ردود الفعل الدوائر مكبر للصوت التشغيلي

مقارنة

إذا كنت تستخدم مكبر صوت تشغيلي دون ردود فعل سلبية (OOS) ، فيمكننا بالتأكيد تحديد ما يحدث المقارنة. لفهم كيف يعمل ، يمكنك القيام ببعض التجارب البسيطة ، ولكن البصرية. سوف تحتاج إلى القليل من أجل هذا: مكبر للصوت التشغيلي نفسه ، مزود طاقة بجهد 9 فولت ... 25 فولت ، عدة مقاومات ، زوج من المصابيح وفولتميتر (رقمي متعدد).

يتم تجميع أبسط مسبار المنطق من المصابيح والمقاومات ، كما هو مبين في الشكل 1.

عند تطبيق جهد موجب على مدخل التحقيق (حتى يمكنك تزويد + U) ، يضيء مؤشر LED الأحمر ، وإذا كان الدخل متصلاً بسلك مشترك ، يضيء المصباح الأخضر. بمساعدة مثل هذا التحقيق ، تصبح حالة خرج مكبر الصوت التشغيلي المختبر واضحة ومفهومة.

ك "أرنب" تجريبي ، فإن أي واحد ليس عالي الجودة وباهظ الثمن مناسب مضخم تشغيلي، على سبيل المثال ، KR140UD608 (708) في الحالات البلاستيكية أو K140UD6 (7) في المعادن المستديرة.

الشكل 1. مخطط مسبار منطقي بسيط

تجدر الإشارة إلى أنه على الرغم من الحالات المختلفة ، فإن pinout من هذه الدوائر الدقيقة هو نفسه ويتوافق مع ما هو موضح في المخططات أدناه. غالبًا ما لا تتطابق مجموعة العلب البلاستيكية والمعدنية ، على الرغم من أنها في الواقع نفس الدوائر الدقيقة. الآن تتوفر معظم مكبرات الصوت التشغيلية ، خاصة تلك المستوردة ، في علب بلاستيكية ، وكل شيء يعمل بشكل جيد ومثالي ، ولا يوجد أي خلط بين مكبرات الصوت. وقبل ذلك ، كانت تسمى الدوائر الكهربائية "البلاستيكية" هذه بازدراء "السلع الاستهلاكية" من قبل المتخصصين.

الشكل 2. مخطط على مكبر للصوت التشغيلي

بالنسبة للتجارب الأولى ، نقوم بتجميع الدائرة الموضحة في الشكل 2. لم يتم إنجاز الكثير هنا: يتم توصيل المضخم التشغيلي نفسه والمسبار المنطقي الموضح في الشكل 1 بمصدر طاقة أحادي القطب. امدادات الجهد + U أحادي القطب 9 ... 30V. حجم الإجهاد في تجاربنا ليس له أهمية خاصة.

هنا قد يطرح سؤال شرعي تمامًا: "لماذا يكون المسبار منطقيًا ، لأن مكبر التشغيل هو عنصر تمثيلي؟" نعم ، ولكن في هذه الحالة ، لا يعمل مضخم التشغيل في وضع الكسب ، ولكن في وضع المقارنة ، ولديه مستويان فقط من الإخراج. يسمى الجهد القريب من 0V صفرًا منطقيًا ، والجهد القريب من + U هو وحدة منطقية. في حالة الطاقة القطبية ، يقابل الجهد القريب من U-صفر الصفر المنطقي.

عند تطبيق جهد تزويد ، يجب إضاءة أحد مصابيح LED. من المستحيل الإجابة على السؤال ، الأحمر أو الأخضر ، لأن كل شيء يعتمد على معلمات مضخم تشغيلي معين وعلى الظروف الخارجية ، على سبيل المثال ، تدخل الشبكة. إذا كنت تأخذ العديد من نفس النوع من op-amp ، فستكون النتائج مختلفة تمامًا.

يتم التحكم في الجهد الناتج من مضخم التشغيل بواسطة الفولتميتر: إذا كان مؤشر LED الأحمر قيد التشغيل ، فسيظهر الفولتميتر فولطية قريبة من + U ، وإذا كان مؤشر LED الأخضر مضاء ، فسيكون الجهد صفريًا تقريبًا.

يمكنك الآن محاولة تطبيق بعض الجهد على المدخلات وإلقاء نظرة على المؤشرات ومقياس الفولتميتر عن كيفية تصرف مكبر الصوت التشغيلي. أسهل طريقة هي تطبيق الجهد عن طريق لمس إصبع واحد بدوره لكل إدخال من مكبر للصوت التشغيلي ، والآخر من أحد دبابيس الطاقة. في هذه الحالة ، يجب تغيير توهج التحقيق وقراءة الفولتميتر. لكن هذه التغييرات قد لا تحدث.

