تصميم الدوائر الإلكترونية

الهندسة الكهربائية الإلكترونيات والتحكم
121

مولدات موجة جيبيه

فى شرح دوائر الترانزيستور - موضوع التغذية العكسية ، قلنا أن التغذية الموجبة عندما تحقق الشرط Aβ=1 يتحول المكبر إلى مذبذب، و قلنا أيضا أن صفة هذه التغذية تحدد شكل الخرج، فإن كانت تحدث عند تردد واحد فقط نتج مولد موجة جيبيه و إن شملت نطاقا واسعا أنتجت مذبذب متعدد التوافقيات. لهذا فالسر كله فى دائرة التغذية العكسية Feed Back. جدير بالذكر أن مكبرات العمليات لا تصلح لترددات عالية و أقصى حدودها حول واحد ميجا هيرتز. أعلى من ذلك فالمذبذبات السابق شرحها بالترانزيستور هى الحل العملى المتاح.
أول دائرة هى نفس التصميم المستخدم مع الترانزستورات – فقط هنا نستخدم مكبر عمليات – انقر الصورة

لصق الصورة 936×544 4.45 KB

طبعا الشكل رقم1 مطابق لنسخة الترانزيستور مع تحسين الأداء بعدم تأثر المقاومات والمكثفات بصغر معاوقة الترانزيستور و نفس القوانين المستخدمة التردد = 1 ÷ ( 2 × ط × جذر6 × المقاومة R × السعة C ) دون تغيير
الشكل 2 تحوير كما سبق القول ليمكن استخدام مكثف ثلاثى (ثلاث وحدات على محور واحد) وهو مستخدم أصلا فى دوائر الراديو فى اختيار المحطات
الشكل رقم 3 هو النموذج الفريد حيث يعزل كل مرحلة بمكبر عازل وهو أفضل أداء لمنع التأثير المتبادل بين مراحل RC وبعضها. . و لو استبدل المكبر بعاكس وجه ذو كسب = -1 أصبح لدينا مولد 3 فاز .
الدائرة الثانية المعروفة باسم Wein bridge، وهى تعديل لقنطرة هويتستون التقليدية. الموقع التالى
http://www.allaboutcircuits.com/vol_2/chpt_12/5.html
يشرح كل أنواعها و تطبيقاتها
الموقع التالى
http://www.calvin.edu/~pribeiro/courses/engr332/Handouts/oscillators.pdf
ملف يشرح تفصيليا كل أنواع المذبذبات المعتمدة على المقاومة والمكثف
الفكرة أن القنطرة بها فرعين مقاومتين هما R3,L1 حيث L1 هى لمبة وليست ملف و سنرى فائدتها الآن أما الفرعين الآخرين أحدهما مقاومة ومكثف على التوالى C1,R2 و الأخير مقاومة ومكثف على التوازى R1,C2
هذه القنطرة لها اتزان عند تردد واحد فقط وهو تردد الاهتزاز ، ولهذا من الطبيعى أن تنتج موجة جيبيه، ولكن لو تذكرنا المعادلة الشهيرة Aβ=1 نجد عنصر غير مريح فيها وهو حاصل الضرب فى جهة و الرقم 1 فى الجهة الأخرى. لماذا؟ - ببساطة الجزء β ثابت لا يتغير فهو مجموعة مقاومات ومكثفات ويبقى الكسب A. لو نقص بحيث يقل حاصل الضرب عن الواحد الصحيح، لن تستمر الاهتزازات طويلا، ولو زاد كثيرا تتكون التوافقيات والتى تعنى تشويه لشكل الموجة.
ما الحل إذن؟ نستخدم مكون ما قابل للتغيير آليا كمقاومة متغيرة مثلا أو ما شابه. هناك حل بسيط وسهل، المصباح الكهربى يتكون من سلك من التنجستن يضئ بارتفاع حرارته. ومن المفيد أن نعرف أن درجة التوهج هذه تسبب ارتفاع مقاومته حتى سبع أمثال القيمة وهى باردة، ولو لاحظت – تجد أن مصابيح المنزل التقليدية دوما تتلف لحظة التشغيل ونادرا جدا أن تتلف أثناء العمل لأنها تكون قد سخنت وقلت مقاومتها للحد المطلوب، أما عند البدء وهى باردة تكون مقاومتها صغيرة والتيار شديد.
يمكننا أن نستغل هذه الخاصية لتغيير كسب المكبر بحيث كلما زاد اتساع الموجة المتولدة من المولد، ترتفع حرارتها وتزداد مقاومتها ويقل الكسب ليستقر عند حد معقول ولهذا يعتبر هذا النوع من أفضل المولدات لانخفاض التشوه (محتوى التوافقيات) فى الموجة المتولدة.

