الشكل المختصر لمكبر الصوت التشغيلي هو op-amp ، وهو نوع واحد من IC ذي الحالة الصلبة. تم تصميم مكبر الصوت التشغيلي الأول بواسطة شركة Fairchild Semiconductors في عام 1963 ، وهو اللبنة الأساسية للتناظرية الدوائر الإلكترونية التي تنجز أنواعًا مختلفة من مهام معالجة الإشارات التناظرية. تستخدم هذه الدوائر المتكاملة التغذية المرتدة الخارجية لتنظيم وظائفها وتستخدم هذه المكونات كجهاز متعدد الأغراض في الأدوات الإلكترونية المختلفة. يتكون من مدخلين ومخرجين ، وهما المحطات المقلوبة وغير المقلوبة. يستخدم IC 741 Op Amp بشكل شائع في مختلف الدوائر الكهربائية والإلكترونية. الهدف الرئيسي من جهاز 741 op-amp هذا هو تقوية إشارات التيار المتردد والتيار المستمر والعمليات الحسابية. دعونا نكون واضحين بشأن 741 Op Amp من خلال معرفة خصائصه ومخطط الدبوس والمواصفات والمفاهيم ذات الصلة.
ما هو IC 741 Op Amp؟
مصطلح مكبر العمليات هو الشكل الكامل لـ op-amp وهو نوع واحد من IC ( دوائر متكاملة ). جهاز op-amp هو مضخم عالي الكسب مقترن بالتيار المستمر مع تفاضل i / p و o / p واحد. في هذا الهيكل ، يولد مضخم تشغيلي جهدًا محتملًا يكون عادةً أكبر بعدة مرات من فرق الجهد بين طرفي i / p.
تعود جذور Op-Amps إلى أجهزة الكمبيوتر التناظرية ، حيث تم استخدامها لإنجاز العمليات الحسابية في العديد من الدوائر الخطية وغير الخطية والتي تعتمد على التردد. شعبية هذا IC كأساس لبنة في الدوائر التناظرية بسبب مرونته. نظرًا لخصائصها ، يتم تحديد الميزات بواسطة مكون خارجي ولها أيضًا اعتماد طفيف على معاملات درجة الحرارة ، وإلا اختلافات التصنيع في IC نفسه.
في الوقت الحاضر ، تعد مكبرات الصوت التشغيلية هي الدوائر المتكاملة الأكثر استخدامًا. ال تطبيقات هذه المرحلية تشمل مجموعة هائلة من الأجهزة الصناعية والعلمية والاستهلاكية. تكلفة العديد من أجهزة op-Amps النموذجية منخفضة في حجم الإنتاج المعقول ، لكن قد تكلف بعض أجهزة op-amps المختلطة والمتكاملة مع ظروف أداء مختلفة أكثر من 100 دولار. يمكن تعبئة مكبرات الصوت التشغيلية كأجهزة ، أو استخدامها كأساسيات لدوائر متكاملة مركبة أكثر.
مكبر الصوت التشغيلي هو نوع واحد من مكبرات الصوت التفاضلية . تشمل الأنواع المختلفة من مكبرات الصوت التفاضلية مضخم الأجهزة ، ومضخم العزل ، ومضخم الملاحظات السلبية ، ومكبر الصوت التفاضلي بالكامل. يبدو IC 741 مثل 'شريحة صغيرة'. لكنها للأغراض العامة. تحتاج إلى معرفة المعلومات الأساسية حول هذا.
ال مكبر للصوت التشغيلي IC 741 تبدو وكأنها شريحة صغيرة. فيما يلي تمثيل 741 IC op-amp والذي يشتمل على ثمانية دبابيس. الدبابيس الأكثر أهمية هي 2،3 و 6 ، حيث تشير الدبابيس 2 و 3 إلى أطراف مقلوبة وغير مقلوبة ، بينما يشير الطرف 6 إلى جهد الخرج. يشير الشكل الثلاثي في IC إلى دائرة متكاملة op-amp.
