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
+−24 VR = ?4 × 3 V10 mA

4 beyaz LED’ler (her birinin iletim gerilimi 3 V), bir dirençle seri olarak 24 V’luk bir kaynağa bağlı. Akımı 10 mA yapan direnci R bulun.

Vs = 24 VVF = 3 Vn = 4I = 10 mA
R = Ω
2.Diyotlar ve transistörlerZor
RC​ = 220 Ωβ = 150VCC​ = 24 V5 VRB​ = ?

β = 150 olan bir NPN transistör, VCC = 24 V ile kolektörü arasına bağlı 220 Ω değerindeki bir yük direncini anahtarlıyor. Emetör topraklıdır. Baz, 5 V’luk bir lojik çıkıştan RB baz direnci üzerinden sürülüyor. VBE = 0,7 V ve VCE(sat) = 0,2 V alın. Güvenilir anahtarlama için baz akımını doyum için gereken en küçük değerin 3 katı olacak şekilde tasarlayın. RB değerini kΩ cinsinden bulun.

VCC = 24 VRC = 220 Ωβ = 150Vin = 5 VVBE = 0,7 VVCE(sat) = 0,2 Vaşırı sürme = 3
RB = kΩ
3.Op-amp devreleriOrta
−+Vout​R2​ = 10 kΩV1​ = 1,2 VR1​ = 22 kΩV2​ = −1,3 VR3​ = 22 kΩR4​ = 10 kΩ

Fark yükselteci, ±15 V ile beslenen ideal bir op-amp kullanır; R3 = R1 ve R4 = R2. Çıkış gerilimi Vout değerini bulun.

V1 = 1,2 VV2 = −1,3 VR1 = R3 = 22 kΩR2 = R4 = 10 kΩ
Vout = V
4.Op-amp devreleriZor
−+Vout​Rf​ = 10 kΩV1​ = −1,6 VR1​ = 22 kΩV2​ = 1,4 VR2​ = 10 kΩ

Toplayıcı yükselteç, ±15 V ile beslenen ideal bir op-amp kullanır. Çıkış gerilimi Vout değerini bulun.

V1 = −1,6 VV2 = 1,4 VR1 = 22 kΩR2 = 10 kΩRf = 10 kΩ
Vout = V
5.RC ve RL geçici rejimOrta
+−Vs​20 Vt = 0R = 22 ΩL22 mHi(t)

Anahtar t = 0’da kapanmadan önce bobinden akım geçmez. t = 1 ms anında i akımını bulun.

Vs = 20 VR = 22 ΩL = 22 mHt = 1 ms
i = A
6.RC ve RL geçici rejimZor
+−Vs​10 Vt = 0’da açılırR1​ = 3,3 kΩR2​ = 1 kΩC100 µF+−vC​

Anahtar uzun süredir kapalıdır, bu yüzden devre kararlı hâldedir. t = 0’da anahtar açılır. t = 150 ms anında kondansatör gerilimi vC değerini bulun.

Vs = 10 VR1 = 3,3 kΩR2 = 1 kΩC = 100 µFt = 150 ms
vC = V
7.Seri ve paralel dirençlerOrta
R1​ = 10 ΩIR1​R3​ = 10 Ω+−V1​6 VR2​5 ΩAR4​4 ΩB

Kaynağın verdiği ve R1 üzerinden geçen IR1 akımını bulun.

V1 = 6 VR1 = 10 ΩR2 = 5 ΩR3 = 10 ΩR4 = 4 Ω
IR1 = A
8.Seri ve paralel dirençlerZor
R1​ = 8 ΩR3​ = 8 ΩR5​ = 30 Ω+−V1​24 VR2​25 ΩAR4​15 ΩBR6​20 Ω

V1 kaynağının gördüğü eşdeğer direnç Req değerini bulun.

V1 = 24 VR1 = 8 ΩR2 = 25 ΩR3 = 8 ΩR4 = 15 ΩR5 = 30 ΩR6 = 20 Ω
Req = Ω
9.DC–DC dönüştürücülerOrta
+−24 VLSCR = 12 Ω+−60 V

İdeal bir yükseltici dönüştürücü, 12 Ω’luk bir yük için 24 V’u 60 V’a çeviriyor. Ortalama bobin akımını (IL) bulun.

Vin​ = 24 VVo​ = 60 VR = 12 Ω
IL = A
10.DC–DC dönüştürücülerZor
tiL​Imax​Io​DTT2T

Bir alçaltıcı dönüştürücü, 200 kHz’te ve L = 150 µH ile 12 V’u 3,6 V’a çeviriyor. Sürekli iletimde kalabildiği en küçük yük akımını (Io,min) bulun.

