PIC Assembly komut seti 2

GOTO Koşulsuz Dallanma Yazılış : GOTO k İşleçler: 0 £ k £ 2047 İşlem: k ® PC<10:0> PCLATH<4:3> ® PC<12:11> d Î [0,1] Etkilenen Yazmaçlar : YOK Kodlama : 10 1kkk kkkk kkkk Tanım : GOTO koşulsuz dallanma komutudur. İlk 11 bit PC<10:0>' ye yüklenir. Yüksek bitler PCLATH<4:3>' yüklenir. GOTO iki çevrimlik komuttur. Word: 1 Saat Çevrimi (Cycle) : 2
Q çevrimi (Q Cycle Activity) :
Q1
Q2
Q3
Q4
Kod çöz
"k" literalini oku
İşlemi yap
PC'ye yaz
İşlem Yapma
İşlem Yapma
İşlem Yapma
İşlem Yapma
Örnek : GOTO adres İşlemden önce PC = İşlemden sonra PC = adres
INCF f'yi bir artır Yazılış : INCF f,d İşleçler: 0 £ f £ 127, d Î [0,1] İşlem: (f) + 1 ® (destination) Etkilenen Yazmaçlar : Z Kodlama : 00 1010 dfff ffff Tanım : "f" yazmacının içeriğini 1 artır. Eğer "d" 0 ise sonucu W 'ye, 1 ise "f" yazmacına yaz. Word: 1 Saat Çevrimi (Cycle) : 1
Q çevrimi (Q Cycle Activity) :
Q1
Q2
Q3
Q4
Kod çöz
"f" yazmacını oku
İşlemi yap
Sonucu hedefe yaz
Örnek : INCF CNT, 1 İşlemden önce CNT = 0xFF, Z = 0 İşlemden sonra CNT = 0x00, Z = 1
INCFSZ f'yi bir artır, sonuç 0 ise atla. Yazılış : INCFSZ f,d İşleçler: 0 £ f £ 127, d Î [0,1] İşlem: (f) + 1 ® (destination) Etkilenen Yazmaçlar : Yok Kodlama : 00 1111 dfff ffff Tanım : "f" yazmacının içeriğini eğer sonuç 0 değilse 1 artır, yoksa komutu atla. Eğer "d" 0 ise sonucu W 'ye, 1 ise "f" yazmacına yaz. Word: 1 Saat Çevrimi (Cycle) : 1 (2 Eğer atlama yapılırsa)
Q çevrimi (Q Cycle Activity) :
Q1
Q2
Q3
Q4
Kod çöz
"f" yazmacını oku
İşlemi yap
Sonucu hedefe yaz
Q(2) çevrimi (Q Cycle Activity) : (Eğer sonuç "0" ise)
Q1
Q2
Q3
Q4
İşlem Yapma
İşlem Yapma
İşlem Yapma
İşlem Yapma
Örnek : INCF CNT, 1 İşlemden önce CNT = 0xFF, Z = 0 İşlemden sonra CNT = 0x00, Z = 1
IORLW W ile "k"' ile mantıksal VEYA işlemi uygula Yazılış : IORLW k İşleçler: 0 £ f £ 127, d Î [0,1] İşlem: (W) .OR. (f) ® (destination) Etkilenen Yazmaçlar : Z Kodlama : 00 0100 dfff ffff Tanım : W yazmacı ile "f" yazmacına VEYA işlemi uygula. Sonucu W 'ye yaz. Word: 1 Saat Çevrimi (Cycle) : 1
Q çevrimi (Q Cycle Activity) :
Q1
Q2
Q3
Q4
Kod çöz
"k" literalini oku
İşlemi yap
Sonucu yaz
Örnek : IORLW 0x35 İşlemden önce W = 0x9A, Z = 0 İşlemden sonra W = 0xBF, Z = 1
IORWF W ile "f"' ile mantıksal VEYA işlemi uygula Yazılış : IORWF f,d İşleçler: 0 £ k £ 255 İşlem: (W) .OR. k ® (W) Etkilenen Yazmaçlar : Z Kodlama : 11 1000 kkkk kkkk Tanım : W yazmacı ile "k" literaline VEYA işlemi uygula. Eğer "d" 0 ise sonucu W 'ye, 1 ise "f" yazmacına yaz. Word: 1 Saat Çevrimi (Cycle) : 1
Q çevrimi (Q Cycle Activity) :
Q1
Q2
Q3
Q4
Kod çöz
"f" yazmacını oku
İşlemi yap
Sonucu yaz
Örnek : IORWF 0x35,0 İşlemden önce W = 0x9A, Z = 0 İşlemden sonra W = 0xBF, Z = 1

PIC Assembly komut seti 1

PIC Komutları
PIC meraklılarını uzunca bir süre beklettim. Yoğun bir çalışma temposunun ardından (henüz bitmemiş olsa da) bir şeyler hazırlamak için vakit bulabildim.
Artık pic programlamaya hazırlanacağız. Pic programlamak için assembly, basic, C dilleri geliştirilmiştir. Biz ücretsiz olması nedeniyle pic assembly dili üzerinde duracağız ve MPLab yazılım geliştirme ortamını tanıyacağız. Daha önce de belirttiğimiz gibi PIC ailesinden PIC16F84 mikro denetleyicisinin 35 adet assembly komutu vardır. Şimdi bu komutlara, biraz detaylı olarak göz atalım.
ADDLW Literal ile W'yu topla Yazılış : ADDLW k İşleçler: 0 £ k £ 255 İşlem: (W) + k → (W) Etkilenen Yazmaçlar : C, DC, Z Kodlama : 11 111x kkkk kkkk Tanım : W yazmacının içeriği sekiz bitlik k literali ile toplanır, sonuc W yazmacına yerleştirilir. Word: 1 Saat Çevrimi (Cycle) : 1
Q çevrimi (Q Cycle Activity) :
Q1
Q2
Q3
Q4
Kod çöz
"k" literalini oku
İşlemi yap
W'ye yaz
Örnek : ADDLW 0x15 İşlemden önce W = 0x10 İşlemden sonra W = 0x25
ADDWF W ve f'i Topla Yazılış : ADDWF f,d İşleçler: 0 £ f £ 127, d Î [0,1] İşlem: (W) + (f) → (destination) Etkilenen Yazmaçlar : C, DC, Z Kodlama : 00 0111 dfff ffff Tanım : W yazmacının içeriğiyle "f" yazmacının içeriğini topla. Eğer "d" 0 ise sonucu W 'ye, 1 ise "f" yazmacına yaz. Word: 1 Saat Çevrimi (Cycle) : 1
Q çevrimi (Q Cycle Activity) :
Q1
Q2
Q3
Q4
Kod çöz
"f" yazmacını oku
İşlemi yap
Sanucu hedefe yaz
Örnek : ADDWF FSR, 0 İşlemden önce W = 0x17 FSR = 0xC2 İşlemden sonra W =0xD9 FSR = 0xC2
ANDLW Literal ile W'yi mantıksal VE Yazılış : ANDLW k İşleçler: 0 £ k £ 255 İşlem: (W) .AND. (k) → (W) Etkilenen Yazmaçlar : Z Kodlama : 11 1001 kkkk kkkk Tanım : W yazmacı ile sekiz bitlik "k" literaline VE işlemi uygulanır. Sonuç W'ye yazılır. Word: 1 Saat Çevrimi (Cycle) : 1
Q çevrimi (Q Cycle Activity) :
Q1
Q2
Q3
Q4
Kod çöz
"k" literalini oku
İşlemi yap
W'ye yaz
Örnek : ANDLW 0x5F İşlemden önce W =0xA3 İşlemden sonra W = 0x03
ANDWF W ile "f"'e mantıksal VE işlemi uygula Yazılış : ANDWF f,d İşleçler: 0 £ f £ 127, d Î [0,1] İşlem: (W) .AND. (f) → (destination) Etkilenen Yazmaçlar : Z Kodlama : 00 0101 dfff ffff Tanım : W yazmacı ile "f" yazmacına VE işlemi uygula. Eğer "d" 0 ise sonucu W 'ye, 1 ise "f" yazmacına yaz. Word: 1 Saat Çevrimi (Cycle) : 1
Q çevrimi (Q Cycle Activity) :
Q1
Q2
Q3
Q4
Kod çöz
"f" yazmacını oku
İşlemi yap
Sonucu yaz
Örnek : ANDWF FSR, 1 İşlemden önce W = 0x17, FSR = 0xC2 İşlemden sonra W = 0x17, FSR = 0x02
BCF f'in bir bitini sil (sıfırla) Yazılış : BCF f,b İşleçler: 0 £ f £ 127, 0 £ b £ 7 İşlem: 0 → (f[b]) Etkilenen Yazmaçlar : yok Kodlama : 01 00bb bfff ffff Tanım : "f" yazmacının "b" biti sıfırlanır. Word: 1 Saat Çevrimi (Cycle) : 1
Q çevrimi (Q Cycle Activity) :
Q1
Q2
Q3
Q4
Kod çöz
"f" yazmacını oku
İşlemi yap
"f" yazmacına yaz
Örnek : BCF FLAG_REG, 7 İşlemden önce FLAG_REG = 0xC7 İşlemden sonra FLAG_REG = 0x47
BSF f'in bir bitini kur (1 yap) Yazılış : BSF f,b İşleçler: 0 £ f £ 127, 0 £ b £ 7 İşlem: 1 -rarr; (f[b]) Etkilenen Yazmaçlar : Yok Kodlama : 01 01bb bfff ffff Tanım : "f" yazmacının "b" biti 1 yapılır. Word: 1 Saat Çevrimi (Cycle) : 1
Q çevrimi (Q Cycle Activity) :
Q1
Q2
Q3
Q4
Kod çöz
"f" yazmacını oku
İşlemi yap
"f" yazmacına yaz
Örnek : BSF FLAG_REG, 7 İşlemden önce FLAG_REG = 0x0A İşlemden sonra FLAG_REG = 0x8A
BTFSC "f" yazmacının "b" bitini kontrol et, 0 ise atla Yazılış : BTFSC f,b İşleçler: 0 £ f £ 127, 0 £ b £ 7 İşlem: eğer (f[b]) = 0 ise bir sonraki komutu atla Etkilenen Yazmaçlar : Yok Kodlama : 01 10bb bfff ffff Tanım : Eğer "f" yazmacının "b" biti 1 ise sıradaki komut işletilir, 0 ise bir sonraki komut atlanır ve yerine NOP işletilir ve 2 çevrimli komut olur. Word: 1 Saat Çevrimi (Cycle) : 1 (2)
Q çevrimi (Q Cycle Activity) :
Q1
Q2
Q3
Q4
Kod çöz
"f" yazmacını oku
İşlemi yap
İşlem yapılmaz
Eğer atlama yapılmışsa 2. çevrimde ;
Q1
Q2
Q3
Q4
İşlem yapılmaz
İşlem yapılmaz
İşlem yapılmaz
İşlem yapılmaz
BTFSS "f" yazmacının "b" bitini kontrol et, 1 ise atla Yazılış : BTFSS f,b İşleçler: 0 £ f £ 127, 0 £ b £ 7 İşlem: eğer (f[b]) = 1 ise bir sonraki komutu atla Etkilenen Yazmaçlar : Yok Kodlama : 01 11bb bfff ffff Tanım : Eğer "f" yazmacının "b" biti 0 ise sıradaki komut işletilir, 1 ise bir sonraki komut atlanır ve yerine NOP işletilir ve 2 çevrimli komut olur. Word: 1 Saat Çevrimi (Cycle) : 1 (2)
Q çevrimi (Q Cycle Activity) :
Q1
Q2
Q3
Q4
Kod çöz
"f" yazmacını oku
İşlemi yap
İşlem yapılmaz
Eğer atlama yapılmışsa 2. çevrimde ;
Q1
Q2
Q3
Q4
İşlem yapılmaz
İşlem yapılmaz
İşlem yapılmaz
İşlem yapılmaz
CALL Altrutin çağır Yazılış : CALL k İşleçler: 0 £ k £ 2047 İşlem: (PC)+ 1 → TOS, k → PC<10:0>, (PCLATH<4:3>) ® PC<12:11> Etkilenen Yazmaçlar : Yok Kodlama : 10 0kkk kkkk kkkk Tanım : Bir altrutin çağırır. Önce dönüş adresi (PC+1) yığın (stack) hafızaya kaydedilir. 11 bitlik adres PC<10:0>'a yüklenir. PC'nin üst bitleri PCLATCH'den yüklenir. CALL 2 çevrimlik bir komuttur. Word: 1 Saat Çevrimi (Cycle) : 2
Q çevrimi (Q Cycle Activity) :
1. çevrim;
Q1
Q2
Q3
Q4
Kod çöz
"k" literalini okuPC'yi yığına kaydet
Veriyi işle
PC'ye yaz
2. çevrim;
Q1
Q2
Q3
Q4
İşlem yapılmaz
İşlem yapılmaz
İşlem yapılmaz
İşlem yapılmaz
CLRF f'in içeriğini temizle (0 yap) Yazılış : CLRF f İşleçler: 0 £ f £ 127 İşlem: 00h → (f), 1 → Z Etkilenen Yazmaçlar : Z Kodlama : 00 0001 1fff ffff Tanım : "f" yazmacının içeriği temizlenir(0) ve "Z" biti kurulur(1). Word: 1 Saat Çevrimi (Cycle) : 1
Q çevrimi (Q Cycle Activity) :
Q1
Q2
Q3
Q4
Kod çöz
"f" yazmacını oku
Veriyi işle
"f" yazmacına yaz