وهذه هى الدائرة مع إضافة اللمبة L1 وهى من اللمبات الصغيرة المستخدمة كمبين.
الملف التالى هدية من شركة National Semiconductor وهى من أكبر مصنعى الدوائر المتكاملة ويحتوى مجمع لأغلب الدوائر بمكبر العمليات فى 88 دائرة. ولو استوعبتها، يمكنك أن تصمم أى دائرة كبيرة من هذه الدوائر كأجزاء. هذا موقع الملف، ولأهميته قمت برفعه هنا فى المنتدى أيضا وهو بالمرفق.
http://www.national.com/an/AN/AN-31.pdf
لو أردت شرح أى دائرة منها يمكنك أن تضعها كمشاركة جديدة أو فى موضوع “نقاش علمى” لمناقشتها و معذرة لا يتسع المجال لشرحها كلها داخل هذه السلسلة
لا يمكن أن نتحدث عن المكبرات دون ذكر مكبر “نورتن”، و ربما نذكر من تحليل الدوائر أن تحليل التيار كان يسمى بهذا الاسم، و من هنا اشتق هذا الاسم. يوجد منه رقم واحد رباعى أى به 4 وحدات وهو LM3900 وطبعا بثلاث درجات
LM1900-LM2900-LM3900
وآخر LM3301 وهما متكافئان تقريبا
وهو يختلف عن المكبرات العادية فى كون دائرة الدخول ليست مكبر تفاضلى ولكن دائرة ترانزيستور عادية يطرح فيها تيار الطرف السالب من تيار الطرف الموجب والتيار الباقى يستخدم لتشغيل الترانزيستور و من ثم باقى المكبر. الفرق هو أن الخرج لا يعتمد على الجهد ولكنه يعتمد على فرق التيار هذا أى ما يشابه تحويل التيار إلى جهد مكبر. هذا النوع له استخدامات مع الحساسات التى تولد تيار مثل قارئ الكروت المغناطيسية و مستقبلات الأشعة تحت الحمراء و خلافه. يمكن من الرابط التالى تحميل جدول خواصه.
http://www.datasheetspdf.com/PDF/LM3900/545640/1
سنتحدث عنه المرة القادمة إن شاء الله

122

مكبر نورتن – تحويل التيار إلى جهد Norton Amplifier:

من صفحة البيانات نجد أن رمز المكبر كما هو بالصورة و أيضا تركيبة من الدخل

و لفهم نظرية عمله نجد كما بالصورة أليسرى نرى من الشكل أن هذا هو النوع الوحيد الذى لا يعتمد على مكبر تفاضلى كمرحلة دخول ولكنه يعتمد طريقة مختلفة.
الدخل السالب (العاكس) يدخل على قاعدة الترانزيستور Q1 وهو بالطبع تيار القاعدة.
الدخل الموجب (الغير العاكس) لا يدخل على قاعدة الترانزيستور Q2 كما يبدو لأول وهلة و ذلك لوجود الثنائى بين القاعدة و الباعث مما يجعلهما مصدر تيار ثابت. لذا فالتيار أساسا يمر فى الثنائى (راجع الشرح فى المكبر التفاضلى) و يكون مثيله مار فى باعث Emitter الترانزيستور هو سيظهر كتيار مجمع Q2 Collector وهو سيطرح من التيار قاعدة الأول Q1 (العاكس) على الطرف الآخر.
فرق التيارين يظهر على مجمع Q1 و يكبر بواسطة باقى المكبر.

نلاحظ من الخواص أن هذا المكبر يفتقر لتكبير الجهد فهو من 1000 إلى 3000 مقارنة بما سبق 50000 فى المكبر 741 ولكن اهتمامنا هنا أساسا بالتيار وهذه الخاصية مطلوبة.
لاحظ أيضا أن التيار يجب ألا يزيد فى الدخل عن 20 مللى أمبير حتى لا يسبب تشبع.

الدائرة المبينة على اليسار تعتمد على مجس مغناطيسى أو لاقط مغناطيسى حيث يتولد تيار نتيجة قطع الملف لخطوط القوى المغناطيسية الضعيفة، و هذا التيار يكفى لتشغلي المكبر و الحصول على نبضات مربعة يمكن استغلالها فى أى دائرة بعد ذلك.
الدائرة على اليمين مشابهة للسابقة و تستخدم فى دوائر قراءة الشرائط المغناطيسية و الكروت الممغنطة. الفرق أن هذه نسبة للأرضى بينما السابقة لا تصل مباشرة بالأرضى.

