• Türev Alan (Differentiator) Devre Olarak Kullanılması

Şekil 2.35 - Türev Alan Devre

Türev alan devre, girişine uygulanan sinyalin türevini alarak çıkışa aktaran bir devredir. Türev alan devrenin girişine üçgen dalga uygulandığında çıkışından kare dalga, kare dalga uygulandığında ise çıkışından sivriltilmiş dalga elde edilir. O halde, elektronikte üçgen dalganın türevi kare dalga, kare dalganın türevi ise sivriltilmiş dalgadır. Integral alma işleminin tersi türev alma olduğu için, Şekil 2.35 'teki devrede görüldüğü gibi integratör devredeki direnç ile kondansatörün yeri değiştirilerek Şekil 2.35 'teki gibi bir türev alıcı devre gerçekleştirilir.

OP-AMP devresinin faz çeviren (-) ve faz çevirmeyen (+) girişleri arasındaki giriş empedansı çok yüksek olduğundan X noktasındaki gerilim 0 Volt civarındadır. Buna göre C₁ kondansatörü üzerinden akan akım;

I₁ = C₁ . (dV_i / dt) 'dir.

Türevleyici devresi, faz çeviren yükselteç yapısında olduğu için,
V_o = -R_f . I_f 'dir. V_x = 0 Volt olduğu için I_f = I₁ olduğundan

V_o = - R_f . C₁ . (dV_i / dt) 'olur.

Devrenin çıkış formülünden anlaşıldığı gibi türevleyici devre girişine uygulanan Vi işaretinin türevini alıp (dV_i / dt), R_f .C₁ sabitiyle çarparak çıkışına aktarır. Formüldeki (-) işareti, devrenin faz çeviren yükselteç yapısında olduğunu, girişle çıkış arasında 180° faz farkı bulunduğunu belirtir.

Şekil 2.35 'teki devre pratik uygulamalarda kullanmaya elverişli değildir. Çünkü C₁ kondansatörü, yüksek frekanslı giriş sinyallerinde kısa devre özelliği göstererek, üzerindeki gerilim düşümü en az seviyede olur ve yükseltecin kazancı artar. Yüksek frekanslı giriş sinyallerinde çıkış işareti maximum seviyeye ulaşır. V_i giriş sinyalinde gürültü mevcut ise devre gürültünün yüksek frekans bölümünü olduğu gibi yükseltir. Bu istenmeyen durumu engellemek için Şekil 2.36 'da görüldüğü gibi girişe R₁ direnci eklenir. Böylece, devre kazancına yüksek frekanslarda R_f / R₁ oranı gibi bir sınır getirilmiştir.

Şekil 2.36 - Pratikte kullanılan devre

Türev alıcı devrenin, girişine uygulanan işaretin türevini alabilmesi için yani devrenin türevleyici olarak çalışabilmesi için,

1. f_giriş < = f_c = (1 / 2R₁C₁) olmalıdır. (Girişe uygulanan sinyalin frekansı, fc kritik frekanstan küçük veya eşit olmalıdır.)
2. Devrenin zaman sabitesi (T = R_f.C₁) ile girişe uygulanan sinyalin periyodu birbirine eşit veya yakın bir değerde olmalıdır.

Eğer, devrede bu şartlardan birisi veya ikisi sağlanmıyorsa, devre girişine uygulanan sinyalin türevini alamaz, tersleyen (faz çeviren, inverting) yükselteç olarak çalışır. Devrenin kazancı -R_f / R₁ olur.