PIC nedir?

PIC nedir?
PIC Serisi mikroişlemciler MICROCHIP firması tarafından geliştirilmiş ve üretim amacı çok fonksiyonlu logic uygulamalarının hızlı ve ucuz bir Mikroişlemci ile yazılım yoluyla karşılanmasıdır.
PIC’in kelime anlamı -PERIPHERAL INTERFACE CONTROLLER- Giriş Çıkış işlemcisidir. İlk olarak 1994 yılında 16 bitlik ve 32 bitlik büyük işlemcilerin giriş ve çıkışlarındaki yükü azaltmak ve denetlemek amacıyla çok hızlı ve ucuz bir çözüme ihtiyaç duyulduğu için geliştirilmiştir.
Çok geniş bir ürün ailesinin ilk üyesi olan PIC16C54 bu ihtiyacın ilk meyvesidir. PIC işlemcileri RISC benzeri işlemciler olarak anılır.
PIC16C54 12 Bit komut hafıza genişliği olan 8 bitlik CMOS bir işlemcidir.18 bacaklı dip kılıfta 13 I/O bacağına sahiptir ve 20 Mhz osilator hızına kadar kullanılabilir. 33 adet komut içermektedir. 512 byte program epromu ve 25 byte RAM`i bulunmaktadır. Bu hafıza kapasitesi birçok insanı güldürmüştür sanırım ama bir risc işlemci olması birçok işin bu kapasitede uygulanmasına olanak vermektedir.
PIC serisi tüm işlemciler herhangi bir ek bellek veya giriş/çıkış elemanı gerektirmeden sadece 2 adet kondansatör, 1 adet direnç ve bir kristal ile çalıştırılabilmektedir. Tek bacaktan 40 mA akım çekilebilmekte ve entegre toplamı olarak 150 mA akım akıtma kapasitesine sahiptir. Entegrenin 4 Mhz osilator frekansında çektiği akım çalışırken 2 mA stand-by durumunda ise 20uA kadardır.
PIC 16C54 ‘un mensup olduğu işlemci ailesi 12Bit core 16C5X olarak anılır. Bu gruba temel grup adı verilir. Bu ailenin üyesi diğer işlemciler PIC16C57, PIC16C58 ve dünyanın en küçük işlemcisi olarak anilan 8 bacakli PIC12C508 ve PIC 12C509’dur.
Interrupt kapasitesi ilk işlemci ailesi olan 12Bit Core 16C5X ailesinde bulunmamaktadır. Daha sonra üretilen ve Orta sınıf olarak tanınan 14Bit Core- 16CXX ailesi birçok açıdan daha yetenekli bir grup işlemcidir.
Bu ailenin temel özelliği interrupt kapasitesi ve 14 bitlik komut işleme hafızasıdır. Bu özellikler Pic’i gerçek bir işlemci olmaya ve karmaşık işlemlerde kullanılmaya yatkın hale getirmiştir. PIC16CXX ailesi en geniş ürün yelpazesine sahip ailedir. 16CXX ailesinin en önemli özellikleri seri olarak devre üstünde(ICSP) dahi programlanmasıdır. Bu özellik PIC16C5x de epey karmaşıktı , paralel programlanabiliyordu interrupt kabul edebilmesi, 33 I/O,AD Converter, USART, I2C, SPI gibi endüstri standardı giriş çıkışları kabul edecek işlemcilere ürün yelpazesinde yer vermesi.
PIC 16CXX ailesinin amatör elektronikçiler arasında en çok tanınan ve dünyada üzerinde ençok proje üretilmiş, internetin gözdesi olan bireyi PIC16C84 veya yeni adıyla PIC16F84 dur.
PIC 16F84 un bu kadar popüler olması onun çok iyi bir işlemci olmasından ziyade program belleğinin Eeprom - Elektrikle silinip yazılabilen bellek -olmasından kaynaklanmaktadır. Seri olarak dört adet kabloyla programlanması da diğer önemli avantajıdır. Bugüne kadar amatörce bir işlemciyle uğraşmış herkesin en büyük sıkıntısı eprom veya eprom tabanlı işlemcileri programladıktan sonra UltraViole ışık kaynağı ile silip tekrar programlamaktır. Bu çok zahmetli ve bir amatör için ekipman gerektiren yöntem olmustur. Evde üretilmesi zor olan özel bir programlayıcı da madalyonun diğer yüzüdür.
PIC16F84 amatörler tarafından internette en bol programlayıcısı bulunan işlemcidir herhalde. Ben şu ana kadar 50 den fazla PC ve MAC tabanlı evde yapabileceğiniz programlayıcıya rastladım. Eprom silmek diye birşey zaten söz konusu değil zira eeprom belleği programlayan programlayıcı devre 1 saniye içinde aynı belleği silebilmektedir. Bu özellik size çok hızlı ve defalarca deneyerek program geliştirme avantajını getirmektedir ki bu amatör elektronikçi için bulunmaz bir nimettir. Bu denemeleri yaparken işlemciyi devrenizden sökmeniz dahi gerekmez. Bu tip programlamaya ICSP -In Circuit Serial Programming- denmektedir.
Amatör bir elektronikçi PIC16F84 ile Program geliştirmek için aşağıdaki ekipmana ihtiyaç duyacaktır: PIC16F84 Windows tabanlı PC ASCII Editör (Örneğin Windows-Notepad) MPASM Assembler Programlayıcı/siliciProgramlayıcı için yazılım
PIC Serisi işlemciler ile ilgili daha geniş bilgi için www.microchip.com adresine başvurabilirsiniz.

Elektromanyetik alanların Epidemiyolojik Etkileri

Yüksek gerilim güç hatlarından alternatif manyetik alan ikamet maruziyetinde olan kimselerdeki kanser üzerindeki vaka-kontrol çalışmaları aşağıda sıralanmıştır.
Wertheimer ve Leeper çalışması, Colorado doğumlu ve Denver bölgesinde bulunan, 1950 ve 1973 arasında Colorado'da 19 yaşından önce kanserden ölen kişileri içerir. Çalışma grubu doğum tarihi ve yeri işaretlenen 344 kanser ölümü ve 355 kontrol deneğinden oluşur. 472 kontrol birimi ile kanser hastalarının 491 ikameti karşılaştırıldı. Yüksek ve alçak akım taşıyan çeşitli tel tertibatlarında ve çalışma deneklerinin evlerinden 40 metrelik mesafe içinde güç frekanslı manyetik alana potansiyel maruziyet değerlendirilmiştir. Güç hatları civarında manyetik alan ölçümleri yapılmıştır. Yüksek akımlı hatlara kanserli hasta evlerinin, kontrol deneklerinin evlerinden önemli derecede daha yakın olduğu saptanmıştır. En fazla göze çarpan fark doğumdan ölüme yalnız bir adreste bulunan 128 kontrol deneği ve 109 vakanın evleri arasında görülmüştür. Leukemia, Iymphoma ve sinir sistemi tümörlerinin 3'te 2 oranında fazla olduğu saptanmıştır.
1980'de Fulton ve arkadaşları Rhode Island'da, Wertheimer ve Leeper çalışmasının esasını tekrarlamak için, 1964-1978 arasında 20 yaşına kadar olanlarda sadece Leukemia vakalarıyla ilgilenilerek bir rapor hazırladılar. Rhode Island Hastanesi dosyalarından 119 hasta ve onların 209 adresi seçilerek, bu hastalar ile ilgili rutin olarak tutulan kayıtlar ve tam adres hikayeleri tespit edilmiştir. Her hasta için aynı yıl doğan iki kontrol deneği ülke doğum kayıtlarından seçilerek 240 kontrol adresi tespit edilmiştir. Leukemia hastalarının 209 adresi ve 240 kontrol adreslerinde bulunan her ikametin 50 metre civarında bulunan güç hatları işaretlenerek, maruziyet değerleri Wertheimer ve Leeper prosedürü takip edilerek oluşturuldu. İlk çalışmaların aksine, çocukluk leukemiası ile ilişki kurulamadı.
Wertheimer ve Leeper 1980'de, Rhode Island verileri ile tekrar çalışarak çocukluk leukeması ve yüksek akımlı düzenler arasında zayıf ilişki bulunmuştur. Wertheimer ve Leeper tarafından 1982'de, evlerin yakınındaki yüksek akımlı elektrik hatları ile kanserin ilişkisini daha ileri bir araştırması, kanserlerinin vaka-kontrol çalışması yürütülmüştür. Çalışma grubu 1179 erişkin kanser deneği ve 1179 işretli kontrol deneği 1967-1979 süresi için Denver'ın büyük dört alanından seçilen dört örnekle düzenlenmiştir. Çocukluk çalışmalarından farklı olarak, toplam çalışma grubu bazı canlı kanser hastalarını(275) içerdi. Kanser ölümleri ölüm kayıtlarından çıkarıldı, kanser kayıtları Colorado kanser kayıtlarından çıkarılmıştır. Yüksek akımlı konfigürasyonlar yakınında yaşayan 55 yaşın altındakilerde dört tip kanserde (sinir sistemi, rahim, göğüs ve Iymphoma) önemli artış gözlenmiştir.
1986'da Tomenius bütün rapor edilen tümörleri kullanarak Sweden Colorado çocukluk vaka-kontrol çalışmasında, 1958 - 1973 arasında 18 yaşına kadar, Swedish Knser kayıtları kullanılarak, kontrol denekleri kasaba ve ilçe doğum kayıtlarından, doğum günü ve cinsiyet işaretlenerek seçilmiştir. Çalışma ilçede doğan ve halen burada yaşayan 716 hasta ve bir o kadar kontrol deneği ile sınırlandı.3mG ya da daha fazla manyetik alanlar 48 konutta ölçülmüştür. Konutlardaki manyetik alan ölçümlerinin değerlerinin 0,004'ten 19mG'a kadar olduğu görülmüştür. İncelenen 150 metre sınır içerisinde bütün tümör vakalarının iki kat fazla olması ve sinir sistemi neoplasmlarında artış Wertheimer ve Leeper'ın bulgularıyla uygundur.
Ev dışındaki hat konfigürasyonlarının ev içindeki direkt ölçümler ile ilişkisi Kaune ve arkadaşları tarafından 1987'de bulundu. Hat konfigürasyonu ve kanser riskinin artışı arasındaki pozitif ilişki; bütün kanser türleri, özellikle leukemialar ve daha düşük olarak beyin tümörleri için bulundu.