يتم الإشارة إلى الإصدار الحالي من الشريحة بواسطة IC 741 op amp الشهير. تتمثل الوظيفة الرئيسية لهذا IC 741 في القيام بعمليات حسابية في دوائر مختلفة. يتكون IC 741 op-amp من مراحل مختلفة من الترانزستور والتي عادة ما تحتوي على ثلاث مراحل مثل التفاضل i / p ، و push-pull o / p ، ومرحلة كسب وسيطة.
يمكن لمضخم التشغيل هذا أن يوفر نطاقًا عاليًا من كسب الجهد ويمكن جعل هذا يعمل عند مستويات جهد مختلفة وتسمح هذه الوظيفة للجهاز بالتنفيذ في العديد من المكملات ، وتلخيص نوع المضخمات وغيرها. حتى أنه يحمل خصائص حماية الجهاز في وقت حدوث ماس كهربائي ويحتوي على شبكات دوائر داخلية تعويضية للتردد. يمكن تصنيع هذا IC في ثلاثة أشكال وهي في عبوة 8 دبوس SOIC ، و 8 دبابيس عبوة ثنائية في الخط ، وفي TO5-8 يمكن تشكيل المعدن.
741 DIP و To5
يتم استخدام مضخم التشغيل IC 741 بطريقتين مثل عكس (-) وعدم عكس (+).
المرجع التفاضلي يتكون من مجموعة من FETs أو BJTs. التمثيل الأساسي لمضخم التشغيل هذا هو كما يلي:
مخطط دبوس
ال تكوين دبوس لمكبر التشغيل IC 741 هو مبين أدناه. ال المرجع أمبير 741 مخطط دبوس ويتم شرح وظائف كل دبوس بوضوح في القسم أدناه.
IC 741 مخطط دبوس
دبابيس إمداد الطاقة: دبوس 4 و 7
الدبوس 4 والدبوس 7 هما طرفي إمداد طاقة الجهد الموجب والسالب. يتم استلام الطاقة المطلوبة لتشغيل IC من كلا المسامير. يمكن أن يكون مستوى الجهد بين هذه المسامير في حدود 5-18 فولت.
دبوس الإخراج: دبوس 6
يتم استلام الإخراج الذي يتم تسليمه من IC 741 op amp من هذا الدبوس. يعتمد جهد الخرج الذي يتم استقباله عند هذا الدبوس على نهج التغذية المرتدة المستخدم ومستوى الجهد عند دبابيس الإدخال.
عندما تكون قيمة الجهد عند الطرف 6 عالية ، فهذا يتوافق مع جهد الخرج مشابه لجهد الإمداد +. بالطريقة نفسها ، عندما تكون قيمة الجهد في الطرف 6 منخفضة ، فإن هذا يتوافق مع جهد الخرج مشابه لجهد الإمداد.
دبابيس الإدخال: دبوس 2 و دبوس 3
هذه هي دبابيس الإدخال لمكبر التشغيل. يعتبر الدبوس 3 بمثابة الإدخال المقلوب بينما يعتبر الدبوس 3 بمثابة دبوس الإدخال غير العكسي. عندما تكون قيمة الجهد عند الطرف 2 >> دبوس 3 مما يعني أن المدخلات المقلوبة لها قيمة عالية من الجهد ، فإن إشارة الخرج تكون منخفضة.
بالطريقة نفسها ، عندما تكون قيمة الجهد عند الطرف 3 >> الدبوس 2 مما يعني أن المدخلات غير المقلوبة لها قيمة عالية للجهد ، فإن إشارة الخرج تكون عالية.
