Elektronik 1: hızlı tekrar paketi

Formül kâğıtları, her konunun temel yöntem adımları ve 14 alıştırma sorusu; tam çözümler en sonda.

Yeni sorularDerse dön

Yazdırma penceresinde, bir kopyayı cihazınızda saklamak için “PDF olarak kaydet” seçeneğini seçin.

1Formüller ve yöntemler

Diyotlar ve transistörler

Diyot (sabit gerilim düşümü)
VD = 0,7 V when conducting
Aktif bölge
VBE = 0,7 V, IC = β·IB, IE = (β + 1)·IB
Sabit kutuplama
IB = (VCC − 0,7)/RB
Gerilim bölücülü kutuplama
IB = (VTH − 0,7)/(RTH + (β + 1)RE)
Bölücünün Thévenin eşdeğeri
VTH = VCC·R2/(R1 + R2), RTH = R1∥R2
Kolektör çevresi
VCE = VCC − ICRC − IERE
Doyum
IC(sat) = (VCC − VCE(sat))/RC, IB ≥ IC(sat)/β

Op-amp devreleri

Eviren yükselteç
Vout = −(Rf/Rin)·Vin
Evirmeyen yükselteç
Vout = (1 + Rf/R1)·Vin
Toplayıcı yükselteç
Vout = −Rf(V1/R1 + V2/R2)
İdeal op-amp
V+ = V−, Iin = 0

RC ve RL geçici rejim

Zaman sabiti
τ = RC | τ = L/R
Yanıt
x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e−t/τ
DC’de kondansatör
açık devre; vC ani değişemez
DC’de bobin
kısa devre; iL ani değişemez
Kalıcı durum
t ≈ 5τ

Yöntem

  1. Anahtarlamadan hemen sonraki başlangıç değerini bulun: kondansatör gerilimi ve bobin akımı ani değişemez.
  2. Anahtarlamadan çok sonraki son değeri bulun: kondansatör açık devre, bobin kısa devre gibi davranır.
  3. Zaman sabitini bulun: kondansatörün veya bobinin gördüğü direnci kullanarak τ = RC veya τ = L/R.
  4. x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e−t/τ kullanın.

Seri ve paralel dirençler

Seri dirençler
Req = R1 + R2 + …
Paralel dirençler
1/Req = 1/R1 + 1/R2 + …
İki paralel direnç
Req = R1R2 / (R1 + R2)
Ohm yasası
V = I·R
Güç
P = V·I = I²R = V²/R

Yöntem

  1. Ağın uçlardan en uzak ucundan başlayın.
  2. Seri dirençleri toplayarak, paralel dirençleri 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + … ile birleştirin.
  3. Her adımdan sonra devreyi yeniden çizin.
  4. Uçlar arasında tek bir direnç kalana kadar tekrarlayın.

DC–DC dönüştürücüler

Alçaltıcı
Vo = D·Vin
Yükseltici
Vo = Vin/(1 − D)
Eviren alçaltıcı-yükseltici
|Vo| = Vin·D/(1 − D)
İdeal güç dengesi
VinIin = VoIo
Bobin dalgalanması
ΔIL = VL,on·D/(L·f); buck Vin − Vo, boost and buck-boost Vin
Ortalama bobin akımı
alçaltıcı Io; yükseltici ve alçaltıcı-yükseltici Io/(1 − D)
Çıkış dalgalanması
alçaltıcı ΔIL/(8fC); yükseltici ve alçaltıcı-yükseltici Io·D/(fC)
CCM sınırı
alçaltıcı (1 − D)R/(2f); yükseltici D(1 − D)²R/(2f); alçaltıcı-yükseltici (1 − D)²R/(2f)

Yöntem

  1. Dönüştürücüyü (alçaltıcı, yükseltici veya alçaltıcı-yükseltici) ve D görev oranını gerilim oranından belirleyin.
  2. Bobinde volt-saniye dengesini kullanın: bir periyot boyunca ortalama bobin gerilimi sıfırdır.
  3. Anahtar iletimdeyken bobin gerilimini bulun, sonra ΔIL = VL·D/(L·f).
  4. Çıkış dalgalanması için kondansatöre giren ve çıkan yükü bulun; CCM sınırı için ortalama bobin akımını ΔIL/2’ye eşitleyin.

