An מגבר מכשור הוא סוג אחד של IC (מעגל משולב) , משמש בעיקר להגברת אות. מגבר זה נכנס למשפחה של מגבר הדיפרנציאל מכיוון שהוא מגדיל את הפער בין שתי כניסות. תפקידו העיקרי של מגבר זה הוא הפחתת רעש עודף שנבחר על ידי המעגל. היכולת לסרב לרעש מוכרת לכל סיכות IC הידועות בשם CMRR (יחס דחייה במצב משותף) . ה מגבר מכשור IC הוא מרכיב חיוני בתכנון המעגל בשל מאפייניו כמו CMRR גבוה, רווח לולאה פתוחה הוא גבוה, סחף נמוך כמו גם קיזוז DC נמוך וכו '.
מהו מגבר מכשור?
מגבר מכשור משמש להגברת אותות ברמה נמוכה מאוד, דוחה אותות רעש והפרעות. דוגמאות יכולות להיות פעימות לב, לחץ דם, טמפרטורה, רעידות אדמה וכן הלאה. לכן, המאפיינים החיוניים של מגבר מכשור טוב הם כדלקמן.
- תשומות ל מגברי מכשור תהיה עם אנרגיית אות נמוכה מאוד. לכן מגבר המכשור צריך להיות בעל רווח גבוה והוא צריך להיות מדויק.
- הרווח צריך להיות מתכוונן בקלות באמצעות שליטה אחת.
- עליו להיות בעל עכבת כניסה גבוהה ועכבת תפוקה נמוכה כדי למנוע טעינה.
- מגבר המכשור צריך להיות בעל CMRR גבוה מאז המתמר הפלט בדרך כלל יכיל אותות מצב נפוץ כגון רעש כאשר הם מועברים על חוטים ארוכים.
- כמו כן, עליו להיות בעל קצב סיבוב גבוה בכדי להתמודד עם זמני עלייה חדים של אירועים ולספק תנודת מתח יציאה מקסימאלית.
מגבר מכשור באמצעות מגבר אופ
ה מגבר מכשור באמצעות מעגל מגבר אופ מוצג להלן. ה מגברים אופ 1 & 2 הם מגברים שאינם הופכים ומגבר 3 הוא a מגבר הבדל . שלושת המגברים הללו יחד, מהווים מגבר מכשור. הפלט הסופי של מגבר המכשור Vout הוא ההפרש המוגבר של אותות הקלט המופעלים על מסופי הכניסה של מגבר ה- op 3. תנו לפלטים של מגבר ה- 1 ו- OP-amp 2 להיות Vo1 ו- Vo2 בהתאמה.
מגבר מכשור באמצעות מגבר אופ
לאחר מכן, Vout = (R3 / R2) (Vo1-Vo2)
התבונן בשלב הקלט של מגבר המכשור כפי שמוצג באיור למטה. ה גזירת מגבר מכשור נדון להלן.
הפוטנציאל בצומת A הוא מתח הכניסה V1. מכאן שהפוטנציאל בצומת B הוא גם V1, מתוך הרעיון הקצר הוירטואלי. לפיכך, הפוטנציאל בצומת G הוא גם V1.
הפוטנציאל בצומת D הוא מתח הכניסה V2. מכאן שהפוטנציאל בצומת C הוא גם V2, מהקצר הוירטואלי. לפיכך, הפוטנציאל בצומת H הוא גם V2.
שלב הקלט של מגבר המכשור
ה עבודה של מגבר המכשור הוא, באופן אידיאלי הנוכחי לשלב הקלט המגברים הוא אפס. לכן הנוכחי אני דרך הנגדים R1, Rgain ו- R1 נשארים זהים.