الإزاحة Null Pins: Pin 1 و Pin 5
كما تمت مناقشته من قبل ، فإن هذا المضخم التشغيلي لديه مستوى متزايد من زيادة الجهد. وبسبب هذا ، حتى الحد الأدنى من الاختلافات في الفولتية في كل من المدخلات غير المقلوبة والمقلوبة التي تحدث بسبب التشوهات في الإجراء الإنشائي أو غيرها من الحالات الشاذة ستظهر تأثيرًا على المخرجات.
من أجل التغلب على هذا ، يجب تطبيق قيمة تعويض للجهد في السن 1 والدبوس 5 ، ويتم ذلك عمومًا بواسطة مقياس الجهد.
رقم التعريف الشخصي غير المتصل: دبوس 8
إنه مجرد دبوس يستخدم لملء الدبوس الفارغ في IC 741 Op Amp. لا علاقة له بأي من الدوائر الداخلية أو الخارجية.
العمل من IC 741 Op-Amp
يوضح هذا القسم بوضوح مفهوم التخطيطي الداخلي وعمل IC 741. يتم إنشاء IC 741 النموذجي بدائرة تتضمن 11 مقاوماً و 20 ترانزستورًا. يتم استيعاب كل هذه الترانزستورات والمقاومات وتوصيلها كرقاقة واحدة متجانسة. باستخدام الصورة الموضحة أدناه ، يمكن فهم الروابط الداخلية للمكون بسهولة.
741 IC الدائرة الداخلية
هنا ، بالنسبة للترانزستورات ، Q1 و Q2 ، ترتبط المدخلات المقلوبة وغير المقلوبة في المقابل. يعمل كل من ترانزستورات Q1 و Q2 كوابعثات NPN حيث يتم توصيل هذه المخرجات بزوج من الترانزستورات Q3 و Q4. يعمل هذان Q3 و Q4 كمضخمات ذات قاعدة مشتركة. يعزل هذا النوع من التكوين المدخلات التي لها اتصال بـ Q3 و Q4 وبالتالي يلغي ردود الفعل المحتملة للإشارة التي قد تحدث.
قد تُظهر تقلبات الجهد التي تحدث عند مدخلات مكبر التشغيل تأثيرًا على تدفق تيار الدائرة الداخلية وتؤثر أيضًا على النطاق الوظيفي الفعال لأي ترانزستور موجود في الدائرة. لذلك ، لمنع حدوث ذلك ، تم تنفيذ مرآتين حاليتين. أزواج الترانزستور (Q8 ، Q9) و (Q12 ، Q13) متصلة بطريقة لتشكيل دوائر معكوسة.
نظرًا لأن ترانزستورات Q8 و Q12 هي الترانزستورات المنظمة ، فإنها تحدد مستوى الجهد عند تقاطع EB لزوجها المقابل من الترانزستور. يمكن تنظيم مستوى الجهد هذا بدقة إلى بعض الكسور العشرية من الميليفولت وهذه الدقة تسمح فقط بتدفق التيار الضروري إلى الدائرة.
يتم تغذية دارة مرآة واحدة تم تطويرها بواسطة Q8 و Q9 إلى دائرة الإدخال بينما يتم تغذية دائرة المرآة الأخرى التي تم تطويرها بواسطة Q12 و Q13 إلى دائرة الإخراج. أيضًا ، تعمل دائرة المرآة الأخرى وهي الثالثة المكونة من Q10 و Q11 كوصلة مقاومة متزايدة بين العرض والمدخل. يوفر هذا الاتصال مستوى مرجعيًا للجهد يظهر عدم وجود تأثير تحميل على دائرة الإدخال.
سيتم تطوير الترانزستور Q6 مع مقاومات 4.5K و 7.5K إلى دائرة تغيير مستوى الجهد التي تقلل مستوى الجهد من دائرة مكبر الصوت في قسم الإدخال بواسطة Vin قبل أن يتم تمريرها إلى الدائرة التالية. يتم تحقيق ذلك للقضاء على أي نوع من تغيرات الإشارة في قسم مضخم الخرج. في حين تم تصميم ترانزستورات Q22 و Q15 و Q19 لتعمل كمكبر للصوت من الفئة A وتتطور الترانزستورات Q14 و Q20 و Q17 كمرحلة إخراج لـ 741 Op Amp.