كل الدوائر السابقة، كسبها ثابت و يعتمد على قيم المقاومات، فى المرة القادمة إن شاء الله نتحدث عن نوع فريد من مكبر العمليات ذو كسب متغير. هل

إعجاب واحد (1)
123

مكبرات الكسب المتغير Variable gm

هل تذكر المكبر التفاضلى؟ هل تذكر المكبر ذو الذيل الطويل Long Tail Differential Amplifier?
المكبر الذى استخدمنا ترانزيستور ثالث فى دائرة الباعث للترانزستورين.

هل تذكر حينما قلنا أن الكسب يعتمد على التيار فى الترانزيستور Q3 ؟ الآن علمنا أن مكبر العمليات يعتمد أساسا على هذه النوعية من المكبرات. ماذا أو وصلنا قاعدة Q3 Base بطرف خارج المكبر ؟
طبعا تتوقع أن الكسب يمكن أن نتحكم فيه أيضا بتغيير التيار الداخل لهذا الطرف! وهكذا حصلنا على المكبر رقم LM13700 و الرابط الخاص ببياناته هو
http://www.datasheetspdf.com/PDF/LM13700/63900/1
و لفهم عمله هذه صورة التركيب الداخلى لواحدة من المكبرين داخل كل وحدة

من رسم التركيب الداخلى نجد الترانزستورات Q4,Q5 هما المكبر التفاضلى التقليدى و مقاومة الباعث Emitter مكونة من الترانزيستور Q2,D1,Q1 فى صورة مصدر التيار الثابت السابق شرحه وهكذا تكون “الذيل الطويل” Long Tail و يجب هنا ألا ننسى أن هذه المجموعة Q2,D1,Q1 لا تشمل أى انحياز أى أن تيار قاعدة Q2 على خلاف الأمثلة السابقة ليس له مسار وبالتالى سيكون هذا الترانزستور فى حال القطع والمكبر بكامله أيضا. لماذا؟ لسبب بسيط وهو أنك تحدد كسب المكبر بإمداده بهذا التيار من الخارج و التحكم فيه حتى حد القطع.
الأحمال على المجمع Collector هى مصادر تيار ثابت Constant Current Sources الأول مكون من Q6,D4 والخرج من خلال Q7 والآخر مماثل له من Q10,D6 والخرج من Q11 والباقى سبق قوله فى LM741
المدخل لقاعدة Q2 من خلال الطرف رقم 1 للمكبر الأول و رقم 16 للمكبر الثانى يتحكم فى تبار Q2 وبالتالى فى كسب المكبر التفاضلى و الوحدة ككل
الثنائيات D2,D3 تسمى Linearizing Diodes تستخدم لتحسين الأداء بتقليل التشويه و السماح بمدى أوسع لإشارة الدخول.
بتغيير تيار الأطراف 1،16 نتحكم فى كسب المكبر المناظر على مدى 1 : مليون مرة أى مثلا تغير الخرج من 1 ميكرو فولت إلى واحد فولت. هذا الطرف يمكن التحكم فيه بمفتاح متحرك أو من خرج D/A يتحكم فيه ميكرو أو مخرج دائرة ريموت كنترول.
أول تطبيق سنجده فى صفحة 8 شكل 4 وهو تحكم فى شدة الصوت لمكبر ستريو، الرسم يبين مكبرين واحد لكل مسار صوتى والتحكم من خلال مفتاح واحد يدخل جهد التحكم على الطرف Vc على طرفى التحكم 1،16 بينما الحل التقليدى السابق كان مفتاح مزدوج . هذا التطبيق يتيح آفاقا عديدة من الاستخدامات حيث يمكن أن يكون هذا التحكم من دائرة يتحكم فيها حاسب آلى مثلا.