Wheatstone köprüsü ve gerinim ölçerler

Bölücü gerilimleri
Va = VsR2/(R1 + R2), Vb = VsR4/(R3 + R4)
Çıkarılan
Vab = Va − Vb
Denge
R1/R2 = R3/R4
Kayar telli köprü
R/Rx = l/(100 − l)
Thévenin direnci
Rth = R1∥R2 + R3∥R4
Gerinim ölçer çarpanı
ΔR/R = GF·ε
Köprü çıkışı
çeyrek Vs·GF·ε/4, yarım Vs·GF·ε/2, tam Vs·GF·ε
Küçük değişim, tek kol
Vab ≈ Vs·ΔR/(4R)
Gerilme
σ = E·ε

Yöntem

  1. Köprüyü aynı kaynağa bağlı iki gerilim bölücü olarak ele alın.
  2. Denge için R₁/R₂ = R₃/R₄ yazın ve bilinmeyen direnci çözün.
  3. Dengesiz bir köprüde Va ve Vb’yi bölücülerden bulup çıkarın; çıkışı bir ölçü aleti yüklüyorsa Thévenin eşdeğerini kullanın.
  4. Gerinim ölçerlerde gerinimi ΔR/R = GF·ε’ye çevirin ve çeyrek, yarım veya tam köprü için sırasıyla Vs·GF·ε/4, /2 veya ×1 kullanın.

Sayısal mantık: kapılar, K-haritaları ve flip-floplar

Temel kapılar
A·B, A + B, A′, (A·B)′, (A + B)′, A ⊕ B
Boole kuralları
X + X′ = 1, X·X′ = 0, X + XY = X, XY + XY′ = X
De Morgan
(X·Y)′ = X′ + Y′, (X + Y)′ = X′·Y′
Karnaugh haritası sırası
00, 01, 11, 10 (Gray code)
2ᵏ hücrelik grup
k değişken kaybeder
4’ten 1’e çoklayıcı
F = A′B′I0 + A′BI1 + AB′I2 + ABI3
Flip-floplar
D: Q⁺ = D, T: Q⁺ = T ⊕ Q, JK: Q⁺ = JQ′ + K′Q
Sayıcılar
n bit: 2ⁿ durum; mod-N: 2ⁿ ≥ N olan en küçük n; fçıkış = fclk/N
Dalgacık (ripple) sayıcı
fmax = 1/(n·tpd)
Halka ve Johnson sayıcılar
n ve 2n durum

Yöntem

  1. Bir devre için girişlerden çıkışa doğru her seferinde bir kapı olacak şekilde çalışın ve her telin üzerine değeri yazın ya da ifadesini yazıp doğruluk tablosunu doldurun.
  2. Sadeleştirme için 1’leri (ve fark etmez durumlarını X olarak) Gray kodlu satır ve sütunlara, 00, 01, 11, 10, sahip bir Karnaugh haritasına koyun.
  3. 1’leri kenarlardan dolanarak 1, 2, 4, 8 ya da 16 hücrelik olabildiğince az ve olabildiğince büyük gruplarla kapsayın; her grup, sabit kalan değişkenlerden oluşan bir çarpım terimidir. POS biçimi için 0’ları gruplayın.
  4. Flip-floplar ve sayıcılar için girişleri her etkin saat kenarında okuyun, her kenardan sonra durumu yazın ve n bitlik bir sayıcının 2ⁿ durumdan sonra başa sardığını unutmayın.

2Alıştırma soruları

1.Diyotlar ve transistörlerOrta
RC​ = 1 kΩβ = 120IC​ = ?VCC​ = 9 VRB​ = 560 kΩ

β = 120 olan bir NPN transistör, VCC = 9 V kaynağından RB = 560 kΩ baz direnciyle kutuplanmıştır. Kolektör direnci RC = 1 kΩ ve emetör topraklıdır. VBE = 0,7 V alın ve transistörün aktif bölgede olduğunu varsayın. Kolektör akımı IC değerini mA cinsinden bulun.

VCC = 9 VRB = 560 kΩRC = 1 kΩβ = 120VBE = 0,7 V
IC = mA
2.Diyotlar ve transistörlerZor
V (V)I (mA)0,71212Q = ?

