أوب أمب هو مكون إلكتروني ذو فائدة عالية يستخدم أساساً لتضخيم إشارات الجهد.إنه مكبر تفاضلي ويعتمد الإخراج على فرق الجهد بين المدخلين (إيجابي + وسلبي −)المضخم التشغيلي له خصائص زيادة عالية. في الظروف المثالية ، تكون زيادة الحلقة المفتوحة عالية جداً (نظرياً قريبة من اللانهاية). عندما يكون عائق المدخل مرتفعًا ، فإن المضخة المفتوحة تكون عالية.انها تقريبا تمتص تيار المدخلات وتتجنب التداخل مع الدائرة الأماميةعندما يكون عائق الإخراج منخفضًا ، فإنه يمكن أن يدفع مباشرة دائرة ما بعد المرحلة ، ويمكن أن يطبق مدخل مزدوج ومخرج واحد.
تطبيقات وأنواع المضخات التشغيلية الشائعة
التطبيقات الشائعة للمضخات التشغيلية تشمل مضخات الجهد ، والمرشحات (المرور المنخفض ، والمرور العالي ، المرور النطاقي) ، مقارنات الإشارات (متعلقة بالمقارنات) ، المتكاملات والفرق ،العازلات (متابعة الجهد)، الحسابات التناظرية (الاضافة والطرح والتكامل ، إلخ). تشمل الدوائر الشائعة مكبرات المحول ، مع مدخل متصل في نهاية المحول ووظيفة مكبرة عكسية ،ومضخات في المرحلة، مع مدخل متصل في الطرف الإيجابي والمخرج والمدخول في نفس المرحلة. في دائرة متابعة الجهد ، مدخل المرحلة الإيجابية = المخرج ،توفير تحويل المعوقة دون تضخيم الجهد.
أمثلة على دوائر مكبرات في مرحلة
أمثلة على دوائر مكبرات في مرحلة
يتم أخذ دائرة مكبر في المرحلة في الشكل أعلاه كمثال. يتم تحديد مكاسب الحلقة المغلقة بمقاومة التغذية الراجعة Rf ومقسّم الجهد Rg.إشارة الدخول وإشارة الإخراج من مكبر في المرحلة هي في نفس المرحلة.
أمثلة على دوائر المضخم المعاكسة
أمثلة على دوائر المضخم المعاكسة
خذ دائرة مكبر العاكس في الشكل أعلاه كمثال افترض أن هذه الدائرة المكبرة تستخدم مكبر مثالييتم تحديد مكاسب الحلقة المغلقة بمقاومة ردود الفعل Rf ومقاومة المدخل Rinالفرق في المرحلة بين إشارة الدخول وإشارة الإخراج من مكبر العاكس هو 180 درجة.
تصميم مصدر طاقة خطي قابل للتعديل مع مكبر تشغيلي
الهدف من مصدر الطاقة المعدل الخطي المنظم هو توفير جهد خروجي مستقر ويمكن تعديله ، ويظل الإخراج ثابتًا حتى لو تغير جهد المدخل أو الحمل.يتضمن الهيكل الأساسي لمصدر الطاقة الخطي القابل للتعديل مصدر الجهد المرجعي (مثل TL431)، ثنائي زيندر أو IC مرجعية الدقة) ، مكبر خطأ (المكبر التشغيلي) ، مكون تنظيمي (عادة BJT الطاقة أو MOSFET) ،شبكة تقسيم الجهد للمقاومة الارتجاعية (ضبط الجهد الخارجي).
مثال على دائرة إمدادات الطاقة المعدلة خطياً
مثال على دائرة إمدادات الطاقة المعدلة خطياً
أخذ دائرة إمدادات الطاقة الخطية القابلة للتعديل في الشكل أعلاه كمثال ، يتكون قلب هذه الدائرة من LM358 ، الديود المنظم ، الديود الثلاثي ودوائر ردود الفعل السلبية ،R9 و D9 تشكل دائرة استقرار الجهد. فولتاج انهيار D9 هو 2.5V. بسبب عائق المدخل العالي للمضخم التشغيلي ، فإنه لا يحتاج إلى ثنائي ثنائي استقرار الجهد لتوفير الكثير من التيار. في هذا الوقت ،IN1+ من مكبر التشغيل هو 2.5 فولت. المُضخم التشغيلي، الثلاثي، R12 و RP3 تشكل حلقة ردود فعل سلبية. يجب أن يكون نطاق الجهد المحسوب بين 2.5 فولت و 15 فولت.بما أن فولتاج إمدادات الطاقة الفعلية للمضخم التشغيلي هو ± 12V، من المعروف من جدول البيانات أن التأرجح الخارجي للمضخم التشغيلي بالنسبة لسلسلة الطاقة هو 1.35 فولت إلى 1.61 فولت. أقصى فولت Vce من D882 هو 0.5 فولت.يجب أن تكون نطاق الخروج القصوى المحسوبة من فوت بين 9.89 فولت و 10.15 فولت. لذلك، يجب أن يكون نطاق الجهد الخارجي الفعلي بين 2.5 فولت و 10.15 فولت
يجب إيلاء الاهتمام لاستقرار الجهد المرجعي عند تصميم دائرة إمدادات الطاقة القابلة للتعديل الخطية.يجب استخدام مصدر مرجعي ذو درجة حرارة منخفضة واستقرار عال (مثل TL431 أو LM4040)عند اختيار نوع مكبر التشغيل ، يجب أن تغطي نطاق الجهد الخارجي نهاية الإخراج (السكك الحديدية إلى السكك الحديدية) ، مع الجهد المنخفض والخصائص المنخفضة.عند اختيار نوع مكونات الطاقة، يجب اختيار BJT أو MOSFET المناسبة وفقًا للتيار الخارجي لضمان تبديد الحرارة ومدى العمل الآمن. يجب أيضًا إيلاء الاهتمام للحماية الحرارية والاستقرار.للتيار العالي، يجب أن تستخدم مخزن الحرارة ، ويجب النظر في تعويض RC لتجنب التذبذب. لتحديد عائق ردود الفعل ،يجب تجنب القيم العالية جداً لمقاومة R1 و R2 (من المستحسن أن تكون ضمن نطاق عدة k Ω) لتحسين الاستقرار والقدرة على مكافحة الضوضاء.. و الجهد الدخالي يجب أن يكون أعلى من أقصى جهد الخروج + VCE (انخفاض الجهد المشبوع) أو Vds (MOSFET) ،مقاومة أخذ العينات الحالية والمقارنة الثانوية يمكن إضافتها لتحقيق وظيفة حماية الزائدة على التيار.
هذا التصميم له خصائص تعديل دقيق لجهد الخروج، وتوليد الحرارة العالية من ترانزستور الطاقة، وانخفاض الكفاءة (الخصائص الخطية) ، وانخفاض الضوضاء والاستجابة السريعة،لا تنطبق إلا على الحالة التي يكون فيها الجهد المدخل أعلى من الجهد الخارجي، البنية البسيطة، والتكامل السهل، وآلية الحماية وتبديد الحرارة الجيدة مطلوبة لتطبيق عالية الطاقة.