خانه / الکترونیک / تقویت کننده ی عملیاتی غیرمعکوس کننده با بهره ی 10×

تقویت کننده ی عملیاتی غیرمعکوس کننده با بهره ی 10×

تقویت کننده ی عملیاتی غیرمعکوس کننده با بهره ی 10×

 تقویت کننده ی غیرمعکوس کننده: سیگنال خروجی را در مقایسه با سیگنال ورودی، معکوس نمی نماید. ولی چون در این مجموعه فقط با تقویت کننده های ac سرو کار داریم . از نظر تعدا قطعات و در مقایسه با تقویت کننده ی معکوس کننده، در این تقویت کننده از یک خازن و یک مقاومت اضافی هم استفاده می شود ولی از نظر میزان بهره تفاوت مشهودی وجود ندارد.

اختلاف اساسی زمانی بروز می کند که این تقویت کننده ها در حالت dc به کار گرفته شوند. تقویت کننده های dc همان طوری که از اسم شان هم پیداست، وظیفه ی تقویت کنندگی سیگنال های dc را به عهده دارند. خازن های ترویجی که در تقوت کننده های ac به کار می روند، باعث حذف مولفه های dc گردیده و مجوز عبور فقط به سیگنال های ac داده می شود. بنابراین در مواجهه با حالت ac هر دو این تقویت کننده های معکوس کننده و غیرمعکوس کننده عملکرد مشابهی را از خود نمایش می دهند.

در اینجا دو مثال متفاوت ارائه می شود تقویت کننده ی غیر معکوس کننده در شبکه ی تنظیم بهره ی خود یک خازن هم دارد که از ان برای تکمیل یک مسیر کم امپدانس به زمین سود می جوید. برای براورده کردن این هدف نمی توان از یک مقاومت به جای خازن استفاده نمود زیرا استفاده از مقاومت باعث ایجاد اختلال در عملکرد مقاومت های تنظیم کننده ی بهره می شود. جای دیگری که به یک خازن نیاز پیدا می کنیم در مجاورت محل پیوند مقاومت های تقسیم کننده ی ولتاژ است. خازن مورد نظر به صورت موازی، به یکی از مقاومت های مقسم ولتاژ متصل گردیده و یک مسیر اتصال کوتاه به زمین را در اختیار سیگنال های ac قرار می دهد.

تقویت کننده غیر معکوس کننده
تشریح مدار

گاهی اوقات در لابه لای مدارات مربوط به تقویت کننده های ac به OPAMP های غیرمعکوس کننده ای هم بر می خوریم. اما از انجایی که در این تقویت کننده ها از رابطه ی فازی بین خروجی و ورودی، هیچ استفاده ای به عمل نمی اید، لااقل از دیدگاه صوتی بین این دو نوع تقویت کننده، تفاوت خاص و مهمی مشاهده نمی گردد. وقتی یک تقویت کننده ی غیرمعکوس کننده را پیش رو داریم انتظار ما این است که سیگنال ورودی به پایه ی 3 یعنی پایه مثبت و غیرمعکوس کننده آی سی هدایت شود. اگر اصول کار تقویت کننده معکوس کننده را خوب فراگرفته یا ان را ساخته اید به طریق متفاوتی که در رسم ای سی رخ داده توجه داشته باشید. با توجه به این که سیگنال ورودی همیشه به پایه بالایی ای سی هدایت می شود، لذا پایه های ای سی باید به طور مناسبی نشانه گذاری شوند در دو مدار اخیر ورودی ها جای خود را با هم عوض کرده اند.

نکته!! این که در OPAMP غیرمعکوس کننده ی تغذیه ی بایاس شده مقاومت های مقسم ولتاژ، همیشه به پایه مثبت و غیرمعکوس کننده اتصال می یابد. برای تامین تغذیه نصف شده، از همان ترکیب ” دو مقاومت و یک خازن ” سود می جوییم ولی در این جا یک تفاوت بارز به چشم می خورد و ان بهره گیری از یک مقاومت سری اضافی است تا در اثر وجود ان سیگنال ac نتواند به زمین راه پیدا کند. بدون این قطعه اساسی مدار از عملکرد واقعی خود باز می ماند.

در مدار تقویت کننده های ac به ندرت می توان با چنین قطعات حساسی برخورد کرد که وجود یا عدم وجود ان ها مدار را به اصطلاح از این رو به ان رو کند. مقاومت تنظیم کننده ی بهره بین خروجی و ورودی معکوس کننده قرار می گیرد چون ورودی دیگری وجود ندارد. مقاومت فیدبک کوچک بوده و همان جایی قرار می گیرد که ما انتظارش را داریم. ولی تعیین جا برای دومین مقاومت تنظیم کننده ی بهره کمی دشوار است. در این جا هیچ ورودی برای سیگنال وجود ندارد بنابراین تکلیف این مقاومت چه می شود؟ به جز زمین مدار، مکان دیگری را نمی توان برای استقرار ان پیدا کرد و این همان جایی است که به دنبالش بودیم. اما قبل از اتصال مستقیم ان به زمین باید از یک خازن سود جست.

