ان مضخم صوت الأجهزة هو نوع واحد من IC (دائرة متكاملة) ، تستخدم بشكل أساسي لتضخيم الإشارة. يأتي هذا مكبر الصوت ضمن عائلة مكبر الصوت التفاضلي لأنه يزيد من التباين بين مدخلين. تتمثل الوظيفة الرئيسية لهذا مكبر الصوت في تقليل الضوضاء الزائدة التي تختارها الدائرة. القدرة على رفض الضوضاء مألوفة لكل دبابيس IC المعروفة باسم CMRR (نسبة رفض الوضع الشائع) . ال مكبر للصوت الأجهزة IC هو عنصر أساسي في تصميم الدائرة نظرًا لخصائصها مثل CMRR العالي ، وكسب الحلقة المفتوحة مرتفع ، وانجراف منخفض بالإضافة إلى انخفاض التيار المستمر ، إلخ.
ما هو مضخم الأجهزة؟
يتم استخدام مضخم الأجهزة لتضخيم الإشارات ذات المستوى المنخفض للغاية ، ورفض إشارات الضوضاء والتداخل. ومن الأمثلة على ذلك دقات القلب وضغط الدم ودرجة الحرارة والزلازل وما إلى ذلك. لذلك ، فإن الخصائص الأساسية لمكبر الصوت الجيد هي كما يلي.
- المدخلات ل مضخمات الأجهزة سيكون لها طاقة إشارة منخفضة للغاية. لذلك يجب أن يكون لمكبر الصوت مكاسب عالية ويجب أن يكون دقيقًا.
- يجب أن يكون الكسب قابلاً للتعديل بسهولة باستخدام عنصر تحكم واحد.
- يجب أن تحتوي على مقاومة عالية للإدخال ومقاومة منخفضة للإخراج لمنع التحميل.
- يجب أن يحتوي مضخم الأجهزة على CMRR عالي منذ ذلك الحين محول الطاقة سيحتوي الإخراج عادةً على إشارات الوضع الشائعة مثل الضوضاء عند إرسالها عبر أسلاك طويلة.
- يجب أن يكون لها أيضًا معدل دوران مرتفع للتعامل مع أوقات الارتفاع الحادة للأحداث وتوفير أقصى تأرجح غير مشوه لجهد الخرج.
مضخم الأجهزة باستخدام Op Amp
ال مكبر للصوت باستخدام دائرة أمبير أمبير هو مبين أدناه. ال المرجع أمبير 1 و 2 عبارة عن مكبرات صوت غير مقلوبة و op-amp 3 هو a مضخم الفرق . تشكل هذه المضخمات الثلاثة معًا مضخمًا للأجهزة. الناتج النهائي لمضخم الأجهزة Vout هو الاختلاف المضخم لإشارات الإدخال المطبقة على أطراف الإدخال في op-amp 3. دع مخرجات op-amp 1 و op-amp 2 تكون Vo1 و Vo2 على التوالي.
مضخم الأجهزة باستخدام Op Amp
ثم، صوت = (R3 / R2) (Vo1-Vo2)
انظر إلى مرحلة الإدخال لمضخم الأجهزة كما هو موضح في الشكل أدناه. ال اشتقاق مضخم الأجهزة تمت مناقشته أدناه.
الإمكانات في العقدة A هي جهد الدخل V1. ومن ثم فإن الإمكانات في العقدة B هي أيضًا V1 ، من المفهوم الافتراضي القصير. وبالتالي ، فإن الإمكانات في العقدة G هي أيضًا V1.
الإمكانات في العقدة D هي جهد الدخل V2. ومن ثم فإن الإمكانات في العقدة C هي أيضًا V2 ، من الافتراضي القصير. وبالتالي ، فإن الإمكانات في العقدة H هي أيضًا V2.
مرحلة إدخال مضخم الأجهزة
ال عمل مكبر للصوت الأجهزة هو ، من الناحية المثالية ، التيار إلى مرحلة الإدخال op-amps هو صفر. لذلك أنا الحالي من خلال المقاومات R1 و Rgain و R1 تظل كما هي.