الشيء هو أن بعض مضخمات التشغيل مصممة لتكون جهد الدخل ضمن حدود معينة: أعلى قليلاً من الجهد في الطرف 4 وأقل قليلاً من فولطية الإمداد في الطرف 7. هذا "أقل إلى حد ما ، أعلى" هو 1 ... 2B. لمواصلة التجارب ، وبعد استيفاء الشرط المشار إليه ، سيكون من الضروري تجميع مخطط أكثر تعقيدًا ، كما هو موضح في الشكل 3.

الشكل 3 ردود الفعل مكبر للصوت الدوائر التشغيلية

يتم الآن توفير الجهد للمدخلات باستخدام المقاومات المتغيرة R1 ، R2 ، والتي ينبغي تثبيت محركاتها بالقرب من الموضع الأوسط قبل بدء القياسات. انتقل الفولتميتر الآن إلى مكان آخر: سيظهر فرق الجهد بين المدخلات المباشرة والعكسية.

من الأفضل أن يكون هذا الفولتميتر رقميًا: يمكن أن يتغير قطبية الجهد ، وستظهر علامة الطرح على مؤشر الجهاز الرقمي ، وسيقوم جهاز المؤشر ببساطة "بالتمرير" في الاتجاه المعاكس. (يمكنك استخدام مؤشر الفولتميتر مع وجود نقطة وسط على المقياس.) بالإضافة إلى ذلك ، فإن مقاومة إدخال الفولتميتر الرقمي أعلى بكثير من مؤشر ، لذلك ستكون نتائج القياس أكثر دقة. سيتم تحديد حالة الإخراج بواسطة مؤشر LED.

من المناسب تقديم مثل هذه النصيحة: من الأفضل إجراء هذه التجارب البسيطة بيديك ، وليس فقط قراءة وتقرر أن كل شيء بسيط وواضح. هذه هي كيفية قراءة البرنامج التعليمي للغيتار ، مع عدم التقاط الجيتار مطلقًا. لذلك دعونا نبدأ.

أول ما يجب فعله هو ضبط محركات المقاوم المتغير حول الموضع الأوسط ، في حين أن الجهد عند مدخلات مكبر للصوت التشغيلي يقترب من نصف جهد التزويد. يجب زيادة حساسية الفولتميتر ، ولكن ربما لا يتم ذلك على الفور ، ولكن تدريجياً ، حتى لا يحرق الجهاز.

لنفترض أن ناتج مكبر الصوت التشغيلي منخفض ، المصباح الأخضر قيد التشغيل. إذا لم يكن الأمر كذلك ، فيمكن تحقيق هذه الحالة عن طريق تدوير المقاوم المتغير R1 بحيث يتحرك المحرك لأسفل الدائرة - يمكن أن يصل عملياً إلى 0 فولت.

الآن ، باستخدام المقاوم المتغير R1 ، نبدأ في إضافة الجهد إلى المدخلات المباشرة للمكبر التشغيلي (دبوس 3) ، مع ملاحظة قراءات الفولتميتر. بمجرد أن يظهر الفولتميتر جهدًا إيجابيًا (يكون الجهد عند الإدخال المباشر (الطرف 3) أكبر من ذلك في الاتجاه المعاكس (الطرف 2)) ، سوف يضيء مصباح LED الأحمر. لذلك ، فإن الجهد عند إخراج مكبر للصوت التشغيلي مرتفع أو ، كما هو متفق عليه مسبقًا ، وحدة منطقية.

القليل من المساعدة

بتعبير أدق ، لا توجد حتى وحدة منطقية ، ولكن على مستوى عالٍ: تشير الوحدة المنطقية إلى حقيقة الإشارة ، كما يقولون ، لقد وقع حدث. ولكن هذه الحقيقة ، يمكن التعبير عن هذه الوحدة المنطقية ومستوى منخفض. على سبيل المثال ، يمكننا أن نتذكر واجهة RS-232 ، حيث يتوافق الجهد السالب مع وحدة منطقية ، في حين أن الصفر المنطقي له جهد إيجابي. رغم أنه في المخططات الأخرى ، يتم التعبير عن الوحدة المنطقية في أغلب الأحيان على مستوى عالٍ.

نواصل تجربتنا العلمية. نبدأ بتدوير المقاوم R1 بعناية وببطء في الاتجاه المعاكس ، بعد الفولتميتر. عند نقطة معينة ، سيظهر الصفر ، لكن الضوء الأحمر سيظل مضيئًا. من غير المرجح أن تشغل موقعًا تكون فيه كلتا LED معطلة.

مع مزيد من الدوران للمقاوم ، فإن قطبية قراءات الفولتميتر سوف تتغير أيضًا إلى سلبية. يشير هذا إلى أن الجهد عند الإدخال العكسي (2) بالقيمة المطلقة أعلى منه في الإدخال المباشر (3). يضيء مؤشر LED الأخضر ، مما يشير إلى انخفاض مستوى خرج مكبر للصوت التشغيلي. بعد ذلك ، يمكنك الاستمرار في تدوير المقاوم R1 في نفس الاتجاه ، ولكن لن تحدث أي تغييرات: لن ينطفئ مؤشر LED الأخضر ولن يغير السطوع على الإطلاق.

