Düşük maliyetli çok fonksiyonlu elektronik laboratuvarı test ekipmanı tasarımı
Design of a low cost multifunctional electronics laboratory test equipment
- Tez No: 948721
- Danışmanlar: PROF. DR. EMİN ÜNAL, DOÇ. DR. OĞUZHAN AKGÖL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İskenderun Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 116
Özet
Günümüzde çok sayıda, ticari olarak mevcut olan ve bünyesinde osiloskop, sinyal jeneratörü ve lojik analizör gibi cihaz işlevlerini bir araya getiren, çok fonksiyonlu, elektronik laboratuvarı test cihazları bulunmaktadır. Bu cihazların fiyatları genellikle 250 ABD dolarının üzerindedir. Ancak 100 ABD doları fiyat bandında başarılı ve yaygın kullanılan, çok fonksiyonlu bir test ekipmanı bulunmamaktadır. Bu fiyat bandında kararlı ve yaygın kabul gören bir test ekipmanın tasarlanması, elektronik eğitiminde pratik uygulamaların kalitesinin, standartının ve süresinin artmasına katkı sağlaması beklenebilir. Bu tez çalışması ile cihaz tasarımını gerçekleştirmek için akademik ve ticari olarak üretilmiş bütün çok fonksiyonlu cihazlar incelenerek, bütün cihaz birimleri yeniden değerlendirilmiştir. Veri toplama ünitesi başta olmak üzere, sinyal üreteci, güç kaynağı, lojik analizör birimleri ile gösterim arayüzü gibi bütün bileşenler tekrar değerlendirilerek, minimum maliyet ve maksimum fonksiyonellik ilkesi ile kararlı bir cihaz elde edilmiştir. Çalışma süresince, bu hedeflere etkili bir şekilde ulaşmak için en yüksek maliyet kalemlerinden biri olan veri toplama ünitesine ait AFE (Analog Front End) ünitesi tasarımı optimize edilmiştir. Tasarlanan veri toplama ünitesinde, mevcut tasarımlarda bulunan temel sınırlamaları ele alarak dikkatle geliştirilmiştir. Bu AFE ünitesinde dört kademeli bir zayıflatıcı ve üç kademeli bir Op-Amp kazanç ünitesi kullanılmıştır. Bu sayede 5 MHz frekansına kadar 0,1 dB lineerliğe sahip, -3 dB bant genişliği 20 MHz olan, ±40 V giriş voltaj aralığına sahip ve 39 µV minimum genlik çözünürlüğüne sahip AFE ünitesi elde edilmiştir. Bu AFE ünitesinin yükselen kenar tepkisi 16 nS ve voltaj kazancı 540 (V/V) iken gürültü genliği tepeden tepeye 54 mV olmaktadır. Elde edilen bant genişliği ve kazanç seviyelerinin yüksek hızda ayarlanabilme konfigürasyonu saysesinde, tasarlanan AFE'nin ultrasonik ayrık zamanlı kompanzasyon (TGC) gibi uygulamaları gerçekleştirebileceği gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
Numerous commercially available multifunctional electronic laboratory test instruments, integrating functions such as oscilloscopes, signal generators, and logic analyzers, are typically priced above 250 USD. However, no widely adopted multifunctional test instrument is available in the 100 USD price range. Designing a stable and widely accepted instrument at this price point is expected to enhance the quality, performance, and effectiveness of practical applications in electronics education. To achieve this, all relevant academic studies and commercially available multifunctional devices were analyzed, leading to a comprehensive re-evaluation of all design approaches. Components such as the data acquisition unit, signal generator, power supply, logic analyzer, and display interface were reassessed to develop a stable device adhering to the principle of minimum cost and maximum functionality. During development, the Analog Front End (AFE) unit, a major cost driver within the data acquisition unit, was optimized to meet these goals effectively. The designed data acquisition unit employs a carefully developed architecture featuring a four-stage attenuator and a three-stage operational amplifier (Op-Amp) gain unit, addressing key limitations in existing designs. The resulting AFE unit achieves a ±40 V input voltage range, 39 µV amplitude resolution, 0.1 dB linearity error up to 5 MHz, and a -3 dB bandwidth of 20 MHz. Additionally, it offers a rise time of 16 ns, a voltage gain of 540 (V/V), and a peak-to-peak noise amplitude of 54 mV. The achieved bandwidth and high-speed gain adjustment configuration demonstrate that the designed AFE can support applications such as ultrasonic Time Gain Compensation (TGC).
Benzer Tezler
- Preparation and characterization of carbon nanofiber added mesophase pitch based carbon foam
Karbon nanofiber ilave edilmiş mezofaz zift bazlı karbon köpüğün hazırlanması ve karakterizasyonu
AYŞENUR GÜL
Doktora
İngilizce
2012
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. FERHAT YARDIM
- Optical and micromechanical design and characterization of a laser scanning capsule endoscope unit
Lazer taramalı kapsülü endoskop ünitesinin optik ve mikromekanik tasarımı ve karakterizasyonu
İSRAA DHAHRAN SALAH ELDIN SALAHELDIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜNAY BAŞAR
DOÇ. DR. ONUR FERHANOĞLU
- Switching mode power supply and fly back converter design
Başlık çevirisi yok
ERKİN CÜCE
Yüksek Lisans
İngilizce
1998
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMİN TACER
- Mikro şebekelerde derin öğrenme destekli enerji yönetimi
Deep learning assisted energy management in microgrids
HALİL ÇİMEN
Doktora
Türkçe
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKonya Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NURETTİN ÇETİNKAYA
- Investigating conjugate heat transfer in a square cylinder via Lattice boltzmann method
Lattice boltzmann yaklaşımıyla kare silindirde birleşik ısı transferinin incelenmesi
AANIF HUSSAIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAYRAM ÇELİK