من أجل إزالة أي نوع من التشوهات في مرحلة الإدخال للدائرة التفاضلية ، يتم استخدام ترانزستورات Q5 و Q6 و Q7 لتشكيل تكوين يحتوي على Offset null + ve and -ve ومستويات مقلوبة وغير مقلوبة للمدخلات في المقابل.
مُتكامل ومُفرّق Op-Amp
توضح الأقسام أدناه الإجراء التجريبي لـ التكامل والمفاضلة باستخدام نظرية IC 741 المرجع أمبير.
لمعرفة المزيد عن op amp يعمل كمميز ومتكامل ، نحتاج إلى لوحة توصيل ومقاومات ذات قيمة (10KΩ ، 100KΩ ، 1.5KΩ و 150Ω) ، RPS ، مكبر تشغيل IC 741 ، أسلاك للتوصيل ، مكثفات ذات قيمة (0.01 درجة فهرنهايت ، 0.1 درجة فهرنهايت) ، وراسم الذبذبات (CRO).
تظهر دائرة التكامل باستخدام المرجع أمبير أدناه. لتشكيل دائرة تكامل ومعرفة الإخراج ، يجب أن يتم توصيل الدائرة كما هو موضح في الخطوات التالية:
- في قسم الإدخال ، قم بتطبيق موجة جيبية متناظرة لها تردد 1 كيلو هرتز وسعة 2 فولت وهي ذروة الجهد القصوى.
- قم بتوصيل أقسام الإدخال والإخراج للدائرة بقناة CRO 1 والقناة 2. يسمح هذا الاتصال بمراقبة أشكال الموجة المتولدة.
- ارسم أشكال الموجة الملحوظة على الرسم البياني جنبًا إلى جنب مع القيم المماثلة التي لوحظت في CRO.
- ثم لاحظ القيم العملية والنظرية. يسمح هذا النوع من الاتصال باستخدام IC 741 op amp كدائرة تكامل.
دائرة التفاضل باستخدام المرجع أمبير موضحة أدناه. لتشكيل دائرة تفاضل ومعرفة الإخراج ، يجب إجراء اتصال الدائرة كما هو موضح في الخطوات التالية:
- في قسم الإدخال ، قم بتطبيق موجة مثلثة متناظرة لها تردد 1 كيلو هرتز وسعة 2 فولت وهي ذروة ذروة الجهد.
- قم بتوصيل أقسام الإدخال والإخراج للدائرة بقناة CRO 1 والقناة 2. يسمح هذا الاتصال بمراقبة أشكال الموجة المتولدة.
- ارسم أشكال الموجة الملحوظة على الرسم البياني جنبًا إلى جنب مع القيم المماثلة التي لوحظت في CRO.
- ثم لاحظ القيم العملية والنظرية. يسمح هذا النوع من الاتصال باستخدام IC 741 op amp كدائرة تكامل.
افتح تكوين الحلقة
أسهل طريقة لتنفيذ IC 741 Op Amp هي تشغيله في تكوين الحلقة المفتوحة. ال تكوين الحلقة المفتوحة لـ IC 741 يكون في أوضاع مقلوبة وغير مقلوبة.
مضخم صوت عكسي
في IC 741 op amp ، pin2 و pin6 هما دبابيس الإدخال والإخراج. عندما يتم إعطاء الجهد للدبوس 2 ، فيمكننا الحصول على الإخراج من الدبوس 6. إذا كانت قطبية i / p pin-2 هي + Ve ، فإن القطبية التي تأتي من o / p pin6 هي Ve. لذا فإن o / p دائمًا ما يكون عكسًا لـ i / p.
