منتدى الإلكترونيات قسم الالكترونكس لمناقشة الافكار والمعلومات المتعلقة بالهندسة الالكترونية للمبتدئين والهواة والفنيين - Electronics

   

ماجد عباس محمد
:: نائب المشرف العام
::
تاريخ التسجيل: Jun 2009
الدولة: القاهرة - مصر
المشاركات: 11,652
نشاط [ ماجد عباس محمد ]
قوة السمعة:
قديم 21-01-2010, 03:40 PM المشاركة 33   
افتراضي 741 جزء 2



741 جزء 2
بعد أن راجعنا المكبر التفاضلى و مصدر التيار الثابت ، فلو نظرنا للدوائر باللون الأزرق سنجد 3 مصادر تيار ثابت
Q8,Q11,Q12 هى الثنائيات الثلاثة بالطريقة السابق ذكرها ترانزيستور و قصر بين المجمع والقاعدة
الثنائيان Q11,Q12 متصلان على التوالى من خلال المقاومة R5 مما يجعل التيار فيهما واحد
بما أن التيار فى الترانزيستور مساوى للتيار فى الثنائى إذن بالتبعية يجب أن يكون التيار فى Q13 مساويا للتيار فى Q10
أيضا بما أن التيار فى Q10 مار أيضا فى Q8 إذن لا بد أن يكونا متساويين
أى أن تيار Q8 مساويا لتيار Q10 مساويا لتيار Q13
نلاحظ أن Q9 يكون مع Q8 مصدر تيار ثابت أى تيار كل منها مساوى لتيار الآخر
إذن تيار Q8 مساويا لتيار Q13 .
هكذا لدينا ثلاث مصادر تيار متساوية تحت كل الظروف مثل تغير درجات الحرارة ، تغير جهد التغذية الخ
هذا ما تكلمنا عنه سابقا أثناء التصنيع حين قلنا أن تحقيق النسب أدق بكثير من تحقيق قيمة محددة حيث هنا لدينا ثلاث مصادر متساوية التيار و تتابع بعضها Good Tracking
تكلمنا المرة السابقة عن الترانزستورات ,Q20 Q14,Q15,Q16 – الآن Q13 دخل فى اللعبة و أصبح معروفا
ولكن أين المكبر الذى يغذى أو يقود مرحلة الخرج هذه ؟
المكبر هو زوج من الترانزستورات بنظام المسمى دارلنجتون حيث المجمع مشترك و تيار باعث الأول يكون تيار القاعدة للثانى وهما هنا Q18 ، Q17 - طبعا لا بد من استخدام مقاومة للمجمع – و المقاومة الأكبر تعطى كسبا أكبر و تسبب نقصا فى الجهد أعلى – وكما سبق الحل هو مصدر تيار ثابت أو Q13 و الآن عرفنا وظيفته و فيما يستخدم .
لتحقيق ثبات أفضل للمكبر دارلنجتون ، يفضل استخدام مقاومة باعث لكل ترانزيستور هما R11,R12
أيضا لو زاد التيار فى هذا المكبر خاصة Q18 لأن تياره يكبر بواسطة Q17 و أيضا بسبب الحرارة فحتى لا يزيد تيار Q18 عن المسموح فإن َQ22 يتدخل – ببساطة التيار يسبب ارتفاع الجهد على R11 ثم يبدأ الترانزيستور فى التوصيل ساحبا التيار من قاعدة Q18
وصلنا الآن لأن مدخل المراحل الأخيرة من المكبر هى قاعدة Q18 ، أليست كأى ترانزيستور تحتاج جهد وتيار للقاعدة ليعمل؟ نعرف أنه من الرسم سيأخذ ما يريد من المكبر التفاضلى والذى يشكل مرحلة الدخول !