Vin​ = 12 VVo​ = 3,6 Vf = 200 kHzL = 150 µH
Io,min = A
11.Wheatstone köprüsü ve gerinim ölçerlerOrta
+−5 VR1​ = 250 ΩR2​ = 500 ΩR3​ = 500 ΩR4​ = 40 ΩabGRg​ = 50 Ω

50 Ω dirençli bir galvanometre, gösterilen köprünün a ve b uçları arasına bağlanıyor (Vs = 5 V). a’dan b’ye galvanometre akımını (Ig) µA cinsinden bulun.

Vs = 5 VR1 = 250 ΩR2 = 500 ΩR3 = 500 ΩR4 = 40 ΩRg = 50 Ω
Ig = µA
12.Wheatstone köprüsü ve gerinim ölçerlerZor
+−10 V350 Ω − ΔR350 Ω + ΔR350 Ω + ΔR350 Ω − ΔRab+−Vo​ = ?

Bir yük hücresinin (gerinim ölçerlerden oluşan tam köprü) anma yükü 1000 kg’da anma çıkışı 2 mV/V’tur. 10 V ile uyarılıyor. 600 kg’lık yük altındaki çıkışını (Vo) bulun.

2 mV/VFrated = 1000 kgVs = 10 VF = 600 kg
Vo = mV
13.Sayısal mantık: kapılar, K-haritaları ve flip-floplarOrta
MUXC′I0​CI1​CI2​1I3​ABS1​S0​F

Bir 4’ten 1’e çoklayıcının seçme girişleri S₁ = A ve S₀ = B, veri girişleri I₀ = C′, I₁ = C, I₂ = C, I₃ = 1’e bağlanmıştır. A, B ve C girişlerinin 8 birleşiminden kaçında F = 1 olur? N değerini bulun.

I₀ = C′I₁ = CI₂ = CI₃ = 1
N =
14.Sayısal mantık: kapılar, K-haritaları ve flip-floplarZor
TQ0​Q0​TQ1​Q1​TQ2​Q2​CLKUP

Bir 3 bitlik ikilik yukarı sayıcı, 6 (ondalık, Q = 110) değerinden başlar. 21 saat darbesinden sonra hangi sayıyı, Q, (ondalık olarak) gösterir?

Q0 = 621n = 3
Q =

3Çözeltiler

1.Diyotlar ve transistörler

Cevap: R = 1200 Ω

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).

Direnç üzerindeki gerilim

VR = 24 − 4·3 = 12 V

Direnç

R = 12/0,01 = 1200 Ω

Cevap

R = 1200 Ω

Direnç 120 mW harcar.

2.Diyotlar ve transistörler

Cevap: RB = 1,987 kΩ

Anahtar olarak BJT: bir yükü tamamen açmak için transistör doyuma sürülür; doyumda VCE = VCE(sat) olur ve kolektör akımını yük belirler: IC(sat) = (VCC − VCE(sat))/RC. Doyum için en az IB = IC(sat)/β gerekir. Baz akımı daha küçükse transistör aktif kalır ve IC = β·IB olur.

Doyumdaki kolektör akımı

IC(sat) = (24 − 0,2)/220 = 108,2 mA

En küçük baz akımı

IB(min) = IC(sat)/β = 108,2/150 = 721,2 µA

Tasarım baz akımı

IB = 3·721,2 µA = 2164 µA

Baz direnci

RB = (5 − 0,7)/IB = 4,3 V/2,164 mA = 1,987 kΩ

Cevap

RB = 1,987 kΩ
3.Op-amp devreleri

Cevap: Vout = −1,136 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.

Girişlerdeki gerilim

R₃ ve R₄ aynı akımı taşır, bu yüzden bir gerilim bölücü oluşturur; geri besleme V₋ = V₊ yapar.

V₊ = V2·R4/(R3 + R4) = −1,3·10/(22 + 10) = −0,4063 V
V₋ = V₊

Eviren girişte KAY

(1,2 − −0,4063)/22 = (−0,4063 − Vout)/10
Vout = (R2/R1)·(V2 − V1) = (10/22)·(−1,3 − 1,2) = −1,136 V

Cevap

Vout = −1,136 V
4.Op-amp devreleri

Cevap: Vout = −0,6727 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.

Giriş akımları

V₋ = 0, bu yüzden her giriş direncinin üzerinde kendi giriş geriliminin tamamı vardır.

I1 = V1/R1 = −1,6/22 = −0,07273 mA
I2 = V2/R2 = 1,4/10 = 0,14 mA
If = I1 + I2 = 0,06727 mA

Çıkış gerilimi

Vout = −Rf·If = −10·0,06727 = −0,6727 V

Cevap

Vout = −0,6727 V
5.RC ve RL geçici rejim

Cevap: i = 0,5747 A

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 = 22 mH / 22 Ω = 1 ms
i(∞) = Vs/R = 20/22 = 0,9091 A

Verilen andaki akım

i(t) = i(∞)·(1 − e−t/τ) = 0,9091·(1 − e−1/1) = 0,5747 A

Cevap

i = 0,5747 A
6.RC ve RL geçici rejim

Cevap: vC = 0,5189 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.

