مضخمات التشغيل - الأنواع ، التعيينات ، حاويات المضخمات

قليلا من التاريخ

أولاً ، بضع كلمات حول مكبرات الصوت التشغيلية (المرجع أمبير). يشير الاسم نفسه إلى أن بعض العمليات يتم تنفيذها بمساعدتهم. يمكن أن يكون أداة جراحية؟ لا على الإطلاق. تم تصميم هذه الأداة لأداء العمليات الرياضية المختلفة.

في البداية ، تم استخدام مكبرات الصوت التشغيلية في أجهزة الكمبيوتر التمثيلية (AVMs) ، حيث كانت المعلومات ممثلة بإشارات مستمرة في شكل التيارات والفولتية.

على الرغم من الألغام المضادة للمركبات هي الآن شيء من الماضي ، إشارات تناظريةلا يزال يتم استخدامها على نطاق واسع للغاية ، والتي تم الحصول عليها من أجهزة استشعار مختلفة (على سبيل المثال ، ضغط السائل أو زاوية دوران دواسة الغاز). وليس هناك مكان نذهب إليه ببساطة.

في معظم الأحيان ، يتم تحويل الإشارات التناظرية إلى رقمية باستخدام ، على سبيل المثال ، ADC ، ويتم إجراء مزيد من المعالجة رقميا باستخدام المعالجات الدقيقة أو متحكم دقيق.

مضخمات عمليات المصباح

أولاً ، تم تنفيذ عمليات AVM للأنابيب الثابتة ، والعمليات الرياضية على البيانات التناظرية باستخدام دوائر خاصة ، والتي كانت تسمى مكبرات الصوت التشغيلية. بطبيعة الحال ، كانت مكبرات الصوت التشغيلية الأولى هي مكبرات الصوت الأنبوبية. يظهر الشكل والرسم في الشكلين 1 و 2.

الشكل 1

الشكل 2

تصميم المضخم التشغيلي واضح من الشكل: تم تجميع الدائرة بأكملها في غلاف واحد وأدخل ببساطة في المقبس باستخدام قاعدة ثماني كمصباح واحد. القاعدة الأولية ، كما يلي في الشكل 2 ، هي زوج من المصابيح - الصمامات الثنائية. كما لو كان فقط 4 الترانزستورات.

مضخمات عمليات الترانزستور

بعد ظهور الترانزستورات ، بدأ تنفيذ مكبرات الصوت التشغيلية في شكل لوحات ذات موصلات ، واستمر هذا الوضع حتى تم اختراع الدوائر المتكاملة. أدى هذا إلى تحسين الحالة العامة إلى حد ما ، وحرم الدائرة من جميع عيوب "الأنبوب": استهلاك طاقة عالي وموثوقية منخفضة بسبب عمر المصباح المحدود. ولكن الترانزستور المرجع أمبير كان عيوبها. بادئ ذي بدء ، كانت أبعادها كبيرة للغاية ، وأود أقل.

مكبرات تشغيلية متكاملة

تم تطوير أول مكبر للصوت التشغيلي المتكامل 70A702 في عام 1963 بواسطة روبرت ويدلار ، موظف فيرتشايلد لأشباه الموصلات. احتوى الجهاز على 9 الترانزستورات فقط ، لكنه كلف ما يصل إلى 300 دولار ، مما سمح باستخدامه فقط في التطورات في الصناعة العسكرية. ولكن بشكل عام ، كانت خطوة كبيرة إلى الأمام ، واحدة من أعظم الاكتشافات في مجال الالكترونيات.

في عام 1965 ، صمم روبرت ويدلار مكبر الصوت التشغيلي 70A709 ، والذي تكلف تصنيعه أقل من 10 دولارات فقط. وحتى هذا السعر لم يسمح باستخدامه للأجهزة المنزلية ، ولكنه كان مقبولًا تمامًا للأتمتة الصناعية ، إلخ. المهام.

في عام 1967 ، انضم Widlar إلى أشباه الموصلات الوطنية ، حيث قاموا تحت قيادته بتطوير LM101 ، الذي كان يتمتع بأفضل الخصائص. في عام 1968 ، أصدر Fairchild طراز theA741 ، الذي كان له تصحيح تردد داخلي ، مما جعل تشغيله أكثر استقرارًا - مكبر للصوت التشغيلي مع التصحيح الداخلي ليس عرضة للإثارة الذاتية.

