Image409

   İşlemsel Yükseltgeçler (OPAMP)

 İşlemsel yükselteç kavramını daha önce duydunuz mu ?O da nerden çıktı. Duymadıysanız eğer tam yerine geldiniz. Peki bu ismi şekil şukul bir o kadar da havalı olan işlemsel yükselteç denen şey nedir?

     İşin teknik kısmına girmeden biraz bilgi vermek istiyorum. Elektrik devrelerinde ihtiyacına göre farklı türlerde yükselteçler kullanılmaktadır. Literatürde "Operational Amplifier" olarak geçer. Çoğu zaman amfi de denilmektedir.Sinyallerin toplama,çıkarma,çarpma,bölme işlemlerinde, filtreleme devrelerinde,karşılaştırma işlemlerinde vb. gibi birçok işlemde opamp kullanılmaktadır.

     Robotla Ameliyat Robot yardımıyla ameliyat. Jarvick marka yapay kalp yıllar önce ana haberlere konu olduğundan beri tıp çevrelerindeki en önemli hikaye olabilir. Küçük ameliyat bıçaklarıyla, vücut içerisine mümkün olduğunca az giriş yaparak işleyen bu süreç sayesinde hasta daha hızlı iyileşir, daha az ağrı duyar, daha az kanama yaşar ve iltihap kapma riski daha düşüktür. Bir zamanlar çok ciddi ameliyat olarak görülen böbrek aldırma ameliyatının ardından hastanede bir gece kaldıktan sonra taburcu olabilir, ertesi gün de ayağa kalkabilirsiniz. Robot destekli teknikler bazı kalp ameliyatlarına da girmiş durumdadır. Robotlar sayesinde operatörler ameliyat masasından bir iki metre ötede bir konsol üzerinde çalışarak uzaktan denetimle yatak yanındaki robot kollarını hareket ettirebilir. Böylece, el titremesinin ameliyat aletleri üzerindeki etkisi azaltılmış olur.

20160703_133410_HDR

     Bilgisayarla robotların birlikte kullanılabilmesi, operatörlerin önceden bilgisayar simülasyonları yapmalarına ve böylece doğruluğun ölüm-kalımı belirlediği bir alanda deneyim kazanmalarına yardım eder. Burada, robotların temel bileşenlerinden biri olan işlemsel yükselteçler (op-amp) kullanılır. İşlemsel yükseltecin analizini yapabilmek için düğüm gerilimi analizini ve Ohm yasasını bilmek yeterlidir. Dışarıdan güç olan aktif bir eleman olan işlemsel yükselteçler genellikle gerilim sinyallerini eviren, yükselten ve toplayan bağlantılarla kullanılır. İşlemsel yükselteç ayrıca arka arkaya bağlı devrelerin tasarımını basitleştirir. Sağlık alanında öncü konumunda olan operatörler, kullanacakları çığır açan aletler için elektronik tasarımcılara güvenirler. Emrinizdeki işlemsel yükselteçle, bir gün yaşam kurtarıcı olabilecek yaratıcı bir tasarıma başlayabilirsiniz.

     İşlemsel yükseltecin (op-amp) analog devre tasarımında en önemli entegre devre olduğu ileri sürülebilir. Çok sayıda transistör ve direnç bir araya getirilerek oluşturulan işlemsel yükselteçler, motor denetim sistemlerinden cep telefonlarına kadar her alanda devre tasarım yeteneğimizin sınırlarını muazzam ölçüde genişletirler. İlk op-amplar vakum tüpleri kullanılarak yapıldığından hem çok büyük hacimliydiler hem de aşırı güç tüketirdiler. 1947’de Bell Laboratuvarlarında transistör geliştirilmesi ile mühendislerin çok daha küçük ve verimli işlemsel yükselteçler üretmesinin önü açılmıştır. Ancak, yine de işlemsel yükseltecin kendisi, transistör ve dirençlerin bir baskı devre kartı üzerinde teker teker dizilerek bağlanması sonucu oluşturuluyordu. 1970’li yıllarda tümleşik (entegre) devre üretim teknolojisinin geliştirilmesiyle işlemsel yükseltecin tüm transistörlerinin ve dirençlerinin tek bir yonga içerisine yerleştirilmesi mümkün olmuştur. Günümüzde içerisinde dört tane yüksek kaliteli işlemsel yükselteç barındıran tek bir yonga 0.4 dolara satın alınabilmektedir. Aşağıda bir ticari ürün örneği görülmektedir.
20160703_132920_HDR

işlemsel yükselteç örnekleri. (a) Baskılı devre kartı üzerine yerleştirilmiş işlemsel yükselteç devresi. Sağda, yukarıdan aşağıya, LM324, LMC6492, ve MAX4240 entegre devreleri.

20160703_132924_HDR (1)

 (b) Kapağı açılmış APEX PAo3 içerisinde tek tek transistör ve dirençler görülmekte.

     Bu elemanlar neden işlemsel yükselteç olarak adlandırılır? Başlangıçta işlemsel yükselteçler toplama, çıkartma, türev alma ve tümlev (integral) alma gibi matematiksel işlemler için tasarlanmıştı, İşlemsel yükselteçlere basit devreler ekleyerek bu temel işlem devrelerini, veya gerilim yükselticileri, akımı gerilime dönüştürücüleri ve daha pek çok karmaşık devreyi oluşturmak mümkündür.

 

İbrahim Dursun

 

Facebook Sayfamizdan Bizleri Takip Edebilirsiniz