تقویت کننده*های تفاضلی ...آموزشی

[فرزاد الکترونیک]

با سلام به دوستانم در انجمن ..امیدوارم که روز به روز پیشرفت کرده و ارتقاع بابد.....برای همه این مطالب آموزشی از مجلات قدیمی علم الکترونیک و کامپیوتر را انتخاب کرده ودر انجمن برای استفاده دوستان قرار می دهم....... متمنی با نظرات خود باعث افزایش بار علمی آن شوید.....با تشکر....تقویت کننده* های تفاضلی....:....من به عنوانیک آزمایشگاه قدیمی، گاهی اوقات سراغمدارهایی میروم که در عین سادگی بسیار مفید باشند............در این بخش میخواهم نگاهی به چنین مداری داشته باشیم......تقویت کننده تفاضلی ....یا تقویت کننده مقدار اختلاف.....اجازه دهید کار را با توضیح طرز عمل چنین مداری شروع کنیم.... البته اسم مدار بخوبی روشنگر طرز کار آن است.....این یک تقویت کننده است که اختلاف بین دو ورودی اش را تقویت می کند ...که در شکل ۱ ..نشان داده شده است....دلیل: ادغام دو پست برای جلوگیری از اسپم

با سلام به دوستانم در انجمن ..امیدوارم که روز به روز پیشرفت کرده و ارتقاع بابد.....برای همه این مطالب آموزشی از مجلات قدیمی علم الکترونیک و کامپیوتر را انتخاب کرده ودر انجمن برای استفاده دوستان قرار می دهم....... متمنی با نظرات خود باعث افزایش بار علمی آن شوید.....با تشکر....تقویت کننده* های تفاضلی....:....من به عنوانیک آزمایشگر قدیمی، گاهی اوقات سراغمدارهایی میروم که در عین سادگی بسیار مفید باشند............در این بخش میخواهم نگاهی به چنین مداری داشته باشیم......تقویت کننده تفاضلی ....یا تقویت کننده مقدار اختلاف.....اجازه دهید کار را با توضیح طرز عمل چنین مداری شروع کنیم.... البته اسم مدار بخوبی روشنگر طرز کار آن است.....این یک تقویت کننده است که اختلاف بین دو ورودی اش را تقویت می کند ...که در شکل ۱ ..نشان داده شده است....

[فرزاد الکترونیک]

پاسخ : تقویت کننده*های تفاضلی ...آموزشی

با سلام و در ادامه مطالب قبلی.. :
....بنابراین مدار برای آشکار سازی تغییرات کوچک ولتاژ(..که ممکن است بر روی...
ولتاژی بزرگتر که به هر دو پایه ورودی بصورت مشترک سوار شده)...مناسب است....
،،،،خوب در ایندجعبه سیاه چیست..؟....در گذشته درون این جعبه سیاه...یک ترکیب
بسیار آشفته شامل چندین ترانزیستور بود .....
...اما امروزه با تقویت کننده عملیاتی، ،،ما می*توانیم....از یک ،،،آی سی،، و چهار مقاومت.....
استفاده کرده و این مجموعه را بسازیم.......شکل ۲ ،،،ساختمان اصلی یک تقویت کننده تفاضلی
...را نشان می دهد......ولتاژ خروجی بطور ایده آل.....متناسب است با اختلاف ولتاژ های
ورودی...(Vout=-R3/R1( V1-V2... ....*و R3= R4. و R1=R2.....
توجه کنید که بصورت ایده آل.....اما واقعیت حاکم است ...و پارامتر دیگری وجود دارد که
رفتار تقویت کننده را بیان می کند ......این پارامتر .
،،،،،CMRR,،،،،،،نسبت رد حالت مشترک* ...نامیده میشود....

