النواحى العملية لمكبر العمليات THE OP-AMP

[F.Abdelaziz]

النواحى العملية لمكبر العمليات THE OP-AMP

يحتوى مكبرالعمليات على عدد من الترانزستورات , لكن العمل الداخلى لا يهمنا . الشىء الوحيد الذى نحتاج معرفته هو كيفية جعله يعمل .

يتم تمثيل مكبر العمليات بمخطط الدائرة كصندوق "block" بدخلين وخرج :

زيادة الإشارة (الجهد) على المدخل الغير معكوس Non-Inverting Input "+" سوف ينتج زيادة بإشارة الخرج .
زيادة الإشارة (الجهد) على المدخل المعكوس Inverting Input "–" سوف ينتج نقصان بإشارة الخرج .

جهد تغذية مكبر العمليات :

[F.Abdelaziz]

جهد تغذية مكبر العمليات :
يمكن توصيل مكبر العمليات بجهد تغذية مفرد (يسمى مصدر أحادى القطبية ) أو بجهد تغذية مزدوج (يسمى مصدر ثنائى القطبية) كما فى الشكل التالى :

مكبر العمليات المتصل بجهد تغذية أحادى القطبية سوف ينتج خرج من 0V إلى جهد التغذية الكامل تقريبا .
مكبر العمليات المتصل بجهد تغذية ثنائى القطبية سوف ينتج خرج من –V إلى +V .
الشكل التالى يوضح هذا المفهوم :

أنت تحتاج لمعرفة ما إذا كان مكبر العمليات يتم توصيله بجهد مفرد أو مزدوج , لأن ذلك سوف يحدد نوع الإشارة التى يكون قادرا على إنتاجها .
الشكل التالى يبين مصدر التغذية ثنائى القطبية Bipolar ( مزدوج Dual - منقسم Split) :

هذا المصدر يسمح لخرج مكبر العمليات بالغير من السالب إلى الموجب كما هو موضح بالشكل التالى :

عادة يكون الجهد الموجب والجهد السالب متساويين فى السعة , مع ذلك إذا لم يكونا متساويين فإن مكبر العمليات سوف ينتج أشكال موجية مساوية لقيمة كل منهما

مكبر العمليات 741

[F.Abdelaziz]

مكبر العمليات 741
واحد من أرخص مكبرات العمليات والأكثر انتشارا هو الدائرة المتكاملة 741 . الشكل التالى يبين أطراف الدائرة المتكاملة LM741 .

الخواص الأساسيى لمكبر العمليات 741 :

• جهد التغذية : +/- 15v DC (+/- 5v min, +/- 18v max) .
• معاوقة الدخل : 2M تقريبا.
• كسب الجهد عند التردد المنخفض : 200,000 تقريبا .
• تيار انحياز الدخل : 80nA .
• أقصى تيار خرج : 20mA .
• حمل الخرج الموصى به : لا يقل عن 2k .

مخطط الدائرة التالى يبين مكبر العمليات 741 بدائرة صوت audio .

طريقة عمل الدائرة :
1- يتم وضع الدخل "+" عند منتصف جهد التغذية عن طريق مقسم مجزىء الجهد المكون من المقاومتين 47k .
2- هذا يجعل الخرج فى الحالة المرتفعة HIGH وجهد الدخل "–" يتزايد حتى يكون مجرد أسفل الدخل "+" ( الدخل "–" لا يمكن أن يرتفع فوق الدخل "+" لأن ذلك سوف يجعل خرج مكبر العمليات يتحول للحالة المنخفضة LOW ) .
3- النتيجة النهائية هى أن مكبر العمليات يكون "موصلا فى المنتصف" "half-turned-on" , وأى زيادة أو تقصان فى جهد الدخل "–" سوف يجعل الخرج فى الحالة المنخفضة أو المرتفعة .
لا تنسى : أن الخرج سوف يتحرك فى الاتجاه المعاكس للجهد المطبق على الدخل "–" .
كيف يقوم مكبر العمليات بالتكبير ؟ :
فى الدائرة العليا , تم تحديد الكسب gain ليكون بقيمة 100 عن طريق المقاومات 100k/1k . هذه المقاومات تشكل مجزىء للجهد . النسبة بين المقاومتين تحدد كسب المرحلة .
نفترض أن جهد الدخل ارتفع بقيمة 1mV . هذا الارتفاع سوف يمرر من خلال المكثف 100n ويظهر على الدخل "–" كتزايد بقيمة 1mV . سوف يكون مكبر العمليات بتكبير هذه الإشارة 100,000 مرة ( معامل الكسب لمكبر العمليات ) وسوف يحاول الخرج الوصول إلى 100v ( نتيجة حاصل ضرب إشارة الدخل بمعامل الكسب) ولكن التغذية العكسية عن طريق مقاومات مجزىء الجهد تتدخل فى العمل كما يلى :
يمر جهد الخرج إلى الدخل "–" (تسمى تغذية عكسية) من خلال المقاومة 100k فيؤدى إلى تزايد الدخل وبالتالى تناقص فى الخرج . بمجرد أن يهبط الخرج عن 100mV , فإن الجهد الذى يراه الدخل "–" سوف يكون 1/100 من القيمة 100mV أى 1mV .
الشكل التالى يوضح هذا المفهوم :

القادم :
تعويض إزاحة الصفر Offset null

[بسام1970]

جزاك الله خيرا

[F.Abdelaziz]

المشاركة الأصلية كتبت بواسطة بسام1970

جزاك الله خيرا

أخى الكريم

شكرا جزيلا لك

مع تمنياتى بدوام التوفيق

[F.Abdelaziz]

يمكن متابعة الموضوع على الرابط :

http://talkingelectronics.com/projects/OP-AMP/OP-AMP-1.html

[gomaa1]

شكرا على هذا الشرح جعله الله فى ميزان حسناتك .


اخى . كيف اطبق هذ الشرح من الناحيه العمليه لزيادة الاستيعاب والفهم

هل يوجد برنامج محاكاه على سبيل المثال ؟

[F.Abdelaziz]

المشاركة الأصلية كتبت بواسطة gomaa1

شكرا على هذا الشرح جعله الله فى ميزان حسناتك .


اخى . كيف اطبق هذ الشرح من الناحيه العمليه لزيادة الاستيعاب والفهم

هل يوجد برنامج محاكاه على سبيل المثال ؟

أخى الكريم

شكرا جزيلا لك

بالفعل يوجد 6 أمثلة للمحاكاة التفاعلية على مكبرات العمليات فى برمجيات proteus بروتيس يمكنك الرجوع إليها .

المسار :

C:\Program Files\Labcenter Electronics\Proteus 7 Professional\SAMPLES\Interactive Simulation

مع تمنياتى بدوام التوفيق .