هيييييه مهلا هنا - هذا ليس مكبر تفاضلى والقصة مختلفة تماما

معذرة لنعود للوراء خطوة واحدة فقط !!
ذكرنا سابقا أن الترانزستورين Q9، Q10 يمر فيهما نفس التيار وهذا يعنى أن الجهد على كل منهما مساوى للآخر أى أن النقطة التى تربط المجمع مع الآخر و المعطاة لونا بنفسجيا تساوى نصف المسافة بين خطى التغذية أى نصف المسافة بين +15فولت و –15 فولت أى بالضبط صفر فولت – وهذه لهذا تسمى الأرضى الافتراضى أو Virtual Ground حيث تتصرف كما لو كانت متصلة بالأرضى (نقطة الصفر أو التعادل) دون أن تكون متصلة فعليا به وهى ثابتة مهما تغير جهدى التغذية معا
وجب التنويه للحاجة إليها
قلنا أيضا عن Q8 أن التيار أيضا مساويا لهما – هذا التيار ينقسم لقسمين متساويين فى Q1,Q2 وهما المكبرين التفاضليين فقط هنا لعبة صغيرة
نريد زيادة مقاومة الدخول – قلنا سابقا نستخدم تابع مهبطى Emitter Follower وهذا بالضبط دور Q1,Q2 فنحن نأخذ الخرج من المهبط
إذن لا كسب ؟!! – نعم ولكن مقاومة دخول عالية ونحقق الكسب فى مرحلة أخرى و للحفاظ على كونها مكبر تفاضلى نجعل كل مرحله متصلة بأخرى للتكبير
انظر إلى Q3,Q4 ستجد أن كل منها يأخذ دخوله من الباعث Emitter و يعطى الخرج من المجمع Collector و نقطة القاعدة مثبته عند جهد = صفر أى أرضى (الأرضى الافتراضى)
أليس هذا مكبر ذو قاعدة مشتركة ؟ Common Base Amplifier و الذى يحقق كسبا عاليا و يناسب الترددات العالية أيضا ؟ - لقد ضربنا ثلاث عصافير بحجر وهما الكسب العالى التردد العالى و أخيرا التخلص من مقاومات الانحياز اللازمة للتشغيل باعتمادنا على خرج تابع مهبط Emitter Follower
إذن بدمج تابع مهبط Emitter Follower مع مكبر ذو قاعدة عامة Common Base Amplifier أضفنا للعصافير الثلاثة مقاومة الدخول العالية .
أعلم أنك ستقول مقاومة المجمع Collector لكل من Q3,Q4 هى ترانزيستور آخر و هى Q5,Q6 و لكن Q5,Q6 ليسا مصدر تيار ثابت ولا يوجد معها دايود
حقا كل هذا صحيح فالترانزيستور Q7 لا يمثل دايود بأى حال !!
لنتتبع الإشارة منذ دخولها من العالم الخارجى على الطرف رقم 3 والمسمى NON-INVERTING INPUT
لنأخذ مثلا لحظه ازدياد الجهد (والانخفاض بنفس التتابع)
زيادة الجهد تزيد التيار فى تابع المهبط Q1 فيزداد أيضا جهد الباعث وهذا يزيد جهد الباعث للترانزيستور Q3 أيضا بحكم أنه ذو قاعدة مشتركة Q3 فيزداد تيار المجمع Collector له – هذا يسبب ازدياد تيار القاعدة للترانزيستور Q7 وهو تابع مهبط Emitter Follower و من ثم تيار المهبط فيغذيها لكل من قاعدتى Q5,Q6 لتكبر مرة أخرى على المجمعين Q5,Q6
بقى أن نذكر الطرفين 1،5 المسميان Offset Null فى حالة أن نستخدم الوحدة فى كسب عالى و نتيجة لاستحالة التطابق التام بين كل المكونات التى نقول أنها متساوية قد نتوقع أن يكون الخرج صفرا بدون دخول و لكن لا يحدث ذلك فنستخدم هذان الطرفان لتحقيق التعويض اللازم
الآن قد فهمنا كل ما بداخل المكبر 741 هل كنا بحاجة لكل هذا العناء لكى نستخدمه؟؟!! – سبق أن نفذنا العديد من الدوائر بدون كل هذا الصداع !!
حقا لكن ما كنا نعرف عندما لا تعمل الدائرة ماذا كان السبب!!
يجب أن نستخلص بعض النقاط الهامة التى توضح الأخطاء الشائعة
أولا : دخول المكبر هو زوج من الترانزيستور إما س م س أو م س م NPN or PNP هنا كانا NPN و فى LM324 من النوع الآخر PNP و القاعدة دوما غير متصلة بشىء ما لم يذكر غير ذلك صراحة
هذا يعنى أنه لا بد من وجود مسار للتيار المستمر لتوفير تيار القاعدة حتى تعمل ترانزيستورات الدخول وهو إما مباشرة أو من خلال مقاومة إما للأرضى (صفر فولت) أو أحد مصادر التغذية أو الخرج فالخرج يوفر هذا التيار أيضا
ثانيا : يجب أن نعلم من صحيفة المواصفات Data Sheet هل هذا التيار خارج من الطرف أم داخلا إليه وهو فى حال ترانزستورات NPN يجب أن يدخل إليها و PNP يخرج منها
فى الواقع تفترض دوما التيارات داخلة للأطراف لذلك حينما يكون التيار داخلا للطرف يكتب بقيمة موجبة و حينما يكون خارجا منه يكتب بقيمة سالبة
أو يذكر ذلك صراحة مثل فى 324 فى الرابط التالى سيذكر قيمته ثم يكتب Note9 حيث تجد شرحها لاحقا يذكر أن التيار خارج من الطرف نتيجة ترانزستورات PNP

http://www.alldatasheet.com/datashee...NSC/LM324.html

ما الفرق فالمقاومة التى توصل لا يعنيها اتجاه التيار
حقا لكن إن استخدمت مصدرا يعطى تيار أو يأخذ تيار يجب أن تعرف كيف توصله مثلا لو أردت أن تكبر تيار من ثنائى ضوئى سيكون توصيله مع 741 عكس توصيله مع 324 وغيره من التطبيقات الكثير
ثالثا : التيارات فى الداخل تعتمد مباشرة على قيمة مصادر التغذية فمصادر التيار الثابت ثنائى و مقاومة لذلك احرص على هذه المعلومة – اقرأ ورقة المواصفات Data Sheet جيدا و ما لم يذكر صراحة أن الوحدة تقبل تغذية متعددة من كذا إلى كذا فالأفضل ألا تستخدم إلا الجهد المرجح المذكور وهو غالبا +/- 15 فولت و الذى يمكن النزول به إلى +/- 10 فولت و قد تعمل عند +/-5فولت لكن لن تكون بنفس الكفاءة فضلا عن إن استبدلت الوحدة بأخرى بنفس الرقم لأى سبب قد لا تعمل ولا تقل عندها السابقة عملت!! فهذا شأنها وقد ولت
المرة القادمة إن شاء الله سنتحدث عن خصائصه و معنى كل قيمة منها و كيف نستغلها أو نتجنب مشاكلها

اعلانات

الصورة الرمزية م / يوسف شاهين
م / يوسف شاهين
:: مهندس ::
تاريخ التسجيل: Apr 2006
المشاركات: 26
نشاط [ م / يوسف شاهين ]
قوة السمعة:
قديم 22-01-2010, 07:07 AM المشاركة 34   
افتراضي


Long Tail Differential Amplifier
كما علمنا سنجد أن المكبر التفاضلى عبارة عن تابع باعث Emitter Follower يليه مكبر ذو قاعدة مشتركة.
بالنسبة للأول، فزيادة مقاومة الباعث RE1 تزيد مقاومة الدخول مما يحسن من خواص المكبر إلا أنه يزيد من الكسب و يقربه من الواحد الصحيح لتابع الباعث Emitter Follower فقط. أما مقاومة المجمع فلا تؤثر كثيرا على أداؤه و لكنها تقلل كسب المرحلة ككل .



