تطبيقات مضخم التشغيل Operational Amplifier Applications

يحتوي المضخم التشغيلي الخطي مثل جهاز أمبير على العديد من التطبيقات المختلفة، ولديها كسب حلقة مفتوحة عالية “open loop” ومقاومة عالية للمدخلات ومقاومة منخفضة للإخراج، كما يتوفر هناك أيضاً نسبة عالية لرفض الوضع المشترك ونظراً لهذه الخصائص الملائمة يتم استخدامه في تطبيقات مختلفة.

ما هي تطبيقات Op Amp كمضخمات عكسية

• الدوائر العكسية التي يتم تنفيذها باستخدام “Op-Amp” أكثر ثباتاً والتشوه أقل نسبياً مما يوفر استجابة انتقالية أفضل.

• عندما يتم تطبيق “Op-Amp” في حلقة مغلقة هناك علاقة خطية بين المدخلات والمخرجات.

• يمكن تطبيق المضخم العكسي لكسب الوحدة إذا كانت “Rf = Ri”، حيث أنّ “Rf” هو المقاوم التغذية المرتدة و”Ri” هو المقاوم المدخلات.

تطبيقات Op Amp كمضخمات غير عكسية

• عند تطبيق إشارة الإدخال على المدخلات غير العكسية “+” يتم إرجاع الناتج إلى المدخلات عبر دائرة التغذية الراجعة التي أنشأتها “Rf” و”Ri”، حيث أنّ “Rf” هي مقاومة التغذية المرتدة و”Ri” هي مقاومة المدخلات.

• كسب الجهد دون أي نوع من انقلاب الطور، وفي مكافئ الترانزستور هناك مرحلتان ترانزستور على الأقل للقيام بذلك.

• مقاومة عالية للمدخلات مقارنة بعكس المدخلات.

• كسب جهد قابل للتكيف بسهولة.

• البعد الكلي لإمداد الإشارة من الناتج.

ما هي تطبيقات Op Amp باعتباره ناقل حركة المرحلة

• يستخدم “Op-Amp” لإجراء الاقتران المباشر وبالتالي يزداد مستوى جهد التيار المستمر عند طرف المرسل من مرحلة إلى أخرى.

• من المرجح أن يؤدي مستوى التيار المستمر المتزايد بسرعة إلى تحويل نقطة التشغيل في المراحل القادمة.

• وبالتالي لتحريك تأرجح الجهد المتزايد يتم تطبيق ناقل الحركة هذا.

• يعمل ناقل الحركة عن طريق إضافة مستوى جهد تيار مستمر إلى ناتج مرحلة السقوط لتمرير النواتج إلى مستوى الأرض.

ما هي تطبيقات Op Amp كمغير مقياس

• يعمل “Op-Amp” كمغير مقياس من خلال إشارات صغيرة ذات كسب ثابت في كل من مضخمات العكسية وغير العكسية.

• يتم تأريض الطرف غير العكسي، بينما يربط “R1” إشارة الإدخال “v1” بالمدخل العكسي ويتم بعد ذلك توصيل مقاوم التغذية المرتدة “Rf” من النواتج إلى الإدخال المقلوب.

• يعمل كسب الحلقة المغلقة للمضخم العكسي على أساس نسبة المقاومين الخارجيين “R1″ و”Rf” و”Op-Amp” كمقياس سلبي عندما يضاعف المدخلات بعامل ثابت سالب.

• بينما في حاجة إلى ناتج يساوي المدخلات للحصول على ضرب ثابت موجب، يتم استخدام دائرة موجبة من خلال تطبيق ردود فعل سلبية.

ما هي تطبيقات Op Amp كإضافة أو مضخم جمع

• يمكن استخدام “Op-amp” لتجميع جهد الإدخال لمصدرين أو أكثر في جهد ناتج واحد، كما يوجد تتضمن دارة لتطبيق جهاز op-amp كمضخم صوت أو مضخم تجميع.

• يتم تطبيق الفولتية المدخلة على الطرف العكسي لجهاز “op-amp”، كما يتم تأريض المحطة العكسية.

• يتناسب جهد الناتج مع مجموع الفولتية المدخلة.

ما هي تطبيقات Op Amp كمضخم تفاضلي

المضخم التفاضلي: هو مزيج مفيد من كل من المضخم العكسي والمضخم غير العكسي، كما يتم استخدامه في الغالب لتضخيم التنوع وسط إشارتين إدخال، والتطبيقات الرئيسية للمضخمات التفاضلية هي:

• تضخيم الإشارة.

• مرحلة المدخلات باعث المنطق المقترن.

• التحول.

• التحكم في المحركات والمحركات المؤازرة.

