Emrinizdeki Op-Amp'lar |
1. Bölüm

Bir diğer adı da işlemsel yükseltici olan op-ampların aklımıza sadece bir devre elemanı olarak gelmesi çok olağandır. Fakat op-amplar, bir elemandan daha fazlasıdır. "Bu da ne demek oluyor?" diye soruyorsanız cevabı yazımızda.

A- A+

26.11.2014 tarihli yazı 17255 kez okunmuştur.

Op-Amp Opamp Yükselteç Tıp Sağlık Robot Teknolojileri

Op-Amp'ın (Operational Amplifier) Tarihçesi

İlk op-amp, ikinci dünya savaşı sırasında icat edilmiş ve vakum tüpleri kullanılarak yapılmıştır. Bundan dolayı hem hacimleri çok büyüktü hem de aşırı güç tüketirlerdi. 1947 yılında Bell Laboratuvarlarında transistör geliştirilmesi ile mühendislerin çok daha küçük ve verimli op-amp geliştirmelerinin önü açıldı. Ancak yine de op-ampın kendisi, transistör ve dirençlerin bir baskı devre kartı üzerinde teker teker dizilerek bağlanması sonucu oluşturuluyordu. 1970’li yıllarda entegre devre üretim teknolojisinin gelişmesi ile op-ampın tüm transistör ve dirençlerinin tek bir yonga içerisine yerleştirilmesi mümkün oldu. Yani bu elemanlar sandığımız kadar yeni değiller.

►İlginizi Çekebilir: Baskı Devre Kartı Yapımı

Op-Amp Nedir ve Özellikleri Nelerdir?

En basite indirgersek, yüksek kazançlı doğrusal entegrelere op-amp denir. Op-ampların genelde 2 girişi, 1 çıkışı ve 2 tane de besleme ucu bulunur. (-) işaretli uç eviren, (+) işaretli uç ise evirmeyen uçtur. Eğer op-ampın (-) işaretli ucuna bir sinyal uygularsanız, bu uç eviren olduğu için çıkıştan 180 derece faz farklı bir çıkış sinyali alabilirsiniz. Eğer (+) işaretli ucuna sinyal uygularsanız, çıkış sinyalinizde hiçbir değişim olmaz. Op-ampların giriş empedansı çok yüksek olup, çıkış empedansı sıfıra yakındır. Op-ampların bir diğer özelliği ise kazançlarının çok yüksek olmasıdır. 2 tip kazanç bulunur. Bunlar açık çevrim ve kapalı çevrim kazançlarıdır. Açık çevrim kazancı, Op-ampın kendi kazancıdır. Direnç ile belirlenmez. Kapalı çevrim kazancı, devreye harici olarak bağlanan geri besleme direnci ile elde edilen kazançtır.

►İlginizi Çekebilir: Schottky Diyot Nedir?

Op-Amplar ile Neler Yapılabilir?

►Hastalıklar iyileştirilebilir.
►Tampon sinyaller üretilebilir.
►Küresel ısınmanın önüne geçilebilir.
►Sinyallerin birleştirilmesinde kullanılabilir.
►Sesin yükseltilmesi gibi daha bir çok alanda kullanılabilir.

Görüldüdüğü üzere, bu küçük devre elmanı ile büyük işler yapılabilir.

Op-Amp'ın Sağlık Sektörüne Katkısı

Robot yardımıyla yapılan ameliyatlar birçok habere konu olmuştur ve tıp çevresinde meydana gelen önemli bir gelişmedir. 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 bir gece hastanede kaldıktan sonra taburcu edilir, ertesi gün de ayağa kalkabilirsiniz. Burada asıl soru şu; bu robotlar ameliyatı nasıl yapıyor ?

Robotlar sayesinde operatörler ameliyat masasından 1-2 metre ötede bir konsol üzerinde çalışarak uzaktan denetimle yatak yanındaki robot kolları hareket ettirebilir. Böylece el titremesinin, ameliyat üzerindeki olumsuz etkileri azaltılmış olur. Peki op-amplar ile bilgisayarların bağlantısı nedir?

Aslında robotların temel bileşenlerinden birisi de op-amplardır. Dışarıdan güç alan aktif bir eleman olan op-amplar genellikle gerilim sinyallerini eviren, yükselten ve toplayan bağlantılarla kullanılır. Op-amplar kaskat bağlı devrelerin tasarımını da basitleştirirler. Motor denetim sistemlerinden cep telefonlarına kadar her alanda devre tasarım yeteneğimizin sınırlarını genişletir.

Sağlık alanında öncü konumunda olan operatörler, kullanacakları çığır açan aletler için elektronik tasarımcılarına güvenirler. Emrinizdeki op-ampla, bir gün yaşam kurtarıcı olabilecek yaratıcı bir tasarıma başlayabilirsiniz.

►İlginizi Çekebilir: Osilatör Nedir? | 1. Bölüm

Peki Bu Elemanlara Neden Op-Amp Deniliyor?

Başlangıçta op-amplar toplama, çıkarma, türev alma ve integral alma gibi matematiksel işlemler için tasarlanmıştı. Op-amplara basit devreler ekleyerek bu temel işlem devrelerini veya gerilim yükselticileri, akımı gerilime dönüştürücüleri ve daha pek çok karmaşık devreyi oluşturmak için kullanabiliriz. Op-amplar modellenerek kullanılırlar. Aslına bakılırsa, op-amp sadece güzel bir gerilim yükselticidir. Günümüz op-ampları o kadar kalitelidir ki onlar için doğruluğu yüksek, birinci mertebeden bir model geliştirmek çok kolaydır.