تحدث هذه الظاهرة عندما يكون مكبر الصوت التشغيلي في وضع المقارنة ، أي دون ردود فعل سلبية (حتى في بعض الأحيان مع الموافقة المسبقة عن علم).إذا تم تشغيل op-amp في الوضع الخطي ، فتم تغطيته بردود فعل سلبية (OOS) ، ثم عندما يتناوب محرك المقاوم R1 ، يتغير جهد الخرج بما يتناسب مع زاوية الدوران ، ويقرأ فرق الجهد عند المدخلات ، وليس خطوة على الإطلاق. في هذه الحالة ، يمكن تغيير سطوع LED بسلاسة.

من كل ما سبق ، يمكننا أن نستنتج: الجهد في إخراج مكبر للصوت التشغيلي يعتمد على الفرق في الجهد عند المدخلات. في الحالة التي يكون فيها الجهد عند الإدخال المباشر أعلى منه في الاتجاه المعاكس ، يكون جهد الخرج مرتفعًا. وإلا (يكون الجهد على معكوس أعلى من الجهد المباشر) ، ومستوى الإخراج هو صفر منطقي.

في بداية هذه التجربة ، أوصي بتثبيت محركات المقاوم R1 ، R2 تقريبا في الموضع الأوسط. وماذا سيحدث إذا قمت بضبطها في البداية على ثلث قيمة التداول أو الثلثين؟ نعم ، في الواقع لن يتغير شيء ، كل شيء سوف يعمل بنفس الطريقة الموضحة أعلاه. من هذا المنطلق يمكننا أن نستنتج أن الإشارة عند إخراج مضخم التشغيل لا تعتمد على القيمة المطلقة للجهد عند المدخلات المباشرة والعكسية. وهذا يعتمد فقط على فرق الجهد.

من كل ما قيل ، يمكن استنتاج واحد أكثر أهمية: مكبر للصوت التشغيلي دون ردود الفعل هو المقارنة - المقارنة. في هذه الحالة ، يتم تطبيق الجهد المرجعي أو المرجعي على أحد المدخلات ، والجهد ، الذي يجب التحكم في قيمته ، على المدخلات الأخرى. أي المدخلات لتزويد الجهد المرجعي تقرر أثناء تطوير الدائرة.

كمثال ، يوضح الشكل 4 رسم تخطيطي. توقيت متكامل NE555في المدخلات التي هناك على الفور 2 المقارنة الداخلية DA1 و DA2.

الشكل 4دائرة توقيت متكاملة NE555

والغرض منها هو إدارة الداخلية RS الزناد. منطق التحكم بسيط للغاية: تقوم الوحدة المنطقية من ناتج المقارنة DA2 بتعيين المشغل على واحد ، بينما تقوم الوحدة المنطقية من إخراج المقارنة DA1 بإعادة تعيين المشغل.

يتم تجميع المقسم على المقاومات R1 ... R3 ، والتي توفر الفولتية المرجعية لمدخلات المقارنة. جميع المقاومات الثلاثة لها نفس المقاومة (5K) ، والتي تشكل 2/3 و 1/3 من الجهد الكهربائي ، والتي يتم توفيرها ، على التوالي ، لمدخل DA1 المقلوب وإلى المدخلات غير المقلوبة DA2.

فيما يتعلق بما هو مكتوب أعلاه ، اتضح أن الوحدة المنطقية في خرج المقارنة DA1 يتم الحصول عليها إذا تجاوز جهد الدخل عند الإدخال المباشر الجهد المرجعي في معكوس (2 / 3Upit) ، يتم إعادة تعيين المشغل إلى صفر.

من أجل تعيين المشغل على 1 ، تحتاج إلى الحصول على مستوى عالٍ في ناتج المقارنة الداخلية DA2. سوف يتحقق هذا الشرط عندما يكون مستوى الجهد عند المدخل المقلوب DA2 أقل من 1 / 3Upit. هذا هو الجهد المرجعي المطبق على المدخلات المباشرة للمقارنة DA2.

هنا لم يتم تحديد هدف وصف جهاز ضبط الوقت المتكامل NE555 ، تمامًا كمثال على استخدام المرجع ، يتم عرض مقارنات المدخلات مخفية داخل الدائرة الصغيرة. بالنسبة لأولئك الذين يرغبون في استخدام جهاز ضبط الوقت 555 ، يمكنك أن توصي بقراءة المقال "الموقت المتكامل NE555".

انظر أيضا: ردود الفعل الدوائر مكبر للصوت التشغيلية

بوريس الأديشين