ELEKTRİK ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ · PDF fileELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ İLETİŞİM LABORATUARI 1 ANALOG FİLTRELEME DENEYİ Ölçme ve telekomünikasyon

ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

İLETİŞİM LABORATUARI

1

ANALOG FİLTRELEME DENEYİ

Ölçme ve telekomünikasyon tekniğinde sık sık belirli frekans bağımlılıkları olan devreler

gereklidir. Genellikle belirli bir frekans bandının iletimi ve bir diğerinin bastırılması gerekir.

Bir filtre devresi, belli bir frekans bandını geçirerek ve bu frekansın dışındakileri zayıflatmak

amacı ile geliştirilmiş, aktif veya pasif bir devredir.

*Pasif filtre devreleri; direnç, self ve kapasitif elemanlar içerir.

*Aktif filtreler ise bunlara ilaveten transistor veya opamp gibi aktif devre elemanları

içerirler.

*Aktif filtrelerde self elemanı kullanılmaz.

*Aktif filtreler, pasif filtrelere nazaran birçok üstünlük içerirler. Örneğin filtrenin geçirgen

olduğu frekanslarda bir zayıflatma olmaz. Bu filtrelerde giriş empedansı çok yüksek, çıkış

empedansı ise çok düşüktür.

* Opampın band genişliği sınırlı olduğundan bazı frekanslarda filtreleme işlemi yapmak

mümkün değildir.

*Bir süzgecin en önemli özelliklerinden birisi, süzgecin geçiş ve durma bandındaki kazanç

değerleridir. Kazanç basit olarak çıkış sinyalinin giriş sinyaline oranıdır.

Kazanç(Av) değeri 1’den büyük ise çıkış sinyali giriş sinyalinden büyüktür. Kazanç(Av)

değeri 1’den küçük ise çıkış sinyali giriş sinyalinden küçüktür. Durma bandındaki kazanç çok

küçük olabildiğinden desibel (db) cinsinden ifade edilir

Süzgeçler kazanç eğrilerinin karakteristik özelliklerine göre Butterworth süzgeç,

Chebyshev süzgeç, Eliptik süzgeç (Cauer süzgeç) olarak sınıflandırılabilir.

Çeşitli derecelerde aktif filtre yapmak mümkündür. Filtreler geçirgen oldukları frekans

bandına göre alçak geçiren, yüksek geçiren, band geçiren ve band (selektif)durduran

filtre olarak ayrılabilir.

Kazanç Eğrilerinin Karakteristik Özelliklerine Göre Filtreler

1. Butterworth süzgeç

Geçiş bandında ve durdurma bandında dalgalanma yoktur. Fonksiyon tekdüze olarak

azalır. Butterworth süzgeç diğer süzgeçlerden farklı olarak, derecesi arttığında durma

bandındaki sert düşüş dışında frekans genlik eğrisinde şeklini korur. Butterworth süzgeç,

Chebyshev ve Eliptik süzgeçlere göre daha geniş geçiş bölgesine (transition region) sahip

olduğundan, durma bandı özelliklerinin doğru olarak uygulanabilmesi için yüksek derecelere

ihtiyaç duyar. Chebyshev ve Eliptik süzgeçlere göre daha doğrusal bir frekans tepkisine

sahiptir.



2

Şekil 1. Butterworth süzgeçin değişen derecelere göre kazanç frekans grafiği

2. Chebyshev süzgeç

Geçirme bandı Butterworth süzgece göre daha dardır ve geçirme (veya durdurma)

bandında dalgacıklar vardır. Chebyshev süzgeci mevcut dalgacıklar dışında bu özelliği

sayesinde ideal süzgece daha yakındır. Eğer süzgeçte dalgacıklar geçirme bandında ise bu

Chebyshev 1. tipi süzgeçtir. Eğer dalgacıklar durdurma bandında ise Chebyshev 2. tip süzgeç

olarak isimlendirilir. Eğer dalgacıklar her iki bantta ise bu durumda ortaya çıkan süzgece

Eliptik süzgeç denir. Eliptik süzgeçlerin geçiş bandı iki çeşit süzgeçten de daha kısadır.

Dolayısıyla ideale en yakın süzgeçtir. Ancak tasarımı zordur.

Şekil 2. Chebyshev süzgecin kazanç frekans karekteristiği



3

3. Eliptik süzgeç (Cauer süzgeç)

Eliptik süzgeç, geçirme ve durma bandında sayıları birbirinden bağımsız olarak

değiştirilebilen, eş dalgacıklar barındıran bir elektronik süzgeç çeşididir. Aynı dereceden

başka bir süzgece göre geçiş bölgesi daha kısadır. Eliptik süzgeç, tanıtılan diğer süzgeçlere bu

dalgacıkların karakteristiklerinin değiştirilmesiyle dönüşebilir. Durma bandındaki dalgacıklar

sıfıra yaklaştığında Chebyshev tip1, geçirme bandındaki dalgacıklar sıfıra yaklaştığında

Chebyshev tip2, her iki banttaki dalgacıklar sıfıra yaklaştığında da Eliptik süzgeç Butterworth

süzgece dönüşebilir.