بالنسبة لمكبر القاعدة المشتركة فالمقاومة RE1 هى جزء من المكبر السابق أو Emitter Follower وبذلك لا تؤثر كثيرا على أداؤه و إنما مقاومة المجمع هى التى تزيد من كسبه.
لهذا نرى أن من الأفضل زيادة كل من المقومات RE1 و RC1 و RC2 - إذن ما المشكلة؟
تيار المجمع / الباعث يمر فيها وبالتالى حسب قانون أوم إما نزيد الجهد المستخدم لوحدتى التغذية VCC,VEE
أو نقلل التيار
الحل الأخير يبدو أفضل إلا أن التيار لن يقل كثيرا مثلا 1 مللى ثم 0.1 مللى و ماذا بعد !!
لو أعدنا النظر فى الدائرة سنجد الحل إذا عرفنا ماذا نريد
ما نريد هو مقاومة كبيرة جدا لتكبير الإشارة (أى الجهد المتغير) و مقاومة صغيرة جدا للتيار المستمر حتى لا نحتاج لجهد عالى - أليست هذه صفات مصدر التيار الثابت Constant Current Source الذى يعطيك تيار ما ويرفض تغييره ؟ حسنا هذا هو الحل ولكن كيف نكون مصدر تيار ثابت ؟
حسنا – لو نظرنا للترانزيستور العادى سنجد أن تيار المجمع / الباعث = مقدار (ثابت) = حاصل ضرب تيار القاعدة فى معامل التكبير
أي لو ثبتنا تيار القاعدة سنحصل على تيار ثابت يقاوم التغيير وهو ما نحتاجه وتصبح الدائرة



الآن قمنا بحل مشكلة و أضفنا أخرى – حلت مشكلة المقاومة الكبيرة الصغيرة و اضطررنا لإضافة مصدر تغذية ثالث لقاعدة الترانزيستور Q3 ناهيك عن صعوبة حساب وضبط قيمة التيار !!!
هناك دائرة درسناها فى تطبيقات قانون أوم لعلكم تذكرونها وهى أربع مقاومات على أضلاع مربع تسمى قنطرة هويتستون ، عندما تتناسب قيمها لا يمر تيار عبر القطر لتساوى فرق الجهد
ماذا لو استبدلنا فرعين منها بموحدين متماثلين ؟ سيبقى القانون ساريا فقط سيكون أحد الموحدين هو موحد القاعدة/باعث للترانزيستور Q3 والآخر أقرب ما يكون مثل 1N914, 1N4148 الخ

رجاء ملاحظة أن هناك دايود (ثنائى) مرسوم تحت علامة المنتدى و متجه لأسفل
بما أنهما من نفس الخامة (سيليكون) سيكون الجهد تقريبا واحد 0.6 فولت وتيار القاعدة صغير جدا بالنسبة لتيار الباعث و من توازى القنطرة نجد أن تيار الموحد مساوى (إلى حد كبير) تيار الباعث
أهم ما فى هذه الدائرة – حتى وإن اختلف التيار قليلا إلا أن التيار يظل ثابتا مهما تغيرت الظروف و أخطرها درجة الحرارة – حيث لو تغيرت سيتغير الموحد بنفس قدر الوصلة قاعدة/باعث و تظل التيارات ثابتة إلى حد بعيد جدا.
إن شئت تقليل الفروق بين الموحد والترانزيستور يمكن إضافة مقاومتين صغيرتين على التوالى


وهذا هو الحل الأمثل كمكبر دخول لمكبر العمليات مثل LM741 ومثيلاته
قبل أن نترك المجال يجب ألا ننسى أن ما قيل على مقاومة الباعث RE1 ينطبق على مقاومتى المجمع RC1,RC2 ومن ثم سنستخدم نفس الدائرة كمثبت تيار بدلا من كل مقاومة و هذا ما يجعل شكل مكبر العمليات يبدو معقدا ولكن فى الحقيقة هو بالبساطة التى ذكرناها
المرة السابقة تحدثنا كثيرا عن الكسب و إمكانية تغييره بتغيير تيار الباعث E و دوائر سحرية!!!
انظر لهذه الدائرة والترانزيستور الثالث الذى أضيف. ماذا يحدث لو غيرنا جهد القاعدة Base Voltage ؟ سيتغير التيار المار فيه و يغير الكسب – ألا يذكرنا هذا بشيء؟ - هل تذكر دوائر تحكم الكسب الآلى AGC ؟ حسنا لو أخذنا جزء من الخرج ووحدناه بموحد ووضعنا الجهد المستمر الناتج معكوسا (سالب) على هذه القاعدة سيؤدى هذه الوظيفة.
إن زاد الخرج يزيد الجهد السالب فيقل انحياز القاعدة Base ويقل التيار وقلل كسب المرحلة والعكس بالعكس.
ماذا لو وضعنا على القاعدة إشارة أخرى بدلا من الجهد المستمر؟
الخرج سيتناسب مع حاصل ضرب الإشارة على هذه القاعدة والإشارة على قاعدة الترانزيستور Q1 أو Q2
أليس الضرب عملية حسابية؟؟
إن شاء الله المرة القادمة نكمل خواص المكبر التفاضلى

مشكور على جهدك

اعلانات اضافية ( قم بتسجيل الدخول لاخفائها )

ماجد عباس محمد
:: نائب المشرف العام
::
تاريخ التسجيل: Jun 2009
الدولة: القاهرة - مصر
المشاركات: 11,652
نشاط [ ماجد عباس محمد ]
قوة السمعة:
قديم 22-01-2010, 08:25 AM المشاركة 35   
افتراضي


الأخ يوسف
شكرا جزيلا على مرورك الكريم وتعليقك
لكن معذرة - الا ترى معى ان إعادة اقتباس شرح قديم كامل مرة اخرى دون استفسار عن فقرة ما فيه يفسد التسلسل المنطقى للشرح؟؟


ماجد عباس محمد
:: نائب المشرف العام
::
تاريخ التسجيل: Jun 2009
الدولة: القاهرة - مصر
المشاركات: 11,652
نشاط [ ماجد عباس محمد ]
قوة السمعة:
قديم 23-01-2010, 10:13 AM المشاركة 36   
افتراضي خواص 741 جزء1


خواص 741 جزء1
أرجو لتسهيل متابعة الشرح أن نقوم بتحميل صفحة المواصفات للمكبر LM741 من الموقع
http://www.alldatasheet.com/datashee...NSC/LM741.html

