlü ayrıntılı özellikleri anlamaya ihtiyaç yoktur. Fakat op-amp’ın nasıl çalıştığı hakkında genel bir fikre sahip olabilirsiniz. 741’in ardındaki temel düşünce şudur:

Giriş katı Q1 ve Q2 PNP transistörlerinden oluşturulumuş bir fark kuvvetlendiricidir. Bildiğiniz gibi emiterdeki bağlantı elemanları nedeniyle bu devre, akım kaynağı olarak çalıştığı farz edilmiştir. 741’in içinde Q14 akım kaynağı olup emiter direnci yerine geçmektedir. R2 ve Q4’ün polarmasını kontrol ederek fark kuvvetlendiricinin akımını üretir. Fark kuvvetlendirici de kollektör direnci yerine normal direnç kullanarak bunu yük direnci yerine kullanabiliriz. Bu aktif yük Q4 için oldukça yüksek empedanslı bir akım kaynağı olarak çalışır. Bu sebepten fark kuvvetlendiricinin gerilim kazancı daha büyük olmaktadır.

işlemsel yükselteçler

--------------------------------------------------------------------------------

OPERATIONAL AMPLIFIER

İşlemsel yükselteçler 1940’lı yıllardan beri bilinmekle beraber,asıl yaygın kullanım alanına,1960’lı yılların sonlarına doğru,tümleşik devre teknolojisi ile üretilmeye başladığı zaman kavuşmuştur.Bugün artık op-amp denildiğinde tümleşik devre durumunda olanlar akla gelir.

Genel olarak op-amp,çok yüksek kazançlı bir DC yükselteçtir.Çeşitli özellikleri,devreye dışardan bağlanan devre elemanları ve bunların sağladığı geri besleme ile,kontrol altına alınabilir.
Op-amp devresi tek başına düşünüldüğünde, 5 önemli özelliğe sahiptir.Bunlar:
1 Kazancı çok fazladır.
2 Giriş empedansı çok yüksektir.(5M&#61527
3 Çıkış empedansı sıfıra yakındır.
4 Band genişliği fazladır.(1MHz)
5 Girişe 0v uygulandığında çıkışta yaklaşık 0v elde edilir.
Op-amp devresinin iki tür sembolik gösterimi vardır.Bunlar şekil1’de çizilmiştir.Genellikle kullanılan sembol şekil1-a’daki gibidir.
Op-amp devrelerinde,genel olarak,birbirine ters polaritede iki kaynak kullanılır.Bu kaynaklar devre şemalarında her zaman gösterilmezler .Daha ziyade girişler ve çıkış belirtilir.
 
Son düzenleme:

Op-Amp (İşlemsel Kuvvetlendirici) Nedir? Çalışma Mantığı ve Kullanım Alanları

Op-Amp, çok yüksek kazançlı, doğrudan kuplajlı bir gerilim kuvvetlendiricisidir. İki giriş ucu arasındaki gerilim farkını binlerce kat büyüterek çıkışa aktarır. Matematiksel işlemleri (toplama, çıkarma, türev, integral) analog olarak yapabildiği için "İşlemsel" adını almıştır.

1. Op-Amp Pin Yapısı ve Sembolü

Standart bir Op-Amp (örneğin efsanevi 741 veya ses devrelerinin vazgeçilmezi NE5532) genellikle şu uçlara sahiptir:
  • Eviren Giriş (Inverting Input) [-]: Buraya uygulanan sinyal, çıkışta 180 derece faz farkıyla (ters çevrilmiş) görülür.
  • Evirmeyen Giriş (Non-Inverting Input) [+]: Buraya uygulanan sinyal, çıkışta aynı fazda görülür.
  • Besleme Uçları (Vcc+ / Vee-): Op-Amp'lar genellikle simetrik besleme (+12V / -12V gibi) ile çalışır.
  • Çıkış (Output): Kuvvetlendirilmiş sinyalin alındığı uç.

2. Temel Op-Amp Devreleri ve Formülleri

Op-Amp'lar genellikle dışarıdan bağlanan dirençlerle "Geri Besleme" (Feedback) yapılarak kullanılır.

A. Eviren Kuvvetlendirici (Inverting Amplifier)

Çıkış sinyali girişin tersidir. Kazanç (A_v) şu formülle hesaplanır:

Kazanç (Av) = - (R_f / R_in)

Burada R_f geri besleme direnci, R_{in} giriş direncidir.

