Diferansiyel Devreleri

Şekil 3.1 - Türev Alıcı Devre

Şekil 3.2 - Integral Alıcı Devre

Diferansiyel (türev alıcı) devre şekil 3.1 'de görüldüğü gibi seri R-C 'den oluşur. Devrenin görevi ise, girişine uygulanan sinyalin türevini almaktır. Diferansiyel devrede çıkış R 'den, integral alıcıda şekil 3.2 'de görüldüğü gibi C 'den alınır. Diferansiyel devre seri R-L devresinden oluşmuş olsaydı, çıkış L üzerinden alınacaktı.

Şekil 3.1 'deki gibi seri R-C devresinin zaman sabitesi T = R.C 'dir. Bir kondansatör, kendisine uygulanan voltajın;

1 T zamanında % 63 'üne
2 T zamanında % 86,3 'üne
3 T zamanında % 94,9 'una
4 T zamanında % 98,1 'ine
5 T zamanında % 99,3 'üne şarj olur.

Örneğin, R = 1 KΩ, C = 1µF olan seri bir R-C devresinin zaman sabitesi T = 1. 10³.1.10^-6 = 1 ms 'dir. Böyle bir devreye 100 Volt 'luk bir gerilim uygulandığını varsayalım. 1 ms sonra kondansatör üzerindeki voltaj 63 V 'tur. Burada 1 ms, l T 'tur. 2 ms sonra kondansatör üzerindeki voltaj 86,3 Volt 'tur. Burada 2 ms, 2 T 'tur. 3 ms sonra kondansatör üzerindeki voltaj 94,9 Volt 'tur. 4 ms sonra 98,1 Volt, 5 ms sonra 99,3 Volt 'tur.

** Buradan anlaşılacağı gibi bir kondansatör, ancak 5 T süresince, kendisine uygulanan kaynak voltajının tamamına şarj olur. (% 99,3 'ü yaklaşık % 100 alırsak)

Şekil 3.3(a) - Türev Alıcı Devre

Şekil 3.3(b) - Türev Alıcı Devrenin Dalga Şekilleri

Şekil 3.3.(a) 'daki gibi V_m genlikli kare dalgayı devrenin girişine uygulayalım. Kare dalganın (+) alternasında, ilk anda kondansatör üzerindeki gerilim sıfır olduğu için direnç üzerindeki gerilim V_R = V_m olur. Daha sonra, kondansatör 5 T saniye sonra (T = zaman sabitesi) kare dalganın maximum seviyesine, Vm değerine şarj olacaktır. Çünkü, bir kondansatör, uygulanan voltajın tamamına ancak 5 T süresinde şarj olabilir. Dolayısıyla, kondansatör şarj oldukça, direnç üzerindeki gerilim azalıp, sıfıra düşecektir. Kare dalga sıfır volta inerken, ilk anda V_m değerine şarj olan kondansatör üzerindeki gerilim, -V_m olarak direnç üzerinde görülür. Çünkü kondansatör, kare dalgaya şarj olurken, sol ucu (+) sağ ucu da (-) olarak kutuplanır. Daha sonra yine 5 T saniye içinde kondansatör direnç üzerinden boşalacağı için direnç üzerindeki gerilim sıfıra düşecektir. Direnç ve kondansatör gerilimlerinin dalga şekilleri şekil 3.3. (b) ve (c) de gösterilmiştir, (b) şeklinde görüldüğü gibi dalga darbeler şeklinde olup adı sivriltilmiş dalgadır. O halde;

* Kare dalganın türevi sivriltilmiş dalgadır.
* Devre, girişine uygulanan sinyalin türevim alabilmesi için devrenin zaman sabitesi, uygulanan kare dalganın periyodundan çok küçük olmalıdır. Bir türev alıcıya uygulanan giriş işaretinin frekansı fm ise
t << 1 / fm olarak seçilmelidir,

Türev alıcı devreyi kısaca özetlersek:

* Girişe kare dalga uygulandığında, çıkıştan sivriltilmiş dalga elde edilir.
* R-C devrede çıkış R üzerinden, R-L devrede ise L üzerinden alınır.
* Kısa zaman sabitesi kullanılır. Kısa zaman sabitesi formülize edilirse

t / T >= 10 elde edilir. Bu formülde;