أرجو أن تختار National حتى يتطابق الشرح مع ما لديك – فضلا عن أنها تحتوى بعض الدوائر المفيدة
الصفحة الأولى بها شرح مختصر لها والدائرة التى قمنا بدراستها المرتين السابقتين
أول الصفحة الثانية ستجد جملة
Absolute Maximum Ratings (Note 1)
Supply Voltage : +/- 22V
لو قرأت الملحوظة المرفقة (Note 1) ستعنى أن هذه القيم هى أعلى ما تتحمله القطعة و يجب أن تجد فى مكان ما جملة
Recommended Operating Conditions
Supply Voltage : +/-15V
وهو يعنى أن هذا هو الجهد المقترح استخدامه – و مادام مقترح من المنتج إذن فهو أسلوب مهذب لكلمة الواجب استخدامه
قبل أن تبحث وتقول أين هى – معذرة ربما سقطت من هذه القطعة لشهرتها الواسعة و كونها أصبحت مقياسا صناعيا Industrial Standard – بمعنى انك ستجد مقولة مثل "هذا الرقم يعتبر ذو معاوقة دخول 10 مرات مثل 741 "
قبل أن نترك هذه النقطة يجب ألا ننسى نقطة هامة وهى أن جهد التغذية له قيمة واحدة فقط ( لا تنسى أن الجهد الموجب مساوى للسالب ) وهذا يعنى أنه لا يصح أن تستخدم جهدا أقل من ذلك فعند استخدامك لجهد أقل من +/-10فولت ستبدأ خصائصه فى التغير و عند جهد أقل ستجد قطعة تعمل فى دائرة ما و أن استبدلتها ربما الأخرى لا تعمل– لا تقل أنها تالفة
إن شئت استخدام جهد أقل مثل بطارية 9 فولت – هناك أرقام أخرى تبدأ من 3 فولت و ستجد القيمة
Supply Voltage : Min +/-1.5 : Max +/-15V
مثل المكبر LM324 مثلا
http://www.alldatasheet.com/datashee...NSC/LM324.html

مما سبق علمنا أن كل مدخل من مدخلى مكبر العمليات الشهير LM741 هو ترانزيستور NPN س م س . وبالتحديد طرف القاعدة – لذا لو عدنا قليلا للوراء نجد أن التيار يجب أن يدخل إلى قاعدة الترانزيستور NPN حتى يعمل الترانزيستور ، و هذا يفرض علينا شيئا وهو تيار القاعدة – حسنا لنسمه كذلك.
ماذا لو شئنا تغيير ترانزيستور الدخول لتحسين الأداء هل سنغير الاسم أيضا و يصير لدينا اسم لكل نوع لتسهيل الضياع بين الأسماء ؟ لماذا لا نسمه تيار انحياز الدخول ؟ فتيار القاعدة يصطلح على تسميته تيار الانحياز فهو أما " يحيد " الترانزيستور نحو التوصيل أو القطع أو التشبع فليكن تيار انحياز الدخول Input Bias Current و مهما تغير نوع ترانزيستور الدخول سيظل يحتاج لتيار انحياز – هذا أفضل
إذن لو قرأنا الجدول فى نهاية الصفحة الثانية سنجد قيمته هى من 80 إلى 500 نانو أمبير
هيه مهلا - من أين آتيت بهذا الكلام ؟ هناك خانات عديدة ولا معنى لكل هذا !!!
أخى – المسألة بسيطة : الجدول مقسم لثلاث أقسام كل قسم لفصيلة من فصائل المكبر وهى
LM741A/LM741E
LM741
LM741C
الأولى أفضلها و التيار أقل ثم الثانية ثم الثالثة
و سنجد أن كل جزء من الثلاث و لكل خاصية للمكبر لها ثلاث قيم Min Typ Max
وهى تعنى Minimum أى الأقل ، Typical أى الفعلية أو المتوقعة ، و أخيرا Maximum أى العظمى


عذرا قد وضعت بعض الخطوط و لونا لكل مدى منها لزيادة الإيضاح
و لماذا كل هذا التعقيد ؟ لماذا لا يصنعون الكل على أفضل مواصفات مثل LM741A/LM741E ونرتاح من وجع القلب هذا
عند التصنيع – توضع شريحة السليكون كما سبق الشرح فى الحلقات السابقة ، ثم بالتصوير تخلق المساحات المشكلة لكل ترانزيستور


سنجد أن مهما أخذنا من احتياطات سيظل طول المسافة من المصباح للوسط أقل منها للطرف مما يجعل الصورة فى المنتصف أدق و أضبط من الأطراف لذا الناتج من الجزء الأوسط دوما أعلى جودة من الأطراف و بينهما منطقة "نصف - نصف" ولهذا ستجد دوما ثلاث جداول لثلاث درجات من نفس الرقم لأى قطعة إلكترونية
أما عن القيمة الصغرى و الفعلية و العظمى فغالبا ما تذكر قيمتان منها حسب نوع المواصفة فمثلا تيار انحياز الدخول يفضل أن يكون قليلا لذا تذكر القيمة الفعلية و العظمى له لأن لو زادت عن العظمى سيتضرر أداء دائرتك أما لقيمة مثل مقاومة الدخول Input Resistance ستجد القيمة الأقل و الفعلية و ذلك لأن المكبر المثالى له مقاومة دخول مالا نهاية لذا انخفاض مقاومة الدخول عن حد معين قد يضر بأداء دائرتك لذا يقول الجدول لك أنها فعليا 2 ميجا أوم ولكن لن تقل عن كذا. ولكن هناك من يضع القيم الثلاث مثل Analog Devices .
ما هذا الكلام تقول فعليا كذا ولن تقل عن كذا – آلا تستطيع أن تقول قيمة واحدة؟؟؟
أخى – احضر عشرة دايودات من نفس الرقم و آفو رقمى و قم بقياس مقاومتهم فى وضع التوصيل – لن تجدهم متماثلين – ثم خذ أعلاهم مقاومة و أثناء القياس قم بتسخينه بلهب ولاعة أو عود ثقاب مثلا ستجد أنه انخفض لأقل من أقل واحد منهم – ثم يعود عندما يبرد – هذا هو سبب هذا التغيير
لاحظ أن الجدول به صفان و هناك عمود بعنوان Conditions أى شروط القياس و ستجد قيمة لدرجة 25 مئوى و مدى مناظر لمدى درجات الحرارة – كما أن الأرقام الثلاثة من المكبر تختلف فى مدى درجات الحرارة الممكن استخدامه فيها.
من المهم أن نعرف كيف نستغل المعلومات المدونة بصفحة البيانات
فى المرة القادمة عن شاء الله سنكمل البيانات