المثال الثانى هو تعديل الاتساع وهو الشكل التالى فى نفس الصفحة
تعديل الاتساع كما نعلم هو تغيير اتساع الموجة الحاملة Carrier Wave بما ينتظر الإشارة المراد إرسالها.
من هذا، لو وضعنا الموجة الحاملة Carrier Wave على دخل المكبر، ووضعنا الإشارة المراد إرسالها على طرف تعديل الكسب Gain سنجد أن الخرج يتغير اتساعه بما يناسب الإشارة.
فى شكل 6 صفحة 9 نجد دائرة اسمها Four Quadrant Multiplier أى ضارب الأربع أرباع.
ما هذا الاسم الغريب المضحك؟
الكثير من الطلبة يتناولون مشروع “عداد الكهرباء” و يستخدمون ميكرو و برنامج لحساب القدرة.
كيف يحسب الميكرو القدرة؟ ما لم يأخذ العينة لكل من الفولت والتيار و يكون الضرب اتجاهيا بمعنى مراعاة الإشارة – ستكون النتيجة خاطئة و سيحسب العداد القدرة الغير فاعلة باعتبارها فاعلة.
منذ سنوات عديدة و محاولات تصميم دوائر تقوم بهذا الضرب الاتجاهى قائمة فحساب الطاقة الصحيح لا يهم كثيرا فى التيار العمومى فالأجهزة التى تقوم بهذا العمل متوافرة و رخيصة ولا تهم المستهلك العادى فلن تذهب لشراء جهاز للمنزل ولكن الشركة تمد بكل شيء.
فكر فى محاولة قياس القدرة الخارجة من مكبر للسماعات بكامل النطاق الترددى من 20 ذ/ث إلى 20 ك ذ /ث – بالتأكيد لن تجد جهاز مناسب كما أن الملفات المناسبة للتردد 20 لا تناسب 20000 بالتأكيد.
وفى عالم الالكترونيات هذه الاحتياجات متنوعة .
إن افترضنا أن فرق الوجه مضمون و نريد فقط الضرب دون اعتبار للإشارة فأنت تضرب نصفى الموجة و تعممها على الباقى و من ثم سميت دائرة ضرب نصف الموجة أو 2 ربع حيث لو كان هناك فرق وجه لن يكون الربعين متجاورين (وهو ما يوحى به ضرب نصف الموجة) ولذا اختيار التعبير “ربعى الموجة” أدق
و بتصميم دائرة تعطى الضرب الصحيح لكل أجزاء الموجة سميت بدلا من الموجة الكاملة “الأربع أرباع” لتوحى بأن نتيجة الضرب صحيحة دوما
الدائرة ببساطة تتحقق بإدخال عينة الفولت على أحد الأطراف (الدخول أو التحكم فى الكسب) و عينة التيار على الطرف الآخر و بما أن الخرج يساوى الكسب × الدخول و الكسب متناسب مع الجهد على الطرف المتحكم فى الكسب إذن النتيجة محققة.
هناك العديد من الدوائر ولكن سنكتفى بشرح دائرة تهم الكثيرين أيضا هى AGC أو التحكم الذاتى فى الكسب، وهى دائرة كلما زاد الدخل تقلل من الكسب والعكس لتبقى الخرج عند مستوى يكاد يكون ثابت لا يتغير، مثل الموجودة فى كثير من أجهزة التسجيل.
فى نفس الصفحة 9 الشكل يستخدم الحقيقة أن الكسب يمكن التحكم فيه إما بتيار التحكم أو تيار ثنائيات الخطية linearizing diode وهذه الدائرة مثال على ذلك
ربما تفضل استخدام دائرة تقويم التيار لتحصل على تأخير فى الاستجابة، أنت المصمم أفعل ما شئت.