Bir diyot, 10 Ω ile seri 0,7 V olarak modelleniyor (0,7 V’un üzerinde iletir). 12 V’luk bir kaynağa karşı 1000 Ω’luk bir dirençle seri bağlı. Diyot doğrusunun yük doğrusuyla kesiştiği çalışma akımını ID bulun.

Vs = 12 VR = 1000 ΩV0 = 0,7 Vrd = 10 Ω
ID = mA
3.Op-amp devreleriOrta
−+Vout​Rf​ = 47 kΩR1​ = 47 kΩVin​ = 3 VRa​ = 1 kΩRb​ = 22 kΩ

Op-amp idealdir ve ±15 V ile beslenir. Çıkış gerilimi Vout değerini bulun.

Vin = 3 VRa = 1 kΩRb = 22 kΩR1 = 47 kΩRf = 47 kΩ
Vout = V
4.Op-amp devreleriZor
−+Vout​C = 2,2 µFVin​ = 2,5 VR = 4,7 kΩ

İntegral alıcı, ±15 V ile beslenen ideal bir op-amp kullanır; çıkışı ±14 V’ta doyuma ulaşır. t = 0’da sabit bir Vin = 2,5 V girişi uygulandığında kondansatör yüksüzdür. t = 0’dan ne kadar sonra çıkış doyuma ulaşır? t değerini bulun.

Vin = 2,5 VR = 4,7 kΩC = 2,2 µFVsat = ±14 V
t = ms
5.RC ve RL geçici rejimOrta
+−Vs​15 Vt = 0R = 22 ΩL220 mHi(t)

Anahtar t = 0’da kapanmadan önce bobinden akım geçmez. t = 15 ms anında bobin üzerindeki vL gerilimini bulun.

Vs = 15 VR = 22 ΩL = 220 mHt = 15 ms
vL = V
6.RC ve RL geçici rejimZor
+−Vs​9 Vt = 0’da açılırR1​ = 2,2 kΩR2​ = 3,3 kΩi2​C100 µF+−vC​

Anahtar uzun süredir kapalıdır, bu yüzden devre kararlı hâldedir. t = 0’da anahtar açılır. t = 200 ms anında R2 üzerinden geçen i2 akımını bulun.

Vs = 9 VR1 = 2,2 kΩR2 = 3,3 kΩC = 100 µFt = 200 ms
i2 = mA
7.Seri ve paralel dirençlerOrta
R1​ = 3 ΩIR1​R3​ = 6 Ω+−V1​12 VR2​15 ΩAR4​6 ΩB

Kaynağın verdiği ve R1 üzerinden geçen IR1 akımını bulun.

V1 = 12 VR1 = 3 ΩR2 = 15 ΩR3 = 6 ΩR4 = 6 Ω
IR1 = A
8.Seri ve paralel dirençlerZor
R1​ = 4 ΩIR1​R3​ = 2 ΩR5​ = 30 Ω+−V1​5 VR2​5 ΩAR4​8 ΩBR6​5 Ω

Kaynağın verdiği ve R1 üzerinden geçen IR1 akımını bulun.

V1 = 5 VR1 = 4 ΩR2 = 5 ΩR3 = 2 ΩR4 = 8 ΩR5 = 30 ΩR6 = 5 Ω
IR1 = A
9.DC–DC dönüştürücülerOrta
+−36 VSL = ?CR+−27 V

İdeal bir alçaltıcı dönüştürücü, 250 kHz anahtarlama frekansında 36 V’u 27 V’a çeviriyor. Bobin dalgalanma akımının tepeden tepeye değerini 0,2 A’de tutan endüktansı (L) bulun.

Vin​ = 36 VVo​ = 27 Vf = 250 kHzΔIL = 0,2 A
L = µH
10.DC–DC dönüştürücülerZor
+−24 VSLC = 470 µFR = 2 Ω−+−36 V

İdeal bir alçaltıcı-yükseltici dönüştürücü, 2 Ω’luk bir yük için 250 kHz’te 24 V’u −36 V’a çeviriyor. Çıkış kondansatörü 470 µF’tır. Tepeden tepeye çıkış gerilimi dalgalanmasını (ΔVo) mV cinsinden bulun.

