المكبرات او مضخمات العمليات – Operational Amplifiers

مضخم العمليات Op-Amp

مضخم العمليات Op-Amp هو قطعة الكترونية تستخدم لتكبير وتضخيم الجهود المستمرة والاشارات المتناوبة، وفي بداية تصميمها كان لغرض القيام ببعض العمليات الحسابية. 

مضخم العمليات ساعد كثيراً في عملية التكبير وبعض التطبيقات الاخرى مثل استخدامه في دوائر المقارانات والمنظمات ..

التعرف على اطراف المكون منها مضخم العمليات

لمضخم العمليات عدة اطراف لتوصيله في الدوائر الالكترونية حيث انه يتكون من طرفان التغذية الرئيسين +V على الطرف رقم 7 و-V على طرف 4 ويوجد طرفين اساسيين ايضاً للدخل والذي سوف يتم توظيفهم فيما بعد إذا كان للتضخيم او المقارنة … وهما Inverting Input ورمزه (-) والطرف  Non-inverting Input ورمزه (+) .

بعض الخصائص الرئيسية للمضخم العمليات Op-Amp  

  • مقاومة الدخل له كبيرة جداً والتي تقع بين اطراف الدخل Inverting Input و Non-inverting Input داخل مكبر العمليات وتؤدي ذلك إلى عدم استهلاك Op-Amp تيار من طرفي الدخل.

  • مقاومة الخرج صغيرة جداً وتتصل بطرف الخرج Vout من داخل مكبر العمليات وتؤدي الى توفير تيار كهربي على الخرج يمكن استخدامه.
  •  حيث ان مضخم العمليات Op-Amp يحاول جاهداً دائماً جعل الفرق بين V1  V2 يساوي صفر اي انه يحاول تحقيق المعادلة V1 = V2.

عمل مضخم العمليات كمقارن

في حالة وضع مضخم العمليات كـ مقارن في الدائرة تصبع وظيفته عمليه مقارنة بين طرفي الدخل 

Inverting Input و Non-inverting Input  ، حيث انه إذا تم وضع جهد كهربي اكبر على  Inverting   من  Non-inverting   يقوم بتمرير تيار التغذية السالب على اطراف الخرج Vout… فإذا كان جهد التغذية السالب الرئيسي على طرف  – V هو مثلاً  5 سوف يقوم بتمريره الى Vout وفي حالة GND يمرره كما هو ايضاً على Vout ويساوي 0 … مع العلم ان GND = V0، 

عمل مضخم العمليات كمقارن

وتتم نفس العملية مع الطرف  Non-inverting حيث انه يقوم بتمرير تيار التغذية الموجب على طرف الخرج Vout في حالة وضع تيار كهربي اكبر عليه من  Inverting     … مثلاً فإذا كان جهد التغذية الموجب هو مثلاُ +5 فإنه سوف يمرره الى Vout ويساوي +5.

مع العلم انه:  * توجد منتطقة تسمى بمنطقة التشبع Saturation وهي التي يصل لها جهد الخرج وهو جهد التغذية الرئيسي لمكبر العمليات ولن يستطيع تجاوز هذا الجهد .. حتى ولو استمر جهد الدخل في تزايد .. وده المقصود بالرسمة الموضحة حيث ان جهد الدخل على طرف Non-inverting يستمر بالتزايد ولكن جهد الخرج يتوقف عند حدود جهد التغذية.

مع العلم ان ايضاً:  * جهد الخرج لايتزايد او يتناقص بتدرج، في حالة وضع مكبر العمليات كمقارن بل ينتظر احد الاطراف يكون الجهد عليه اعلى من الاخر ثم يصل لمرحة التشبع مرة واحد وليس بالتدرج.

عمل مضخم العمليات في دوائر التضخيم

مضخم عاكس Inverting Amplifier

مضخم عاكس Inverting Amplifier

    من خلال وضع مكبر العمليات في حالة تضيخم عكسي I

    nverting Amplifier تستطيع تكبير وتضخيم الاشارة الداخلة ولكن بالسالب يعني سوف تجدها معكوس على جهاز الاسليسكوب ومن اسمه تستطيع الفهم بان الاشارة تدخل للمكبر من الطرف Inverting (-) .. وفي هذه الحالة ينتج قانون التضخيم في حالة العاكس وهو:

    مضخم عاكس Inverting Amplifier

    RF هي المقاومة الكهربائية بين طرف  I

    nverting و Vout ،و Rin هي المقاومة بين طرف  I nverting والاشارة الداخلة.