ماجد عباس محمد
:: نائب المشرف العام
::
تاريخ التسجيل: Jun 2009
الدولة: القاهرة - مصر
المشاركات: 11,652
نشاط [ ماجد عباس محمد ]
قوة السمعة:
قديم 25-01-2010, 09:31 AM المشاركة 37   
افتراضي خواص مكبر العمليات 741 جزء 2


خواص مكبر العمليات 741 جزء 2 :

فى المرة الماضية وجدنا أن المكبر 741 له ثلاث مستويات
LM741A/LM741E
LM741
LM741C
ولكن لو نظرنا للمكبر 324 سنجد أن صحيفة البيانات تحتوى ثلاث أرقام
124،224،324 هذا أسلوب أشمل للتقسيم إلى ثلاث مستويات
124 تنتمى للمستوى الأفضل المسمى العسكرى Military Grade و هو صالح للاستخدام فى نطاق الحرارة من –25 إلى +125 درجة مئوية
الأوسط مثل 224 تنتمى للمستوى الأوسط المسمى الصناعى Industrial Grade و هو صالح للاستخدام فى نطاق الحرارة من صفر إلى مائة درجة مئوية
الأقل مثل 324 تنتمى للمستوى الأقل المسمى التجارى Commercial Grade و هو صالح للاستخدام فى نطاق الحرارة من صفر إلى 70 درجة مئوية
طبعا ينطبق نفس التدرج فى جودة الخواص على الأقسام الثلاث

نلاحظ أن بعض القيم تحتوى القيمة الفعلية و العظمى و أخرى الفعلية والصغرى – أليس هذا غريبا ؟
كلا بل منطقى جدا فهو يعرض دوما أسوأ الأحوال حتى إذا أخذتها فى حسابك حصلت على أفضل من توقعاتك – كيف؟
إذا كانت الخاصية يفضل أن تكون أعلى ما يمكن ، إذن أسوأ الأوضاع هى أقلها مثل مقاومة الدخول تفضل أن تكون ما لا نهاية لذا يعطيك أقلها احتمالا
و إذا كانت الخاصية يفضل أن تكون صفر أو أقل ما يمكن مثل تيار انحياز الدخول أو اختلاف تيار الدخول المسمى Input Offset Current تكون أسوأ أوضاعها أعلاها لذا يكتب لك أعلاها.
لم ننتهى بعد من الأول حتى نذكر الثانى
لم نقدم جديدا على أية حال فالأول هو التيار الذى تحتاجه قاعدة الترانزيستور لكى تعمل و كما نعلم الكمال لله وحدة هذه التيارات ليست متساوية على مستوى المنتج ولا على مستوى الترانزستورين داخل نفس القطعة
لذلك نجد لتيار انحياز الدخول قيمة كبرى و قيمة نمطية و هى كل الوحدات المصنعة يجب ألا تتعدى هذه الحدود أما اختلاف تيار الدخول المسمى Input Offset Current فهو الاختلاف بين المدخلين داخل نفس القطعة
و ما هذا الاختلاف ؟
مهما كانت دقة التصنيع لن تصل لحد الكمال، لذا فلابد أن يكون هناك خلاف ولو طفيف؟
وما أهمية هذا الاختلاف الطفيف؟
لا أستطيع أن أحدد إن كان ذو أهمية أو لا ، وحدك فقط الذى يحدد.
كيف؟ المسألة تعود للتصميم الذى تقوم به، فتيار القاعدة لكل من الترانزستورين يمر فى الدائرة الخارجية و يسبب جهد و فرق التيار يسبب أيضا فرق فى الجهد.
إن كانت الدائرة ستكبره إذن سيسبب مشاكل و يجب أخذ الحيطة لمعادلة الجهد الناتج من تيار القاعدة.
أما فرق التيار فللأسف لا نستطيع تحديد قيمته ولا اتجاهه بمعنى هل هو لصالح هذا الطرف أم ذاك ، ولذلك إن كان هذا الفرق يسبب مشكلة كأن يكون المكبر يكبر جهود مستمرة من حساسات أو خلافه ، يمكن معادلة فرق التيار Input Offset Current بالطرفين 1 - 5 و المسمى كل منهما Offset Null أو "تصفير الفرق" و الدائرة مرسومة فى ذيل الصفحة الأولى من صفحة البيانات
نفس الكلام ينطبق على الجهد حيث نجد Input Offset Voltage وهو لو عملت قصر بين المدخلين، المفروض أن يكون الخرج = صفر أيضا ولكن هذا لا يحدث نتيجة أن هناك ذلك الفرق الطفيف ولكن المكبر ذو كسب عالى جدا و نتيجة هذا التكبير يظهر هذا الخرج، وهو جزء مما يعالج أيضا بالطرفين 1 – 5 السابق ذكرهما.
الآن بقى قبل أن نصمم دوائر نفهم بعض الخواص الهامة لهذا المكبر والتى تميزه عن غيره – ليس بالضرورة للأحسن و لكن لنعرف ماذا نبحث عنه حين نريد تصميم دائرة ما.
الأولى : Input Resistance ونجدها قبل آخر صفحة رقم 2 وهى مقاومة الدخول لهذا المكبر وهى من0.3 ميجا فى LM741 و حتى 1ميجا فى LM741E كأقل قيمة وقد اتفقنا على أن مقاومة الدخول نختار الحد الأدنى لها.
هذه القيمة تحدد ما هى الاستخدامات المناسبة لهذا المكبر فلو لدينا حساس أو مصدر إشارة له معاوقة قريبة من هذه القيمة فبالتأكيد لا يصلح هذا المكبر ، مثل مستقبلات الأشعة تحت الحمراء فى الريموت و مستقبلات الموجات فوق السمعية الخ
الثانية : Input Voltage Range ونجدها فى آخر صفحة رقم 2 وهى المدى المسموح لإشارة الدخول . أيضا +/- 12 فولت وهذا يعنى أنه لو لدينا إشارة مطلوب تكبيرها مرتين من 15 فولت إلى 30 فولت – وجب أن نبحث عن حل آخر.
الثالثة : Large Signal Voltage Gain ونجدها قبل أول صفحة رقم 3 وهى مقدار الكسب للإشارة الكبيرة – ونلاحظ أن القيمة عند جهد التغذية +/- 20 فولت أعلى قليلا من +/- 15 فولت و على أى حال أقل قيمة هى 10 فولت/مللى فولت وهذا أسلوب غريب ولكنه الوسيلة المتبعة لقولهم أنها 10000 مرة وهى ببساطة كل مللى فولت فى الدخل يعطى 10 فولت فى الخرج و بالقسمة ينتج المطلوب. إلا أنها حقيقة ذات فائدة كبيرة لأنها تقول لك أن مللى فولت واحد قد يكفى لجعل الخرج يصل تقريبا لآخر مداه – كن حذرا. لاحظ أنها دوما أقل من جهد التغذية.
الرابعة : Output Voltage Swing ونجدها التالية فى الصفحة رقم 3 وهى المدى الذى يمكن أن يصله خرج هذا المكبر وهو يعتمد على جهد التغذية أيضا ونجد أنه 15 أو 10 حسب جهد التغذية وهذا يعنى لو نريد إشارة تصل إلى 12 فولت يجب أن يكون جهد التغذية 20 ولو نحتاج أعلى من 15 يجب أن نبحث عن حل آخر.
الخامسة : Output Short Circuit Current ونجدها التالية فى الصفحة رقم 3 وهى أقصى تيار يمرره هذا المكبر ولو وضعت قصر على الخرج و سبق أن ذكرنا أن هناك حماية ضد القصر فلن يتلف وذلك بأن تحد التيار لحدود آمنة – وهو أيضا يعطينا فكرة عن أقصى تيار يمكن استخدامه و من الأفضل دوما ألا ندفع الأمور لأقصى حد لأن التكبير لن يكون مثاليا قرب هذه الحدود.
فى المرة القادمة إن شاء الله سنكمل البيانات