كما قال بالفعل الغرض الرئيسي من المضخم التشغيلي هو إجراء عمليات رياضية على متغيرات تمثيلية ممثلة في الفولتية (الجمع ، التكامل ، الضرب ، إلخ). ولكن في وقت لاحق أصبح من الواضح أن المرجع أمبير هو عنصر عالمي للغاية ، وتطبيقه هو ببساطة لا حدود لها: تضخيم إشارة ، مرشحات تردد نشط ، مولدات ، مقارنة وأكثر من ذلك بكثير.

الآن يتم إنتاج مكبرات الصوت التشغيلية بكميات كبيرة بحيث يكون من المستحيل القيام بها دون استخدامها. بالإضافة إلى ذلك ، يكون سعر هذه المنتجات الإلكترونية منخفضًا للغاية في بعض الحالات ، والإمكانات عالية جدًا. يوجد بالفعل العديد من مكبرات الصوت التشغيلية في حالة واحدة ، استهلاك الطاقة الصغيرة ومستوى منخفض للغاية من الضوضاء الداخلية تجعل المكبرات الحقيقية أقرب إلى مكبرات الصوت المثالية. كل هذا يسمح باستخدام مكبرات الصوت التشغيلية حتى في أجهزة الصوت الاحترافية (خلاطات متعددة القنوات) ، مما يجعلها ببساطة لا يمكن تعويضها.

بطبيعة الحال ، فإن تاريخ ظهور وتطوير مكبرات الصوت التشغيلية أطول بكثير ، وربما أكثر إثارة للاهتمام ، ولكن في الوقت الحالي سنقتصر على هذه المعلومات.

رموز مضخم التشغيلي

أو قصة عن المثلثات والمستطيلات

تبدأ الخطوات الأولى في إذاعة الهواة ، كقاعدة عامة ، باستخدام الترانزستورات المنفصلة ، والتي يسميها الخبراء المتمرسون ، في كثير من الأحيان بسخرية أو على عكس الاحترام ، ببساطة "فضفاض". في مثل هذه الترانزستورات ، يمكنك فعل أي شيء تقريبًا ، ولكن في كثير من الأحيان يتطلب هذا الاحتلال مؤهلاً عالياً إلى حد ما لفنان الأداء.

مثال بسيط: ضبط UMZCH عالي الجودة يمكن أن يكلف عدة مجموعات من الترانزستورات باهظة الثمن. لمنع حدوث ذلك ، يجب أن يكون لديك خبرة كافية في إنشاء مثل هذه الأجهزة ، واستخدام أجهزة حماية مختلفة في دوائر الطاقة والتحميل. في أبسط الحالات ، المصابيح المتوهجة من الجهد والطاقة المقابلة.

يمكن تحقيق أسرع بكثير من النتائج النهائية على أساس "مكبر للصوت" إذا كنت تستخدم ULF في الأداء المتكامل. فقط أضفت بعض المقاومات ، والمكثفات ، وإمدادات الطاقة ، وكتلة timbral ، والرجاء ، لديك مكبر للصوت جاهز أمامك. ولكن هنا سوف نتحدث عن مكبرات الصوت التشغيلية واستخدامها في تصاميم راديو الهواة.

ربما لا أحد سوف يجمع في المنزل AVM وجميع أنواع الإضافات - التفاضلات. سيتطلب الاستخدام الواسع جدًا لأمبير المرجع في مكبرات الصوت والخلاطات وفقط عند إصلاح المعدات الإلكترونية المختلفة معرفة أساسية على الأقل عن مكبرات الصوت التشغيلية. ما سوف يكتب في هذه المقالة.

كيف يتم الإشارة إلى مكبرات التشغيل على الدوائر الكهربائية

مثل جميع أجزاء الراديو من مكبرات الصوت التشغيلية موضحة على المخططات باستخدام الرموز الرسومية UGO التقليدية. يمكن أن تكون التعيينات متنوعة للغاية ، رغم أنها ، عمومًا ، تعني الشيء نفسه. عند التعارف الأول مع الدوائر على مضخمات التشغيل ، تنشأ الشكوك ، وفجأة سأفعل شيئًا خاطئًا ، وفجأة سوف يحترق كل شيء.

إذا كنت لا تأخذ في الاعتبار الهيكل الداخلي للمضخمات التشغيلية ، بالمناسبة ، الأمر معقد إلى حد ما للوهلة الأولى (هذه هي تقاليد الإلكترونيات المتكاملة) ، ظاهريًا يبدو العملاء منطقيًا وبسيطًا. إن الوصف الإضافي سوف يتعلق فقط بالاستنتاجات الخارجية واستخدامها في المخططات المختلفة.