التقديم قانون أوم بين العقدتين E و F ،
أنا = (Vo1-Vo2) / (R1 + Rgain + R1) …………………………. (1)
أنا = (Vo1-Vo2) / (2R1 + Rgain)
نظرًا لعدم تدفق تيار إلى مدخلات المرجع 1 و 2 ، يمكن إعطاء التيار I بين العقدتين G و H على النحو التالي ،
أنا = (VG-VH) / Rgain = (V1-V2) / Rgain ……………………….(اثنين)
معادلة المعادلتين 1 و 2 ،
(Vo1-Vo2) / (2R1 + Rgain) = (V1-V2) / Rgain
(Vo1-Vo2) = (2R1 + Rgain) (V1-V2) / Rgain ………………………. (3)
يتم إعطاء خرج مضخم الفرق على النحو التالي ،
صوت = (R3 / R2) (Vo1-Vo2)
لذلك، (Vo1 - Vo2) = (R2 / R3) صوت
أستعاض (Vo1 - Vo2) القيمة في المعادلة 3 ، نحصل عليها
(R2 / R3) Vout = (2R1 + Rgain) (V1-V2) / Rgain
بمعنى آخر. صوت = (R3 / R2) {(2R1 + Rgain) / Rgain} (V1-V2)
تعطي هذه المعادلة أعلاه جهد الخرج لمضخم الأجهزة.
يتم إعطاء المكسب العام للمكبر بواسطة المصطلح (R3 / R2) {(2R1 + Rgain) / Rgain} .
الكسب الكلي للجهد مضخم صوت الأجهزة يمكن التحكم عن طريق ضبط قيمة المقاوم Rgain.
يتم توفير توهين إشارة الوضع الشائع لمكبر الأجهزة بواسطة مضخم الفرق.
مزايا مضخم الأجهزة
ال مزايا مضخم الأجهزة تشمل ما يلي.
- كسب ثلاثة المرجع أمبير الأجهزة دائرة مكبر للصوت يمكن أن تختلف بسهولة عن طريق ضبط قيمة Rgain المقاوم واحد فقط.
- يعتمد كسب مكبر الصوت فقط على المقاومات الخارجية المستخدمة.
- تعتبر مقاومة الإدخال عالية جدًا بسبب تكوينات تابع الباعث لمكبرات الصوت 1 و 2
- مقاومة الإخراج لمضخم الأجهزة منخفضة جدًا نظرًا لمضخم الاختلاف 3.
- CMRR من مكبر العمليات 3 مرتفع جدًا وسيتم رفض جميع إشارات الوضع الشائع تقريبًا.
تطبيقات مضخم الأجهزة
ال تطبيقات مضخم الأجهزة تشمل ما يلي.
- تتضمن هذه المضخمات بشكل أساسي حيث تكون دقة الكسب التفاضلي العالي مطلوبة ، ويجب الحفاظ على القوة في محيط صاخب ، وكذلك في الأماكن التي توجد بها إشارات ضخمة من الوضع المشترك. بعض التطبيقات
- تستخدم مكبرات الصوت في الحصول على البيانات من ص / ص الصغيرة محولات الطاقة مثل المزدوجات الحرارية ، مقاييس الانفعال ، قياسات جسر يتستون ، إلخ.
- تستخدم مكبرات الصوت هذه في الملاحة والطبية والرادار وما إلى ذلك.
- تستخدم مكبرات الصوت هذه لتحسين S / N نسبة ( إشارة إلى الضوضاء ) في تطبيقات الصوت مثل الإشارات الصوتية ذات السعة المنخفضة.
- تستخدم مكبرات الصوت هذه للتصوير وكذلك الحصول على بيانات الفيديو في تكييف إشارة عالية السرعة.
- هؤلاء مكبرات الصوت تُستخدم في أنظمة كبلات الترددات اللاسلكية لتضخيم الإشارة عالية التردد.
الفرق بين مكبر التشغيل ومضخم الأجهزة
تشمل الاختلافات الرئيسية بين مضخم التشغيل ومضخم الأجهزة ما يلي.
- ان مضخم العمليات (op-amp) نوع واحد من الدوائر المتكاملة
- مضخم الأجهزة هو أحد أنواع المكبرات التفاضلية
- يمكن بناء مضخم الأجهزة بثلاثة مضخمات تشغيلية.
- يمكن بناء مكبر للصوت التفاضلي مع واحد مكبر تشغيلي .
- يتأثر الجهد الناتج لمضخم الفرق بسبب المقاومات غير المتطابقة
- يوفر مضخم الأجهزة كسبًا بمقاوم واحد من مرحلته الأولية والذي لا يحتاج إلى مطابقة المقاوم.
وبالتالي ، هذا كل شيء عن مضخم صوت الأجهزة . أخيرًا ، من المعلومات الواردة أعلاه ، يمكننا أن نستنتج أن هذه دائرة متكاملة أساسية أثناء التعامل مع ظروف الجهد المنخفض. يمكن تغيير كسب مكبر الصوت عن طريق تغيير المقاومات في جانب الإدخال. هذا مكبر للصوت لديه مقاومة عالية المدخلات وكذلك ارتفاع CMRR. هنا سؤال لك، ما هي الوظيفة الرئيسية لمضخم الأجهزة؟