فى المرة القادمة إن شاء الله نتحدث عن LM567 وتسمى Tone Decoder أو محلل النغمات

124

محلل النغمات 567 LM567 Tone Decoder

أولا ما هو محلل النغمات أو Tone Decoder ؟ هو عبارة عن دائرة متكاملة تستطيع التمييز بين نغمة أو تردد محدد وسط مجموعة ترددات و إعطاء خرج يحدد ما إذا كان هذا التردد موجودا أم لا
هذا الوصف لأبسط أشكال هذه الوظيفة و أوسعها استخداما أيضا لأنها لا تحدنا بتردد محدد، و هناك صورة مركبة من هذه الوظيفة تسمى DTMF decoder أو محلل النغمات المزدوجة معددة التردد وهى باختصار الأنغام التى تحدد أرقام الهاتف والمصاحبة لها.
من أكثر استخداماتها FSK ، التحكم عن بعد
و لماذا نصنع دائرة متكاملة خصيصا لهذا الغرض؟
ببساطة عند الرغبة فى عمل هذه الوظيفة عند تردد أعلى من 300ك سنجد من السهل توفير دائرة رنين من ملف ومكثف لأداء الوظيفة على أفضل وجه لكن كلما قل التردد زادت سعة المكثف و حث الملف ممل يجعل الملف كبيرا من جهة الحجم و تزداد مقاومة السلك مما يقلل معامل الجودة (راجع موضوع دوائر الرنين) و تقل انتقائيتها للتردد.
فمثلا لو أردت تردد مثل 300 ذ/ث و كانت الجودة 10 إذن 300 ÷ 10 = 30 ذ/ث لكن بانتقائية تصل 2%
فالنطاق سيصبح 6 ذ/ث
الحل البديل أن تستخدم دائرة مكبر عمليات مع مرشح T مزدوج للحصول على انتقائية عالية ثم دائرة تقويم للحصول على إشارة الخرج و مقارن للحصول على المطلوب
إذن بكل ألمقاييس هذه القطعة أرخص فثمنها لا يتعدى ثمن مكبر العمليات التقليدى بكثير.
من التطبيقات الشيقة التى نفذتها قبل ظهور الميكرو كونتروللر، هو مسجل عادى من النوع ستريو واستغللت أحدى القناتين لتسجيل الشرح و الأخرى لتسجيل نغمات تحكم كل نغمة تضئ مكان محدد متزامنا مع الشرح (نموذج مصغر للصوت والضوء)
الآن طبعا استخدام الميكرو و الام بى ثرى يقدم نتائج أفضل من الكاسيت إلا أن مجالات الاستخدام محصورة بخيالك فيمكن استخدامها مع التليفون لتمييز الرقم المطلوب مشغول أم جرس و متى يرد لإرسال أوامر تشغيل عبر الهاتف كما أن طريقة DTMF ترسل أمرا واحدا فى المرة الواحدة لكن هذه الطريقة ترسل عدد من الأوامر معا.
من يقول أنه يستطيع أن ينفذ هذه الوظيفة بالميكرو أقول قارن الثمن ووقت التنفيذ ، هذه القطعة تعطيك الوظيفة بينما يقرر الميكرو ماذا يفعل بعد ذلك.
يمكنك تحميل صفحة المواصفات من هذا الرابط
http://www.datasheetspdf.com/PDF/LM567/53610/1

ستجد تركيب الدائرة عبارة عن
تتكون من مذبذب يتغير تردده بالجهد و المسمى Voltage Controlled Oscillator واختصارا VCO وهذا المذبذب ذو درجة ثبات عالية و التحكم فى تردده بواسطة مقاومة بين الطرفين 5،6 و مكثف بين الطرف 6 والأرضى. يمكنك تغيير التردد بنسبة 20:1 بتغيير هذه المقاومة فقط و طبعا باختيارها ذات دقة عالية يمكنك تحديد التردد أو إن لم تجد فيمكنك اختيار مقاومة ثابتة و أخرى متغيرة على التوالى و طبعا للحصول على دقة عالية فى الضبط تكون المقاومة المتغيرة من 1/10 إلى نصف المقاومة الثابتة. كما يمكن اختيار مقاومة متعددة اللفات أيضا.
هناك كاشفى وجه Phase Detectors بينهما 90 درجة و يسميان I,Q وهو اصطلاح لهذه التقنية و تستخدم لإضافة دقة كشف أعلى.
التردد المطلوب الكشف عن وجودة يحدد بالعلاقة ألمبينه حيث المقاومة ما بين طرفى 5،6 و المكثف بين 6 والأرضى
التردد = 1 ÷ حاصل ضرب (1.1 × المقاومة × المكثف)
الدخول وهو الإشارة المطلوب فحصها و معرفة ما إن كانت تحتوى هذا التردد أم لا، يوصل إلى الطرف 3 وهو يغذى هذين الكاشفين أيضا فكما نعلم كاشف الوجه يقارن إشارتين ويعطى فرق الوجه بينهما و عند التردد الصحيح وتطابق الوجه يكون خرج أحدهما أقصى ما يمكن.

الخرج الطرف رقم 8 عبارة عن ترانزيستور ذو مجمع مفتوح Open Collector و عند التردد الصحيح يكون فى حال التشبع و يمكنه تشغيل ريلاى مباشرة، و إذا خرج التردد عن القيمة الصحيحة يعود لحالة القفل OFF مرة أخرى، ولذلك تجد فى كل دوائر هذه القطعة دوما يوصل مقاومة للتغذية الموجبة Pull Up.