عادة ما يكون للمضخم التشغيلي الحديث مدخلات ومخرج واحد ومخرجان لتوصيل الطاقة. هذا هو الحد الأدنى "مهذب" مجموعة. بالإضافة إلى الاستنتاجات المذكورة أعلاه ، قد تكون هناك استنتاجات لربط عناصر تصحيح التردد ، واستنتاجات لتحقيق التوازن (ضبط الصفر في الإخراج). يظهر الشكل 1. مختلف UGOs لمكبرات الصوت التشغيلية النظر فيها كما هو مفصل قدر الإمكان.

الشكل 3

في الشكلين 1 أ و 1 ب ، تظهر حالات المضخم التشغيلي في شكل مثلث متساوي الساقين. نعم ، هذا ليس أكثر من مجرد قضية دوائر متناهية الصغر. على الجانب الأيسر يوجد مدخلان: عكس (يشار إليه بعلامة ناقص أو دائرة صغيرة) وغير مقلوب (يشار إليه بعلامة الجمع أو يرسم ببساطة بدون دائرة). ملاحظة: إذا تم رسم الدائرة وفقًا "لقواعد النغمة الجيدة" ، فستكون جميع المدخلات على اليسار وكانت المخرجات على يمين العنصر المعني.الاستنتاجات المساعدة ، على سبيل المثال ، تصحيح ، التغذية ، يمكن أن يكون موجودا كما تريد.

هنا ، يوجد في الركن الأيمن من المثلث مخرج به نقش "الإخراج" ، وتظهر المحطات الطرفية لتوصيل الطاقة ، غالباً ما تكون قطبية ، أعلى وأسفل. من أجل عدم التحميل الزائد ، لا تضغط على استنتاجات الدوائر ، وغالبا ما لا تظهر امدادات الطاقة. يشار إلى انضمامهم ببساطة في الملاحظات على المخطط.

يمكن وصف حالة المضخم التشغيلي بمستطيل ، كما هو موضح في الشكل 1 ج. جميع الأجزاء الأخرى من هذا الرقم هي نفسها كما في حالة المثلث.

حاويات لمكبرات الصوت التشغيلية

حققت تكنولوجيا أشباه الموصلات الحديثة مثل هذه التطورات بحيث لا يمكن حساب عدد هياكل أشباه الموصلات في حاوية واحدة. يكفي أن نتذكر المعالجات الدقيقة الحديثة ، وعدد الترانزستورات التي تصل إلى مليارات القطع. لذلك ، من السهل جدًا وضع عدة مكبرات صوت تشغيلية في حالة واحدة تحتوي على بضع عشرات فقط من الترانزستورات.

الشكل 4

إن موقع أطراف أجهزة المكبرات التشغيلية من أنواع مختلفة في نفس الحالات هو نفسه ، مما يجعل من السهل للغاية استبدالها ، خاصة في الحالات التي يتم فيها تثبيت مكبرات الصوت التشغيلية في الموصلات - المقابس. ولكن في نفس الوقت ، يمكن تصنيع مكبرات الصوت التشغيلية من نفس النوع في حالات مختلفة تمامًا. هذا التنوع مطلوب في ظروف الإنتاج الضخم والواسع النطاق بشكل أساسي لتوفير الراحة لتطوير لوحات الدوائر المطبوعة والتصميم الكامل لجهاز إلكتروني.

يوضح الشكل 3 مكبرات الصوت التشغيلية في حالات DIP8 و DIP14.

 

الشكل 5

يوضح الشكل 4 مضخم تشغيلي من النوع 4558 في حاوية من النوع SIP-8 - حاوية من 8 أسنان صف واحد.

الشكل 6

حاليًا ، تكتسب المضخمات التشغيلية في حاويات SMD شعبية متزايدة.

الشكل 7

في المقالة التالية ، سننظر في مكبر الصوت التشغيلي المثالي ومدخلاته ومخرجاته وبعض الخصائص الأساسية المفيدة في عملية التطوير والتصنيع المستقل (اقرأ مجرد لحام في وقت فراغك) بمختلف المخططات "للروح". إنه لأمر جيد حقا إذا تم استبدال عملية لحام ألواح اللحامحول المادة التي تم بالفعل.

استمرار المقال:مكبر للصوت التشغيلي المثالي

بوريس الأديشين