Karekök amplifikatörü, bir sinyali giriş olarak alan ve giriş sinyalinin karekökü olan bir çıkış üreten bir devredir. Bu tür amplifikatörler genellikle ses işleme veya otomatik kazanç kontrolü (AGC) devreleri gibi bir sinyalin genliğinin sıkıştırılması gereken uygulamalarda kullanılır.
İşlemsel yükselteçleri (op-amp'ler) kullanarak basit bir karekök yükselticiyi nasıl tasarlayacağınız aşağıda açıklanmıştır:
1. Temel Prensip:
Bir karekök amplifikatörün arkasındaki temel prensip, kazancı giriş kontrol voltajının kare köküyle orantılı olan bir voltaj kontrollü amplifikatör (VCA) kullanmaktır. Bu, logaritmik bir amplifikatör veya üstel bir amplifikatör kullanılarak elde edilebilir.
2. Logaritmik Yükselteç:
Bir yaklaşım, logaritmik konfigürasyonda bir op-amp kullanmaktır. Giriş voltajı (Vin) ile çıkış voltajı (Vout) arasındaki logaritmik ilişki, bir diyot ve bir direnç kullanılarak elde edilebilir. Logaritmik amplifikatörün çıkışı, giriş voltajının logaritmasıyla orantılıdır.
3. Üstel Yükselteç:
Bir karekök ilişkisi elde etmek için başka bir op-amp'i üstel amplifikatör olarak kullanabiliriz. Bu, op-amp'in geri besleme yoluna bir kapasitör ve bir direnç bağlanarak yapılabilir. Üstel amplifikatörün çıkışı, giriş voltajının üstel değeriyle orantılıdır.
4. Log ve Exp Yükselticilerini Birleştirme:
Son karekök yükseltici, logaritmik yükselticinin ve üstel yükselticinin basamaklandırılmasıyla elde edilebilir. Logaritmik amplifikatörün çıkışı, giriş voltajının kareköküyle orantılı bir çıkış oluşturmak için üstel amplifikatörün girişine beslenir.
5. Devre Topolojisi:
Aşağıda op-amp'ler kullanan bir karekök amplifikatörün basitleştirilmiş devre şeması verilmiştir:
[Karekök amplifikatör devre şemasının görüntüsü]
Bu devrede op-amp U1, D1 diyotu ve R1 direnci kullanılarak logaritmik amplifikatör olarak yapılandırılmıştır. Daha sonra U1'in çıkışı, C1 kapasitörünü ve R2 direncini kullanarak üstel bir amplifikatör olarak yapılandırılan U2 girişine bağlanır.
6. Bileşen Seçimi:
Bileşen değerleri (diyot, dirençler ve kapasitör), karekök amplifikatörün istenen kazancına ve frekans tepkisine göre seçilmelidir. Op-amp'lerin uygun şekilde önyargılanması da gerekli olabilir.
7. Çıkış Ayarı:
Karekök yükselticinin çıkışı, üstel yükselticinin (U2) kazancı değiştirilerek ayarlanabilir. Bu, geri besleme direnci R2'nin değeri değiştirilerek yapılabilir.
8. Pratik Hususlar:
Pratik uygulamalarda sıcaklık kararlılığı, gürültü ve bant genişliği sınırlamaları gibi faktörlerin dikkate alınması gerekir. Bu endişeleri gidermek için ek devre gerekebilir.
Bu yaklaşımı takip ederek, giriş ve çıkış sinyalleri arasında doğrusal olmayan bir ilişki elde etmek için op-amp'leri kullanarak bir karekök amplifikatör tasarlayabilirsiniz.