Şekil 3. Eliptik süzgecin kazanç frekans karakteristiği

Geçirgen Oldukları Frekans Bandına Göre Filtreler

1.Alçak Geçiren Filtre Alçak geçiren filtre, belirli bir köşe frekansının altıdaki frekansları geçiren üstündekileri

ise zayıflatan bir devredir. Köşe frekansına fL denir. fL, aynı zamanda; 0.707 frekansı, -3dB

frekansı veya kesim frekansı olarak ta isimlendirilir.

Şekil 4. AGS’in genlik frekans tepkesi



4

2. Yüksek Geçiren Filtre

Yüksek geçiren filtre; belirli bir köşe frekansının yalnız üzerindeki frekansları geçiren,

Altındaki frekansları ise zayıflatan filtre devresidir. Yüksek geçiren filtre, Alçak geçiren

filtrenin simetriğidir.

Şekil 5. YGS’nin genlik frekans tepkesi

3. Band Geçiren Filtre

Band geçiren filtre, belirli bir frekans aralığındaki işaretleri geçiren dışındaki işaretleri ise

geçirmeyen bir filtre devresidir. Merkez (Fc) frekansının her iki yanındaki yarı güç noktaları

arasında bir grup frekansta çalışır. (Filtrenin çıkış geriliminin ve kazancının maksimum

olduğu frekansa Merkez frekansı denir) Bu frekans sınırları dışında frekans zayıflar. En büyük

çıkış gerilimi Merkez frekansında oluşur ve bu nokta tepe noktası olarak adlandırılır.

Şekil 6. BGS’nin genlik frekans tepkesi



5

4. Band Durduran Filtre

İstenmeyen veya parazit etkisi yapan işaretlerin devre üzerindeki etkisini azaltmak

veya yok etmek için band söndüren filtreler kullanılmaktadır. Özellikle şehir şebekesinden

dolayı oluşan parazitlerin çeşitli elektronik cihazlarda bozucu etkisini önlemek amacı ile bu

tip filtrelerden yararlanılmaktadır. Band söndüren filtrelere band durduran filtrede

denilmektedir. Band durduran filtrenin fonksiyonu band geçiren filtrenin tersidir. Bu tip bir

filtrede band genişliği içerisindeki belli bir grup frekans hariç, diğer tüm frekansların geçişine

izin verilir.

Şekil 7. BDS’nin genlik frekans tepkesi

DENEYİN YAPILIŞI

Alçak Geçiren Süzgeç Deneyi

1) Şekil 8 deki devreyi kurunuz. Sinyal üretecinin çıkışını tepeden tepeye 5

volta ayarlayıp, sinyal üretecini ve osiloskobu giriş terminaline bağlayınız.

Şekil 8. AGS’in bağlantı şeması



6

2) Sinyal üretecinin frekansını 20 Hz ile 20 kHz arasında değiştirerek, çıkış işaretinin

tepeden tepeye genliğini ölçüp, tabloya yazınız.

3) Tablodaki değerleri kullanarak eğrisini çiziniz.

4) Aşağıdaki formülü kullanarak yi hesaplayınız.



7

Yüksek Geçiren Süzgeç Deneyi

1) Şekil 9’daki devreyi kurunuz. Sinyal üretecinin çıkışını tepeden tepeye 5

volta ayarlayıp, sinyal üretecini ve osiloskobu giriş terminaline bağlayınız.

Şekil 9. YGS’in bağlantı şeması






8

4) Aşağıdaki formülü kullanarak yi hesaplayınız.

Band Geçiren Filtre

1) Şekil 8’deki ve Şekil 9’daki devreyi birbirine seri bağlayarak devreyi kurunuz.

Sinyal üretecinin çıkışını tepeden tepeye 5 volta ayarlayıp, sinyal üretecini ve osiloskobu

giriş terminaline bağlayınız.

Şekil 10. Band Geçiren Süzgeç





9


4) Aşağıdaki formülü kullanarak band genişliğini (BG= ) hesaplayınız.



10

Band Durduran Süzgeç Deneyi

1) Şekil 8’deki ve Şekil 9’daki devreyi birbirine paralel bağlayarak devreyi

kurunuz. Sinyal üretecinin çıkışını tepeden tepeye 5 volta ayarlayıp, sinyal üretecini ve

osiloskobu giriş terminaline bağlayınız.

Şekil 11. Band Durduran Süzgeç






11

4) Aşağıdaki formülü kullanarak band genişliğini (BG= ) hesaplayınız.

Documents

ELEKTRİK ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ · PDF fileELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ İLETİŞİM LABORATUARI 1 ANALOG FİLTRELEME DENEYİ Ölçme ve telekomünikasyon