Vin​ = 24 VVo​ = −36 Vf = 250 kHzC = 470 µFR = 2 Ω
ΔVo = mV
11.Wheatstone köprüsü ve gerinim ölçerlerOrta
+−5 V120 Ω120 Ω + ΔR120 Ω120 Ωab+−Vab​ = ?

Bir köprünün dört kolu 120 Ω’dur ve Vs = 5 V’tur. R₂ sensörü ΔR = 0,12 Ω artıyor. Küçük değişim yaklaşımını kullanarak çıkışı (Vab) mV cinsinden bulun.

Vs = 5 VR = 120 ΩΔR = 0,12 Ω
Vab = mV
12.Wheatstone köprüsü ve gerinim ölçerlerZor
+−3 V1000 Ω1000 Ω + ΔR1000 Ω1000 Ωab+−0,375 mV

Tek etkin gerinim ölçerli (GF = 2) bir çeyrek köprü 3 V ile uyarılıyor. Yük altında çıkış 0,375 mV okunuyor. Gerinimi (ε) µε cinsinden bulun.

Vs = 3 VGF = 2Vo = 0,375 mV
ε = µε
13.Sayısal mantık: kapılar, K-haritaları ve flip-floplarOrta
ABC000111100101324576

F = B′C + A′B + AC fonksiyonunu en küçük çarpımlar toplamı biçimine sadeleştirin. Sadeleştirilmiş ifade kaç literal (L) içerir?

F = B′C + A′B + AC
L =
14.Sayısal mantık: kapılar, K-haritaları ve flip-floplarZor
FFQ0​Q0​FFQ1​Q1​FFQ2​Q2​FFQ3​Q3​CLKMOD-13

Bir mod-13 sayıcı en az sayıda flip-flopla kurulmuştur. Olası durumlardan kaçı, U, hiç kullanılmaz?

N = 13
U =

3Çözeltiler

1.Diyotlar ve transistörler

Cevap: IC = 1,779 mA

BJT çalışma noktası: aktif bölgede VBE = 0,7 V, IC = β·IB ve IE = (β + 1)·IB. KGY ile baz çevresinden IB’yi, sonra IC’yi, sonra kolektör–emetör çevresinden VCE’yi bulun. Bazdaki bir gerilim bölücü Thévenin eşdeğeriyle değiştirilir: VTH = VCC·R₂/(R₁ + R₂), RTH = R₁∥R₂; emetör direnci baz çevresinde (β + 1) kat büyük görünür.

Baz akımı

IB = (VCC − VBE)/RB = (9 − 0,7)/560 kΩ = 14,82 µA

Kolektör akımı

IC = β·IB = 120·14,82 µA = 1,779 mA

Cevap

IC = 1,779 mA

Kontrol: VCE = 7,221 V, 0,2 V’un oldukça üzerinde; dolayısıyla transistör gerçekten aktiftir.

2.Diyotlar ve transistörler

Cevap: ID = 11,19 mA

LED ve diyot devreleri: doğru yönde öngerilimli bir LED, akım ne olursa olsun yaklaşık olarak VF iletim gerilimini düşürür (kırmızı için yaklaşık 2 V, mavi veya beyaz için 3 V). Seri bir direnç akımı belirler: seri bağlı n LED için R = (Vs − n·VF)/I. Daha kesin bir diyot modeli V = V₀ + I·rd ile çalışma noktası, diyot doğrusunun I = (Vs − V)/R yük doğrusuyla kesiştiği yerdir; yani I = (Vs − V₀)/(R + rd).

İki denklemi birleştirin

12 = 0,7 + I·(1000 + 10)

Çalışma akımı

ID = 11,3/1010 = 11,19 mA
VD = 0,7 + 0,01119·10 = 0,8119 V

Cevap

ID = 11,19 mA
3.Op-amp devreleri

Cevap: Vout = 5,739 V

İdeal op-amp kuralları: negatif geri beslemeyle op-amp çıkışını iki girişi aynı gerilimde olacak şekilde sürer (V₋ = V₊) ve hiçbir girişe akım girmez. Bu iki gerçekle eviren girişte KAY yazmak çıkışı verir.

+ girişindeki gerilim

V₊ = Vin·Rb/(Ra + Rb) = 3·22/(1 + 22) = 2,87 V

Evirmeyen kazanç

V₋ = V₊ ve R₁’den geçen akım Rf’den de geçer.