    مع العلم ايضاً:  ان عملية التضخيم تتم ولكن لها حدود لاتستطيع تخطيها وهي قيمة جهد التغذية الرئيسي للمكبر …

    علاقة التكبير في حالة المضخم العاكس

    وتنتج علاقة التكبير من:

    “حيث ان Gain هو معامل تكبير الاشارة ويدل على عدد مرات تكبير اشارة الدخل”

    مضخم الغير عاكس Non-inverting Amplifier

    مضخم غير عاكس Non-inverting Amplifier

    من خلال وضع مكبر العمليات في حالة تضيخم غير عكسي Non-inverting  Amplifier تستطيع تكبير وتضخيم الاشارة الداخلة وبدون عكس خلافاً بالمضخم العاكس يعني سوف تجد اشارة الدخل مكبرة على جهاز الاسليسكوب ومن اسمه تستطيع الفهم بان الاشارة تدخل للمكبر من الطرف Non-inverting (+) .. وفي هذه الحالة ينتج قانون التضخيم في حالة الغير عاكس وهو:

    مضخم غير عاكس Non-inverting Amplifier

    وتنتج علاقة التكبير من:   

    مضخم غير عاكس Non-inverting Amplifier

    “حيث ان Gain هو معامل تكبير الاشارة ويدل على عدد مرات تكبير اشارة الدخل”


    المضخم التابع Follower Amplifier

    من خلال وضع مكبر العمليات في حالة المضخم التابع   Follower Amplifier لا تتم عملية تكبير او تغير في الاشارة،  حيث انه يعمل على تنفيذ وتطبيق الاشارة والجهد الدخل على جهد الخرج .. بدون تغير ويتم تنظيم جهد الخرج من جهد التغذية الرئيسية وليس من جهد الدخل ..بمعنى اخر انه لايستهلك تيار من جهد الدخل.

    المضخم التابع Follower Amplifier

    وتنتج علاقة التكبير من:   

    المضخم التابع Follower Amplifier

    يمكنك استخدام هذه الإداة: قيم مكبرات العمليات Op-Amp بشكل آلي

    وتستطيع مشاهدة دوائر الكترونية لعملية لمضخم العمليات منفذة بشكل عملي من خلال قسم دوائر مضخم العمليات Op-Amp مشروع بشكل عملي وبتطبيقات عملية وتسطيع ايضاً الاستعانة بـ كتاب مكبر العمليات Op-Amp وهو منهج دراسي جيد ومفصل عن ممضخمات العمليات.

    شرح مضخمات العمليات بمحاضرة من دورة الالكترونيات العملية

    شرح مضخمات العمليات “محاضرة عملية”

    في هذه المحاضرة سيتم شرح مضخمات العمليات، وسنتطرق الى كيفية عمل هذه مضخمات العمليات وكيف يمكننا استخدامها في الدائرة، كل هذا مدعم بشكل نظري وايضا بالتجارب العملية وعن طريق برامج المحاكاة (Multisim – Circuit Wizard)…

    مشاهدة الان

    التعليقات

    أترك تعليق..

    اترك تعليقاً

    لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

      1. كيف يتم ربط اكثر من مضخم واحد في نفس الدائرة لتكبر اصغر الترددات والاشارات مثل ربط ثلاث قطع من مضخم العملياتي Tl072بدائره واحدة او ثلاثة مضخم عمليات بدائرة اخرئ TL062 وهل يوجد فرق بين المضحات الاخرئ اذا تم ربط اكثر من مضخم بدائرة واحده ام طريقه واحده لكل المضخمات من نفس النوع وشكرا

    مضخم العمليات Op-Amp
    مكبر العمليات
    اطراف مضخم العمليات Op-Amp
    اطراف مضخم العمليات Op-Amp