الصورة الرمزية م / يوسف شاهين
م / يوسف شاهين
:: مهندس ::
تاريخ التسجيل: Apr 2006
المشاركات: 26
نشاط [ م / يوسف شاهين ]
قوة السمعة:
قديم 25-01-2010, 03:05 PM المشاركة 38   
Thumbs down


الأخ يوسف
شكرا جزيلا على مرورك الكريم وتعليقك
لكن معذرة - الا ترى معى ان إعادة اقتباس شرح قديم كامل مرة اخرى دون استفسار عن فقرة ما فيه يفسد التسلسل المنطقى للشرح؟؟


اممممممم

انت هيك شايف؟؟


انا لله و انا اليه راجعون



ماجد عباس محمد
:: نائب المشرف العام
::
تاريخ التسجيل: Jun 2009
الدولة: القاهرة - مصر
المشاركات: 11,652
نشاط [ ماجد عباس محمد ]
قوة السمعة:
قديم 27-01-2010, 09:42 AM المشاركة 39   
افتراضي خواص مكبر العمليات 741 جزء 3


خواص مكبر العمليات 741 جزء 3 :
تحدثنا المرة السابقة عن خمس صفات للمكبر والآن نكمل و ستبدو أهمية هذه الخواص حين نبدأ فى التصميم إن شاء الله
السادسة : Common-Mode Rejection Ratio ونجدها التالية (الخانة الرابعة) فى الصفحة رقم 3
المفروض أن المكبر يكبر الفرق بين المدخلين ولهذا لو وصلنا الطرفين معا ، يجب أن يكون الخرج = صفر، إلا أن هذه الحالة المثالية لا تحدث، و ما يحدث هو أن هذه الإشارة المتماثلة تقل قيمتها بدلا من أن تتلاشى نهائيا وهذه قيمة الاضمحلال الذى يحدث . القيمة بالديسبل و نحن نعرف أن
Gain = 20 log (Vout/Vin) ………….. in decibel or db
القيمة بالديسبل = 20 لو (نسبة الفولت) = 10 لو ( نسبة القدرة) إذن
70= 10 لو ( الخرج إلى الدخل) إذن 7 = لو( الخرج إلى الدخل)
نسبة الخرج إلى الدخل = 10 مرفوعة إلى 7 = 10000000 أى 10 مليون مرة
أى لو وضعنا 10 فولت على الدخول مشتركة سيخرج منها 1 مايكرو فولت وهذا شيء مرغوب فيه بالتأكيد لأن هذا الفولت المشترك يأتى غالبا من مصادر غير مرغوب فيها كالمجالات المحيطة مثلا..
السابعة : Supply Voltage Rejection Ratio ونجدها التالية (الخانة الخامسة) فى الصفحة رقم 3
نفس ما قيل عن البند السابق و لكن هذه المرة هذا الجهد يوجد على مصدر التغذية أى لو أن +15فولت عليها +/-1فولت كم سيظهر من هذا الفولت فى الخرج، و نفس الوحدات بالديسبل
الثامنة : Transient Response Time ونجدها التالية (الخانة السادسة) فى الصفحة رقم 3 وتنقسم إلى Rise Time وهو الزمن الذى يصعد فيه الخرج من أقل قيمة لأعلى قيمة باعتبار أن الكسب = 1 و الدخول انتقل لحظيا من أقل قيمة لأعلى قيمة و الكسب = -1 و الخرج تحرك عكسيا، هذا العامل يهم فقط فى حال استخدام المكبر كمقارن وهو يحدد كم مرة يستطيع الاستجابة فى الثانية لعمليات الفتح والقفل.
الجزء الثانى هو Over Shoot وهو نتيجة الانتقال الفجائى من مستوى لآخر يحدث اهتزاز يسبب بعض الذبذبات، أقصى قيمة لأكبر اهتزازة (الأولى) هو هذه القيمة.
التاسعة : Band Width ونجدها التالية (الخانة السابعة) فى الصفحة رقم 3 وهى أعلى تردد يمكن لهذا المكبر أن يكبره وهو هنا من 437 ك ذ/ث كحد أدنى حتى 1.5ميجا و طبعا يجب الاعتماد على الحد الأدنى لأن ليس مضمونا أن كل الوحدات تعمل عند 1.5ميجا
العاشرة : Slew Rate ونجدها التالية (الخانة الثامنة) فى الصفحة رقم 3 وهى معدل استجابة الخرج عند تغيير الدخل تغيرا فجائيا – طبعا ستقول الخاصية الثامنة مماثلة سأقول لك السابقة عندما يعمل كمقارن و نريد للخرج أن ينتقل مرة واحدة من مستوى لآخر لكن هذه عند عمله كمكبر وهى دلالة هل لو حاولنا أن نأخذ من هذا المكبر خرجا = كذا فولت ، ما هو أقصى تردد يستطيع أن يتجاوب معه أو بصورة مقابلة لو أردنا لهذا المكبر أن يكبر تردد كذا كيلو ذ/ث كم فولت يستطيع أن يعطى هذا المكبر قبل أن يحدث تشويه للخرج؟