Vout = V₊·(1 + Rf/R1) = 2,87·(1 + 47/47) = 5,739 V

Cevap

Vout = 5,739 V
4.Op-amp devreleri

Cevap: t = 57,9 ms

İdeal op-amp kuralları: negatif geri beslemeyle op-amp çıkışını iki girişi aynı gerilimde olacak şekilde sürer (V₋ = V₊) ve hiçbir girişe akım girmez. Bu iki gerçekle eviren girişte KAY yazmak çıkışı verir.

Giriş akımı ve değişim hızı

kΩ çarpı µF milisaniye verir.

RC = 4,7 kΩ · 2,2 µF = 10,34 ms
değişim hızı = −Vin/(RC) = −2,5/10,34 = −0,2418 V/ms

Doyuma kadar süre

|Vin|·t/(RC) = Vsat → t = Vsat·RC/|Vin| = 14·10,34/2,5 = 57,9 ms

Cevap

t = 57,9 ms
5.RC ve RL geçici rejim

Cevap: vL = 3,347 V

Birinci derece geçici rejim: tek kondansatörlü veya tek bobinli bir devrede her gerilim ve akım başlangıç değerinden son değerine üstel olarak gider: x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e−t/τ, τ = RC veya τ = L/R ile. Yaklaşık 5τ sonra devre oturur.

Zaman sabiti ve son akım

Anahtar kapandıktan uzun süre sonra bobin kısa devre gibi davranır; bu yüzden son akımı yalnızca R belirler.

τ = L/R = 220 mH / 22 Ω = 10 ms
i(∞) = Vs/R = 15/22 = 0,6818 A

Bobin gerilimi

t = 0’da besleme geriliminin tamamı bobin üzerindedir; sonra sıfıra söner.

vL(t) = Vs·e−t/τ = 15·e−15/10 = 3,347 V

Cevap

vL = 3,347 V
6.RC ve RL geçici rejim

Cevap: i2 = 0,8926 mA

Birinci derece geçici rejim: tek kondansatörlü veya tek bobinli bir devrede her gerilim ve akım başlangıç değerinden son değerine üstel olarak gider: x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e−t/τ, τ = RC veya τ = L/R ile. Yaklaşık 5τ sonra devre oturur.

Başlangıçtaki kondansatör gerilimi

Kararlı hâlde kondansatör açık devredir, bu yüzden R₁ ve R₂ bir gerilim bölücü oluşturur. Anahtar açıldığında kondansatör gerilimi sıçrayamaz.

vC(0) = 9·3,3/(2,2 + 3,3) = 5,4 V

Anahtar açıldıktan sonraki zaman sabiti

τ = R2·C = 3,3·100 = 330 ms

Boşalma

vC(t) = 5,4·e−200/330 = 2,946 V
i2 = vC/R2 = 2,946/3,3 = 0,8926 mA

Cevap

i2 = 0,8926 mA
7.Seri ve paralel dirençler

Cevap: IR1 = 1,241 A

Seri ve paralel dirençler: seride her dirençten aynı akım geçer ve R = R₁ + R₂ + …. Paralelde her direncin gerilimi aynıdır ve 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …. Merdiven ağı, tek bir eşdeğer direnç kalana kadar çift çift indirgenir.

R1​ = 3 ΩR3​ = 6 Ω+−V1​12 VR2​15 ΩAR4​6 ΩB

Dirençleri en uzak uçtan birleştirin

Kaynağa en uzak uçtan başlayıp ona doğru geri gelin. Aynı akımı taşıyan dirençler seri; aynı iki düğüm arasındaki dirençler paraleldir.

R3 + R4 = 6 + 6 = 12 Ω
R2 ∥ 12 = 15·12/(15+12) = 6,667 Ω
Req = R1 + 6,667 = 3 + 6,667 = 9,667 Ω

Kaynaktan çekilen akım

Kaynak yalnızca Req’yi görür; Ohm yasası verdiği akımı bulur. Bu akım R₁’den geçer.