ELF Elektrik ve manyetik alanların biyilojik etkileri

ELF Elektrik ve Manyetik Alanların Biyolojik Etkileri
Son otuz yılda araştırma programları dünyanın her yerinde büyük miktarda artış göstermiştir. Hem ELF alanlar ile canlı organizmaların ve hem de biyolojik etkilerin anlatılmasında büyük ilerlemeler kaydedilmiştir. Bu araştırmaların çoğu güç frekansındaki elektrik alanlarına doğru yönlendirilmiştir. Bu gün ELF EM alanların biyolojik etkileri için esaslar ve etkileşim mekanizmalarını oluşturan unsurlarda büyük miktarda bilinmeyen mevcuttur. Diğer bilimsel araştırma alanlarında olduğu gibi, ELF biyoetkileri üzerine yürütülen araştırmalar; insan üzerine çalışmalar (öncelikle epidemiyolojik), hayvan deneyleri ve hücrelerle ilgili(mekanizma) çalışmaları olarak birkaç seviyede düzenlenmiştir.
İnsanların ya da hayvanların ELF manyetik alanlara kuplajı elektrik alan kuplajından farklıdır. Biyolojik organizmalar ELF manyetik alanlara bağlı rahatsızlık vermeseler de, indüklenen girdap akımında iletim yolu olarak görev yaparlar. Bu dolaşan akımlar gelen manyetik alanını doğrultusuna dik düzlem içinde oluşur.Dış manyetik alan tarafından indüklenen elektrik alanın büyüklüğü çevrim boyutuna bağlıdır. 10 kV/m elektrik alanı ile 30x10-4 T manyetik alanlar tarafından insan içinde indüklenen iç alanlar, manyetik alan tarafından indüklenenden daha büyüktür.
İnsan sağlığı üzerinde ELF EM alanların muhtemel sağlığa zararlı etkileri hakkında ilk incelemeler Sovyetler Birliğinde 1960'ların sonu 1970'lerin başlarında çıktı. Bu çalışmalar ile, 26 kV/m'ye kadar elektrik alana maruz kalan manevra anahtarlama işçilerinde baş ağrısı, sindirim bozukluğu, kardiyovasküler değişimler, libido(şehvet) azalması, uykusuzluk, sinirlilik artması gibi maruziyetle ilgili semptomlar ortaya atıldı. Bu bulgular, Sovyetler Birliğinde ve çeşitli ülkelerde araştırmaların artmasına neden oldu. ELF EM radyasyona insanların maruz kalmaları neticesinde potansiyel biyolojik olayların belirlenmesi için birçok araştırma başlatıldı. 50 Hz'de 1,15 ve 20 kV/m'lik alanlara kısa periyotlar için maruz kalan 100 gönüllü kapsamlı klinik değerlendirme neticesinde, alanla ilgili sadece beyaz kan hücrelerinde hafif artma, reaksiyon süresinde hafif azalma ve norepinephrine seviyesinde hafif yükselme gibi birkaç etki gözlendi.
Polonya'da yürütülen bir çalışmada 35 gönüllü üzerinde 50 Hz elektrik alanlarda ışık ve ses uyarımına bilinçli reaksiyon ölçüldü. 10kV/m'den büyük alan şiddetlerinde her iki uyarım tipi içinde reaksiyon süresinin arttığı gözlendi.Bir başka çalışmada ise, 100'den fazla denek üzerinde zamanla değişen manyetik alanlara (5 Hz'den 1 kHz'e, B 100 mT'den az) maruziyet gözlendi. EEG, elektrokardiyogram, kan basıncı ve vücut sıcaklığı ölçümleri maruziyetin etkisinin olmadığını göstermiştir. İnsanlarda manyetik alanlara maruziyetin biyolojik etkisi üzerine çalışmaların en yaygını "phosphenes" olarak bilinen görüntü ile ilgili olaydır. Bu olay, retinayı uyaran elektriksel akım indüksiyonunun meydana gelmesiyle görülür.
Elektrik ve manyetik alanlar ile insanların etkileşimleri esas hedef olsa da, çoğu biyolojik araştırma alanlarında çalışmaların çeşitli hayvan türleri üzerinde yürütülmesi daha uygun olmaktadır.
ELF alanlara maruz kalan hayvanlardaki biyolojik etkilerin çoğunluğunun direk ya da dolaylı olarak sinir sistemiyle ilgili olduğu gözlenmiştir. Sinir sistemi, nadiren elektriksel sinyallere uyumlu işlemler ve dokulardan ibarettir. Çevresi ile hayvanın etkileşiminde bu sistem fonksiyonel ve yapısal olarak karmaşıktır.Dış uyarımdan duyum girişinin geçişi, bu gibi bilgilerin merkezi işlemi ve sonuç olarak dışarı götürülen dokunun ve organların canlandırılması gibi etkileşimin temel karakteristikleri ile, ELF maruziyeti ve gözlenen biyolojik sonuçlar arasındaki muhtemel bağlantılar belirlenebilir.
İlk deneysel çalışmalarda, sinir sistemi fonksiyonu ile ilgili olan davranışlar öncelikle gözlenmiş ve ara sıra da sinir sistemi parametreleri ölçülmüştür. 1970'lerin sonlarındaki ELF maruziyetin sinir sistemi fonksiyonları üzerindeki etkisi çalışmaları, genel olarak üç kategoride sınıflandırılabilir; aktivitenin değerlendirilmesi ya da irkilme-tepki davranışı, stres ile ilgili hormonların değerlendirilmesi (corticosteroidler gibi), merkezi sistem cevaplarının genel ölçümleri (EEG ve ana tepki süreleri gibi).
Canlı organizmaların metabolizma ve fonksiyonların statik olmadan uzak yani dinamik olduğu gösterilmiştir. Bu dinamiklerin ana elemanları değişken frekanslı endogeneous (örneğin: ultradian, circadian ve infradian) ritimlerdir. Dış etkilere bağlı olarak büyüyen çevresel etkileyici olaylara cevap veren bu biyolojik ritimler, genellikle phase-locked ritimlerinin bir kompleks karışımıdır ve organizmanın fizyolojik ve psikolojik oluşumu üzerinde önemli etkileri vardır. Biokimyasal işlemler, hücrelerle ilgili bağlantılar ve fonksiyonel sistemler, çevreye tepki olarak bütün sisteme etki eden endogenous ritimler ile ilgili dolaylı anlatımlar vardır. Bu ritimler altında uzuvların görevini yapmaması esaslı olarak organizmanın bozulması ve biyolojik etkilerin değişimini gösterir. Araştırmaların çoğu doğal biyolojik ritimler üzerinde ELF elektromanyetik alanların etkisini araştırmaya yöneliktir. 1983'te yapılan bir araştırmada 60 Hz elektrik alanlara maruz bırakılan sıçan ve farelerde hem circadian ve hem de ultradian ritimler araştırmak için metabolik indikatörler kullanıldı.Sonuçta, sıçanlar üzerinde maruziyetin etkisi görülmedi, fakat erkek farelerde oxidative metabolizmanın ritimleri ve aktivitesi maruziyet ile faz kaymasının olabileceği görüldü.

Elektromanyetik alanlara giriş

GİRİŞ

Elektrik enerjisi çağımızın en önemli enerji kaynaklarından birisini oluşturmaktadır. Teknolojik gelişmeler ve ekonomik kalkınmışlık düzeyine bağlı olarak, elektrikli araç ve gereçlerden yararlanma da her gün biraz daha artmaktadır. Artan elektrik enerjisi talebini tüketim merkezlerinde karşılamak gerekmektedir. Ancak enerji üretim merkezlerinin doğal kaynakların bulunduğu yerlerde tesis edilmesi zorunluluğundan dolayı, büyük miktarda enerjinin tüketim merkezlerine yüksek gerilimli enerji iletim hatları ile iletilmesi gerekmektedir. Büyük miktarda enerjinin uzak mesafelere iletilmesi, gerilim değerinin yükseltilmesi ile mümkün olmaktadır.Yüksek gerilm ve akımdan dolayı enerji iletim hatlarının çevresinde elektromagnetik alanlar meydana gelmektedir.Çevre bilincinin giderek önem kazanması ile enerji iletim hatlarının çevresindeki alçak frekanslı elektrik ve magnetik alanların, çevredeki bitki örtüsü, hayvanlar, insanlar üzerindeki biyolojik etkisinin belirlenebilmesi için çeşitli araştırmalar yapılmaktadır.

Bir iletken üzerinden geçen akım şiddeti ve gerilim seviyesine bağlı olarak, bu iletkenin bulunduğu ortama elektrik ve magnetik alanlar yayılmaktadır. Ev ve işyerlerindeki uygulamalarda yaşamı kolaylaştırıcı olarak kullanılan elektrikli cihazların tümü birer elektromagnetik alan kaynağıdır. Bunlardan televizyon, elektrikli traş makinası, elektrikli battaniye, mutfak robotu, cep telefonu, bilgisayar monitörü, fotokopi makinası örnek olarak sayılabilir. EM alanlar hassas cihazlar üzerinde de etki yaparak bunların doğru çalışmasını engeller, parazit oluşturur, göstergeleri bozarak hatalı değer okunmasını sağlar. Bu duruma örnek olarak hastanelerin ameliyathane ve yoğun bakım ünitelerindeki hassas cihazlar verilebilir. Binaların trafo merkezleri ve güç kablolarının konumu bu durum üzrende etkili olmaktadır. Bu olumsuz etkileri önlemek için elektrik ve magnetik alan ekranlaması yapılması gereklidir.

DC-DC konvertörlerin çeşitleri

DC-DC KONVERTÖRLERİN SINIFLANDIRILMASI


AKIM VE GERİLİM YÖNÜNE GÖRE KONVERTÖRLER (KIYICILAR)

5 gruba ayrılabilir.

A Sınıfı Konvertörler
B Sınıfı Konvertörler
C Sınıfı Konvertörler
D Sınıfı Konvertörler
E Sınıfı Konvertörler

A Sınıfı Konvertör

Yük akımı yükün içine doğru akar. Şekil 2.1.a 'da gösterildiği gibi yük gerilimi de yük akımı da pozitiftir. Eksenleri IL, VL 'den oluşan bir düzlemin tek bölgesinde çalışabildiği için tek kadran tipi konvertör olarak adlandırılabilir.





Şekil 2.1. Konvertörlerin Kadran Sınıflandırılması




B Sınıfı Konvertör

Yük akımı yükün dışından akar. Şekil 2.1.b 'de gösterildiği gibi yük gerilimi pozitif fakat yük akımı negatiftir. B sınıfı konvertör de A sınıfı konvertör gibi tek kadran tipidir. Buna karşılık, düzlemin ikinci bölgesinde çalıştığı için invertör olarak da kullanılabilir. Bu tip konvertör de Şekil 2.2.a 'da gösterilmektedir. Şekildeki E bataryası yükün bir kısmı ve DC motorun geri EMK 'sı olarak düşünülebilir.

S1 anahtarı kapatıldığında E bataryasından dolayı L bobininden bir akım geçer ve VL gerilimi sıfır olur. Ani yük gerilimi VL ve yük akımı IL Şekil 2.2.b ve c 'de sırasıyla gösterilmiştir.





Şekil 2.2 B Sınıfı Konvertör



Şekil 2.2.a 'daki devrede S1 anahtarı kapatıldığında



IL (t=0) = I1 olduğunda,





AT.t = t1,

IL (t = t1= kT) = I2 olur.