لكن التردد الدقيق أمر غير مرغوب دوما حيث هناك احتمال أن تتغير الأمور فى نطاق محدود، لهذا كان الطرف 2 المسمى LOOP Filter ووضع مكثف بينه و بين الأرضى يزيد عرض النطاق المقبول وفى صفحة 8 تجد المعادلة التى تحدد علاقة هذا النطاق بالنسبة لهذا المكثف.
النطاق هنا = 1070 مضروبا فى الجذر التربيعى لقسمة جهد الدخول على تردد المذبذب×C2 بالميكروفاراد أى لا تحول القيمة للفاراد بالقسمة على 10^6 فالثابت 1070 أخذ هذا التحويل فى الحسبان لكن جهد الدخول بالفولت ولاحظ أنه يجب ألا يزيد عن 200 مللى فولت . الزيادة عن ذلك تزيد من الاستجابة الخاطئة

وهذا خطأ يقع فيه الكثير حيث يأخذ الخرج من دائرة رقمية مباشرة تعطى 5 فولت أو 12 فولت لدخل هذه الدائرة وهذا لا يمكن من فصل الترددات عن بعضها بنفس الجودة.
وكيف أثبت جهد الدخول عند 200 مللى؟
هذه الدائرة يعطى 600 مللى و يمكن استخدامها مباشرة أو استخدام ثنائيات جرمانيوم تحصل على 400 مللى أو شوتكى تحصل على 300 مللى كل هذه القيم رغم أن بعضها أكبر قليلا من 300 مللى فولت إلا أنها تعطى نتائج مرضية.

عادة تستجيب هذه الدائرة فى خلال ثمانى ذبذبات من الدخول، إن شئت التأخير عن ذلك يمكنك إضافة مكثف آخر على الطرف رقم 1
فى صفحة 6 كيف تستخدمها لتحليل نغمات التليفون ألمسماه DTMF لتتمكن من إرسال أوامر عبر الهاتف
هذا النظام يستخدم ترددات فريدة لتكويد الأرقام و يمكن بها إرسال 16 كود مختلف 10 منها للأرقام و الباقية يمكن استخدامها لإرسال أوافر للسنترال (البدال أو المغير) لتنفيذ أوامر خاصة كتحويل المكالمة الخ
لذا لو فضلت استخدام القطعة الشهيرة CN8870 ستجد أنها مجموعة من هذه الوظيفة و تعطى الرقم ثنائى مباشرة و إشارة تفيد “لدى رقم الآن” و السبب فى ذلك أنها لو لم يأتى تردد سيكون الخرج = صفر رقمى وهذا قد يوحى بخطأ فما لم يعطى إشارة أن الرقم صفر حقيقى لا يجب أن نقرأ خرج القطعة
وهذا عكس الدائرة المشروحة فى 567 فعندما لا يكون هناك دخل، لا يكون هناك خرج.

125

مكبرات القدرة LM380-LM386 و غيرها:

باستخدم مكبر عمليات مضاف إليه ترانزيستورى قدرة فى الخرج يمكن أن نحصل على مكبر قدرة .
من أشهر هذه الوحدات LM380 بقدره تصل إلى 2.5 وات و الوحدة LM386 المزودة بمكبر إضافى و بقدرة تصل إلى من نصف إلى وات كامل. السبب الذى اخترت من أجله هذين الرقمين أنهما يعطيان فى مدى التردد الفوق صوتى مما يوسع نطاق استخداماتهما كثيرا فالأول يعطى عند تردد حتى 100 ك هرتز و الثانى حتى 300 ك هرتز بينما غالبية الأرقام الأخرى تقف عند 20 إلى 30 ك فقط.

المتكاملة LM380 مكبر قدرة:

هذه الدائرة تبين تركيبها من الداخل حيث تري القوس الأحمر يقسمها جزأين الأيمن مكبر للقدرة و الأيسر هو مكبر تفاضلى مثيل لما شرح فى مكبر العمليات LM358 حيث يستخدم ترانزيستورات م س م P N P بهدف أن يكون فاعلا فى جهود الدخول القريبة من الأرضى لذا لا يحتاج لإستخدام جهدين موجب و سالب ككثير من المتكاملات الأخرى

من الملاحظ أيضا أن باعث ترانزيستو القدرة متصل بستة أطراف من المتكاملة بهدف التبريد وهى 3،4،5،10،11،12 و لذا يجب توصيلها خارجيا بالطرف الأرضى الخاص بالمكبر رقم 7 و لهذا يكون شكل المتكاملة كما يلى

و ترى الأطراف الوسطى مكتوب عليها GND و عليها ملحوظة انها أطراف المبرد.
المبرد المقترح من الشركة الصانعة مبين فى الداتاشيت وهو شريحتين معدنيتين يمكنك قصهما من أى علبة معدنية قابلة للحام (الألومنيوم لا يقبل لحام القصدير) وهى 3.8 × 3.8 سم و يفضل ثنيهما من الجانبين حتى تبتعد عن باقى الأطراف فلا تتلامس معها و تلحم واحدة على كل جانب فوق الأطراف الثلاث الوسطى.