מגיש בקשה חוק אוהם בין הצמתים E ו- F,
I = (Vo1-Vo2) / (R1 + Rgain + R1) ………………………. (1)
I = (Vo1-Vo2) / (2R1 + Rgain)
מכיוון שאף זרם לא זורם לכניסת המגברים 1 & 2, ניתן לתת את הזרם I בין הצמתים G ו- H כ,
I = (VG-VH) / Rgain = (V1-V2) / Rgain ……………………….(שתיים)
משוואת משוואות 1 ו -2,
(Vo1-Vo2) / (2R1 + Rgain) = (V1-V2) / Rgain
(Vo1-Vo2) = (2R1 + Rgain) (V1-V2) / Rgain ………………………. (3)
הפלט של מגבר ההפרש ניתן כ,
Vout = (R3 / R2) (Vo1-Vo2)
לָכֵן, (Vo1 - Vo2) = (R2 / R3) Vout
מחליף (Vo1 - Vo2) ערך במשוואה 3, נקבל
(R2 / R3) Vout = (2R1 + Rgain) (V1-V2) / Rgain
כְּלוֹמַר Vout = (R3 / R2) {(2R1 + Rgain) / Rgain} (V1-V2)
משוואה זו מעל נותנת את מתח המוצא של מגבר מכשור.
הרווח הכללי של המגבר ניתן על ידי המונח (R3 / R2) {(2R1 + Rgain) / Rgain} .
עליית המתח הכוללת של מגבר מכשור ניתן לשלוט על ידי התאמת הערך של הנגד Rgain.
הנחתת האות המשותף למגבר המכשור מסופקת על ידי מגבר ההפרש.
היתרונות של מגבר מכשור
ה היתרונות של מגבר האבזור כלול את הבאים.
- הרווח של שלושה מגברי אופ מִכשׁוּר מעגל מגבר ניתן לשנות בקלות על ידי התאמת הערך של הנגד Rgain בלבד.
- הרווח של המגבר תלוי רק בנגדים החיצוניים המשמשים.
- עכבת הקלט גבוהה מאוד בשל תצורות עוקב הפולט של המגברים 1 ו -2
- עכבת הפלט של מגבר המכשור נמוכה מאוד בגלל מגבר ההבדל 3.
- ה- CMRR של מגבר אופ 3 הוא גבוה מאוד וכמעט כל אותות המצב הנפוץ יידחו.
יישומים של מגבר מכשור
ה יישומים של מגבר האבזור כלול את הבאים.
- מגברים אלה כרוכים בעיקר במקום בו נדרש דיוק של רווח דיפרנציאלי גבוה, יש לשמור על חוזק בסביבה רועשת, כמו גם במקום בו נמצאים אותות ענקיים של מצב משותף. חלק מהיישומים הם
- משתמשים במגברי מכשור ב רכישת נתונים מ- o / p קטן מתמרים כמו צמדים תרמיים , מדדי מתח, מדידות של גשר ויטסטון , וכו.
- מגברים אלה משמשים בניווט, רפואי, מכ'ם וכו '.
- מגברים אלה משמשים לשיפור ה- יחס S / N ( אות לרעש ) ביישומי שמע כמו אותות שמע עם משרעת נמוכה.
- מגברים אלה משמשים להדמיה וכן לרכישת נתוני וידאו בהתניה של אות במהירות גבוהה.
- אלה מגברים משמשים במערכות כבל RF להגברת האות בתדר גבוה.
ההבדל בין מגבר תפעולי למגבר מכשור
ההבדלים העיקריים בין המגבר התפעולי למגבר המכשור כוללים את הדברים הבאים.
- An מגבר תפעולי (מגבר אופ) הוא סוג אחד של מעגל משולב
- מגבר המכשור הוא סוג אחד של מגבר דיפרנציאלי
- ניתן לבנות מגבר מכשור עם שלושה מגברים תפעוליים.
- את מגבר הדיפרנציאל ניתן לבנות עם יחיד מגבר תפעולי .
- מתח המוצא של מגבר ההפרש מושפע בגלל נגדי ההתאמה
- מגבר מכשור מציע רווח עם נגד יחיד בשלב הראשוני שלו שאינו זקוק להתאמת נגדים.
לפיכך, מדובר בסך הכל ב- מגבר מכשור . מהמידע לעיל, סוף סוף, אנו יכולים להסיק כי זהו מעגל משולב חיוני בעת התמודדות עם תנאי מתח נמוך. ניתן לשנות את הרווח של המגבר על ידי שינוי הנגדים בצד הקלט. למגבר זה התנגדות קלט גבוהה כמו גם CMRR גבוהה. הנה שאלה בשבילך, מה הפונקציה העיקרית של מגבר מכשור?
