بافر معکوس کننده

بافر معکوس کننده

بهره تولید شده توسط این مدار تقویت کننده عملیاتی 1 است، در واقع مثل این که اصلا بهره ای وجود ندارد، یا به قول معروف مثل ” آب در هاون کوبیدن است” ! لذا ممکن است از خودتان بپرسید که پس فایده این مدار چیست؟ برای این که محسنات واقعی این مدار در نمونه های معکوس کننده ( یا غیر معکوس کننده ) را درک کنید، باید به نقاط ظریف و حساس ان نگاه عمیق تری بیندازید. در واقع می خواهیم راجع به اینتر فیس یا ارتباط دهی یا ترویج یک مدار به مدار دیگر صحبت کنیم. همگی مداراتی هستند که در ان ها فقط از یک ای سی استفاده شده است.

نکته کلیدی!! که در مورد ترویج مدارها هم باید ان را در نظر داشته باشیم امپدانس های ورودی و خروجی است. برای مثال یک مدار OPAMP نمونه ، مانند یک تقویت کننده ی معکوس کننده ی استاندارد، یک امپدانس خروجی مشخص دارد. به عبارت دیگر در خروجی خود یک سیگنال تقویت شده دقیق و قوی را ارائه می دهد. ظاهر خوبی داشته و بهره ی ان هم همانی است که مورد نظر شما می باشد. مشکل اینجاست که امپدانس خروجی خیلی زیاد بوده و به تبع ان اتصال هر مصرف کننده کم امپدانس مثل بلندگو به مدار، باعث ایجاد کاهش چشمگیر در سیگنال خروجی می گردد.

در کل کارایی خروجی یک تقویت کننده، با توانایی ان در تغذیه ی مصرف کننده متصل شده به ان ارزیابی می شود. چه امپدانسی را می توان امپدانس مناسب دانست؟ اگر خروجی تقویت کننده ضعیف بوده و کمتر از مصرف کننده ی متصل به ان باشد اتفاقی که مطلوب ما می باشد می افتد و ان این که مصرف کننده تاثیر قابل اغماضی را به سیگنال می نماید.

امپدانس خروجی بافر کم است. بنابراین اگر خروجی ان به یک بار یا مصرف کننده ی کم امپدانس تغذیه گردد، ما راه صحیحی را پیش گرفته ایم. در این شرایط خروجی تقویت کننده تحت تاثیر بارهای کم امپدانس متصل شده به ان قرار می گیرد. بنابراین بهترین نوع مصرف کننده یا بار، نمونه ی با امپدانس بالای ان می باشد ( یعنی نوعی که کمترین تاثیر بارگذاری را به جا می گذارد). بافر، امپدانس ورودی بسیار زیادی دارد. به این ترتیب به نظر می رسد که بهره ی 1× بافر، خیلی هم به درد نخورده و بیهوده نیست! در واقع بافر یک مبدل امپدانس است. این مدار یک مدار با امپدانس بالا را به یک منبع با امپدانس پایین مبدل می سازد و با استفاده از ان شما قادر خواهید بود یک سیگنال عبور کرده از این بافر را به یک مصرف کننده ی کم امپدانس تغذیه نمایید. بافر به خودی خود توانایی تغذیه ی یک جریان قابل ملاحظه را ندارد ولی همان جریان اندک موجود هم برای تحریک یک وسیله ی انداز گیری کفایت می نماید.

فراموش نکنید که در یک آپ امپ غیر معکوس کننده ی معمولی اگر بهره 1 مورد نظر باشد اندازه ی هر دو مقاومت تنظیم کننده بهره باید با هم مساوی باشند ولی در این صورت ان خصوصیتی که بافر ان را براورده می سازد و به واقع یک امپدانس زیاد ورودی را به یک امپدانس کم خروجی مبدل می سازد ممکن نخواهد بود.

بافر چیست؟

بافر تقویت کننده ای با بهره ی واحد است. وقتی خود منبع سیگنال ورودی از تراز سیگنال کافی و بالایی برخوردار است، نیازی به اضافه کردن بهره احساس نشده و همان بهره ی 1× کفایت می کند. حتی می توان در ورودی بافر، تضعیف کننده ای پیش بینی کرد، تا برای مثال سیگنال های قوی دریافتی از خروجی گوشی یک رادیو را، کاهش دهد.
ورودی از طریق یک مقسم ولتاژ ساده متشکل از دو مقاومت R1 و R2 به مدار اعمال می شود. میزان تضعیف کنندگی با نسبت R2 به R1+R2 مشخص می شود که در این مدار:

10kohms/ (27kohms+ 10kohms)=10/37=0.27

یا چیزی در حدود 1/3 می باشد.استفاده از این مدار در مواردی که خروجی یک سیگنال رادیویی را به یک تقویت کننده ی خارجی تغذیه می کنید، برای پیشگیری از بروز پدیده ی اضافه بار، در تقویت کننده ی قدرت، بسیار مفید می باشد.فراموش نکنید که سیگنال رادیویی خارج شده از سوکت گوشی، تراز ولتاژ بالایی داشته و حتما باید تضعیف شود.

