1 / 40

DEVRE ANALİZİ

DEVRE ANALİZİ. AKTİF FİLTRELER. AKTİF FİLTRE DEVRELERİ. Pasif filtreler: Self, kapasite, direnç Max kazanç 1’i geçmez yük direnci kesim frekansı ve kazancı etkiler Aktif filtreler kapasite, direnç ve işlemsel kuvvetlendirici self yok, iyi Max kazanç ayarlanabilir yük direnci

jack
Télécharger la présentation

DEVRE ANALİZİ

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. DEVRE ANALİZİ AKTİF FİLTRELER Ertuğrul Eriş

  2. AKTİF FİLTRE DEVRELERİ • Pasif filtreler: • Self, kapasite, direnç • Max kazanç 1’i geçmez • yük direnci • kesim frekansı ve • kazancı etkiler • Aktif filtreler • kapasite, direnç ve işlemsel kuvvetlendirici • self yok, iyi • Max kazanç ayarlanabilir • yük direnci • kesim frekansı ve • kazancı etkilemez • İdeal filtre karakteristiğine daha yakın sonuç alınabilir Ertuğrul Eriş

  3. 1. DERECE ALÇAK GEÇİREN FİLTRELER-1 İşlemsel Kuvvetlendiricili filtrelerde: Kazanç ayarlanabilir Çıkışa bağlanacak yük transfer fonksiyonunu fazla etkilenmez Yorum: pasif alçak geçirenle karşılaştırma Ertuğrul Eriş

  4. 1. DERECE PROTOTİP ALÇAK GEÇİREN FİLTRE Prototip devre: kazancı (K=1)ve kesim açısal frekansı (ωc=1 rad/sn) olan devredir. Prototip özellikte olan bir filtre genel olarak tasarlansa; benzer türden herhangi bir filtre tasarımına, ölçeklendirme yaparak geçilebilir. Genel olarak Bode diyagramı/Transfer Fonk/Filtre ilişkisi ayrı slayt Ertuğrul Eriş

  5. 1. DERECE YÜKSEK GEÇİREN FİLTRELER-1 Ertuğrul Eriş

  6. 1. DERECE YÜKSEK GEÇİREN FİLTRELER-2 Verilenler: Filtre karakteristiği, yani K=10, kesim frekansı ωc=500 rad/sn Seçilen: C=0.1 μF, İstenen: R1=?,R2=? Yük direnci gelirse ne değişir? Pasif filtre ile karşılaştırma:Kazanç,Yük direnci Ertuğrul Eriş

  7. FİLTRELERDE ÖLÇEKLENDİRME (Scaling) • Prototip devrelerde açısal kesim frekansı ωc:1 rad/sn, Kazanç 1 • Genlik Ölçeklendirmesi→∑V=0; km∑V=0 • R’=kmR, L’=kmL, C’=(1/km)C • Frekans ölçeklendirmesi • kf = ω’c /ωc ve tanım bağıntıları • R’=R, L’=(1/kf)L, C’=(1/kf)C • Genlik ve frekans ölçeklendirmesi • R’=kmR, L’=(km/kf) L, C’=(1/kfkm) C Ertuğrul Eriş

  8. ÖLÇEKLENDİRME ÖRNEĞİ Kf = (ω’c/ ωc) = 2π(1000) /1 = 62884 Km = (1/ Kf) (C/C’) = 15915 R2 = Km R = 15915*1Ω R1 = R2/K = (15915/5) = 3183Ω Verilenler: K=5, fc=1000hz, Seçilen C=0.01 μF İstenenler: R1, R2 Ertuğrul Eriş

  9. BAND GEÇİREN FİLTRELER Alt kesim frekansı ωc1 olan bir yüksek geçiren filtre ile üst kesim frekansı ωc2 olan Bir alçak geçiren filtre ard arda bağlansa band geçiren bir filtre olur Ertuğrul Eriş

  10. BAND GEÇİREN FİLTRE: KASKAD ALÇAK+YÜKSEK+ÇEVİRİCİ GEÇİREN-1 Ertuğrul Eriş

  11. BAND GEÇİREN FİLTRE: KASKAD ALÇAK+YÜKSEK GEÇİREN+ÇEVİRİÇİ-2 Ertuğrul Eriş

  12. BAND GEÇİREN FİLTRE: KASKAD ALÇAK+YÜKSEK GEÇİREN+ÇEVİRİÇİ-3 Verilenler: Band içi kazanç 2 Alt kesim frekansı: 100 Hz Üstkesim frekansı 10KHz C ler 0.2μF İstenen: Band geçiren filtre devresi Ertuğrul Eriş

  13. BAND GEÇİRMEYEN FİLTRELER GİRİŞLERİ PARALEL BAĞLI: ALÇAK GEÇİREN BİR FİLTRE YÜKSEK GEÇİREN BİR FİLTRE + FİLTRE ÇIKIŞLARINI TOPLAYAN DEVRE ALÇAK GEÇİREN FİLTRENİN KESİM FREKANSI GEÇİRİLMEYEN BANDIN ALT KESİM FREKANSI; YÜKSEK GEÇİREN FİLTRENİN KESİM FREKANSI GEÇİRİLMEYEN BANDIN ÜST KESİM FREKANSI; Ertuğrul Eriş

