مواصفات المضخمات العملياتية

المضخم العملياتي Operational Amplifier, وغالباً ما يُسمى اختصاراً op-amp, هو مضخم ڤولتي إلكتروني ذو كسب يحتوي على مدخل غير عاكس توضع امامه اشارة + ومدخل اخر عاكس توضع امامه اشارة – وطرفين لوصل جهة التغذية وخرج واحد. في العادة يتم حذف خطوط وصل التغذية وخطوط الارجل الخاصة عند رسم المخططات لذلك ان وجدت في مخطط مضخما عملياتيا بدون خطوط تغذية فعليك ان تتذكر بانه يغذى بمصدرين dc احدهما موجب والاخر سالب, يتم التحكم في مـُخرَج المضخم العملياتي إما بواسطة تغذية مرتدة سالبة, التي تحدد بدرجة كبيرة كمية الكسب الڤولتي لمـُخرَجها, أو بواسطة تغذية مرتدة موجبة, التي تسهـِّـل الكسب المتجدد والتذبذب, كما يتم وضع ممانعة عالية عند المدخلات بينما يتم وضع ممانعة منخفضة عند المخرج .

مواصفات المضخم العملياتي

نسبة رفض النمط المشترك (CMRR)

تتكون اشارة دخل المضخم التفاضلي في الحالة العامة من مركبتين: اشارة النمط المشترك واشارة النمط التفاضلي, واشارة النمط المشترك هي القيمة الوسطى لاشارتي المدخلين, اما الاشارة التفاضلية (او اشارة النمط التفاضلي) فهي الفرق بين اشارات المداخل, وفي الحالة المثالية يتاثر المضخم فقط بالاشارة التفاضلية, ولكن اضارة النمط المشترك تضخم بدرجة ما, تعرف نسبة اشارة النمط المشترك انها نسبة ربح جهد الاشارة التفاضلية الى رح جهد اشارة النمط المشترك وتعر نسبة رفض النمط المشترك عن مدى جودة المضخم العملياتي في رفض الاشارات المطبقة في نفس الوقت على كلا المدخلين, كلما كانت CMRR اعلى فان المضخم العملياتي يكون افضل.

مجال جهد الدخل التفاضلي

هو مجال الجهد الذي يمكن تطبيقه بين اطراف الدخل دون اجبار المضخم على العمل خارج المواصفات, واذا تجاوزت المداخل هذا المجال, فان ربح المضخم يمكن ان يتغير بشكل كبير .

ممانعة الدخل التفاضلي

هي الممانعة التي تقاس بين المدخل العاكس والمدخل غير العاكس للمضخم العملياتي

جهد انزياح الدخل

يجب ان يكون جهد خرج المضخم العملياتي صفرا عندما تكون جهود المدخلين اصفارا وذلك طبعا من الناحية النظرية, ولكن في الواقع العملي وبسبب التناظر في البنية الداخلية لدارة المضخم العملياتي ينشا جهد في خرج المضخم العملياتي حتى لو كانت جهود المداخل اصفارا, يعرف جهد انزياح الدخل بانه الجهد الذي يجب تطبيقه على احد مداخل المضخم العملياتي لجعل جهد الخرج يساوي الصفر

تيار انحياز الدخل

تعتبر ممانعات مداخل المضخم العملياتي لانهائية وبالتالي فان تيارات المداخل ستكون اصفارا, ولكن الواقع العملي يؤكد بان المداخل تعطي تيارات صغيرة جدا من النانو أمبير nA حتى مرتبة البيكو أمبير pA يعرف تيار انحياز الدخل بانه القيمة الوسطى لتياري المدخلين, يؤدي تيار انحياز الدخل الى تشكل هبوط جهد على مقاومات التغذية العكسية او مقاومات الاستقطاب او مقاومة مصدر الاشارة, وهبوط الجهد هذا يؤدي بدوره الى اخطاء في جهد الخرج, في المضخمات العملياتية المبنية على ترانزستورات JFET تكون تيارات الانحياز بالغة الصغر ولاتؤدي الى انحيازات جهدية, اما في المضخمات العملياتية المبنية على ترانزستورات ثنائية القطبية فان تيارات الانحياز من مرتبة النانو امبير nA ويمكن ان تؤدي مثل هاته التيارات الى مشكلة, توصل مقاومة بين المدخل غير العاكس والارض لتقليل تاثير تيارات الانحياز على الانزياح في جهد الخرج.

تيار انزياح الدخل

هو الفرق بين تيارات المداخل عندما يسكون الخرج صفرا, لكن ماذا يعني هذا ؟
ان مداخل المضخم العملياتي تسحب تيارات تسريب مختلفة حتى لو طبق على المدخلين نفس الجهد ويحدث ذلك بسبب وجود فارق بسيط في المقاومة لدارات المدخلين ويحدث ذلك اثناء عملية التصنيع ولذلك تمر تيارات مختلفة في المدخلين حتى لو تم وصل المدخلين الى نفس الجهد, ويؤدي اختلاف تيارات المداخل الى انزياح جهد الخرج, توجد ارجل للمضخم العملياتي توصل الى مقسم جهد ويضبط مقسم الجهد كي يصحح تيار الانزياح وسيتم شرح كيفية حدوث ذلك لاحقا

ربح الجهد

يتراوح ربح الجهد للمضخم العملياتي بين 10000 و المليون (او بين 80 و 120 ديسيبل dB) ويعبر عن الربح بالديسيبلاعتمادا على العلاقة التالية :

A[dB] = 20Log₁₀ (A_V)

ينخفض ربح المضخم العملياتي الى الواحد 1 عند تردد يسمى تردد الربح الواحدي (Unity gain frequency Ft) وتتراوح القيمة النموذجية لهذا التردد ين 1 و 10MHz وذلك نتيجة لاستجابة البنية الداخلية للمضخم العملياتي للترددات العالية .

تارجح جهد الخرج

ويعني التارجح الاعظمي لجهد الخرج حول الصفر والذي يمكن الحصول عليه دون ان يطرا على الاشارة اي تشويه او تحديد او قص

معدل التباطؤ

ويمثل المعدل الاعظمي لتغير جهد خرج المضخم العملياتي مع الزمن, ان محدودية تغير جهد الخرج مع الزمن تنتج عن مكثفات التعويض الداخلي او الخارجي والتي تؤدي الى اطاء تغيرات جهد الخرج بالنسبة الى تغيرات جهد الدخل (تأخير انتشار) وعند العمل على ترددات عالية يصبح مقدار التباطؤ للمضخم العملياتي اكثر جدية, تبلغ قيمة معدل التباطؤ للمضخم العملياتي 741 الشائع الاستخدام 0.5V/us وهي قيمة صغيرة نسبيا عند مارنتها مع معد اتلتباطؤ للمضخم العملياتي HA2539 والبالغة 600V/us

تيار التغذية

ويمثل هذا التيار قيمة التيار اللازم لتشغيل المضخم العملياتي في حالة عدم وجود حمل في الخرج وبجهد خرج يساوي الصفر يسحب هذا التيار طبعا من مصدر التغذية المستمر, يبين الجدول التالي عينة من مواصفت المضخمات العملياتية .



قد يهمك أيضا:

أشياء يجب ان تعرفها قبل ان تبدا بتصميم المرشحات الالكترونية