مطمئن شوید که مطابق شکل زیر مدار تضعیف کننده قبل از خازن C1 واقع شده باشد. تجربه نشان داده که با یک اشتباه در سیم کشی، ممکن است C1 قبل از این مدار تضعیف کننده قرار گرفته و مدار قادر به ارائه عملکرد مناسب خود نشود.

در این مدار ورودی، از طریق خازن C1،به ترمینال منفی (پایه ی 2) می رود. ولی اگر انتظار دارید که ترکیب “مقاومت فیدبک_ مقاومت ورودی” همیشگی را ملاحظه کنید، در این مدار اثری از آن نخواهید یافت. چون لازم است که بهره ی مدار یک باشد، اگر هم وجود می داشتند، مقدار آن ها باید مساوی هم می بود. سیگنال خارج شده از پایه ی 6، مستقیما به پایه ی 2 (ورودی منفی) متصل گردیده است. این آرایش خاص باعث می شود که مدار از امپدانس ورودی بالایی برخوردار بوده و به سیگنال تغذیه شده به آن، باری تحمیل ننماید. در عین حال پایین بودن امپدانس خروجی، تغذیه ی خروجی به طبقه ی بعدی را تسهیل می کند.

فهرست قطعات

:: نیمه هادی

 

ICI:LM741

:: مقاومت ها

همه مقاومت ها 1/4 وات و 5 درصدی هستند.

R1:27Kohms

R2:10Kohms

R3:100Kohms

R4:100Kohms

R5:100Kohms

R6:4.7Kohms

 

:: خازن ها

همه خازن ها ی غیر قطبی از نوع عدسی و سرامیکی هستند.

ولتاژ مجاز همه خازن ها ی الکترولیتی،25 ولت است.

C1:0.1µF

C2:0.1µF

C3:10µF

C4:0.1µF

C5:100µF

:: قطعات و لوازم اضافی

D1:LED

کلید قطع و وصل تک پل تک راهه مینیاتوری :S1

نکات ساخت

این مدار قطعات خیلی زیادی ندارد و در یک مرحله قادر به ساخت آن خواهید بود. استفاده از سوکت برای آی سی فکر بدی نیست چون با وجود آن، تعویض آی سی سریعتر صورت می پذیرد. در موقع نصب خازن های الکترولیتی، مثبت و منفی آن ها را فراموش نکنید. از مقاومت R3 غافل نشوید. بدون این مقاومت، مدار از ارائه عملکرد مطلوب خود، عاجز می شود. در ابتدای ورودی مدار، با یک تضعیف کننده ی اضافی و کوچک متشکل از R1 و R2 مواجه می شوید. این به آن دلیل است که  برای منبع سیگنال از یک سیگنال رادیویی (که از سوی سوکت گوشی رادیو گرفته می شود) استفاده می کنیم. این دو مقاومت (R1 و R2)، سیگنال قوی رادیویی را تا حد مناسبی تعدیل می کنند.

راه اندازی آزمایشی

برای راه اندازی مدار باید سیگنالی را به آن تغذیه کنید. به دلیل وجود تضعیف کننده در ورودی، اعمال یک سیگنال رادیویی ساده، انتخاب خوبی می باشد، خروجی بافر را باید زیر نظر داشت. برای این کار از یک تقویت کننده ی قدرت و به دنبال آن از یک بلندگو استفاده کنید. پس از راه اندازی مدار، استفاده از یک مقاومت قابل تنظیم بین خروجی و زمین بلامانع خواهد بود. با تقلیل اندازه ی این مقاومت (برای شروع از یک مقاومت 100 کیلواهم استفاده کنید)، می توانید نقطه ای را که سیگنال به طور قابل ملاحظه ای کاهش پیدا می کند، مشخص نمایید. سپس برای تعیین یک نقطه ی مبنا برای بافر، می توانید مقاومت مزبور را اندازه گیری نمایید.