S1 anahtarı açıldığında, L bobininde depolanmış enerjinin büyüklüğü D1 diyotu üzerinden VS kaynağına geri verilir. Yük akımı iL azalır.







t2 = (1-k).T , t = t2'de

IL (t = t2) = I1 Kararlı hal sürekli akımı için

IL (t = t2) = 0 Kararlı hal süreksiz akımı için




C Sınıfı Konvertör

Şekil 2.1.c 'de gösterildiği gibi yük akımı hem pozitif hem negatiftir. Fakat yük gerilimi her zaman pozitiftir. Şekil 2.3'de gösterilen ve iki kadran tip konvertör olarak bilinen C sınıfı konvertör A ve B tip konvertörlerin birleştirilmesinden oluşur. S1 ve D2, A sınıfı; S2 ve D1 B sınıfı konvertör vazifesini görür.S1 ve S2 aynı anda kapatılmadığı sürece C sınıfı konvertör hem doğrultucu hem de ters çevirici (invertör) olarak kullanılabilir.





Şekil 2.3 C Sınıfı Konvertör





D Sınıfı Konvertör

Yük akımı devamlı pozitiftir. Şekil 2.1.d 'de gösterildiği gibi yük gerilimi hem pozitif hem negatiftir. Şekil 2.4'deki bu devre doğrultucu veya ters çevirici olarak kullanılabilir. S1 ve S4 anahtarları kapatılırsa VL ve IL pozitif olur. S1 ve S4 anahtarları açıldığında yük akımı IL pozitif olur ve endüktif bir yük için akmaya devam eder. D2 ve D3'ün hazırladıkları yol ile yük akımı ve VL ters çevrilir.





Şekil 2.4 D Sınıfı Konvertör





E Sınıfı Konvertör

Şekil 2.1.e 'de gösterildiği gibi, yük akımı ve yük gerilimi, hem pozitif hem negatiftir. Şekil 2.5. 'de gösterilen ve 4 katran tip konvertör olarak da adlandırılabileceğimiz E sınıfı konvertör, 2 tane C sınıfı konvertörün birleştirilmesinden oluşur.





Şekil 2.5 E Sınıfı Konvertör

Semboller ve Giriş

SEMBOLLER

fs = Anahtarlama frekansı

fo = Konvertör çalışma frekansı

fr = Rezonans frekansı

R = Kondaktör etkin yük direnci

n = Sarım oranı

Vs = Sekonder ortalama gerilimi

Is = Sekonder ortalama akımı

DITsi = Anahtar kesimde iken bobin akiminin degisim süresi

DITs2 = Bobin akiminin sifir oldugu süre

VL = Ani yük gerilimi

IL = Yük akımı

D = Darbeleme görev oranı. Bir sistemde ortalama darbe gücünün tepe darbe gücüne oranı

PWM = Darbe Genişlik Modülasyonu (Pulse Width Modulation)

Pd = Giriş Gücü

ILB = Ortalama bobin akımı

IL,tepe = Bobin akımının tepe değeri

ILB,max = Ortalama bobin akımının maksimum değeri

IOB = Sürekli ve süreksiz iletim durumundaki akım değeri

Lm = Trafo endüktansi

L = Akım tutucu endüktans

DVo = Çıkış geriliminin en alt ve üst seviyesindeki farkı

DQ = Bobin akiminin kondansatörden dolayi olusturdugu yük

DIL = Çıkıştaki bozulmalara sebep olan bobin akımı

fc = Filtre frekansı

Ts = Toplam periyot

TI = İletim süresi

Tk = Kesim süresi

k = Sabit

Vk = Kontrol sinyali

VST = Osilatör sinyalinin tepe değeri

Vo = Çıkış gerilimi

Vd = Giriş gerilimi

Io = Çıkış akımı

Id = Giriş akımı

Po = Çıkış gücü




1.GİRİŞ

Güç elektroniğinin temelleri, daha elektronik sözcüğünün yaygın olarak kullanılmaya başlamasından önce, 20.yüzyılın başlarında atılmıştır. Günümüzde kullanılan güç çevirici devrelerinin çoğu o yıllarda geliştirilmiş devrelerdir.

Güç elektroniği dalındaki ilk çalışmalar alternatif akımdan doğru akım elde edebilmek için yapılmıştır. Bu amaçla önce mekanik dönüştürücüler kullanılmış ve daha sonraları, civa buharlı doğrultucuların bulunması ve geliştirilmesi ile mekanik doğrultuculardan statik doğrultuculara doğru bir değişim başlamıştır. 1920'li yılların başında geliştirilen ızgara denetimli civa buharlı tüplerde doğru akım çıkış geriliminin denetlenebilmesi mümkün olmuş ve bu amaçla geliştirilen devreler, günümüzde kullanılan devrelerin temelini oluşturmuşlarıdır.

İlk yarıiletken doğrultucu bakır oksitli olup, 1920'li yılların sonlarında kullanılmaya başlamış. 1930'larda ise selenyum doğrultucular ortaya çıkmıştır.

İkinci Dünya Savaşı'ndan sonra katı hal fiziğinde önemli gelişmeler olmuş ve 1950'lerde imal edilen yarı iletken diyotları, 1957 yılında General Electric firmasının geliştirip imal ettiği tristörler izlemiştir. Bu yarıiletken, güç elektroniği dalında bir devrim yaratmış, küçük ve sağlam yapısı, çalışma koşullarından etkilenmemesi gibi özellikleri dolayısıyla güç elektroniği uygulama alanlarını büyük çapta artırmıştır.

Güç elektroniğinin evrimini hızlandıran ve uygulama alanlarını genişleten bir diğer etken de yakın geçmişte yaşadığımız enerji krizi olmuştur. Enerji tasarruf yapma zorunluluğu, asenkron motorları daha verimli bir şekilde çalıştırabilmeyi sağlayacak yeni güç elektroniği devrelerinin geliştirilmesini sağlamıştır.

1957 yılında tristörün güç elektroniği elemanları arasına katılmasının yarattığı devrime benzer bir devrim de, 1974 yılında, ilk mikroişlemcinin piyasaya sürülmesiyle yaşanmıştır. Mikroişlemciler, çok sayıda ayrık ve tümleşik devre elemanlarının yerini alabilme özellikleri ile güç elektroniği dalında çalışan kişiler önünde yeni ufuklar açmış, şimdiye kadar karmaşık yapıları ve ekonomik olmamaları nedenleri ile ancak özel durumlarda kullanılan güç elektroniği devrelerini ve denetim yöntemlerini tekrar cazip bir duruma getirmiştir. Asenkron motorların, karmaşık ve pahalı olmayan sistemlerde, doğru akım motorları kadar kolay ve hassas bir şekilde denetlenebilme olanağı doğmuş ve fırça, komitatör problemleri ve bakım zorlukları doğrudan doğru akım motor sürücü sistemleri bir ekonomik alternatif olarak düşünülmeye başlamıştır. Güç elektroniği uygulama alanları özellikle son yıllarda hızla artmış ve iletişim, savunma, endüstriyel süreçler, güç üretimi, taşıma ve dağıtımı, enerji dönüşümü, ulaşım , dağıtım ve tüketici elektroniği gibi çok geniş bir alana yayılmıştır.

Çoğu endüstriyel uygulamalarda sabit gerilimli DC kaynağın, değişken gerilimli DC kaynağa çevrilmesi gerekmektedir. DC/DC konvertörler olarak da bilinen bir DC kıyıcı direkt olarak DC 'yi DC 'ye dönüştürür. Bir konvertör, sürekli değiştirilebilir sarım oranlı bir AC transformatörün eşdeğer DC devresi gibi de düşünülebilir. Transformatörün AC gerilimi arttırıp azaltabildiği gibi DC/DC konvertör de bir DC kaynağın gerilim değerini arttırıp, azaltabilir.

Konvertörler, elektrikli otomobillerde, deniz yük asansörlerinde, çatal kaldırıcılı kamyonlarda, maden ocağı çekicilerinde motor çekim kontrolü için oldukça sık kullanılır. Yumuşak hız kontrolü, yüksek verim ve dinamik tepki gibi avantajları DC/DC konvertörlerin tercih nedenleridir. Ayrıca enerjiyi malzemenin içine geri göndermek için de motorların aktif frenlenmesinde de kullanılmaktadır. Bu özellik sık durmalı aktarım sistemlerinde enerjinin korunmasını sağlar.

Bir Konvertörün Çalışma Sistemi: Şekil 1.1.'de görüldüğü gibi özetlenebilir.

Aktif filtre tasarımı ve Opamp'lı aktif filtre çeşitleri.

OP-AMP’LA 1. DÜZEY ALÇAK GEÇİREN FİLTRE














Yukarıda yazdığımız transfer fonksiyonu 1. düzey alçak geçiren filtrelerin genel formudur. Yüksek frekanslarda (ω»ωo), kapasitör kısa devre gibi davranacağından yükseltici kazancı sıfıra gidecektir. Çok düşük frekanslarda ise (ω«ωo), kapasitör açık devre gibi davranacağından devrenin kazancı Ho’a eşit olacaktır. Peki alçak yada yüksek frekans denilince ne anlıyoruz?

Yüksek frekanslarda akımın büyük çoğunluğu kapasitörden geçer. Örneğin; kapasitörün empedans büyüklüğünün R1’den çok küçük olduğu zaman. Diğer bir ifadeyle 1/ωC«R1 yada ω»1/R1C=ωo’ sa yüksek frekansa sahibiz. R1’in devreye az bir etkisi olacak ve bu etkiden dolayı devre integral alıcı gibi davranacaktır. Ve de ω«1/R1C ise alçak frekans meydana gelir ve devre kazancı Ho=-R1/R2 olan bir yükseltici etkisi gösterir.


OP-AMP’LA 1. DÜZEY YÜKSEK GEÇİREN FİLTRE




Alçak geçiren filtreler için kullanılan yöntemleri kullanarak 1. düzey yüksek geçiren filtre için transfer fonksiyonunu yukarıdaki gibi elde edebiliriz. Yüksek frekanslarda (ω»ωo) kapasitör kısa devre gibi davranacağından yükseltecin kazancı Ho=-R1/R2 olacaktır.Çok alçak frekanslarda ise (ω«ωo) kapasitör açık devre gibi davranır ve kazanç Ho olur. Bu devre için merkez frekansı yazacak olursak ωo=1/R2C dir. Bu yüzden bu devre yüksek geçiren bir filtredir yani yüksek frekanslı sinyalleri geçirir, alçak frekanslı sinyalleri bloke eder.


OP-AMP’LA BASİT BAND GEÇİREN FİLTRE

Alçak geçiren filtrelerin yanı sıra, diğer genel filtre tipleri yüksek geçiren (sadece yüksek frekansları geçirir), band durduran filtreler (belli frekanstaki sinyalleri bloklar) ve band geçiren filtrelerdir (Alçak ve yüksek frekansları söndürür, sadece belli frekans aralığındaki sinyalleri geçirir). Basit band geçiren filtrede daha önce gördüğümüz alçak geçiren ve yüksek geçiren filtrelerin kombinasyonuyla elde edilir.



Bu devreyi alçak frekansları (ω«1/R2C2) ve yüksek frekansları (ω»1/R1C1) durduracak fakat kazancın –R1/R2 olduğu orta frekansları geçirecektir. Bunun yanı sıra, bu devre çok dar bantlı bir filtre yapmak için kullanılamaz. Bunu yapmak için aşağıdaki gibi daha karmaşık bir filtre gereklidir.


YÜKSEK Q (DÜŞÜK BAND GENİŞLİĞİ) BAND GEÇİREN FİLTRELER

İkinci düzey band geçiren filtreler için transfer fonksiyonu


şeklindedir.