العلاقة التى تربط معاملات المكبر هى
أقصى فولت فى الخرج = Slew Rate مقسوما على ( 2 × ط × التردد )
لذا كلما أردنا فولت أعلى أو تردد أعلى نبحث عن مكبر ذو قيمة أكبر فى هذه الخاصية.
لمزيد من الشرح و الإثبات حمل هذا الملف
http://www.ti.com/lit/an/snoa726/snoa726.pdf
أو ابحث فى جوجل عن LB-19 Slew Rate
بقى خاصتين أحدهما Supply Current وهو سحب التيار من كل من المصدرين و الثانية استهلاك الطاقة وهما عند الاستخدام فى درجات حرارة مرتفعة يجب تخفيض العوامل حتى لا تسخن أكثر مما يجب.
الآن نفكر كيف نصمم دائرة مكبر باستخدام LM741 و طبعا ما يطبق هنا يطبق على أى رقم آخر بالاستعانة بصفحة الخواص Data Sheet
أول شيء ستقوله – لا أحتاج تصميم دائرة، سأستفيد بكل هذا الكسب وهو 50000 كحد أدنى ولا أريد شيء آخر!
مهلا – هذا الكسب مبنى على أن الخرج سيغطى كل المدى المسموح به للخرج
أجل وهذا ما أريده
مهلا – مرة أخرى! هذا المدى تحكمه خاصية النطاق الترددى Band Width والتى بجوارها ملحوظة رقم 5 أو Note5 وهذه الملحوظة تقول (تجدها أسفل الجدول بصفحة 3) أنه محسوب على أساس 0.35 ÷ Rise Time إذن نعود لهذا المدعو Rise Time نجده عند كسب = 1
هذا ما يسمى معامل الجودة أو Figure of merit و لكى تزيد الكسب عن 1 سيقل هذا النطاق بنفس النسبة لذا فلو أردت نطاق 437ك سيكون الكسب=1 أو 43ك عند كسب = 10 أو 4ك فقط عند كسب = 100 أو 437ذ/ث عند كسب = 1000 و هكذا – وهذه أول مشكلة.
كيف إذن نقلل الكسب ونتحكم فيه
هل تذكر موضوع التغذية الخلفية أو العكسية السالبة؟؟ هل تذكر حين قلنا أن لو كان حاصل ضرب A أكبر كثيرا من 1 عندها سيكون الكسب = 1 ÷ أى مقلوب نسبة ؟ هذا هو الحل
بما أن A كبيرة جدا =50000 على الأقل فحاصل ضربها مع أى نسبة سيكون أكبر كثيرا من 1 لذا يكون الكسب = مقلوب نسبة
نظرا لأهمية موضوع التغذية العكسية فى المكبرات و المذبذبات أرى من المفيد التحدث عنها قبل تصميم الدوائر ، فهو يقدم لنا إجابة لماذا أصمم مكبر فيعمل كمذبذب و لماذا أصمم مهتز فلا يهتز و يكبر فقط!!
لذا فى المرة القادمة إن شاء الله سنتحدث عنها إذا شئتم.


التعديل الأخير تم بواسطة : ماجد عباس محمد بتاريخ 05-11-2018 الساعة 09:03 AM السبب: تصحيح الروابط لتغيير المصدر

ماجد عباس محمد
:: نائب المشرف العام
::
تاريخ التسجيل: Jun 2009
الدولة: القاهرة - مصر
المشاركات: 11,652
نشاط [ ماجد عباس محمد ]
قوة السمعة:
قديم 30-01-2010, 08:39 AM المشاركة 40   
افتراضي التغذية العكسية Feedback


التغذية العكسية Feedback

لو امتزجت نسبة لتكن قيمتها من خرج مكبر ما ذو كسب قيمته A بإشارة الدخول لهذا المكبر، هل سيكون هذا شيء جيد أم سيئ ؟
الجواب غير محدد لأنه يعتمد أساسا على ما تريد وما تحصل عليه – و لتحديد الأمور نلجأ لقليل من الحساب البسيط فنعلم كيف تسير الأمور
من الرسم المرفق نفترض المكبر الذى كسبه A قد أخذنا نسبة قدرها و أضفناها لإشارة المنبع Es
استخدمنا هنا كلمة أضفناها لكى تشمل الجمع إن كان لحظيا الجهدين متماثلين و الطرح إن كانا مختلفين


Efb + Es = Ein
Efb= * Eout
Ein=Es+Efb
الكسب بدون تغذية عكسية Feed Back سنسميه A و الكسب مع التغذية العكسية Feed Back سنسميه Afb