  14. BAND GEÇİRMEYEN FİLTRELER Bilinenler: kesim frekanları, kazanç, devrenin yapısı Bilinmeyenler: 4 direnç, iki kapasite değeri Ertuğrul Eriş

  15. BAND GEÇİRMEYEN FİLTRELER Verilenler: Band geçirmeyen filtre karakteristiği: ωc1=100, ωc2=2000, kazanç 3; C=0.5μF İstenen Bu karakteristiği sağlayan Paralel band geçirmeyen filtre devresi Ertuğrul Eriş

  16. YÜKSEK DERECELİ İŞLEMSEL KUVVETLENDİRİCİLİ FİLTRELER • Şimdiye kadar incelenen işlemsel kuvvetlendiricili filtre devrelerinde, verilen kesim frekansları ve kazanç sağlandı, ama kesim frekansından sonraki eğim, yani ideal filtreye uygun keskin geçiş hesaba katılmadı. Ertuğrul Eriş

  17. YÜKSEK DERECELİ İŞLEMSEL KUVVETLENDİRİCİLİ FİLTRELER • Alçak geçiren filtreleri(prototip) ard ard bağlayarak • filtrede keskinlik sağlanabilir mi? • Evet: • Derece alçak geçiren filtre eğimi • -20dB/dekad • 2. Derece (iki kaskad bağlı) filtre eğimi • -40dB/dekad • 3. Derece (üç kaskad bağlı) filtre eğimi • -60dB/dekad • Derece (dört kaskad bağlı) filtre eğimi • -80dB/dekad • Kaskad bağlama: • s domeninde transfer fonksiyonlarının çarpımına; • Bode diyagramlarında ise toplamaya karşı düşer, • çünkü çarpımın logaritması alınıyor • Bedel: • Kesim frekansı kayıyor, • çözüm: 4. derece filtrenin kesim frekansını bulursak • Frekans ölçeklemesi ile istenen değere ulaşırız Ertuğrul Eriş

  18. YÜKSEK DERECELİ İŞLEMSEL KUVVETLENDİRİCİLİ FİLTRELER Ertuğrul Eriş

  19. YÜKSEK DERECELİ İŞLEMSEL KUVVETLENDİRİCİLİ FİLTRELER Verilenler: Kesim frekansı: 500Hz Band kazancı:10 C=1μF İstenen: 4. Derece kaskad bağlı alçak geçiren filtre Ertuğrul Eriş

  20. YÜKSEK DERECELİ İŞLEMSEL KUVVETLENDİRİCİLİ FİLTRELER • Kaskad bağlı yüksek dereceli filtreler, keskin geçişi sağladılar • Fakat yeni bir sorun getiriyor • Geçirilen frekans bandında genlik sabit kalmamakta • İdeal filtre karakteristiğinde uzaklaşmakta • Çözüm: BUTTERWORTH FİLTRELERİ Ertuğrul Eriş

  21. ALÇAK GEÇİREN BUTTERWORTH FİLTRELERİ Birim kazançlı, kesim frekansı ωc olan alçak geçiren Butterworth filtresinin Transfer fonksiyonunun modülü Modülden Transfer fonksiyonuna geçebilirmiyiz? 1+(-1)ns2n köklerinden sol yarı s-düzleminde olanlardan H(s) sağ yarı s-düzleminde olanlardan H(-s) Bulunur. Farklı n değerleri için bu kökler birim çember üzerinde birbirine eşit uzaklıklarda olan komplex sayılardır. n adeet aynı tip kaskad bağlı alcak geçiren filtrenin transfer fonksiyonu Ertuğrul Eriş

  22. BUTTERWORTH POLİNOMLARININ BULUNMASI

  23. BUTTERWORTH POLİNOMLARI • ωc=1 rad/sn • n=1 (s+1) • n=2 (s2+√2s+1) • n=3 (s+1) (s2+s+1) • n=4 (s2+0.765s+1) (s2+1.848s+1) • n=5 (s+1) (s2+0.618s+1) (s2+1.618s+1) • n=6 (s2+0.518s+1)(s2+√2s+1) (s2+1.9322s+1) • n=7 (s+1)(s2+0.445s+1)(s2+1.247s+1) (s2+1.802s+1) • n=8 (s2+0.390s+1)((s2+1.111s+1)(s2+1.666s+1)(s2+1.962s+1)

  24. ALÇAK GEÇİREN BUTTERWORTH FİLTRELERİ Ertuğrul Eriş

  25. ALÇAK GEÇİREN BUTTERWORTH FİLTRELERİ Ertuğrul Eriş

  26. 4. DERECE BUTTERWORTH ALÇAK GEÇİREN FİLTRE Verilenler: Kesim frekansı:500Hz, geçiren bamd kazancı:10, Dirençler çoğu 1KΩ (S2+0.765s+1) (S2+1.848s+1) b1=2/c1; 1=1/c1c2 Kf=3141, km=1000 R=1kΩ, C1=831nF, C2=121nF, C3=344nF, C4=294nF Rf=10kΩ Ertuğrul Eriş

