دارة المضخم التفاضلي باستخدام الترانزستورات

يُطلق على مكبرات الصوت التشغيلية اختصارًا اسم Op-Amps وتسمى أيضًا بمكبرات الصوت التفاضلية. يستخدم مكبر الصوت التشغيلي عادة كمضخم تفاضلي في مختلف الدوائر الكهربائية والإلكترونية. يمكن استخدام مضخمات التشغيل هذه لإجراء عمليات التصفية وتكييف الإشارة والعمليات الحسابية. ال المكونات الكهربائية والإلكترونية تستخدم مثل المقاومات والمكثفات عند مدخلات و / أو أطراف الخرج لمضخم التشغيل. هكذا ، تنتج وظيفة مكبر الصوت ، أو الاستفادة من ردود الفعل المقاومة ، أو تكوينات التغذية الراجعة السعوية تنظمها هذه المكونات. وبالتالي ، يمكن أن يحقق مكبر الصوت عمليات مختلفة ، ومن ثم يطلق عليه مكبر للصوت التشغيلي. تتناول هذه المقالة نظرة عامة على دائرة مكبر الصوت التفاضلي وعملها

ما هو مكبر الصوت التفاضلي

ال مكبر إلكتروني تستخدم لتضخيم الفرق بين إشارتين دخل يمكن أن يسمى كمضخم تفاضلي. بشكل عام ، تتكون هذه المضخمات التفاضلية من محطتين هما الطرف المقلوب والمطراف غير العكسي. يتم تمثيل هذه المحطات العاكسة وغير العاكسة بـ - و + على التوالي.

دارة المضخم التفاضلي

يمكن اعتبار المضخم التفاضلي بمثابة دائرة تمثيلية تتكون من مدخلين ومخرج واحد. يمكن تمثيل دائرة مكبر الصوت التفاضلي كما هو موضح في الشكل أدناه.

مضخم تفاضلي

يتناسب جهد خرج مكبر الصوت التفاضلي مع الفرق بين جهازي الإدخال. يمكن تمثيل ذلك في شكل معادلة على النحو التالي:

حيث A = كسب مكبر الصوت.

دارة المضخم التفاضلي باستخدام الترانزستورات

مكبر الصوت التفاضلي الدائرة باستخدام الترانزستورات يمكن تصميمه كما هو موضح في الشكل أدناه والذي يتكون من ترانزستورين T1 و T2. ترتبط هذه الترانزستورات والمقاومات كما هو موضح في مخطط الدائرة.

الدائرة باستخدام الترانزستورات

هناك نوعان من المدخلات I1 و I2 ومخرجان V1out و V2out في دائرة مكبر الصوت التفاضلي. يتم تطبيق الإدخال I1 على محطة قاعدة الترانزستور T1 ، ويتم تطبيق الإدخال I2 على محطة قاعدة الترانزستور T2. محطات باعث الترانزستور T1 والترانزستور T2 متصلة بمقاوم باعث مشترك. وبالتالي ، ستؤثر إشارتا الإدخال I1 و I2 على المخرجات V1out و V2out. تتكون دائرة مكبر الصوت التفاضلي من جهدي إمداد Vcc و Vee ولكن لا توجد محطة أرضية. حتى مع وجود مصدر جهد أحادي ، يمكن أيضًا تشغيل الدائرة بشكل جيد كما هو مقصود (وبالمثل أثناء استخدام جهدتي إمداد). ومن ثم ، فإن النقاط المعاكسة لإمداد الجهد الموجب والسالب امدادات الجهد متصلة بالأرض.

عمل

يمكن فهم عمل مكبر الصوت التفاضلي بسهولة من خلال إعطاء مدخل واحد (على سبيل المثال في I1 كما هو موضح في الشكل أدناه) والذي ينتج مخرجات في كلا طرفي الخرج.

مكبر للصوت يعمل

إذا تم توفير إشارة الإدخال (I1) إلى قاعدة الترانزستور T1 ، فسيظهر انخفاض الجهد العالي عبر المقاوم المتصل بمحطة تجميع الترانزستور T1 والتي ستصبح أقل إيجابية. إذا لم يتم توفير إشارة دخل (I1) إلى قاعدة الترانزستور T1 ، فسيظهر انخفاض الجهد المنخفض عبر المقاوم المتصل بمحطة تجميع الترانزستور T1 والتي ستصبح أكثر إيجابية. وبالتالي ، يمكننا القول أن الناتج المقلوب الذي يظهر عبر طرف المجمع للترانزستور T1 يعتمد على إشارة الإدخال I1 المقدمة في المحطة الأساسية لـ T1.

إذا تم تشغيل T1 عن طريق تطبيق القيمة الإيجابية لـ I1 ، فإن التيار الذي يمر عبر مقاومة الباعث يزيد حيث أن تيار الباعث وتيار المجمع متساويان تقريبًا. وبالتالي ، إذا انخفض الجهد عبر الباعث تزداد المقاومة ، ثم يذهب باعث كلا الترانزستورات في اتجاه إيجابي. إذا كان باعث الترانزستور T2 موجبًا ، فإن قاعدة T2 ستكون سالبة وفي هذه الحالة يكون التوصيل الحالي أقل.

وبالتالي ، سيكون هناك انخفاض أقل في الجهد عبر المقاوم المتصل عند طرف مجمع الترانزستور T2. وبالتالي ، بالنسبة لمجمع إشارة الدخل الموجب المعطى لـ T2 سوف يسير في اتجاه إيجابي. وبالتالي ، يمكننا القول أن الناتج غير المقلوب الذي يظهر عبر طرف المجمع للترانزستور T2 يعتمد على إشارة الإدخال المطبقة في قاعدة T1.

يمكن دفع التضخيم بشكل تفاضلي عن طريق أخذ الإخراج بين طرفي التجميع للترانزستورات T1 و T2. من مخطط الدائرة أعلاه ، بافتراض أن جميع خصائص الترانزستورات T1 و T2 متطابقة وإذا كانت الفولتية الأساسية Vb1 تساوي Vb2 (الجهد الأساسي للترانزستور T1 يساوي الجهد الأساسي للترانزستور T2) ، فإن تيارات الباعث لكلا الترانزستورات ستكون يساوي (Iem1 = Iem2). وبالتالي ، فإن إجمالي تيار الباعث سيكون مساويًا لمجموع تيارات الباعث T1 (Iem1) و T2 (Iem2).

وبالتالي ، يمكن دفع تيار المرسل كـ

وبالتالي ، يظل تيار المرسل ثابتًا مستقلاً عن قيمة hfe للترانزستورات T1 و T2. إذا كانت المقاومات المتصلة بأطراف المجمع لـ T1 و T2 متساوية ، فإن الفولتية المجمعة لها متساوية أيضًا.

التطبيقات

تشمل تطبيقات المكبرات التفاضلية ما يلي.

هناك العديد تطبيقات المكبرات التفاضلية في الدوائر العملية ، تطبيقات تضخيم الإشارة ، التحكم في المحركات والمحركات المؤازرة ، منطق إقتران باعث مرحلة الإدخال ، التبديل ، وما إلى ذلك هي تطبيقات شائعة لدائرة مكبر الصوت التفاضلي.

لمزيد من المعلومات حول دوائر مكبر الصوت وتطبيقات مكبر الصوت التفاضلي ، يمكنك التواصل معنا من خلال نشر استفساراتك واقتراحاتك وأفكارك وتعليقاتك ، وكذلك معرفة كيفية التصميم مشاريع الإلكترونيات لوحدك في قسم التعليقات أدناه.