من خواصها انها تقبل مدى واسع من جهد التغذية من 10 حتى 20 فولت و خرجها محمى من القصر و أيضا أن كسبها مثبت عند 50 وهذا يجعل الحساب أسهل.
فمثلا لو ستستخدم 10 فولت للتغذية، سيكون الخرج +/- 5 فولت و بالقسمة على 50 يكون تحتاج 100 مللى فولت للدخول للحصول على القدرة الكاملة.

دوائرها عديدة و الداتا شيت حافل وهنا دارتين منها

الدائرة العليا هى مكبر تقليدى وهى تستخدم للأقط تشغيل الإسطوانات كما تصلح لتكبير الإشارة من أى جهاز مزود بمخرج صوت مثل الحاسب أو المحمول أو أى عازف mp3 مثلا أو خرج مستقبل اقمار “دش” الخ، حيث نلاحظ فى التوصيل الأساسى لها أن الدخول عادة ما يكون للطرف الموجب أى الغير عاكس، وهذه النقطة هامة جدا فى انظمة الستيريو حيث فرق الوجه بين السماعات يسبب فرق كبير فى خروج الصوت مجسم أم مجرد صوت.
الطرف العاكس “السالب” هنا غير متصل بشيئ ولو كان مصدر الصوت ذو مقاومة كبيرة فيفضل توصيل مثيلها (مقاومة بقيمة مقاربة) بين الطرف العاكس و الأرضى لحقيق التماثل فى ترانزيستورى الدخل و من ثم يكون الخرج بدون صوت فى منتصف جهد التغذية و كثيرا ما يستخدم فى التغذية العكسية بهدف زيادة الخرج عند ترددات ما لتعديل التغمة.
مقاومة متغيرة 25ك للتحكم فى شدة الصوت و المقاومة 10 ك مع المكثف 0.05 ميكرو للتحكم فى النغمة.
يفضل استخدام مكثف ترشيح بين الطرف 1 والأرضى لترشيح مسار التغذية داخل المتكاملة و تقليل أثار الطنين و تقليل احتمالات الإهتزاز.
مرشح الخرج المقاومة 2.7 أوم و مكثف 0.1 ميكرو للأرض لإخماد الإهتزازات و استقرار المتكاملة.
الدائرة الثانية تسمى قنطرة حيث يغذى مدخلى المتكاملتين عكس بعضهما وبهذا عندما يتجه خرج إحداهما للموجب يتجه خرج الأخرى للأرض و بهذا يزداد فرق الجهد على السماعة المتصلة بين الخرجين فتزيد قدرة الخرج.
و فى الداتا شيت أيضا دائرة تستخدم تليتوك للإتصال بين نقطتين باستخدام السماعة كميكروفون فى الجهتين و دائرة مهتز يولد موجة جيبية لكن بقدرة 2.5 وات.
المرة القادمة إن شاء الله LM386 أعلى كسبا من هذه

126

المكبر ‏ LM386‎

المتكاملة ‏‎ LM386‎‏ هى مثيلة السابقة إلا أن قدرتها أقل و كسبها أعلى و تستخدم أكثر فى وحدات البطارية حيث ‏تعمل بتغذية من 4 فولت إلى 12 فولت.‏
كسب هذه المتكاملة يمكن تغييره من 20 إلى 200 من خلال طرفي الكسب ‏Gain‏ رقمى 1،8 حيث بتوصيل قصر ‏بينهما أو مكثف كبير القيمة يزداد الكسب إلى 200.‏
يمكن استغلال هذه الخاصية فى التحكم فى النغمات فيمكن باستخدام مقاومة متغيرة و مكثف بينهما التحكم فى ‏الترددات المنخفضة و زيادتها.‏