در این جا با یک نقطه ی مهم و بحرانی دیگر مواجه می شویم. این مقاومت برگشت به زمین، قبل از اتصال مستقیم به زمین، باید از یک خازن بگذرد.  به هر حال خازن برگشت به زمین باید طوری انتخاب شود که در فرکانس مورد نظر امپدانس کمی را ایجاد نماید. از ان جایی که گستره ی کار ما در فرکانس های صوتی است. فرکانس صوتی استاندارد ما می تواند چیزی در حدود 10 کیلو هرتز باشد. در 10 کیلوهرتز، امپدانس یک خازن 0/1 میکروفارادی، چیزی در حدود 159 اهم است که عملا در مقاصد مورد نظر یک مدار اتصال کوتاه تلقی می گردد. اصولا بهره به وسیله نسبت مقاومت فیدبک به مقاومت برگشتی تنظیم می گردد که در این مثال، حاصل تقسیم 100 کیلو اهم یا به عبارتی 10× می باشد.

در ضمن توجه داشته باشید که اندازه ی خازن های تزویج سیگنال های ورودی و خروجی با هم مساوی هستند. البته امپدانس 159 اهمی، تاثیری بر دامنه ی سیگنال نمی گذارد و یک خازن 0/01 میکروفارادی ( با امپدانس 1/59 کیلو اهم) که ده بار کوچکتر از خازن های یاد شده می باشد. می تواند سیگنال را در حد قابل ملاحظه ای تضعبف نماید. لذا معمولا در انتخاب خازن سعی می کنیم از همان ظرفیت 0/1 میکروفاراد سود بجوییم. اگر بخواهیم فرکانس های پایین و به اصطلاح بم را بیشتر تقویت کنیم. افزایش این ظرفیت تا حد 0/47 میکروفاراد، با نتایج خوبی همراه خواهد بود.

فهرست قطعات

:: نیمه هادی

ICI: LM741

:: مقاومت ها 

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

  R1:10Kohms

R2:100Kohms

R3:100Kohms

R4:100Kohms

R5:4.7Kohms

R6:4.7kohms

 

:: خازن ها

همه خازن های غیرقطبی از نوع عدسی و سرامیکی هستند. ولتاژ مجاز همه خازن های الکترولیتی، 25 ولت است.

C1:0.1µF

C2:0.1µF

C3:0.1µF

C4:100µF

C5:0.1µF

C6:100µF

:: قطعات و لوازم اضافی

D1:LED

کلید تک پل تک راهه مینیاتوری :S1

 

منبع تغذیه: باتری 9 ولت کتابی

نکات ساخت

در این مدار نسبت به تقویت کننده ی معکوس کننده از چند قطعه ی اضافی استفاده گردیده ولی اگر مدار را با کمی حوصله دنبال کنید در ساخت ان با مشکلی مواجه نمی شوید. در موقع نصب خازن های الکترولیتی C3 و C5 به قطبیت خاص ان ها توجه داشته باشید. وقتی مدار ساخته شد مراحل قسمت بعد را دنبال کنید تا از صحت عملکرد دست اوردتان اطمینان حاصل نمایید.

راه اندازی ازمایشی

تغذیه ی مدار را وصل کرده و ولتاژ محل پیوند مقاومت های R3 و R4 را اندازه بگیرید. عدد قرائت شده باید نصف ولتاژ تغذیه یعنی 4/5 ولت باشد. برای اطمینان از درست بودن مدار، راه دیگری به جز داشتن یک تقویت کننده ی قدرت وجود ندارد. به هر حال در صورتی که یکی از این تقویت کننده ها را دارید، مراحل را به صورت زیر دنبال کنید.

قبل از همه با اتصال یک منبع مولد سیگنال ضعیف مثل یک میکروفن به تقویت کننده ی قدرت شرایط اولیه ی کار را مهیا سازید. چون با گوش های خودتان می خواهید ازمایش کنید که صدای بلندگو با وصل کردن پیش تقویت کننده به مدار تغییر محسوسی پیدا کرده و زیاد می شود. در ابتدای کار ولوم صدای تقویت کننده ی قدرت را انقدر کاهش دهید که صدای ایجاد شده به سختی قابل شنیدن باشد. وقتی خاطر جمع شدید که شرایط اولیه مهیا شده، خروجی پیش تقویت کننده را به ورودی تقویت کننده ی قدرت ارتباط دهید. حالا سیگنال خروجی میکروفن باید خیلی بهتر شنیده شود. سعی کنید ازمایش را با یک منبع مولد سیگنال رادیویی هم تکرار کنید ولی فراموش نکنید که هنگام کار ولوم رادیو را کم کرده باشید. اگر ملاحظه کردید که بهره ی سیگنال افزایش پیدا کرده می توانید اطمینان حاصل نمایید که مدار دست ساز شما درست کار می کند.

 موسسه خیریه حمایت از کودکان مبتلا به سرطان

 نویسنده : آرزو رضوانی

 تاریخ انتشار :

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *




مطلب پیشنهادی

test-crysta1l

چگونه قدرت یک فرستنده را تنظیم و مشخص کنیم؟

چگونه قدرت یک فرستنده را تنظیم و مشخص کنیم؟ برای اندازه گیری قدرت خروجی یک …