الكسب بدون تغذية عكسية A= Eout ÷ Ein
و الكسب مع التغذية العكسية Afb = Eout ÷ Es
بالتعويض عن Es بقيمتها = Ein - Efb سنجد
Afb = Eout ÷ [ Ein – Efb ] = Eout ÷ [ Ein – * Eout ] ........equation no1
بقسمة البسط والمقام على Ein نجد
Afb = Eout/ Ein ÷ [ Ein/ Ein - * Eout/ Ein ] .......Equation no 2
بما أن
Eout/ Ein = A
إذن
Afb = A ÷ [1 - A * ] ....equation No 3
و تعنى أن الكسب بالتغذية = الكسب بدون تغذية مقسوما على واحد ناقص حاصل ضرب الكسب بدون تغذية مضروبا فى نسبة التغذية و الجزء بين القوسين يسمى معامل التغذية العكسية
هذا المعامل بالغ الأهمية لأنه يحدد تصرف المكبر
بقى أن نؤكد على أن يمكن أن تأخذ أى شكل من مجرد مجزئ جهد بسيط من مقاومتين إلى أى دائرة معقدة تشمل ما تتخيله أو لا تتخيله من أجهزة و مكونات فبعض الأنظمة تدخل فيها موتورات أو حساسات أو ما تريد
هنا أيضا يجب ألا يفوتنا ذكر نقطة هامة جدا هى ما الفرق بين A و القيمة – Aالسالبة وهو ما ينطبق على موجبة أو سالبة أيضا ؟
الجهد هنا متردد أى يتراوح لحظيا بين الموجب والسالب إذن لا معنى لكونها تعنى كسبا موجبا ولكن القصد هنا أنه لحظيا يكون فى نفس الطور أو الوجه أى عند تزايد قيمة الدخل تتزايد قيمة الخرج معها والعكس بالعكس
ولكن القيمة تحدد كم يكون فإن كان الكسب أكثر من الواحد الصحيح كان الخرج أعلى قيمة من الدخل أما إن كان كسرا أقل من الواحد الصحيح كان ذلك يعنى الخرج أقل من الدخل فى القيمة
مما سبق نجد أن حاصل ضرب A* ذو شأن عظيم فى تحديد الأداء
فإن اختلفا فى الإشارة كان حاصل الضرب سالبا وسميت تغذية خلفية سالبة وكان
1-AB =
1-(-AB) =
1+AB
أى اكبر من الواحد الصحيح وكان الخرج مقسوما على رقم أكبر من الواحد و سيكون أقل من الدخل
أى الكسب باستخدام التغذية أقل من الكسب بدون تغذية
ماذا يحدث لو كان حاصل الضرب عدديا أكبر كثيرا من الواحد الصحيح ؟
إذن 1+ سيساوى تقريا B ويمكننا شطب A من البسط والمقام تاركا أن الكسب مع التغذية = مقلوب B

فإن كانت مكونة من مقاومتان كان الكسب لا يعتمد على أى من خواص الدائرة الأخرى محققا ثباتا عاليا فى الأداء والاستقرار ضد الحرارة و التغيرات الأخرى (تذكر هذه الحالة عند الحديث عن مكبر العمليات لاحقا)
إذن ضحينا ببعض الكسب فى مقابل فائدة كبيرة – هل هناك فوائد أخرى ؟
كنا تحدثنا عن مدى التكبير و التردد الأقل و الأعلى للمكبر و كنا نعانى من أن مدى الترددات محدود
حسنا لو كانت التغذية جعلت من مكبر 100 يتناقص إلى 10 فقط فسنلاحظ أن الخرج سيظل ثابتا حتى الترددات التى سبق حسابها – ولكن بعدها (الترددات الأعلى) ستحاول العوامل المحيطة تقليل الخرج وعند ذلك ستقل نسبة التغذية Efb متسببة فى زيادة الإشارة Ein و تعويض الخرج إذن إن قل الكسب بنسبة معامل التغذية العكسية فإن النطاق الترددى سيزداد بنفس النسبة
أيضا مقاومة الدخول ستزداد بنفس النسبة و مقاومة الخرج ستنخفض بنفس النسبة
ماذا عن الضوضاء ؟ - الضوضاء التى تولدها مكونات المكبر ستقل أيضا بنفس النسبة - عموما ستتحسن كل خواص المكبر بنفس النسبة

و تذكر هذه الحالة حيث الكسب يساوى مقلوب نسبة التغذية العكسية أى مقلوب نسبة المقاومات فهى معادلة الكسب للمكبرات باستخدام الدوائر المتكاملة التى سندرسها لاحقا

التغذية العكسية الموجبة Positive Feedback

ماذا لو تشابهت الإشارتان إذن حاصل ضرب A* B سيكون موجبا وتسمى تغذية خلفية موجبة و فيها
إذا كان A* B أقل من الواحد الصحيح يكون
1 - ِA اقل من الواحد الصحيح إذن
الكسب الكلى = الكسب بدون تغذية مقسوما على كسر أقل من الواحد الصحيح
الكسب باستخدام التغذية أكبر من الكسب بدون تغذية – أليس هذا أفضل ؟
حسنا تذكر أن المدى الترددى سيقل بنفس النسبة وكذا مقاومة الدخول ستقل و مقاومة الخروج ستزداد و ستزداد الضوضاء أيضا و خواص المكبر ستسوء بنفس النسبة

ولكن ليست كل الأمور سيئة فلو أخذنا الحالة الخاصة حيث A* B =1 إذن
1 - A* B تساوى صفرا والقسمة على صفر تعطى مالا نهاية أى أن الكسب = مالا نهاية
بما أن الخرج = الدخل * الكسب إذن الخرج = الدخل × مالا نهاية ولو كان الدخل = صفرا
تذكر أن صفرا × مالا نهاية يعطى قيمة غير محددة أى ربما أى قيمة
إذن يكون هناك خرج بدون دخل وهى حالة المذبذب Oscillator و أى مذبذب يجب أن تنطبق عليه هذه الحالة
وجود تغذية عكسية موجبة و الشرط A* B=1 أو أكبر قليلا حتى نضمن البدء الذاتى لا يهم الاسم الذى نطلقه عليه بعد ذلك كولبتز أو هارتلى أو مقاومة ومكثف سمه ما شئت

فى المرة القادمة إن شاء الله سنصمم بعض الدوائر



الساعة معتمدة بتوقيت جرينتش +3 الساعة الآن: 02:50 AM
موقع القرية الالكترونية غير مسؤول عن أي اتفاق تجاري أو تعاوني بين الأعضاء
فعلى كل شخص تحمل مسئولية نفسه إتجاه مايقوم به من بيع وشراء وإتفاق وأعطاء معلومات موقعه
التعليقات المنشورة لا تعبر عن رأي موقع القرية الالكترونية ولايتحمل الموقع أي مسؤولية قانونية حيال ذلك (ويتحمل كاتبها مسؤولية النشر)