الداتا شيت به العديد من الدوائر كالمذبذبات و مكبرات و مولدات موجة جيبية .‏
هناك لتطبيقات الستيريو أو الصوت المجسم المتكاملة ‏LM3886 ‎‏ وهى تحتوى زوجين من المكبرات.‏
النطاق الترددى العريض لهذه المتكاملات و الذى يصل حتى 1 ميجا (على حساب الكسب) يجعل استخداماتها ‏خاصة فى مجال الفوق صوتيات لا توازيها متكاملات أخرى
هنا نقطة يجب أن نتذكرها وهى أن لو اخترنا الكسب العالى لهذه المتكاملة قد لا يكون من السهل استخدام لوحة ‏التجميع ‏Bread Board‏ فالكسب العالى مع القدرة على التكبير فى الترددات العالية يجعلا من السهل أن تهتز و ‏تعمل كمذبذب و أشهر ظواهرها هنا أنها لا تعطى خرجا إطلاقا – يظن البعض أنها لا تعمل لكن لو وضعت ‏اوسيلوسكوب على الخرج ستجد تردد عالى بجهد مساوى للتغذية لذا قد تحتاج لتعديل الدائرة لإخماده. أيضا ‏يمكنك معرفة ذلك بتوصيل مكثف مثل 0.1 ميكرو او اكبر بين الخرج و الأرضى ستتوقف الإهتزازات لكن ربما ‏يكون الصوت غليظأ بعض الشيء لإختفاء الترددات العالية.‏
من المفضل دوما مع الكسب العالى استخدام البوردة و مراعاة التوزيع و التوصيل المناسبين للترددات العالية ‏حيث تقل التداخلات و المسارات المشتركة بقدر الإمكان.‏
باقى المتكاملات من عائلة ‏TDA‏ و غيرها مشابهة من حيث التركيب الداخلى إلا أنها محدودة النطاق الترددى ‏بالحدود الصوتية أى 20 ك و توصيلاتها سهلة وموجودة بالداتا شيت – فقط راعى بعضها يحتاج تغذية واحدة و ‏غالبا 12 فولت وهى تناسب البطاريات أى للسيارات أساسا و بعضها للقدرات الكبيرة تعمل بجهدين مثل +/- 30 ‏فولت او +/- 40 فولت وهكذا

أكبر هذه المتكاملات تعطى 240 وات ‏RMS‏ عند 4 اوم أى تستطيع تشغيل ثلاجة صغيرة و تكافئ 50 كيلو وات ‏أو اكثر بالوحدات ‏PMPO‏ الهلامية و المشروحة سابقة. هذه المتكاملات تحتوى المبرد و لها ستة أطراف
أربعة للتغذية +/- 60 فولت مع الأرضى المشترك بين التغذية و الخروج ‏
طرف للدخول وطرف أرضى و يحتاج 0.5 فولت لتعطى كامل الخرج و بنطاق ترددى حتى 70 ك هرتز .‏
هذه المتكاملة محمية من القصر و ارتفاع الحرارة وهى من انتاج شركة ‏ILP‏ الإنجليزية
http://www.ilpelectronics.com/amplifiers/audio_hy2006.asp
و توفر أيضا مجموعة من 20 وات فأكثر و توفر وحدات التغذية و مكبرات الأولية ‏Pre- Amplifiers‏ أى كل ما ‏يلزم لعمل مكبر فى خمسة دقائق.‏

هكذا أكون قد غطيت أكثر المجالات استخداما فى المتكاملات الخطية ولكن هناك دوما غيرها العديد فهناك شركة ‏متخصصة فى انتاج المتكاملات التماثلية و اسمها ‏Analog Devices
http://www.analog.com/en/index.html
متخصصة فى المتكاملات التماثلية لمعالجة البيانات فى كافة اشكالها.‏
أرجو أن يكون هذا الشرح قد أفاد من بذل الوقت مشكورا لقراءته.‏

127

السلام عليكم
مجهود رائع. بارك الله لك فى علمك ووقتك وجزاك الله خيرا وجعله فى ميزان حسناتك

128

أسعدنى مروركم الكريم

129

السلام عليكم **
اريد تعديل اتجاة الكتابة … كيف؟

130

بارك الله فيك وجزاك خيرا

131

مولدات الموجة ألجيبيه:
مذبذب م س:
التردد كما هو بالمعادلة فى الصورة و القيمة n هى عدد مراحل م س فى الدائرة وهى هنا ثلاث مراحل فتصبح جذر 6 أى 2.45 فيكون

نشكركم على الشرح و السؤال أين الصورة المذكورة فى الموضوع ؟؟

132

شكرا للتنبيه وقد تم إعادة رفع الصورة
فى أول مشاركة فى السلسلة تجد رابط للسلسلة كاملة بصورة pdf

133

أ / مجد عباس محمد جزاكم الله خيرا على هذا الجهد و لدى سؤال … أين رسوم الدوائر فى الصفحة 5 للمذبذبات ؟

134

جزاكم الله خير مجهود رائع

135

جزاك الله الف خير على ما قدمت من معلومات قيمة

137

الشرح غير واضح بالنسبة للدائرة الثانية اتمنى الشرح بتفصيل اكثر ارجوكم

138

متابعة المناقشة من تصميم الدوائر الإلكترونية:

شكرا لإهتمامكم
أى دائرة تقصد ؟

إعجاب واحد (1)