AC olmayan kare dalga sinyalin RMS değeri

[taydin]

AC kare dalga sinyalin RMS değeri adlı konuda, AC kare dalganın RMS değerinin ölçümünden bahsetmiştim. Bu konuda ise, AC OLMAYAN, yani hep pozitifte kalan bir kare dalganın RMS değerinin ölçümünden bahsedeceğiz. Hep pozitifte kalan kare dalga kullanımı çok yaygındır. Dijital devrelerdeki saat sinyalleri, ve diğer tüm dijital sinyaller genel anlamda AC olmayan kare dalgalardır. Bunlara pals dizisi de denebilir.

Hep pozitifte kalan bir kare dalganın RMS değeri, bu kare dalganın "duty cycle" değerine bağlıdır. yani kare dalganın high ve low süreleri arasındaki orana bağlıdır. Bizim amacımız her duty cycle değerine göre RMS nasıl ölçülür belirlemek değil. Böyle birşeye ihtiyaç duyma ihtimalimiz de çok düşük. Bu konuyu açmamdaki asıl amaç, bu tip bir kare dalgayı bir multimetre ile ölçtüğümüzde, teorik olarak olması gereken değerden çok farklı bir değer okuruz. Bu konunun amacı, bunun sebebini anlatmak.

Şöyle bir kare dalga sinyal düşünelim. Genliği 1 Vp ve duty cycle da %50, yani peryot süresinin yarısında 1 Vp, diğer yarısında da 0 Vp.

Görüldüğü üzere kare dalga sinyalinin voltajı hep pozitifte kalıyor, hiçbir zaman negatife inmiyor, o yüzden de tanım gereği bu AC bir sinyal değildir.

 

[taydin]

Bu şekilde bir kare dalganın RMS değerini bulmak için, pik değerini 2 nin kareköküne bölmemiz lazım:

Yani bizim kare dalga sinyalin Vp değer 1V olduğuna göre, Vrms değerinin 0.707V olması lazım.

Ama multimetre ile AC kademesinde ölçüyoruz, ve RMS değerini 0.5V olarak okuyoruz! Kullandığım multimetre hem true RMS, hem de bant genişliği bu kare dalgayı ölçmek için gayet müsait. Buna rağmen gene yanlış değer okuyoruz!

 

[taydin]

Diyeceksiniz ki, bu AC olmadığına göre DC kademede ölçmemiz gerekmiyor mu? DC kademesi, hiç değişmeyen veya insanın takip edebileceği kadar yavaş değişen sinyalleri ölçmek içindir. 1 KHz lik bir kare dalga sinyali DC kademesinde ölçmeye kalkarsanız, gene yanlış ölçüm yapar ve bu yanlışlığın nedeni ve sapma da kullanılan ölçü aleti teknolojisi ve marke/modele göre de değişebilecektır.

Ölçümü gene AC kademesinde yapacağız. Ama bu yanlış okumanın nedeni şu: AC modda ölçüm yaptığımız için, multimetre ölçüm hattına seri olarak bir dekuplaj kapasitörü koyuyor. Bu kapasitör de, gelen sinyaldeki DC bileşeni ortadan kaldırıyor. Yukarıdaki sinyalde de DC bileşenin voltaj değeri 0.5V tur. Bu DC bileşen ortadan kalktıktan sonra multimetre artık 1 Vpp değerinde bir AC kare dalga sinyali görüyor. Böyle bir sinyalin de RMS değeri 0.5 Vrms dir.

 

[taydin]

Görüldüğü gibi, değişken, dinamik sinyalleri multimetre ile ölçeceğimiz zaman, multimetrenin çalışma şeklini ve getirdiği kısıtlamalarını çok iyi biliyor ve anlıyor olmamız lazım. Yoksa ezberden hemen al AC kademesine, multimetre de maşallah true RMS her türlü sinyali ölçebilirim diye birşey yok.

Değişken, dinamik sinyalleri mümkün olduğunca osiloskop ile ölçmeliyiz. Ancak mecbur kalırsak ve hem multimetreyi hem de getirdiği kısıtlamaları iyi anlıyorsak multimetre kullanabiliriz.

 

[taydin]

1Vpp kare dalga olsaydı ne olurdu
Bana göre RMS değeri yine 0.5V oluyor

Evet düzelttim Gene Vpp polisine yakalandık

 

[Sercan]

Mikroişlemci ile motor filan sürerken transistörü anahtarladığımız için tamam da örneğin doğrudan bir direnç ile bağladığımız led'i (arka aydınlatma gibi) sürmek için neden PWM kullanıyoruz? Neticede analog çıkışı da belirli bir gerilimde tutabiliyoruz. Bu örneğe göre analog yerine PWM kullanmanın farkı nedir ya da var mıdır?

 

[taydin]

Mikroişlemci ile motor filan sürerken transistörü anahtarladığımız için tamam da örneğin doğrudan bir direnç ile bağladığımız led'i (arka aydınlatma gibi) sürmek için neden PWM kullanıyoruz? Neticede analog çıkışı da belirli bir gerilimde tutabiliyoruz. Bu örneğe göre analog yerine PWM kullanmanın farkı nedir ya da var mıdır?

Normal bir indikatör LED'yi kullanırken seri bir direnç kullanırız, çünkü akım değerleri düşüktür. Tipik bir kırmızı LED nin akım gereksinimi 20 mA gibidir.

Ama bir power LED kullanırken, geçen akımlar oldukçe yüksektir (birkaç amper olabilir). Burada seri direnç kullanılırsa, aynı akım dirençten de geçeceği için büyük ısı kayıpları olacaktır. O yüzden power LED'ler ya sabit akım kaynağı ile, yada PWM ile anahtarlanarak beslenir. Sabit akım kaynağının akım değeri ayarlanabilir yapılırsa, veya PWM duty cycle değiştirilebilir yapılırsa, o zaman LED parlaklığı da ayarlanabilir olur.