B. Evirmeyen Kuvvetlendirici (Non-Inverting Amplifier)

Çıkış sinyali giriş ile aynı yöndedir. Kazanç formülü:

Kazanç (Av) = 1 + (R_f / R_in)

3. Op-Amp'ın Kullanım Alanları

  • Ses Devreleri (Preamfi): Zayıf ses sinyallerini (mikrofon, pikap) güçlendirmek için.
  • Karşılaştırıcı (Comparator): İki voltajı kıyaslayıp hangisinin büyük olduğuna göre çıkış vermek için (Örn: Gece lambası devreleri).
  • Filtreler: İstenmeyen frekansları (dip gürültüsü gibi) yok etmek için (Alçak geçiren/Yüksek geçiren filtre).
  • Tampon (Buffer): Empedans uygunlaştırma için (Giriş empedansı çok yüksek, çıkışı çok düşüktür).
1774638736274.webp

Teknik Bir İpucu (Uydudoktoru Özel):

Eski bir amfi tamir ederken veya yeni bir devre kurarken Op-Amp ısınıyorsa;
  1. Simetrik beslemeyi kontrol edin. Eğer +12V gelip -12V gelmiyorsa Op-Amp dengesizleşir.
  2. Offset Voltajı: Girişlerde sinyal yokken çıkışta voltaj görüyorsanız, Op-Amp arızalı olabilir veya "Offset Null" ayarı gerekebilir.
  3. Gürültü: Ses devrelerinde mutlaka TL072 veya NE5532 gibi düşük gürültülü (Low Noise) modelleri tercih edin.
 
4. Op-Amp'ın Altın Kuralları (Analiz Kolaylığı)
Bir Op-Amp devresini kağıt üzerinde analiz ederken şu iki varsayımı yaparız (İdeal Op-Amp):
  1. Giriş Akımı Sıfırdır: Giriş uçları ( + ve - ) devreye çok yüksek direnç gösterir, içeriye akım girmez.
  2. Sanal Kısa Devre (Virtual Ground): Eğer Op-Amp negatif geri besleme ile çalışıyorsa, (+) ve (-) uçlarındaki gerilim birbirine eşittir. Bu kural, karmaşık devreleri çözmende en büyük yardımcındır.

5. Fark Alıcı ve Toplayıcı Devreler

Op-Amp'lar sadece sinyal yükseltmez, matematiksel işlemler de yapar:
  • Toplayıcı (Summing Amplifier): Birden fazla ses kaynağını (Mikrofon + Müzik) tek bir çıkışta birleştirmek (Mikser devresi) için kullanılır.
    • Formül: V_{çıkış} = -(V_1 + V_2 + V_3) (Eğer dirençler eşitse).
  • Fark Alıcı (Differential Amplifier): İki giriş arasındaki farkı bulur. Özellikle sensör verilerindeki gürültüyü temizlemek için hayati önem taşır.
    • Formül: V_{çıkış} = V_2 - V_1

6. Op-Amp Seçerken Dikkat Edilecek Parametreler

Piyasada yüzlerce çeşit Op-Amp var. Senin projen hangisine uygun?
  • Slew Rate (Yükselme Hızı): Op-Amp çıkışının ne kadar hızlı değişebildiğini gösterir. Ses devrelerinde (Hi-Fi) bu değer ne kadar yüksekse, ses o kadar berrak olur.
  • Bandwidth (Bant Genişliği): Op-Amp'ın hangi frekanslara kadar çalışabileceğini belirler. RF veya yüksek hızlı veri devrelerinde önemlidir.
  • Input Offset Voltage: Girişler sıfırken çıkışta görülen küçük hatadır. Hassas ölçü aletlerinde (Voltmetre yapımı gibi) çok düşük olması istenir.

7. Pratik Uygulama: Karşılaştırıcı (Comparator) Modu

Geri besleme (direnç) kullanılmazsa, Op-Amp en küçük farkta çıkışını tam doyuma (Vcc veya Vee) ulaştırır.
  • Örnek: Sıcaklık belirli bir dereceyi geçince fanı çalıştıran bir devre yapmak için Op-Amp'ı karşılaştırıcı olarak kullanırız.

Tamirci Notu (Uydudoktoru Özel):

Eğer bir cihazda (örneğin uydu alıcısının ses çıkışında veya bir amfide) Op-Amp'ı değiştirecekseniz, pin yapısı (pinout) aynı olsa bile her Op-Amp birbirinin yerine olmaz.
  • LM358: Ucuzdur, genel amaçlıdır ama ses devrelerinde "dip gürültüsü" yapabilir.
  • TL072 / TL082: JFET girişlidir, yüksek giriş empedansı ve düşük gürültü sunar.
  • NE5532: "Sesin Kralı" olarak bilinir, çok düşük gürültülüdür ve yüksek akım basabilir.
 
Geri
Yukarı