دلیل: ادغام دو پست برای جلوگیری از اسپم

https://s19.picofile.com/file/8438154226/%DB%B2%DB%B0%DB%B2%DB%B1%DB%B0%DB%B7%DB%B1%DB%B6_% DB%B1%DB%B1%DB%B3%DB%B3%DB%B0%DB%B3.jpg

دلیل: ادغام دو پست برای جلوگیری از اسپم

[فرزاد الکترونیک]

پاسخ : تقویت کننده*های تفاضلی ...آموزشی

با سلام مجدد::::: ...CMRR....نسبت رد حالت مشترک* ........از معادله اخیر ( Vout)......چنین نتیجه گرفته می شود ...که دو ورودی V1=0. ....و V2=.001. ...با دو ورودی .....V1=10.0.......و .... V2=10.001.. ولت .... باید..خروجی مساوی هم داشته باشند.....زیرا اختلاف بین هر دو جفت برابر با ......0.001....ولت است......در یک تقویت کننده واقعی ..اوضاع چنین نیست...دو ولتاژ مشترک ،،، صفر و 10 ولت،،،،،در تقویت کننده های تفاضلی واقعی مورد اثر قرار می*گیرند..... ولتاژ حالت مشترک در تقویت کننده های مختلف....به میزان*های مختلف روی و لتاژ خروجی ..اثر می گذارند......بخشی از این مشکل ناشی از عدم تساوی دقیق .. R1. و ..R2.....و همچنین R3.....و R4....می باشد.. اما سایر علت*ها ناشی از خطای تقویت کننده. در هنگام ساخت می باشد.......

[فرزاد الکترونیک]

پاسخ : تقویت کننده*های تفاضلی ...آموزشی

در ادامه مطلب ...:::.البته هر چه تقویت کننده بهتر باشد.....ولتاژ حالت مشترک اثر کمتری روی خروجی خواهد داشت.....یک ملاک برای...اندازه گیری این مطلب .CMRR....است که بیان می کند مدار تا چه حدی نسبت به ولتاژهای حالت مشترک بی تفاوت است.،...و هر چه عدد بالاتر باشد..CMRR بهتر است،..CMRR با اندازه و فرکانس ولتار حالت مشترک تغییر می کند....ادامه دارد .....

[فرزاد الکترونیک]

پاسخ : تقویت کننده*های تفاضلی ...آموزشی

با سلام ....و در ادامه.....
برای یک کارعملی مدار شکل ۳ را ببندید ...
......این مدار به ما اجازه دمی دهدولتاژ خروجی یک تقویت کننده تفاضلی(op....amp)...
....وقتی که ورودیهای آن مساوی است را اندازه بگیر یم.....خواهید دید که تأثیر روی ولتاژ خروجی چندان زیاد
نیست......
اما در بعضی موقعیت*ها همین مقدار کم.....می*تواند اذیت کننده باشد....بهره مدار در شکل ۳ .....۴۷ است
.......این ولتاژ خروجی را در تقویت کننده های 741 ...مختلف 0.2. تا .....0.4 ولت اندازه گرفتیم .....

دلیل: ادغام دو پست برای جلوگیری از اسپم

https://s18.picofile.com/file/8438440718/%DB%B2%DB%B0%DB%B2%DB%B1%DB%B0%DB%B7%DB%B2%DB%B3_% DB%B0%DB%B8%DB%B2%DB%B6%DB%B2%DB%B3.jpg

[فرزاد الکترونیک]

پاسخ : تقویت کننده*های تفاضلی ...آموزشی

با سلام مجدد به دوستانم......
ولتاژ خروجی همچنین با افزایش ولتاژ ورودی ...افزایش خواهد یافت...
یک چنین مداری بسیار مفید است که در ان می توانیدمقادیر ..R1 و
R2...و R3...و R4....را دقیقا میزان انتخاب کنید...........
آزمایشاتی که انجام* گرفت .....با مقاومتهای...پنج درصد خطا بود .....
برای کارهای دقیق اغلب* مقاومت*های ...0.1 درصد خطا انتخابات میشود..
.....اما به هنگامی که در دسترس نیست..یک روند سعی و خطا برای مداری
مثل این اغلب موفق خواهد بود.......
البته هدف این است که ولتاژ خروجی تا حد ممکن کم باشد.........
در بعضی مدارها ،،،R4. یک تریمر هم بطور سری داردکه تنظیم دقیق..CMRR
برای تقویت کنندهربطور کلی امکان پذیر خواهد بود ........
یک CMRR خوب برای این مدار وابسته به تنظیم بودن دقیق...R1 .....و R4...
می باشد.....تغییر بهره باعث تغییر ...CMRR..... مدار خواهد شد...مگر این*که
مقدار R3...را تغییر دهیم..
.....گاهی اوقات برای رفع این اشکال ،،در ابتدا یک تقویت کننده با بهره ثابت
بسته شده و به دنبال آن. یک تقویت کننده منفی.....با بهره متغیر بسته*
..می شود ...ابن نوع مدار در شکل ۴. نشان داده شده است...
در اینجا این رابطه بین ورودی و خروجی وجودارد......
Vout=-Vin(Vr1+ r2)/r1......در واقع..در مواقعی که بزرگی..CMRR.....
مهمتر از بهره است ..تقویت کننده تفاضلی با چهار مقاومت مساوی ساخته
میشود......
که این باعث بهره .....یک......خواهد شد.....انتخاب مقاومتهای مساوی از یک دسته
بز رگ راحت تر خواهد بود.....در چنین مواقعی تقویت کننده نشان داده شده
در شکل ...۴... باید تمام بهره را تامین کند...