Başlangıçtaki kondansatör gerilimi

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

vC(0) = 10·1/(3,3 + 1) = 2,326 V

Anahtar açıldıktan sonraki zaman sabiti

τ = R2·C = 1·100 = 100 ms

Boşalma

vC(t) = 2,326·e−150/100 = 0,5189 V

Cevap

vC = 0,5189 V
7.Seri ve paralel dirençler

Cevap: IR1 = 0,4385 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​ = 10 ΩR3​ = 10 Ω+−V1​6 VR2​5 ΩAR4​4 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 = 10 + 4 = 14 Ω
R2 ∥ 14 = 5·14/(5+14) = 3,684 Ω
Req = R1 + 3,684 = 10 + 3,684 = 13,68 Ω

Kaynaktan çekilen akım

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

IR1 = V1/Req = 6/13,68 = 0,4385 A

Cevap

IR1 = 0,4385 A
8.Seri ve paralel dirençler

Cevap: Req = 18,97 Ω

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​ = 8 ΩR3​ = 8 ΩR5​ = 30 Ω+−V1​24 VR2​25 ΩAR4​15 ΩBR6​20 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 + 20 = 50 Ω
R4 ∥ 50 = 11,54 Ω
R3 + 11,54 = 19,54 Ω
R2 ∥ 19,54 = 10,97 Ω
Req = R1 + 10,97 = 8 + 10,97 = 18,97 Ω

Cevap

Req = 18,97 Ω
9.DC–DC dönüştürücüler

Cevap: IL = 12,5 A

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 = 1 − 24/60 = 0,6

Yük akımı

Io = 60/12 = 5 A

Bobin akımı

IL = Io/(1 − D) = 5/0,4 = 12,5 A

Cevap

IL = 12,5 A
10.DC–DC dönüştürücüler

Cevap: Io,min = 0,042 A

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 = 3,6/12 = 0,3

Dalgalanma akımı

ΔIL = 3,6·0,7/(150·10⁻⁶·200·10³) = 0,084 A

Sınır yük akımı

Io,min = ΔIL/2 = 0,042 A

Cevap

Io,min = 0,042 A

Bu akımın altında dönüştürücü süreksiz iletime girer ve Vo, D·Vin değerinin üzerine çıkar.

11.Wheatstone köprüsü ve gerinim ölçerler

Cevap: Ig = 11679 µA

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.

Thévenin gerilimi

Vth = 5·(500/750 − 40/540) = 2,963 V

Thévenin direnci

Rth = R₁∥R₂ + R₃∥R₄ = 203,7 Ω

Galvanometre akımı

Ig = 2,963/(203,7 + 50) = 11679 µA

Cevap

Ig = 11679 µA
12.Wheatstone köprüsü ve gerinim ölçerler

Cevap: Vo = 12 mV

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.

Tam ölçek çıkışı

2·10 = 20 mV

Bu yükteki çıkış

Vo = 20·600/1000 = 12 mV

Cevap

Vo = 12 mV
13.Sayısal mantık: kapılar, K-haritaları ve flip-floplar

Cevap: N = 5

Çoklayıcı (multiplexer): 2ⁿ’den 1’e bir çoklayıcı veri girişlerinden birini çıkışa iletir; ikilik sayı olarak okunan seçme hatları hangisinin seçileceğini belirler. S₁S₀ = AB seçmeli 4’ten 1’e bir MUX için F = A′B′·I₀ + A′B·I₁ + AB′·I₂ + AB·I₃. Veri girişlerini 0, 1, C ya da C′’ye bağlamak MUX’un A, B ve C’nin herhangi bir fonksiyonunu üretmesini sağlar; bu, tek bir yongayla mantık kurmanın yaygın bir yoludur.

Çıkış ifadesi

F = A′B′C′ + A′BC + AB′C + AB

F = 1 olan satırlar

ABC = 000, 011, 101, 110, 111
N = 5

Cevap

N = 5
14.Sayısal mantık: kapılar, K-haritaları ve flip-floplar

Cevap: Q = 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.

Tam çevrimler

Her 8 darbe sayıcıyı aynı duruma geri getirir.

21 = 2·8 + 5

Kalan darbelerden sonraki sayı

Q = (6 + 5) mod 8 = 3
Q = 011₂

Cevap

Q = 3

ExamProblems · examproblems.com/courses/electronics-1