وكمثال إنّه مفيد أثناء التخلص من الضوضاء في الأجواء، حيث أنّه من خلال المضخم التفاضلي يمكن التخلص من الكابل المحمي المتصل أو كابل الزوج الملتوي، والمستخدم في الغالب للقضاء على الضوضاء العابرة.

ما هي تطبيق Op Amp كعامل تفاضل

يمكن استخدام “Op-amp” كعامل تفاضل، حيث يكون الناتج هو المشتق الأول لإشارة الإدخال وكما تعطي المعادلة المستخدمة العلاقة بين إشارة الإدخال وإشارة الناتج.

كما إنّ جهد الناتج هو أول مشتق من جهد الإدخال، حيث لا يتم الدخول في كيفية اشتقاق المعادلة ولكن فقط التعلم عن استخدام المرجع أمبير كعامل تفاضل.

ما هي تطبيقات Op Amp كمتكامل

يستخدم “Op-amp” كمتكامل أيضاً، كما ينتج جهاز التكامل “op-amp” إخراجاً يتناسب مع اتساع إشارة الإدخال بالإضافة إلى مدة إشارة الإدخال، وبدلاً من المقاوم في حلقة التغذية الراجعة يكون هناك مكثف حيث إنّه قادر على إجراء العملية الرياضية للتكامل، حيث يختلف الناتج مع إدخال ومدة الإشارة.

ما هي استخدامات أنواع المضخمات التشغيلية

أولاً: تطبيقات Op Amp كجهد لتحويل التيار

يستخدم جهاز “op-amp” مع التغذية الرجعية السلبية بشكل عام للجهد للتحويلات الحالية، كما أنّه من خلال مخطط الدائرة يتم تطبيق الجهد على الطرف غير العكسي، ويكون الناتج عبارة عن تغذية مرتدة إلى الطرف العكسي ويتم تأريضه أيضاً باستخدام المقاوم.

ثانياً: تطبيقات Op Amp كتحويل تيار إلى جهد

يمكن استخدام “Op-amp” كمحول تيار إلى جهد باستخدام دائرة بسيطة للغاية،و كل ما يتم الحاجه هو مقاومة ردود الفعل المتصلة بناتج المرجع أمبير، كما يتم تغذية المصدر الحالي في الطرف العكسي ويتم تأريض الطرف غير العكسي، كما يتناسب جهد الناتج مع تيار الإدخال ونظراً لأنّ جهاز “op-amp” المثالي له مقاومة لا نهائية، لا يمكن للتيار أن يتدفق عبر جهاز “op-amp”، كما يتدفق التيار عبر مقاومة التغذية الراجعة ويعتمد الجهد عبره على المصدر الحالي.

ثالثاً: تطبيقات Op Amp كمضخم لوغاريتمي

يتم تصنيع المضخم اللوغاريتمي باستخدام جهاز “op-amp” باستخدام الصمام الثنائي بدلاً من المقاومة في حلقة التغذية المرتدة، كما يتم تأريض الطرف غير العكسي ويتم تغذية جهد الإدخال إلى الطرف العكسي، حيث يتناسب جهد الناتج مع لوغاريتم جهد الإدخال وبالتالي يمكن استخدامه كمضخم لوغاريتمي.

رابعاً: تطبيقات Op Amp كمقوم نصف موجة

يتم استخدام جهاز “op-amp” كمقوم نصف موجة، وخلال الدورة الإيجابية للجهد يتم عكس الصمام الثنائي “D2″، حيث يتم عكس الإشارة الإيجابية بواسطة المرجع أمبير لذلك لن يكون هناك ناتج ومع ذلك خلال الدورة السلبية لجهد الإدخال يكون الصمام الثنائي “D2” متحيزاً للأمام وينفذ، ولذلك تعمل الدائرة أعلاه كمقوم نصف موجة.

خامساً: تطبيقات Op Amp مثل كاشف الذروة

يتم استخدام جهاز “op-amp” ككاشف ذروة، كما تستخدم الدائرة الصمام الثنائي والمكثف، حيث عندما يكون “Vout” أكبر من “Vin”، يكون الناتج موجباً ويعمل الصمام الثنائي وأمّا في حين أنّه عندما يكون “Vout” أقل من “Vin” فإنّ الصمام الثنائي يكون متحيزاً ولا يعمل، كما يشحن المكثف إلى أقصى قيمة موجبة.

سادساً: تطبيقات Op Amp كمقارن جهد

يتم تطبيق مصدرين للجهد على طرفي جهاز “op-amp” بحيث أنه في حالة الجهد المرجعي فإنّه يتم تطبيقه على الطرف العكسي ويتم تطبيق الجهد المراد قياسه على الطرف غير العكسي، أمّا إذا كان الجهد المطبق أكبر من الجهد المرجعي فسيتم الحصول على ناتج موجب وإلا سيتم الحصول على ناتج سلبي.