  27. BUTTERWORTH VE AYNI TİP KASKAD FİLTRE KARŞILAŞTIRMASI Ertuğrul Eriş

  28. BUTTERWORTH FİLTRELERİN DERECELERİNİN SAPTANMASI Butterworth fonksiyonun derecesi artınca maliyet artıyor ne zaman duracağız? İstenen karakteristik sağlanınca! Yani :ωp→Ap; ωs→As; Ertuğrul Eriş

  29. BUTTERWORTH FİLTRELERİN DERECELERİNİN SAPTANMASI ÖRNEK • Verilenler: • Geçirme bandı genliğine göre • 500 Hz de 10 dB den az, • 5000Hz de 60 dB den az olan • filtre karakteristiği • İstenen bu filtrenin derecesi • Kesim frekansı • 5000 hz deki kazanç • Verilenler: • Kesim frekansı:1000Hz, • 6KHz deki kazanç 60 dB den büyük • İstenenler: • Yukarıdaki karakteristiği sağlayan • alçak geçiren filtrenin derecesi • 6Kz deki gerçek kazanç Ertuğrul Eriş

  30. YÜKSEK GEÇİREN BUTTERWORTH FİLTRESİ Alçak geçirenle karşılaştırma: R ve C ler yer değiştirmiş s→(1/s) gelmiş Alçak geçirende R=1Ω Yüksek geçirende C=1F alındı Ertuğrul Eriş

  31. BAND-GEÇİREN/GEÇİRMEYEN BUTTERWORTH FİLTRELERİ BAND GEÇİREN BUTTERWORTH FİLTRESi BAND GEÇİRMEYEN BUTTERWORTH FİLTRESi Ertuğrul Eriş

  32. DAR BAND-GEÇİREN/GEÇİRMEYEN BUTTERWORTH FİLTRELERİ Dar bandlı filtreler, geniş bandlı da olduğu gibi, kaskad bağlı veya Paralel bağlı alçak ve yüksek geçirenlerden yararlanarak yapılırsa; Q quality faktörü düşer Üst kesim frekansının alt kesimden çok büyük olma koşulu da sağlanmayacağı için oradaki sentez istenen sonucu vermez Örneğin: kaskad bağlı için Q faktörü: Çözüm, Dar band geçiren için aşağıdaki devre: Ertuğrul Eriş

  33. DAR BAND-GEÇİREN BUTTERWORTH FİLTRELERİ Ertuğrul Eriş

  34. DAR BAND-GEÇİREN BUTTERWORTH FİLTRELERİ ÖRNEK Verilenler: orta frekans 3000Hz; Kalite faktörü 10, band kazancı 2. İstenen: Transfer fonksiyonu Karakteristik. Ertuğrul Eriş

  35. DAR BAND-GEÇİRMEYEN BUTTERWORTH FİLTRELERİ Twin-T notch Filter Ertuğrul Eriş

  36. DAR BAND-GEÇİRMEYEN BUTTERWORTH FİLTRELERİNE ÖRNEK Verilenler: Orta frekans:5000rad/sn Band genişliği=1000rad/sn İstenen: Filtre devresi Ertuğrul Eriş

  37. ÖĞRENİM PROGRAMI OLUŞTURULMASI BÖLÜM, PROGRAM M E Z U N Ö Ğ R E N C İ DEVLET, ÖZEL SEKTÖR ÖĞRENCİ PROGRAM ÇIKTILARI P R OG R A M Ç I K T I L A R I P R OG R A M Ç I K T I L A R I ALAN yETERLİKLERİ AB/VE ULUSAL YETERLİKLER BİLGİ Knowledge BECERİ Skills KİŞİSEL/ MESLEKİ YETKİN LİKLER Competences YENİ ÖĞRENCİ ORYANTASYON MEZUNLAR, AİLELER Yönetim, idare öğ anket ORYANTASYON MESLEK OD, NGO Öğrenci Profili Öğ. anket Öğ. elem ÖĞRENCİ, ÜRÜN ?ÖĞRENİM PROGRAMI? İç Paydaşlar Ders öğ. anket DIŞ PAYDAŞLAR DIŞ PAYDAŞ GEREKSİNİMLERİ AB/ULUASAL ALAN YETERLİLİKLERİ PROGRAM ÇIKTILARI Çıktılar için veri top ve değerlendirme İyileştirmearaçları SONUÇ: ULUSAL/ULUSLARARASI AKREDİTASYON

  38. BLOOM’S TAXONOMYANDERSON AND KRATHWOHL (2001) !!Listening !! http://www.learningandteaching.info/learning/bloomtax.htm

  39. ULUSAL LİSANS YETERLİLİKLER ÇERÇEVESİ BLOOMS TAXONOMY

  40. DEVRE ANALİZİ DEĞERLENDİRME MATRİSİ ÖĞRENİM ÇIKTILARI Devre Analizi İlk Ders

More Related