يظهر الرسم التخطيطي لدائرة op-amp المعكوسة أعلاه ويتم حساب كسب دارة op-amp العكسية عمومًا باستخدام هذه الصيغة A = Rf / R1
على سبيل المثال ، إذا كانت Rf تساوي 100 كيلو أوم و R1 10 كيلو أوم ، فإن الكسب سيكون -100 / 10 = 10 إذا كان جهد i / p 2.5 فولت ، فإن جهد o / p سيكون 2.5 × 10 = 25
مضخم صوت غير مقلوب
في IC 741 مكبر للصوت التشغيلي pin3 و pin6 هما دبابيس الإدخال والإخراج. عندما يتم إعطاء الجهد إلى pin3 ، فيمكننا الحصول على الإخراج من pin-6. إذا كان القطبية هي + Ve عند إدخال دبوس 3 ، فإن القطبية التي تأتي من o / p pin-6 هي أيضًا + Ve. لذا فإن o / p ليس عكس ذلك.
يظهر مخطط الدائرة غير العاكسة أعلاه ويتم حساب مكاسب هذه الدائرة غير المتغيرة عمومًا باستخدام هذه الصيغة A = 1 + (Rf / R1)
على سبيل المثال ، إذا كانت Rf تساوي 100 كيلو أوم و R1 25 كيلو أوم ، فإن الكسب سيكون 1+ (100/25) = 1 + 4 = 5 إذا كان جهد i / p هو 1 ، فإن جهد o / p سيكون يكون 1 × 5 = 5 فولت
IC 741 Op-Amp مخطط الدائرة
تشتمل التطبيقات بشكل أساسي على الأفعى ، والمقارن ، والطرح ، ومتابع الجهد ، والمتكامل ، والمفاضلة. ال مخطط دائرة IC 741 المرجع أمبير يرد أدناه. في الدائرة التالية ، IC يستخدم مكبر الصوت التشغيلي 741 كمقارن . حتى لو استخدمناها كمقارن ، فإن IC لا تزال تراقب الإشارات الضعيفة بحيث يمكن التعرف عليها بسهولة أكبر.
تكوين IC 741 Pin
مواصفات IC 741 Op-Amp
توضح المواصفات التالية بوضوح وظائف التشغيل وسلوك IC 741:
- مزود الطاقة: لوظيفة هذا المضخم التشغيلي ، فإنه يتطلب جهدًا كهربيًا بحد أدنى 5 فولت ويمكنه التعامل مع ما يصل إلى 18 فولت.
- معاوقة الإدخال: لها نطاق يبلغ حوالي 2 ميغا أوم
- معاوقة الخرج: لها مدى 75 أوم
- معدل الدوران: هذه أيضًا السمة الحاسمة في اختيار مكبر الصوت التشغيلي لنطاق عالي من الترددات. يتم تعريف هذا على أنه أقصى تغيير في جهد الخرج / وحدة الوقت. يتم قياس SR بالفولت / sec ويتم تمثيله على النحو التالي: SR = dVo / dt مع حساب معدل الدوران ، يمكن للمرء ببساطة معرفة التغيير في الإخراج حيث يختلف مكبر التشغيل وفقًا للتغيرات في مستوى تردد الإدخال. يتنوع SR مع التباين في كسب الجهد وهذا ما يسمى عمومًا بكسب الوحدة. قيمة معدل العدد الكبير لـ op-amp ثابتة دائمًا. SO ، عندما تكون ضرورات المنحدر لقيم المخرجات أكثر من معدل التدفق ، يحدث تشويه. بالنسبة لمكبر الصوت التشغيلي IC 741 ، يكون معدل الدوران 0.5 فولت / ميكرو ثانية وهو أدنى حد. لهذا السبب ، لا يتم استخدام هذا IC لزيادة نطاقات التردد كما هو الحال في المقارنة ، والمرشحات ، والمذبذبات.