دلیل: ادغام دو پست برای جلوگیری از اسپم

......ادامه دارد....

[فرزاد الکترونیک]

پاسخ : تقویت کننده*های تفاضلی ...آموزشی

با سلام به دوستان و در ادامه*....
..به عنوان مقادیر عملی مقاومتهای R1. و R2 را طوری انتخاب *کنید * که از مقاومت منبع ورودی بیشتر باشد....

بعد از این کار R3می تواند طوری انتخاب شود که بهره لازم حاصل شود..و R4 نیز مسا وی R3خواهد بو د..... طبق آنچه گفته شد...R1 و R2...می توانند تا آنجائیکه ممکن است...بزرگ انتخاب شوند....
تا امپدانس ورودی تقویت کننده زیاد باشد....اگر شما این کار را انجام* دهید.فرقی که حاصل می*شود.
این است که اگربهره زیادی لازم داشته باشید..
بایدبه نسبت.... جفت مقاومت ..R3..وR4. را بزرگتر انتخاب. کنید..با این وجود بهره نسبتأ زیاد براحتی....
طبق آنچه قبلآ دیدیم قابل دسترسی است*..........ادامه دارددوستان...

[فرزاد الکترونیک]

پاسخ : تقویت کننده*های تفاضلی ...آموزشی

....با سلام و در ادامه......
برای تقویت کننده عملیاتی..انتخاب ۷۴۱ برای شروع آزمایشات
مناسب است...
..یک دلیل برای این امر خوش رفتاری ۷۴۱ است...انواع مختلف تقویت کننده ها با بهره زیاد گاه*گاهی، ،خودبخود
به نوسان می افتند...
این مسئله در مورد ...۷۴۱...هم امکان دارد ..اما بسیار کمتر.اگر به مشکل برخوردید بهره تقویت کننده را بخصوص به سطحی که پایداری تامین شود محدود کنید....
اگر می*خواهید سایر تقویت کننده ها را امتحان کنید ... TL072 ....و LM324....کاملا خوب هستند....
برای شروع در اینجا چند مدار ساده* قرار می دهم ....
۱...سوئیچ صوتی ....
یک مدار سوئیچ صوتی در شکل ۵ نشان داده شده است...این مدار به صدای زنگ تلفن ،،دست زدن و سایر
صداهای مشابه پاسخ می دهد...حساسیت مدار در حدود۳ ..الی ۴ ...کیلو هرتز است.
بخش ورو ی یک سلول پیزو الکتریک است که در اصل به عنوان خروجی...در مدارهای تولید بیپBEEP بکار می رود....
با این موجود هنگامیکه صدا به این سلول برخورد می کند ..یک ولتاژ روی دو پایه آن بوجود می آید که ما
می توانیم آنرا تقویت کنیم...ولتاژ ورودی به اندازه *کافی بزرگ است بنابراین نگران تنظیم دقیق امپدانس
ورودی نباید بود...
هر صدایی باعث لرزش،نور دیود LED..می شود. ..و اضافه کردن یک مدار اشمیت تریگر ...باعث تولید
یک سیگنال لاجیکی مناسب برای مدارهای TTL یا CMOS..خواهد بود
سلول می تواند در انتهای یک کابل بلند نصب شود....یک نکته که باید ذکر شود این است که برای از بین
بردن ولتاژ حالت مشترک در ورودی باید ولتاژهای هر دو پایه ورودی برابر باشند...
اگر دوسیم که به سلول وصل می*شوند.از مسیرهای متفاوت* رفته باشند..ولتاژی که روی آنها بطور ناخواسته
القا می شودمتفاوت خواهد بود...که این باعث اشکال خواهد شد...لذا هر دو سیم باید بهم پیچیده باشند.
.