ωo= Merkez frekansı, b=Band genişliği, Ho=Filtrenin maksimum genliğidir.
Bu değerler aşağıdaki grafikte gösterildi. Parantez içindeki değerler radyan frekanslar ve diğerleri ise Hertz’dir. (örn; fo=ωo/2p, B=b/2p).Yukarıdaki eşitliğe yada grafiğe baktığımızda görebiliriz ki ω®0 ve ω®∞ H(s=jω)®0 ve kolayca görebiliriz ki ω=ωo iken H(s=jωo)=Ho.
Ayrıca yukarıdaki eşitlikte yazılmış terimlerden kalite faktörü Q, band genişliği b merkez frekansı ωo, (Q=ωo/b) sıkça karşılaşacağımız terimler olacak. Ayrıca söylemek gerekirse filtre daraldığında ve band genişliği azaldığında Q (kalite faktörü) artar.




OP-AMP’LA YÜKSEK Q BAND GEÇİREN FİLTRE




Radian frequency
Hertz


R1//R2 notasyonu R1 ve R2’nin paralel kombinasyonunu gösterir.


STANTART 2. DÜZEY AKTİF FİLTRELER

Filtre Tipleri
Tanımlama
Şema ve Transfer Fonksiyonu
Pole Zero Plot
Sallen and Key Alçak Geçiren Filtre
Sallen and Key Alçak Geçiren Filtre.

Tersleyici Alçak Geçiren Filtre






Konumuzun sonunda sizlere yardımcı olabileceği düşüncesiyle Laplace Transform Çiftlerini veriyorum.

Dalga Klavuzu teorisi 2

Mikrodalga Teorisi
DALGA KLAVUZU TEORİSİ
Klasik devre tasarımında kullanılan 2wire (iki telli) iletim hattı, mikrodalga frekanslarda uygulananan elektromanyetik enerji transferinde yetersizdir. Şekil-1'de gösterildiği gibi, alan tüm yönlerde sınırlandırılmamıştır ve radyasyon nedeniyle enerji kaybı olur. Tüm alanı iletkenle sınırlandırılmış olan koaksiyel kablolar daha verimlidir (Şekil 2).
Şekil 1 - Alanlar sadece iki yönde sınırlıdır.
Şekil 2 - Alanlar tüm yönlerde sınırlandırılır.
Dalga klavuzları, elektromanyetik enerjinin taşınmasında daha etkildir. Dalga klavuzları aslında orta iletkeni olmayan koaksiyel hatlardır. Dairesel, dikdörtgen veya eliptik olarak iletken malzemeden imal edilirler (Şekil 3).
Şekil 3 - Dalga klavuzu şekilleri
Dalga Klavuzlarının Avantajları
Dalga klavuzları 2wire ve koaksiyel hatlara karşın, çoğu konuda daha avantajlıdır. Örneğin geniş iletim yüzeyi bakır kayıplarını (Copper Losses I2R) önemli ölçüde azaltır. 2wire hatlar dar yüzeyleri nedeniyle yüksek bakır kaybına sahiptir. Koaksiyel kabloların dış iletken yüzeyi geniştir ama iç iletken yüzeyi dardır. Mikrodalga frekanslarda, iç iletkenin akım taşıyan alanı yüzey etkileşimi (Skin Effect) nedeniyle çok sınırlı bir tabakadır.
Skin Effect olayı geniş bir inceleme gerektirdiğinde izah edilmeyecektir. Fakat iletken direncinin artmasına sebep olduğu bilinmelidir. Koaksiyel kabloda enerji transferi elektromanyetik alan haraketiyle sağlanmasına rağmen, alanın büyüklüğü iç iletkenin akım taşıyan yüzeyinin genişliği ile sınırlıdır. İç iletkenin küçüklüğü skin effect'in daha etkili olmasına sebep olmaktadır. Dalga klavuzlarında DIELEKTRIK kayıpları da daha azdır. 2wire ve koaksiyel hatlarda dielektrik kayıpları, iletkenler arasındaki yalıtkanın ısısının artmasıyla ortaya çıkar. İletkenler arasındaki dielektrik maddenin ısısının artması kapasitif etkiye sebep olur (Dielektrik Kaybı).
Dalga klavuzlarında dielektrik madde, geleneksel yalıtkanlara göre çok daha az dielektrik kaybı olan havadır. Ancak dalga klavuzları, durağan dalgalarda dielektrik bozulmayla karşı karşıyadır. Dalga klavuzlarında durağan dalgalar enerji transferinin verimini azaltır. Ayrıca dalga klavuzları çok daha fazla güç taşıyabilir. Fazla güç taşıma yetisi iletkebler arası boşluğa bağlıdır. Şekil 4 bu boşluğu karşılaştarmaktadır.
Şekil 4 - Koaksiyel kablo ile dairesel dalga klavuzunun iletkenler arası boşlukları.
Dalga klavuzlarının bu kadar avantajlı olması, size iletim hatlarında kullanılabilecek tek şey olduğunu düşünderebilir. Fakat dalga klavuzlarının bazı belirgin dezavantajları, sadece mikrodalga frekanslarında kullanılmalarının gerekliliğini göstermektedir.
Dalga Klavuzlarının Dezavantajları
Dalga klavuzlarının fiziksel büyüklüğü, düşük frekanslarda kullanılmalarını sınırlayan etkendir. Örneğin 1 MHz'de çalışacak bir dalga klavuzu yaklaşık 150m genişlikte olmalıdır. Bu nedenle dalga klavuzları 1.000 MHz altı frekanslarda kullanılmaz.
Dalga klavuzlarının kurulması da sert, boş boru yapıları nedeniyle zordur. Güvenli iletim için birleşim yerlerinde özel kuplorler kullanılmaktadır. Ayrıca skin effect'i azaltmak için, dalga klavuzlarının iç yüzeyleri altın veya gümüşle kaplanır. Buda maliyeti artırır.
S3: Mikrodalga frekanslarda koaksiyel hatlar 2wire hatlara göre neden avantajlıdır?
C3: Elektromanyetik alan tamamiyle sınırlandırılmıştır.
S4: Dalga klavuzu imalatında ne tip maddeler kullanılır?
C4: İletkenliği yüksek maddeler.
S5: İletken hatlarda yüzey genişliğinin fazla olması hangi olayın etkisini azaltır?
C5: Bakır Kayıpları (Copper Loss).
S6: Bir iletkende akım taşıyan yüzeyi daraltan etki nedir?
C6: Skin Effect.
S7: Dalga klavuzlarında hangi dielektrik madde kullanılır?
C7: Hava.
S8: Dalga klavuzlarının düşük frekanslarda kullanılamamasının temel sebebi nedir?
C8: Fiziksel büyüklüğünün düşük frekanslarda çok artması.

Dalga Klavuzu teorisi 1

Mikrodalga Teorisi
Dalga Klavuzu teori ve uygulamaları
Yazı dizisinin hedefleri
Çeşitli dalga klavuzlarının gelişimini, avantajlarını ve dezavantajlarını tanımak.
Dalga klavuzlarının fiziksel büyüklükleri ve yapısı. Yapılarının güç ve frekans üzerindeki etkileri
Elektromanyetik alanlar teorisi açısından dalga klavuzlarının enerji propagasyonu
Dalga klavuzlarının çalışma modları
Dalga klavuzlarında kullanılan temel giriş/çıkış metodları
Dalga klavuzu tesisatının temel ilkeleri
Dalga klavuzlarının sonlandırılımasının gerekliliği ve metotları
Yönlendirilmiş kuplorlerin çalışma ilkeleri ve uygulaması
Boşluk rezonatörlerinin çalışma ilkeleri ve uygulaması
Dalga klavuzu jonksiyonlarının temel çalışma ilkeleri
Ferrit aygıtların uygulamaları açısından incelenmesi
konularında okuyucuyu bilgilendirmektir.
DALGA KLAVUZU TEORİSİ VE UYGALAMALARI
Elektromanyetik spektrumun 1000 MHz ile 100000 MHz arasında kalan kısmı MIKRODALGA bölgesi olarak adlandırılır. Mikrodalga frekansının ilkelerini ve uygulamalarını anlatmaya başlamadan önce, mikrodalga teriminin iyi anlaşılması gereklidir. Terimi yüzeysel olarak ifade etmek kolay gözüküyor. Mikro milyonda bir anlamına geliyor, ama aynı zamanda çok küçük anlamında da (izafi) kullanılmaktadır. Mikrodalga terimi frekansı 1000 MHz'den yüksek elektromanyatik dalgaları tanımlamakta kullanılır ve dalgaboyları çok küçük olduğu için bu adı alır. Kısa dalgaboyu kullanmak pek çok uygulamada belirgin avantajlar sağlar. Örneğin, nispeten daha küçük antenler ve daha düşük güçlü vericiler kullanılarak mükemmel yönlendirme elde edilebilir. Bu özellik hem askeri hem sivil iletişim uygulamalarında ideal bir yöntemdir. Mikrodalga frekanslarda küçük anten ve bileşenler kullanmak mümkün olmaktadır. Ayrıca ağırlık ve boş alanın ana problem olduğu gemilerde de bu yöntemin kullanımı önemlidir.
Düşük frekans kullanılan mikrodalga çalışmalarında iletim ve devre tasarımı konularında pek fazla problem çıkmaz. Klasik devre tasarımının gerilim ve akım teorilerine bağlı olmasına karşın mikrodalga tasarımlar Elektromanyetik Alanlar Teorisine bağlıdır. EAT konusu pek çok öğrenci için anlaşılması zor bir konudur. Yazının devamında mümkün olduğu kadar basit terimler kullanılcaktır. Buna rağmen konunun anlaşılmasının zor olacağı kanısındayım. Teorinin anlaşılması sıkı bir çalışma gerektirir.
Her konunun sonunda temaya bağlı 2 veya daha fazla soru-cevap yöntemli çalışma bulunacaktır. Konunun iyi anlaşılması için bu sorulara önce kendiniz cevap bulmaya çalışın. Bu konu için örnek 2 soru;
S1: Elektromanyetik spektrumda 1000 - 100000 MHz sahasına verilen ad nedir?
C1: Mikrodalga bölgesi.
S2: Mikrodalga teorisi hangi kavram üzerine kuruludur?
C2: Elektromanyetik Alanlar Teorisi.

