EEM311 Elektronik II: Aktif Filtreler Deney Föyü (40 dB/dekad Alçak ve Yüksek Geçiren Filtre, 300–3000 Hz Bant Geçiren)

Bu yazı, Başkent Üniversitesi EEM 311 Electronics II laboratuvarının İngilizce "Experiment 8 – Active Filters" föyünü aktarıyor (dosya adı "Experiment10", föyün kendisinde deney numarası 8). Föy 2014 güz dönemi ödev dosyalarıyla birlikte saklanmış; 2010 föylerindeki 8. deney (ortak emetörlü yükseltecin frekans cevabı) yerine bu dönemde aktif filtre tasarımı yapılmış olduğu anlaşılıyor. Orijinal Word dosyası yazının sonunda indirilebilir.

Amaç

Deneyin amacı aktif filtre tasarımında deneyim kazandırmak. Föydeki uyarı:

IMPORTANT!!! Having all knowledge about active filters is a must! You must also declare the equipment list for your design to the teaching assistant at least one hour before the laboratory experiment.

Dersi takip eden her öğrenci (1 öğrencilik iş yükü) ön çalışmada tanımlanan alçak geçiren ve yüksek geçiren aktif filtreleri tasarlıyor; laboratuvarda ikişerli gruplara ayrılıp tasarımlarını test ediyor (2 öğrencilik iş yükü), ardından iki grubun filtreleri kaskat bağlanarak bir bant geçiren aktif filtre elde ediliyor ve ilk iki tasarımın özelliklerine göre test ediliyor (4 öğrencilik iş yükü).

Tartışma: Hocanın aktif filtre tasarımı hakkında verdiği notların, önemli noktaların ve ders kitabının ilgili bölümlerinin okunması gerekiyor.

Ön çalışma

1. Kesim frekansı 3 kHz olan 40 dB/dekad'lık alçak geçiren aktif filtre tasarlayınız. Direnç ve kondansatörler için laboratuvar teknisyeninde bulunabilecek uygun değerler seçiniz (ya da malzemenizi kendiniz alabilirsiniz).
2. Kesim frekansı 300 Hz olan 40 dB/dekad'lık yüksek geçiren aktif filtre tasarlayınız; değer seçimi için aynı koşullar geçerli.
3. Tasarımlarınızı bir elektronik simülasyon programında (Electronics Workbench, PSpice, ADS vb.) test ediniz. Hesaplarınızı, şemalarınızı, tasarımın yukarıdaki özellikleri sağladığını gösteren testlerinizi ve seçtiğiniz malzeme ile tasarım yöntemi hakkındaki yorumlarınızı rapor biçiminde yazdırınız.

40 dB/dekad eğim, filtrelerin ikinci dereceden olması gerektiği anlamına geliyor (her kutup 20 dB/dekad).

Deney

1. Laboratuvar asistanı sınıfı ikişerli gruplara ayırır. Bazı gruplar 1. ön çalışma tasarımını (alçak geçiren), diğerleri 2. ön çalışma tasarımını (yüksek geçiren) test eder.
2. Ardından iki taraf (biri 1. tasarımı, diğeri 2. tasarımı test eden) devrelerini kaskat bağlayarak 300–3000 Hz bandında bir bant geçiren aktif filtre oluşturur ve çalışıp çalışmadığını gözlemler. Çalışıyorsa, kendi belirleyecekleri tüm koşullar için (giriş gerilimi aralığı, kazanç/frekans grafikleri vb.) gösterir.

Özet, rapor ve notlandırma

Deney özeti açık yazılmalı ve tüm grup üyelerinin numaraları ile adları eklenmeli; rapor dili serbest. Tasarım kısmı notun %75'ini oluşturuyor.