دلیل: ادغام دو پست برای جلوگیری از اسپم



دلیل: ادغام دو پست برای جلوگیری از اسپم

با سلام به دوستانم ودر ادامه.....
۲.....تقویت کننده فوتو دیود...
قطعات مختلفی مانند فوتو دیود وجود دارند که می*توانند ولتاژ تولید کنند...اما با یک جریان بسیارکم...
شکل ۶ (بعدی)...مدار با بهره یک را نشان می دهد..که با آن می توان ولتاژ تولید شده توسط فوتو دیود
را اندازه گیری کرد....
ولتاژ خروجی بستگی به نور رسیده به فوتو دیود دارد ....که بین صفر تا 0.25 ولت تغییر می کند..

دلیل: ادغام دو پست برای جلوگیری از اسپم

....ادامه دارد..

[فرزاد الکترونیک]

پاسخ : تقویت کننده*های تفاضلی ...آموزشی

با سلام به دوستان ...و در ادامه...
تقویت کننده ابزار دقیق:....
قبلا گفتیم که امپدانس ورودی تقویت کننده تفاضلی باید بیشتر از
امپدانس منبع باشد..
بنابراین اگر ما یک تقویت کننده تفاضلی همه منظوره می*خواهیم باید
سعی کنیم تا آنجا که ممکن است ورودی آنرا زیاد بگیریم...
یک چنین مداری اغلب در اندازه گیریهای علمی بکار می رود ،،
بنابراین به آن تقویت کننده ابزار دقیق می گویند...
شکل ۷ (شکل بعد)دو نوع از از این مدار را نشان می دهد....
از این دو مدار شکل ۷ب ..بهتر است زیرا دارای بهره متغییر است و احتیاج به تنظیم دقیق Ra,و Rb ندارد

[فرزاد الکترونیک]

پاسخ : تقویت کننده*های تفاضلی ...آموزشی

[فرزاد الکترونیک]

پاسخ : تقویت کننده*های تفاضلی ...آموزشی

با سلام مجدد ودر ادامه ....
قبل از ادامه بحث ،،، به تقویت کننده های ابزار دقیق :.Instrumentation amplifier ..گفته می*شود. ،،،
...در این مدارها CMRR تقویت کننده توسط Ic1,و Ic2,تامین می*شود...این دو تقویت کننده همچنین تولید یک
امپدانس ورودی بسیار زیاد می کنند که باعث می*شود مدار برای استفاده با انواع منبع ولتاژ مناسب باشد..
در هر کدام از این مدارها R4 می*تواند با ترکیبی مطابق شکل ۸ عو ض،شود ..
فرض،کنیم R4باید یک مگا اهم باشد.تریمر باعث می*شود مقدار R4 بین ۹۹۵ کیلو و ۱۰۰۵ کیلو اهم قابل
تغییر باشد ..که این تغییر باعث تنظیم CMRR خواهد شد ..
اندازه*گیری هایی که با تقویت کننده های ابزار دقیق انجام می گیرداغلب در بخش،فر*کانس کم می باشد ..
به این دلیل اغلب خازنهایی مورد استفاده قرار می گیرند که بخش،فرکانس بالا را حذف می کنند ..
در این مدارها با افزایش فرکانس بهره کاهش،می یابد...