IR1 = V1/Req = 12/9,667 = 1,241 A

Cevap

IR1 = 1,241 A
8.Seri ve paralel dirençler

Cevap: IR1 = 0,6993 A

Seri ve paralel dirençler: seride her dirençten aynı akım geçer ve R = R₁ + R₂ + …. Paralelde her direncin gerilimi aynıdır ve 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …. Merdiven ağı, tek bir eşdeğer direnç kalana kadar çift çift indirgenir.

R1​ = 4 ΩR3​ = 2 ΩR5​ = 30 Ω+−V1​5 VR2​5 ΩAR4​8 ΩBR6​5 Ω

Dirençleri en uzak uçtan birleştirin

Kaynağa en uzak uçtan başlayıp ona doğru geri gelin. Aynı akımı taşıyan dirençler seri; aynı iki düğüm arasındaki dirençler paraleldir.

R5 + R6 = 30 + 5 = 35 Ω
R4 ∥ 35 = 6,512 Ω
R3 + 6,512 = 8,512 Ω
R2 ∥ 8,512 = 3,15 Ω
Req = R1 + 3,15 = 4 + 3,15 = 7,15 Ω

Kaynaktan çekilen akım

Kaynak yalnızca Req’yi görür; Ohm yasası verdiği akımı bulur. Bu akım R₁’den geçer.

IR1 = V1/Req = 5/7,15 = 0,6993 A

Cevap

IR1 = 0,6993 A
9.DC–DC dönüştürücüler

Cevap: L = 135 µH

DC–DC dönüştürücüler: bir S anahtarı, her T = 1/f periyodunun D kesri boyunca iletimdedir. Kalıcı durumda ortalama bobin gerilimi sıfırdır (volt-saniye dengesi); bu, sürekli iletimde ideal dönüştürme oranlarını verir: alçaltıcı (buck) Vo = D·Vin, yükseltici (boost) Vo = Vin/(1 − D), eviren alçaltıcı-yükseltici (buck-boost) |Vo| = Vin·D/(1 − D). İdeal bir dönüştürücü gücü korur: Vin·Iin = Vo·Io. S iletimdeyken bobin akımı ΔIL = VL·D·T/L kadar artar; burada VL, alçaltıcıda Vin − Vo, yükselticide ve alçaltıcı-yükselticide Vin’dir. Çıkış dalgalanması alçaltıcıda ΔVo = ΔIL/(8fC), yükselticide ve alçaltıcı-yükselticide Io·D/(fC)’dir. Ortalama bobin akımı ΔIL/2’ye eşit olduğunda bobin akımı sıfıra tam değiyor (CCM sınırı).

Görev oranı

D = 27/36 = 0,75

Endüktans

L = 9·0,75/(0,2·250·10³) = 135 µH

Cevap

L = 135 µH
10.DC–DC dönüştürücüler

Cevap: ΔVo = 91,91 mV

DC–DC dönüştürücüler: bir S anahtarı, her T = 1/f periyodunun D kesri boyunca iletimdedir. Kalıcı durumda ortalama bobin gerilimi sıfırdır (volt-saniye dengesi); bu, sürekli iletimde ideal dönüştürme oranlarını verir: alçaltıcı (buck) Vo = D·Vin, yükseltici (boost) Vo = Vin/(1 − D), eviren alçaltıcı-yükseltici (buck-boost) |Vo| = Vin·D/(1 − D). İdeal bir dönüştürücü gücü korur: Vin·Iin = Vo·Io. S iletimdeyken bobin akımı ΔIL = VL·D·T/L kadar artar; burada VL, alçaltıcıda Vin − Vo, yükselticide ve alçaltıcı-yükselticide Vin’dir. Çıkış dalgalanması alçaltıcıda ΔVo = ΔIL/(8fC), yükselticide ve alçaltıcı-yükselticide Io·D/(fC)’dir. Ortalama bobin akımı ΔIL/2’ye eşit olduğunda bobin akımı sıfıra tam değiyor (CCM sınırı).