Elektronik güç kaynakları için PFC (Güç Faktörü Düzeltme)

Güç dağıtım sistemlerindeki elektronik yüklerin varlığı, güç konvertör cihazlarının tipik zayıf güç faktörleri nedeniyle verimsiz ve güvensiz koşulların oluşmasına neden olmuştur. Dalga şeklindeki bozulma, trafoların aşırı ısınması ve nötral iletkenler üç fazlı bir sistemde oluşan etkilerden sadece bir kaçıdır. Sonuç olarak, güç dağıtım sistemlerinin bütünlüğünü sağlamak amacıyla düzenlenen yeni yönetmelikler de dahil ekonomik kaygılar ile güvenlik kaygıları PFC (Güç faktörü düzeltme) stratejilerine büyük ilginin doğmasına neden olmuştur.
PFC için bir strateji belirlenecekse şunu kabul etmek gerekir ki; güç konvertör cihazlarında oluşan zayıf güç faktörü endüktif motor yüklerinde görülen zayıf güç faktörlerinden tamamıyla farklıdır ve yine farklı bir yaklaşım gerektirmektedir.
Zayıf güç faktörünün (PF) iki temel nedeni
En basit şekliyle, reaktif lineer devre elemanlarından kaynaklanan zayıf güç faktörü yükün endüktif veya kapasitif olmasına bağlı olarak akım ve gerilim arasındaki faz kayması şeklinde ortaya çıkar. Bu çeşit zayıf güç faktörü, yüke paralel olarak karşıt işaretli reaktif bir komponet eklenerek ortadan kaldırılır. Öte yandan tipik olarak elektronik güç konvertör cihazıyla bağlantılı makul düzeyden düşük güç faktörüne non-lineer devre elemanları neden olmaktadır. Çevrim dışı güç kaynaklarının çoğunda, AC-DC ön ucu, geniş bir filtre kapasitörünü müteakip bir köprü doğrultucudan ibarettir. Bu devrede akım, hattan ancak hattaki tepe gerilimi filtre kapasitöründeki gerilimi aştığı zaman çekilir. Akımın yükselme ve düşme oranı hat geriliminden büyük ve akım süreksiz şekilde olduğu için birtakım harmonikler üretilir. Güç dağıtım sistemlerinde sorunlara yol açan işte bu harmoniklerdir.
PFC’ye etkin bir yaklaşım
Genel olarak elektronik güç kaynaklarının zayıf güç faktörlerini düzeltmek için en geçerli yol, öncelikle bu olaya olan etkin yaklaşımdır.
Aktif bir PFC devresinin çalışmasında, gelen hat gerilimi tam bir dalga çıkışı üreten bir köprü doğrultucu içinden geçer. Hat geriliminin tepe değeri DC gerilimden düşük olduğu için, hat gerilimi fitre kapasitörü üzerinde mevcut gerilimin üzerine çıkarılmadığı müddetçe bu kapasitöre hiçbir akım geçişi olmayacaktır.
Bu kontrol devresinde, sinüsoidal giriş akımını sürekli tutmak maksadıyla boost gerilimini ayarlama olanağı verir.
Kontrol devresi sinüsoidal giriş akımını korumak maksadıyla şablon olarak girişi gerilim dalga şeklini kullanır. Kontrol devresi giriş akımını ölçer, giriş gerilimi dalga şekliyle karşılaştırır ve aynı tarzda giriş akımı dalga şeklini üretmek için boost gerilimini ayarlar. Aynı zamanda kontrol devresi DC gerilimini gözetler ve kabaca regüle edilmiş DC çıkışı sürdürmek için boost gerilimini ayarlar. Kontrol devresinin birinci işlevi sinüsoidal bir giriş akımını sürdürmek olduğu için, DC geriliminin çok az değişimine izin verilir.
Unutulmamalıdır ki, iyi tasarlanmış bir güç faktörü düzeltme (PFC) devresi gelen hat geriliminde mevcut olan bozulmaya bire bir yanıt verecektir, dolayısıyla PFC devrelerinin değerlendirirken düşük distorsiyonlu bir gerilim kaynağı kullanmak faydalı olacaktır.
Aktif bir PFC devresinin kullanılması giriş akımında daha az süreksizliklere ve sonuç olarak hattan çekilen giriş akımının daha az distorsiyonlu ve harmonik olmasını sağlayacaktır.

Transistör nedir ve nasıl çalışır. BJT'nin yapısı, özellikleri, işleyiş biçimi ve uygulama alanları.

Transistörler
Küçük bir elektronik aygıttır. Elektronik sinyalleri kuvvetlendirmek için kullanılan, zıt yöndeki bir iletkenlik bölgesiyle ayrılmış, belirli iki iletkenlik bölgesinden oluşan, yarı iletkenden yapılmış bileşen. (Transistör sözcüğü günlük yaşamda çoğunlukla jonksiyonlu transistör ile eş anlamlı olarak kullanılır.)
Termoiyonik lamba yada kısaca lamba denen elektron tüpünün yerini alan transistörler çok daha küçük, uzun ömürlü ve daha ucuzdur. Transistör, elektronik çağını başlatan en önemli buluştur. Transistör 1948'de geliştirilen ABD'li mühendisler John Bordeen (1908), Walter H. Brattion (1902-1987) ve William B. Shockley (1910-1989) bu buluşları nedeniyle Nobel Fizik ödülünü paylaşmışlardır.
Transistör silisyum ve germanyum gibi yarıiletken bir maddeden yapılır. Transistörler elektronik sanayisinde, örneğin televizyon alıcılarının, hi-fi ses sistemlerinin, işitme aygıtlarının ve daha önemlisi bilgisayarların yapısında kullanılır. Bugün tekil transistörlerin yerini tümleşik devreler almaktadır. Tümleşik devrelerde chip yada yonga denen çok küçük ve ince yarıiletken madde diliminin üzerinde oluşturulmuş, binlerce transistör ve başka elektronik devre elemanları bulunur.
Transistör nasıl çalışır
İster bir anahtar, ister bir yükseltici, isterse de bir üreteç işlevi görsün, bütün transistörler elektrik direncinin değişmesine dayalı olarak çalışır. Transistörün collector (toplayıcı), base (taban) ve emiter (yayıcı) olarak üç bağlantısı (katmanı) vardır. Base akımı olamadığında collector ile emiter arasındaki direnç o kadar yüksektir ki bu iki bağlantı arasında hemen hemen hiçbir akım geçemez. Ama base bağlantısında küçük bir akım aktarıldığında collector ile emiter arasındaki dirençte çok büyük azalma olur. Dolayısıyla emiter ile collector arasından akım geçebilir. Böylece transistör küçük bir akımın yardımıyla büyük bir akımı denetleyebilir. Transistör bir anahtar olarak kullanıldığı zaman, base bağlantısına küçük bir akım verildiğinde güçlü bir elektrik akımının devresini tamamlamasına izin verir. Bir yükseltici yada bir üreteç olarak kullanıldığı zaman zayıf bir sinyali güçlendirir. Zayıf sinyal küçük bir elektrik akımı biçiminde base'e uygulanır. Bu, collector'den emiter'e büyük bir akımın geçmesine izin verir. Böylece güçlü bir sinyal üretilmiş olur.
Base akımı arttıkça Collector akımıda artar.
Burada hiç akım yok
Burda hiç akım yok
Burada çok küçük bir akım var
Burada daha büyük bir akım var
Burada küçük bir akım var
Burada daha büyük bir akım var
Bağlantılı (jonksiyonlu) transistörün yapısı
Bağlantılı transistör, yarıiletken bir monokristalin içinde birbirinden ya bir P bölgesiyle ayrılmış iki N bölgesi (NPN transistör) yada bir N bölgesiyle ayrılmış iki P bölgesi (PNP transistör) oluşturarak elde edilen bileşendir. Bir N bölgesini temel özelliği elektron fazlalığıdır. Buna karşılık P bölgesinde elektron eksikliği vardır. Söz konusu bölgeler belirtildiği gibi birleştirilerek her iki durumda iki bağlantı oluşturulur (Bağlantılı transistör adı buradan kaynaklanır). Bir transistörün aynı türdeki iki bölgesinin her biri bir bağlanım taşır. Bu iki bölgeden biri verici (emiter) öbürü de toplayıcı (collector) dır. Bir bağlanımda ara bölgeye yada transistörün tabanına yerleştirilir. Tabanın (base) kalınlığı çok az olmak koşulu ile sistemin bütünü, bir sinyalin kuvvetlendirilmesi bakımından son derece ilgi çekici özellikler gösterir. Gerçek anlamdaki transistörü oluşturan yarıiletken öğe, içinden transistörün üç bağlanım teli geçtiği, su geçirmez bir kutuya yerleştirilir. Bu kutu plastik yada metaldendir; boyutları ve cinsi dışarı aktarılması gereken ısısal güze bağlıdır. Nitekim yarıiletken maddeden yapılmış bütün bileşenler gibi transistörlerde sıcaklığa karşı duyarlıdır (sıcaklığın çok fazla yükselmesini engellemek gerekir). Bu nedenle transistörün içinden bir akım geçtiği zaman açığa çıkan ısıyı dışarı aktarmak için yeterince büyük yüzeyli bir kutu yapılmalıdır. Bununla birlikte kutuların boyutları yarıiletken maddeden oluşan levhalarınkine oranla çok büyük olsalar bile bütün hacmi çok küçük bir bileşeni oluşturur. İki tür bağlantılı transistörün simgesel gösterimi şekildeki gibidir.
NPN Transistör
PNP Transistör
Bağlantılı (jonkiyonlu) transistörün özellikleri
Bir transistörün üç bağlantısını, bu öğenin iki farklı elektrik devresinin içine aynı anda konmasını sağlar.
Sözgelimi, giriş devresi adı verilen birinci devre, transistörün base ile emiter arasında bulunan parçası boyunca kaplıdır. Buna karşın çıkış devresi denilen ikinci devre transistörün tümünü kaplar. Bağlanımların kutupsallıkları uygun olduğu zaman base ve collector, bir NPN transistör için emiter'e göre pozitif, bir PNP transistör için negatif olmalıdır. Collector'den geçen iC akımının base'den gelen iB akımıyla belirgin bir biçimde orantılı olduğu ve her zaman bu akından büyük olduğu (çoğunlukla 100-200 kat) gözlenir. İC akımını iB akımının yönettiği söylenebilir; birinciye sistemin çıkış akımı ikinciye giriş akımı denir. Transistörün hiçbir akım oluşturmadığını da gözden kaçırmayalım. Transistör çıkış devresi içine yerleştirildiği varsayılan ve açıklığını, iB giriş akımının yöneteceği bir vanaya benzetilebilir.
İşleyiş biçiminin açıklanması
Bir PN bağlantısı, elektrik akımı tarafından yalnızca, P bölgesinden N bölgesine doğru kat edilebildiğinden, akım bir NPN transistörün collector'ünden emiter'ine doğru geçmemelidir. Gerçekte, iki bağlantı birbirine çok yakın olduğunda özel iletim gösterir. İki bağlantı yeterince büyük bir taban (base) bölgesiyle birbirinden ayrılmışsa yada aynı bir monokristalin içinde oluşmamışlarsa, bu olay tümüyle ortadan kalkar. Base emiter bağlantısından bir akım geçirilerek, tabandaki elektrik yükü taşıyıcılarında bir artma oluşturulur. Demek ki tabanda bir akım geçmesiyle oluşan taşıyıcıların varlığı collector akımın doğuşuna yol açar.
Uygulama alanları
Transistörün bu özelliğinden kuşkusuz bir sinyalin kuvvetlendirilmesinde yararlanılmıştır. Kuvvetlendirilecek akım, transistörün giriş devresine gönderilir. Kuvvetlenen sinyali çıkış devresi alır. Akımın kuvvetlendikten sonra içinden geçeceği aygıt doğrudan doğruya bu devrenin içine yerleştirilir.
Giriş akımı, çok küçük gerilimler açığa çıkarsalar bile, çok sayıdaki aygıtlardan sağlanabilir.
Bir bağlantıdan geçen akımın sabit bir yönü koruması gerektiğinden kuvvetlendirilecek her dalgalı akın (alternatif akım) yeterince şiddetli olan sürekli bir akıma eklenir. Böylece yönü sabit ama, şiddeti değişken olan bir akım elde edilir.
Çıkış devresi içindeki akım giriş alımından çok daha büyüktür. Böylelikle bu işlemde transistör, temel bir aracı rolü oynar. Gücü gerektiği kadar büyük olan bir üreteç yardımıyla çıkış akımının oluşturulmasını sağlar.
Bağlantılı transistörler, çeşitli amplifikatör yapımında kullanılır. Bunlar tümleşik (entegre) devre adı verilen sistemlerin gerçekleştirilmesi için hem yarıiletken madde parçacıklarından hem de çeşitli başka bileşim öğelerinden oluşturulabilirler. Boyutların çok küçük olmasına karşın, bu tür devreler onlarca transistör içerebilir.
Bu tümleşik devre, belirli bir elektronik işlevin gerçekleştirilmesini sağlayabilir. Kuvvetlendirici tümleşik devreyle, her tür elektrik sinyallerin çok büyük oranlarda kuvvetlendirme olanağı vardır (100.000 kat yada daha fazla). Bazı tümleşik devreler gerçek matematik işlemlerinin yapımında da kullanılır. Toplama, çıkarma, çarpma, integrasyon, diferansiyel alma. Bu devrelere matematiksel işlem yükseltici denir. Bunlar çok sayısal ve örneksemeli bilgisayarların ölçü aygıtlarının, radyo (bu durumda yanlış olarak transistörlü radyo denir) ve televizyon alıcılarının içinde yer alırlar.
Hazırlayan Elif Yüce
E-GroupElektronik Araştırma Grubu

Flip-flopların tanımı, işlevi, en çok kullanılan çeşitleri, çalışma prensipleri ve tasarımları.