دلیل: ادغام دو پست برای جلوگیری از اسپم



دلیل: ادغام دو پست برای جلوگیری از اسپم

[فرزاد الکترونیک]

پاسخ : تقویت کننده*های تفاضلی ...آموزشی

با سلام ..در ادامه مطالب مربوط به...op amp...در باره ..slew. rate....(سرعت تغییر خروجی ) برای دوستان*
مطالبی مفید خواهیم*گفت ...
سرعت تغییر( تقویت کننده عملیاتی)یا همان op amp.... محدود است ...
به دیگر عبارت اگر به ورودی یک تقویت کننده عملیاتی شکل موج پله ای داده شود ....خروجی ...موج پله ای
نخواهد بود ...
بلکه افزایش خروجی با شیب معینی صورت می گیرد ....این پارامتر توسط جربان شارژکننده خازن جبران ساز درون ( اپ* امپ). صورت می گیرد.......
زیرا افزایش خروجی ،،مستلزم افزایش طبقه تقویت کننده میانی است که با شارژ خازن انجام می گیرد...
حداکثر شیب تغییر خروجی را با یک پارامتر به نام*..SR ...بیان می کنند
......برای اندازه گیری SR..می توان از یک ....فانکشن ژنراتور ...در حالت موج مربعی ویک نوسان نما(اسیلوسکوپ)...استفاده کرد ..فانکشن ژنراتور .انواع موجهای مربعی، ،مثلثی، ،،سینوسی. ،،و دندانه اره ای را
تولید می کند ..........
برای حالت با ..فید بک ...یا بدون.... فید بک ....SR.یکسان است ...
این*پارامتر برای OP AMPهای معمولی حدود چند ولت بر میکروثانیه. .و برای تقویت کننده های با کارایی
بالاتر ..از ۱۰۰ ولت بر میکرو ثانیه نیز می تواند بیشتر باشد.

[حمید الکترونیک]

پاسخ : تقویت کننده*های تفاضلی ...آموزشی

با سلام ..در ادامه مطالب مربوط به...op amp...در باره ..slew. rate....(سرعت تغییر خروجی ) برای دوستان*
مطالبی مفید خواهیم*گفت ...
سرعت تغییر( تقویت کننده عملیاتی)یا همان op amp.... محدود است ...
به دیگر عبارت اگر به ورودی یک تقویت کننده عملیاتی شکل موج پله ای داده شود ....خروجی ...موج پله ای
نخواهد بود ...
بلکه افزایش خروجی با شیب معینی صورت می گیرد ....این پارامتر توسط جربان شارژکننده خازن جبران ساز درون ( اپ* امپ). صورت می گیرد.......
زیرا افزایش خروجی ،،مستلزم افزایش طبقه تقویت کننده میانی است که با شارژ خازن انجام می گیرد...
حداکثر شیب تغییر خروجی را با یک پارامتر به نام*..SR ...بیان می کنند
......برای اندازه گیری SR..می توان از یک ....فانکشن ژنراتور ...در حالت موج مربعی ویک نوسان نما(اسیلوسکوپ)...استفاده کرد ..فانکشن ژنراتور .انواع موجهای مربعی، ،مثلثی، ،،سینوسی. ،،و دندانه اره ای را
تولید می کند ..........
برای حالت با ..فید بک ...یا بدون.... فید بک ....SR.یکسان است ...
این*پارامتر برای OP AMPهای معمولی حدود چند ولت بر میکروثانیه. .و برای تقویت کننده های با کارایی
بالاتر ..از ۱۰۰ ولت بر میکرو ثانیه نیز می تواند بیشتر باشد.

با سلام به همه دوستان.
.. در ادامه مباحث پیشین .چند نمونه از ...ای سی امپلیفایر عملیاتی .(..،op amp) ,,های مناسب ... و موجود در بازار برای کاربردهای مختلف معرفی خواهم کرد .
,,,4558.,,,(Dual,,, دارای،دوعدد اپ امپ ،،در یک محفظه) بهره زیاد ،،100db,,
امپدانس،ورودی،: نمونه ،5M,,اهم،،
ساختار دوقطبی،،،Bipolar,,,
..CMRR حداقل 70db ,,و نمونه ،90db,,
,,،،مشخصات جداسازی کانالهای ان مناسب است برای تجهیزات اندازه گیری ...
ولتاژ تغذیه دوبل : +-4 تا +_ 18 ولت .،،،
پهنای باند .: 3MHZ,,,,
,,,Slew rate,,: 1v/micro s,,,