- كسب الجهد: كسب الجهد هو 2،00،000 لأدنى مدى من الترددات
- نطاق إزاحة الإدخال: يحتوي IC 741 Op Amp على نطاق إزاحة إدخال يتراوح بين 2-6 مللي فولت
- تحميل الإخراج: النطاق الموصى به هو> 2 كيلو أوم
- الاستجابة العابرة: هذا هو الجانب الحاسم الذي يتم استخدامه لاختيار مضخم تشغيلي في تطبيقات متعددة. جنبًا إلى جنب مع ملاحظات الحالة المستقرة ، يشتمل المرجع أمبير على الاستجابة الكاملة للدائرة العملية. يُطلق على قسم التعليقات حيث يتم تحقيق قيمة ثابتة قبل استلام قيمة الإخراج اسم الاستجابة العابرة. بمجرد أن تصل إلى هذه القيمة ، تظل القيمة الثابتة عند تلك النقطة وذلك لأن هذا يسمى المستوى الثابت. هذه المرحلة الثابتة لا تستند إلى الوقت. تتكون سمات هذه الاستجابة العابرة من نسبة التجاوز ووقت الصعود. لها علاقة عكسية بعرض النطاق الترددي لكسب الوحدة لمكبر التشغيل.
لكي يعمل مكبر الصوت التشغيلي كمضخم للجهد ، يوصى بزيادة مقاومة الإدخال وقيم مقاومة الخرج المنخفضة.
741 خصائص المرجع أمبير
تشمل خصائص مضخم التشغيل IC 741 ما يلي
- مقاومة المدخلات الخاصة بمكبر الصوت IC 741 op أعلى من 100 كيلو أوم.
- يكون o / p لـ 741 IC op amp أقل من 100 أوم.
- يتراوح نطاق تردد إشارات مكبر الصوت لـ IC 741 op amp من 0 هرتز إلى 1 ميجا هرتز.
- تيار الإزاحة والجهد الإزاحي لـ IC 741 op amp منخفض
- يبلغ كسب الجهد في IC 741 حوالي 2،00،000.
741 تطبيقات Op-Amp
هناك العديد من الدوائر الإلكترونية المبنية باستخدام IC 741 op amp وهي Voltage Follower ، محول تناظري رقمي ، عينة ودائرة عقد ، الجهد للتيار والتيار لتحويل الجهد ، مكبر للصوت ، إلخ. تشتمل تطبيقات مضخم التشغيل IC 741 على ما يلي.
- مذبذب تردد الصوت المتغير باستخدام IC 741 Op Amp
- IC 741 Op Amp تموج قابل للتعديل RPS
- مزيج صوتي لأربع قنوات باستخدام IC 741 Op Amp
- IC 741 Op Amp و LDR يعمل بالضوء تلقائيًا
- مقياس قطبية التيار المستمر باستخدام IC 741 Op-Amp
- ميزان حرارة الغرفة باستخدام IC 741 Op Amp
- الاستماع إلى علة باستخدام IC 741 Op-Amp
- مضخم الميكروفون باستخدام IC 741 Op-Amp
- IC 741 Op-Amp Tester
- هذا هو أساس حماية RPS ماس كهربائى
- مفتاح اللمس الحراري باستخدام IC 741 Op Amp
- تحويل V إلى F باستخدام IC 741 Op Amp
- IC 741 Op Amp قائم على توليد صوت الرياح
رسوم بيانية لـ 741 Op Amp
هذا كل شيء عن البرنامج التعليمي IC 741 Op Amp الذي يتضمن أساسيات مكبر الصوت التشغيلي ، ومخطط الدبوس ، ومخطط الدائرة ، والمواصفات ، والخصائص وتطبيقاتها. علاوة على ذلك ، أي استفسارات بخصوص هذا المفهوم أو 741 مشروع op-amp ، يرجى تقديم ملاحظاتك من خلال التعليق في قسم التعليقات أدناه. هنا سؤال لك. ما هو ملف