Flip-floplar
Sayısal bir makinede bilginin saklanmasındaki temel devrelere flip-flop'lar denir. Çeşitli temel flip-flop tipleri ile bir çok devre tasarımı vardır. Bununla birlikte tüm flip-floplarda 2 karakteristik kullanılır;
1) Flip-flop çift dengeli (bistable) bir elemandır yani 0 durumu ve 1 durumu olarak gösterilebilecek iki kararlı durumu olan bir devredir. Çift dengeli karakteristiği sebebiyle bir ikilik bit bilgisini saklayabilirler. Flip-flop girişlere tepki gösterir. Bir giriş onun 1 durumuna gitmesine sebep olduğundan 0 durumuna gitmesine sebep olacak bir sinyal gelinceye kadar bu durumda kalır ve 1 saklanır. Benzer şekilde 0 durumuna yerleştirilen bir flip-flop 1 durumuna gelmesi söyleninceye kadar 0 durumunda kalır. Bu flip-flop'un bilindiği durumu koruma yeteneği şeklinde basit karakteristik sayısal bilgisayarın işlerm yada hesaplama bölümünde biliginin saklanması için temeldir.
2) Flip-flop'un biri diğerini tamamlayan iki çıkışı vardır.Aşağıda RS Flip-flop'u denen belirli bir tip flip-flop'un blok diyagramı görülmektedir. R ve S olarak tasarlanan iki girişi Q ve Q' diye belirlenmiş iki çıkışı vardır.
İki durumlu işlemlerini anlatmak ve incelemek için bilgisayar endüstrisinde çeşitli standart gelenekler vardır.
1) Her flip-flop'a bir isim verilir. Geleneksel isimler Q, X, Y, A, B vs... gibi harfler yada A1 ve B2 ile gösterilebilir. Aşağıdaki flip-flop Q diye isimlendirilsin. Q ve Q' olmak üzere iki çıkışı bulunmaktadır. Q ve Q' çıkış hatları daima birbirinin tamamlayanı şeklindedir, yani Q çıkış hattı 1 ise X' çıkış hattı 0 ve Q çıkış hattı 1 ise Q' çıkış hattı 1 olacaktır.
RS Flip-flop
2) Flip-flop konumu , Q çıkışının durumunu alır. Böylece çıkış hattı Q, 1 sinyali olduğunda, Q flip-flop 1 denir. Benzer şekilde Q hattı 0 sinyalini içeriyorsa , Q flip-flop'u 0 durumundadır.
Bu kullanımlar çok önemle ve gelenekseldir. Q flip-flop 1 durumundayken çıkış hattı Q, 0 durumunda ve Q flip-flop'u 0 durumundayken , Q' çıkış hattının 1 olduğuna dikkat edilmelidir.
En çok kullanılan flip-lop'lar;
SR Flip-flop;
SR flip-flop'un iki giriş hattı vardır. Bunlar flip-flop'u kontrol etmek için kullanılır. Kuralları aşağıdaki gibidir.
S ve R giriş hatlarının her ikiside 0 olduğu sürece flip-flop bir önceki durumunu korur.
S'nin 1 ve R' nin 0 olduğu durum flip-flop'u 1 (set) durumuna getirir.
R'nin 1 ve S' nin 0 olduğu durum flip-flop'u 0 (reset) durumuna getirir.
Aynı anda R ve S' nin 1 olması yasaktır. Aynı anda hem başlat hemde başa dön hatlarına emir veren bu girdi, belirsiz bir giriştir.
R S
Q
0 00 11 01 1
Q01 (set)0 (reset)tanımsız
JK Flip-flop;
JK flip-flop'u hemen hemen SR flip-flop'u ile aynı tepkileri verir. Bu flip-flop'u SR flip-flop' undan ayıran tek fark J ve K uclarına 1 geldiğinde tanımsız olmamasıdır. Bu flip-flop'ta JK uclarına 1 geldiğinde flip-flop bir önceki aldığı değerin tersi bir değer alır.
J K
Q
0 00 11 01 1
Q01 (set)0 (reset)Q'0
D Flip-flop (DFF);
D flip-flop'u tek giriş hatlı bir flip-flop'tur.
D
Q
01
0 (reset)1 (set)
Toggle Flip-flop (TFF);
T flip-flop'u DFF gibi tek giriş hatli bir flip-flop'tur .T flip-flop'u 0 sinyali geldiğinde bir önceki konumunu korur fakat 1 sinyali geldiğinde bir önceki konumunun tersini alır.
T
Q
01
Q0Q'0
CLOCK
Flip-flop'ların önemli bir özelliğide saatlendirilmiş olmalarıdır. Bunun anlamı flip-flop'larda onların çalışmalarını düzenleyen maser clock (ana saat) ucunun bulunmasıdır. Master clock sinyalleri kare dalga şeklinde olup flip-flop'lar bu dalgaların herbir iniş veya çıkışında hareket eder. Buna tetikleme denir.
Saatli flip-flop'ların sınırlandırılmış bir şekli mandallayıcı (latch) diye adlandırılır, aşağıdaki verdiğimiz şekillerdede görüldüğü gibi dört tane VE-DEĞİL kapısı kullanılarak gerçekleştirilir. Devre S ve R girişlerine ve ayrıca saat girişi CL ' ye sahiptir. Mandallayıcı flip-flop saat gişindeki pozitif geçiş değil ,pozitif seviye tarafında aktif hale getirilir.Böylece flip-flop saat sinyalinin pozitif kısmı boyunca giriş seviyesini alır ve saat seviyelerinde değişiklik olmaz.
FLIP-FLOP TASARIMLARI
1) Kapılanmış(Saatli) SR Flip-Flop;

2) Kapılanmış ( Saatli) D Flip-Flop;

MASTER-SLAVE (ANA-UYDU) FLIP-FLOP'U;
Mandallayıcı tip flip-flop'un yol açtığı problemleri yok etmek için daha karmaşık flip-flop tasarımları kullanır.En yaygın olarak flip-flop'un çıkışındaki değişimleri başlatan saatten kenar tetikleneni kullanılır ve bunun temeli flip-flop oluşturmak için iki tek ve ya mandallayıcı flip-flop kullanımına dayanır.
Aşağıdaki şekilde esas flip-flop tasarımı gösterilmektedir.Aşağıdaki şekilde bazı kapılarla birlikte flip-flop'u içeren bir kenar tetiklemeli RS flip-flop görünmektedir.Her iki flip-flop ana- uydu diye adlandırılır.En soldaki VE-DEĞİL kapıları ana flip-flob'u ,en sağdaki VE-DEĞİL kapılarıda uydu flip-flop'u oluşturur.

MASTER SLAVE SAYICILAR;
Flip-flop'larla sayıcılar yapılabilir. Örnek olarak aşağıda tasarladığımız 0-15 arası hekzadecimal olarak sayabilen JK flip-flop'larla gerçekleştirdiğimiz sayıcıyı sizde bilgisayar similasyonunda gerçekleştirebilirsiniz.

Hazırlayan Kubilay Cem Kabacan

Lojik kapıların tanımları, giriş çıkış değerleri ve şekilleri.

Lojik kapılar
VE (AND) kapısı
Şekil (a)’daki sembolle gösterilen VE kapısı, şekil (b) de gösterilen doğruluk tablosundaki işlemleri gerçekleştirmektedir. VE kapısının gerçekleştirdiği çarpma işlemi . veya * işareti ile gösterilir ve kapının yaptığı işlem Q=A*B şeklinde tanımlanır. Normal çarpma işleminin gerçekleştirildiği VE işleminde, giriş değişkenlerinin her hangi birinin 0 değerini alması ile çıkış 0 değerini alırken, girişlerin hepsinin 1 olması durumunda çıkışta 1 değerini alır. Bu durum giriş değişkeni ikiden fazla olan VE kapıları içinde geçerlidir. (Q=A*B*C)
A B
Q
0 00 11 01 1
0001
VEYA (OR) kapısı
VEYA (OR) işlemine tabi tutulan A ve B değişkenleri, aşağıda görülen doğruluk tablosundaki işlemleri gerçekleştirir. VEYA işleminin diğer toplama işlemlerinden farkı, iki değişkenli sistemde her iki girişin 1 olması durumunda çıkışın 1+1=1 olmasıdır. Q eşit A veya B olarak ifade edilen çıkış ifadesinin 1 olması için, girişlerden herhangi birinin 1 olması yeterlidir.
A B
Q
0 00 11 01 1
0111
DEĞİL (NOT) kapısı
DEĞİL işlemi VE, VEYA işlemlerinden farklıdır. Tek giriş ve tek değişkenle gerçekleştirilir. Mesela A değişkeniyle işlem yapılacaksa NOT işlemi sonucu Q=A' olarak tanımlanır ve A üzerindeki ( ' ), değili (barı) olarak tanımlanır. Şekildeki doğruluk tablosundan da anlaşılabileceği gibi değişken yalnızca iki değerden birini alabilir: A=1 veya A=0. DEĞİL işlemi ‘tersi’ veya ‘tümleyeni’ olarak ta tanımlanır aşağıda gösterilen DEĞİL kapısı sembolünde kapı her zaman tek girişe sahiptir ve çıkış girişin tersidir.
A
Q
01
10
VEDEĞİL (NAND) kapısı
Lojikte yaygın olarak kullanılan diğer bir kapı VE ile DEĞİL kapılarının birleşmesiyle oluşan VEDEĞİL (NAND)kapısıdır. Bu kapıda girişlerin her hangi birinin ‘0’ olması durumunda çıkış ‘1’ olmaktadır. Girişlerin tümü ‘1’ olduğu zaman ise çıkış ’0’ olmaktadır.
A B
Q
0 00 11 01 1
1110
VEYADEĞİL (NOR) kapısı
VEYA ve DEĞİL kapılarının birleşiminden oluşan VEYADEĞİL kapısı VEYA kapısının gerçekleştirirdiği işlemin tersini yapar. VEYADEĞİL kapısında girişlerden herhangi birinin ‘1’ olması durumunda çıkış ‘0’ olmaktadır. Girişlerin hepsi ‘0’ ise çıkış ‘1’ olur.
A B
Q
0 00 11 01 1
1000
ÖZELVEYA (XOR) kapısı
ÖZELVEYA kapısında iki giriş ve bir çıkış bulunur. Bu kapıda giriş değişkenleri birbirinin aynı olması durumunda (A=0 ve B=0 veya A=1 ve B=1) çıkış ‘0’ (Q=0), giriş değişkenlerinin farklı olması durumunda (A=1 ve B=0 veya A=0 ve B=1) ise de çıkış ‘1’ (Q=1) olur. (Q=AB'+A'B)
A B
Q
0 00 11 01 1
0110
ÖZELVEYADEĞİL (XNOR) kapısı
ÖZELVEYADEĞİL Kapısı ÖZELVEYA kapısı gibi iki giriş ve bir çıkışa sahiptir ve ÖZELVEYA kapısının tersi işlem yapar. Bu kapıda giriş değişkenlerinin aynı değeri alması durumunda çıkış değeri lojik ‘1’ farklı olması durumunda lojik ‘0’ değerini alır.
A B
Q
0 00 11 01 1
1001

Elektroniğe başlangıç için gerekli kavramlar.