Görev oranı

D = 36/(24 + 36) = 0,6

Yük akımı

Io = 36/2 = 18 A

Çıkış dalgalanması

ΔVo = 18·0,6/(250·10³·470·10⁻⁶) = 91,91 mV

Cevap

ΔVo = 91,91 mV
11.Wheatstone köprüsü ve gerinim ölçerler

Cevap: Vab = 1,25 mV

Wheatstone köprüsü: iki gerilim bölücü tek bir Vs kaynağını paylaşır. Soldaki R1–R2 bölücüsü Va = Vs·R2/(R1 + R2), sağdaki R3–R4 bölücüsü Vb = Vs·R4/(R3 + R4) verir; çıkış Vab = Va − Vb’dir. Köprü, R1/R2 = R3/R4, yani R1·R4 = R2·R3 olduğunda dengededir (Vab = 0, ölçü aletinden akım geçmez). Çıkıştan bakıldığında köprü, Rth = R1∥R2 + R3∥R4 olan bir Thévenin kaynağıdır.

Bağıl değişim

ΔR/R = 0,12/120 = 0,001

Doğrusallaştırılmış çıkış

Vab ≈ 5·0,001/4 = 1,25 mV

Cevap

Vab = 1,25 mV

Kesin değer 1,249 mV’tur; ΔR/R küçük olduğu sürece yaklaşım iyidir.

12.Wheatstone köprüsü ve gerinim ölçerler

Cevap: ε = 250 µε

Gerinim ölçerler: bir gerinim ölçer direncini gerinimle değiştirir: ΔR/R = GF·ε; burada GF gerinim ölçer çarpanı olup metal folyo için yaklaşık 2’dir. Tüm kolları R olan bir köprüde tek etkin gerinim ölçer (çeyrek köprü) Vo ≈ Vs·GF·ε/4 verir. Bitişik kollarda zıt gerinimli iki etkin gerinim ölçer (yarım köprü) Vs·GF·ε/2, dört etkin gerinim ölçer (tam köprü) ise Vs·GF·ε verir. Gerilme, Hooke yasasından bulunur: σ = E·ε. Yük hücreleri duyarlılıklarını mV/V olarak belirtir: tam yükte, volt başına uyarma gerilimi için çıkış.

Çeyrek köprü denklemini çözün

ε = 4·0,000375/(3·2) = 0,00025

Mikrogerinim olarak

ε = 250 µε

Cevap

ε = 250 µε
13.Sayısal mantık: kapılar, K-haritaları ve flip-floplar

Cevap: L = 3

Boole cebiri: ifadeleri sadeleştiren kurallar X + X′ = 1 ve X·X′ = 0, X + X = X, soğurma X + X·Y = X, birleştirme kuralı X·Y + X·Y′ = X, X + X′Y = X + Y ve uzlaşma teoremi XY + X′Z + YZ = XY + X′Z’dir. De Morgan yasaları (X·Y)′ ifadesini X′ + Y′’ye ve (X + Y)′ ifadesini X′·Y′’ye çevirir. Bir Karnaugh haritası bu kuralları grafik olarak uygular: iki komşu hücrelik her grup, XY + XY′ = X kuralının bir kullanımıdır.

İfadenin minterimleri

B′C → m(1, 5)
A′B → m(2, 3)
AC → m(5, 7)
ABC00011110010011131204151706

Gruplayın ve okuyun

F = C + A′B

Literalleri sayın

L = 3

Cevap

L = 3
14.Sayısal mantık: kapılar, K-haritaları ve flip-floplar

Cevap: U = 3

Flip-floplar ve sayıcılar: bir flip-flop yalnızca saatin etkin kenarında değişir. D girişini kopyalar (Q⁺ = D); T, T = 1 iken tersler; JK, 00 için tutar, 01 için sıfırlar, 10 için kurar, 11 için tersler. n bitlik bir ikilik sayıcının 2ⁿ durumu vardır ve 2ⁿ modunda sayar; mod-N sayıcı 0, 1, …, N − 1 sayıp 0’a döner ve 2ⁿ ≥ N olan en küçük n kadar flip-flop gerektirir. Bir dalgacık (ripple) sayıcının her aşaması frekansı yarıya indirir; bu yüzden mod-N sayıcının son çıkışı fclk/N ile çalışır. n flip-flopluk bir Johnson sayıcının 2n durumu, bir halka sayıcının n durumu vardır.

Flip-flop sayısı

2ⁿ ≥ 13 → n = 4 (2⁴ = 16)

Kullanılmayan durumlar

U = 16 − 13 = 3

Cevap

U = 3

ExamProblems · examproblems.com/courses/electronics-1