GİRİŞ
Hepimiz suyun davranışları konusunda bilgiye sahiptir. İki su tankı düşünelim ve bu tanklar alt kısımlarından üzerinde bir vana bulunan boruyla birleştirilmiş olsun. Tanklara rastgele miktarda su dolduralım ve vanayı açalım. Tanklardaki su seviyeleri eşitleninceğe kadar borudan su geçecektir. Her iki tankta eşit seviyeye gelmeden su akışı durmayacak, eşit seviyelere ulaştıklarında ise su akışıda duracaktır. Akan suyun miktarı ve hızı borunun kalınlığına göre değişecektir. Elektrik akımı da benzer davranış gösterecektir. Fakat bu akım elektronlarla oluşacaktır.
AKIM ve GERİLİM (Current and Voltage)
İster elektrikle isterseniz elektronikle uğraşın en çok karşınıza çıkacak kavramlar akım ve gerilim olacaktır. Bu kavraları daha iyi anlamanızı sağlamak için yukarıda verdiğimiz örneği kullanacağız. Tanklarda farklı seviyelerde su olsun ve aradaki vana kapalı olsun. İşte bu noktada gerilim kavramını inceleğelim. Tanklardaki su seviyeleri arasında bulunan fark gerilim olarak adlandırılır. Vanayı açtığımızda su akmaya başlayacak ve seviyeler değişmeye başlayacaktır. Aynı zamanda gerilimde düşecektir. Gerilim 0 olduğunda su akışı duracaktır. Elektrik devrelerinde gerilimi + kutup ve - kutup arasındaki elektron farkı olarak alabiliriz. Eğer 2 "tankı!" elektronla doldurursak aradaki vana! açıldığında bir taraftan diğerine elektron akışı olacaktır. İşte bu elektron dolu tanklar arasındaki seviye farkına gerilim denir. Birim olarak Volt (V) kullanılır.
Gerilim
Peki akım burada nedir? Birim zamanda bir tanktan diğerine belli miktarda su geçecektir. Bu suyun miktarını akım olarak kabul ederiz. Elektron dolu tanklarda :) borumuzdan geçen elektron sayısı akımı verir. Kısaltma olarak (I) kullanılır ve birimi Amper'dir. 1 Amper'lik elektron akışı yaklaşık olarak saniyede 6.25x10E18 olarak kabul edilir.
Akım
DİRENÇ ve OHM KANUNU (Resistance and Ohm's Law)
Mutlaka gerilim arttığında borudan geçen su miktarı da yani akımda artacaktır. Ama akım sadece gerilime bağlı olmadığı da açıktır. Borunun iç çapı ve uzunluğuda akım üzerinde rol oynar. Boru ince olursa akım az, kalın olursa fazla olacaktır. Borunun bu etkisine elektrik devrelerinde direnç denir. Diren R ile gösterilir birimi ohm'dur.
Görülüyorku bu üç kavram birbirleriyle bağlantılıdır. Bu bağlantı Ohm Kanunu ile ifade edilir.
V = I.R
V gerilimi, I akımı, R ise direnci ifade eder. Görüldüğü gibi 1 Volt gerilim altında 1 Amper akım geçiyorsa direnç 1 ohm'dur.
GÜÇ ve WATT KANUNU (Power and Watt's Law)
Belli bir gerilim seviyesine sahip bir kaynağa bağlı bir direnç üzerinden akım geçmeye başlayacaktır. Bir süre sonra gerilim 0 seviyesine düşecek ve akım akışı olmayacaktır. Daha büyük bir direnç aynı kaynağa bağlandığında daha uzun süre akım geçecektir. Demek ki direncimiz değerine bağlı olarak akım değeri değişiyor (tabi gerilim değeri de değişmezse). Aynı şekilde direncimizi sabit tutarak gerilimi değiştirirsek akımda değişecektir. Burada ki ilişki iş ve enerji arasındadır. Çok enerji çok iş az iş az enerji. Elektrik devrelerinde bunu Watt Kanunu izah eder.
P = V.I
P güç, V gerilim, I ise akımı ifade eder. Birimi Watt(W)'dır.
V = I.R -> P = (I.R).I -> P = I2.R olacaktır. Bu direncin harcadığı güçtür. Başka bir değişle devreden çektiği güçtür.
ALTERNATİF ve DOĞRU AKIM (Alternating and Direct Current)
Evinizdeki lambaya bakın (ama gözlerinize dikkat edin). Eğer yeterince dikkatli iseniz titreştiğini göreceksiniz. Evimizde kullandığımız elektrik sabit bir potansiyel farkına(gerilim) sahip değildir. İki uçtan biri sürekli 0 seviyesinde olarak düşünürsek, diğer uç 0'dan +380 seviyesine yükselir ve -380'e kadar düşer. Bu sinusoidal bir dalgalanma meydana getirir. 0 seviyesinde sabit kabul ettiğimiz uç ile bu uç arasına bir direnç bağlanırsa gerilime bağlı olarak yön değiştiren bir akım oluştururuz.
Alternatif akımıda doğrultucu kullanarak doğru akıma çevirebiliriz. Alternatif akım üretim aşamasında kolay elde edilir ve uzak mesafelere daha tehlikesiz taşınabilir. Bu nedenle şebekelerde kullanılmaktadır.

TEMEL BİLGİLER

TEMEL BİLGİLER
Havada dahil olmak üzere tüm maddeler moleküllerden oluşur. Bir odada otururken etafınızı oksijen, nitrojen, karbondioksit ve şehir hayatının vazgeçilmezi karbonmonoksit yanınızda oturan kişinin ucuz kolonyasının molekülleri sarar. Bu moleküller odada serbest halde dolaşmaktadır. Bu moleküllerin arasındaki boşlukta havanın basınca bağlı olarak değişir. Hava basıncı da barometrik basıncın bir sonucudur. Yağmurlu bir günde alçak basınç altındasınızdır ve hava molekülleri de birbirinden uzaktır. Moleküller basınç değişimine hızla tepki verirler.
Geniş çaplı bir örnek olarak bir flütün nasıl ses çıkardığına bakalım. Basit olarak bu sadece üzerinde birkaç delik bulunan tüpten başka birşey değildir. Öndeki uç üflemek için vardır. Sondaki büyük açıklık ise dünyaya açılmasını sağlar. Bizim üflememiz sonucu tüpün içindeki hava basıncı değişecek, oluşan titreşimler ses çıkmasına sebep olacaktır. Diğer delikleri parmaklarımızla açıp kapatarak iç kısımdaki basıncın değişmesine sebep oluyoruz. Bu da değişik sesler çıkmasını sağlıyor.
Boylamsal dalgalar (Longitudinal waves)
GENLİK (Amplitude)
Genlik kavramını incelemek için biraz basitleştirilmiş örnekler kullanalım. Diğelimki elinizde bir noktanın verilen zamandaki basıncını ölçebiliyor. Cihazı flütün ses çıkan kısmına yerleştirip birindan nota çalmasını isteyelim. Flütün iç basıncıyla orantılı olarak cihazdaki değerlerin sürekli değiştiğini görürsünüz. Eğer odada hiç ses yoksa, flüte hızla üflendiğinde ölçülen basınç değerine "Tepe Genlik" adı verilir. Genel olarak birimi "Pascal" (Pa)' dır. Duyabileceğiniz en yüksek ses 20 Pascal, en düşük ise 20 micropaskal (20µPa)'dır.
(Transverse waves)
FREKANS (Frequency)
Şu hava basıncını ölçen cihazımızı tekrar ele alalım. Ölçtüğünüz sonuçlar, eğer flütü çalan başarılıysa aynı notada aynı aralıkta değerler verecektir. Bu değerler bir saniyede kaç kez en yüksek ve en düşük değerine ulaştığını ölçün. Elde ettiğiniz sonuç duyduğunuz notanın frekansıdır. Birimi Hertz(Hz) olarak ölçülür.
Bahsettiğimiz bu konu müziksel anlamda ifadesi şöyle olacaktır. Piyanonun orta C tuşuna basınca çıkan sesin frekansı 261.6Hz olur. Genliği ise basma hızımıza bağlı olarak değişir.
Su dalgaları (Water waves)
DALGABOYU (Wavelength)
Sesin bir frekansı olduğunu (1000Hz ya da saniyede 1000 dalga) daha önce incelemiş ve görmüştük. Sesin hızı ise 340m/s 'dir. Şimdi elimizdeki bu verilerle dalganın havadaki boyunu hesaplayabiliriz. Flütümüzden çıkan 1000 dalganın ilki 1 saniye önce çıkan 1000 dalganın ilkinin 340m gerisinde. Bu durumda 340 metrelik mesafe içinde 1000 dalga bulunmaktadır. Her dalnın boyu ise 34 cm'dir. Öyleyse bunu şöyle ifade edebiliriz;
c = l.f
c ışık hızını, l dalgaboyunu, f ise frekansını ifade eder.
(Rayleigh surface waves)
PERİYOT (Period)
Frekansın 1 saniyede oluşan dalga boyu olduğunu biliyoruz. Peki 1 dalga ne kadar sürede oluşmaktadır. İşte bu süre periyot olarak adlandırılır.
T = l / f
T peryodu, f frekansı ifade eder.

Elektronik Nedir?

Elektronik Nedir?

Doğada bulunan 109 elementten bazılarının atomlarının son yörüngelerinde (valans yörünge) bulunan eksi (-) yüklü elektronların hareketlerinden (davranışlarından) yararlanarak çeşitli donanımları yapma bilimine elektronik denir.Başka bir tanım ise şu şekildedir: Elektronik, serbest elektron hareketinin denetimini konu edinen bilim dalıdır.
20. yüzyıl elektronik teknolojisinin atılıma geçtiği çağ olmuştur. 21. yüzyıl ise yaşantımızın her diliminin elektronik düzeneklerle donandığı bir asır olacaktır. Elektronik bilim dalı hemen hemen bütün bilim dallarıyla içiçe geçmiş durumdadır. 1920′li yıllarda uygulamaya girmeye başlayan ilk elektronik devreler lâmbalıydı. (Lâmbalı devre elemanı: Havası boşaltılmış elektron lâmbasıdır.)
1950′li yıllardan sonra ise transistörlü elektronik devreler kullanılmaya başlandı.
1960′lı yılların ortalarından sonra ise, transistörlerin yerine küçük ama çok işlevli devre elemanları, yani entegreler ön plâna çıktı. Entegre (tümleşik devre, yonga, chip) olarak adlandırdığımız elemanlar, devrelerin yapısını basitleştirmekte, çalışma hızını artırmakta ve doğru çalışmayı sağlamaktadır.
Günümüzde elektronik, çok çeşitli dallara (endüstriyel elektronik, görüntü sistemleri, tıp elektroniği, dijital elektronik, iletişim, güvenlik…) ayrılabilecek duruma gelmiştir.
Ancak elektronik temelde, iki kısımda incelenebilir:


1- Analog (örneksel) elektronik2- Dijital (sayısal) elektronik
analog sinyal dijital sinyal
Analog temelli devrelerde sinyalin değişimi şekil 1′de görüldüğü gibi küçük zaman aralıklarında olmaktadır. Yani, her an sinyalin değerleri farklıdır ve sonsuz sayıda ara değerler söz konusudur. Dijital özellikli devrelerde gerilimin yavaş değişmesi, ona bağlı olarak devre akımının yavaş değişimi söz konusu olamaz. Dijital yapılı devrelerin sinyallerinde şekil 2′de görüldüğü gibi iki durum söz konusudur. Yani devreden akım geçmekte ya da geçmemektedir. Anlatımlarda akımın geçme anı 1 ile, geçmeme anı ise 0 ile gösterilir. Sonuç olarak analog devreler ölçüp örnekler, dijital devreler ise sayar.