recent
أخبار ساخنة

المضخمات وتطبيقاتها

admin
الصفحة الرئيسية
المضخمات هي عبارة عن دائرة الكترونية لديها القدرة على تكبير إشارة إشارة الدخل الصغيرة إلى إشارة خرج كبيرة جدا لاستخدامها في العديد من الاستخدامات والتطبيقات المختلفة.

خصائص ومواصفات المضخمات

تتمثل الخصائص و المواصفات الفنية للمضخمات في التالي:
 
  1. كسب المضخمات Amplifiers Gain
  2. عرض النطاق الترددي
  3. الحساسية
  4. معامل التشويه (نسبة الإشارة للشوشرة)
  5. ممانعة كلا من الدخل والخرج
  6. كفاءة المضخم

كسب المضخمات Amplifiers Gain

كسب المضخمات Amplifiers Gain
كسب المضخمات Amplifiers Gain

يعرف كسب المضخم أو ربحه Amplifiers Gain بأنه نسبة خرج الإشارة المضخمة إلى دخل تلك الإشارة قبل التضخيم، وكلما زادت نسبة تضخيم المضخم زادت جودة المضخم.
يرمز إلى كسب المضخم بالرمز (A) ويبين الشكل السابق المخطط الصندوقي لدارة مضخم وشكل إشارات الدخل والخرج، وتعني الرموز الآتية بالترتيب (Pi,Vi,Ii) القدرة، وتيار الدخل، وفولتية الدخل. وتمثل الرموز الآتية بالترتيب (Po,Vo,Io) القدرة، والفولتية، وتيار الخرج.

يمكن إيجاد كسب القدرة باستعمال القانون التالي:
قانون كسب القدرة للمضخمات
حساب كسب القدرة للمضخمات

في معظم التطبيقات العملية يلزم توصيل عدة مراحل من المضخمات للحصول على الكسب المطلوب، مثل مضخم تتابعي من أربع مراحل
مضخم تتابعي من أربع مراحل
مضخم تتابعي من أربع مراحل

كلما زادت قدرة الإشارة من (1) واط إلى (10) واط تضاعفت شدة الصوت، وكلما زادت قدرة الإشارة من (10) واط إلى (100) واط تضاعفت شدة الصوت أيضا.
يتبين مما سبق أن العلاقة بين قدرة الإشارة وشدة الصوت هي علاقة غير خطية، وأنها أقرب إلى العلاقة اللوغاريتمية؛ أي إن الأذن تستجيب للأصوات بطريقة لوغاريتمية. وبناء على هذه الظاهرة، يمكن تعريف الديسبل (Decibel) بأنه وحدة قياس مستوى القدرة أو الفولتية أو التيار بالنسبة إلى قيم مرجعية محددة ويرمز له بالحرفين dB ويمكن حساب كسب القدرة وكسب الفولتية وكسب التيار من خلال المعادلات التالية:

حساب كسب القدرة وكسب الفولتية وكسب التيار للمضخمات
حساب كسب القدرة وكسب الفولتية وكسب التيار للمضخمات

عرض النطاق الترددي

نطاق التردد الذي يستطيع المضخم أن يعمل داخله، معطيا بذلك التضخيم المطلوب، ويختلف النطاق الترددي لكل مضخم تبعا لنوع الاستخدام.

الحساسية

تقدر الحساسية بقيمة فولتية الإشارة الداخلة μV أو mV التي تناظر قدرة خرج معينة (قياسية).

معامل التشويه (نسبة الإشارة للشوشرة)

النسبة بين القيمة الفعالة للفولتية أو تيار التوافقيات (الإشارة غير المرغوب فيها)، والقيمة الفعالة للفولتية أو تيار الإشارة الكلي، وكلما قل معامل التشويه زادت جودة المضخم.

ممانعة كلا من الدخل والخرج

تحدد تلك الممانعات لعمل توافق للمضخم؛ لما لها من تأثير في نسبة التضخيم واستقرار المضخم.

كفاءة المضخم

النسبة بين القدرة المضخمة (P) والقدرة المسحوبة من المصدر(P).

طرق الربط بين مراحل التضخيم

في بعض التطبيقات قد يكون معامل تضخيم الفولتية لمضخم من مرحلة واحدة غير كاف لتضخيم الإشارة، والوصول بها إلى القيمة المطلوبة، عندئذ يجب ربط عدة مضخمات على شكل مراحل متعاقبة للحصول على كسب عال، وتكون فلطية المخرج لمرحلة ما هي
فولتية المدخل للمرحلة التالية.
من أهم الطرق المستخدمة للربط بين مراحل التضخيم هي:

  1. الربط باستخدام مواسع ومقاومة.
  2. الربط باستخدام محول.
  3. الربط المباشر.

تطبيقات على دارات المضخمات


من أهم تطبيقات دارات المضخمات التالي:

  1. مضخمات الإشارة المصغرة
  2. مضخمات القدرة

مضخمات الإشارة المصغرة

مضخمات الإشارة المصغرة
مضخمات الإشارة المصغرة

يوضح الشكل السابق دارة مضخم سمعي من مرحلة واحدة موصولة بطريقة الباعث المشترك، تعد هذه الطريقة من أشهر الطرائق المستخدمة في المضخمات عامة.

مضخمات القدرة

مضخمات القدرة
مضخمات القدرة

هي دارة مضخم قدرة صوتية، وهي مكونة من ثلاث مراحل:
  1. مرحلة المضخم الأولي
  2. مرحلة المضخم الحافز
  3. مرحلة مضخم القدرة (الإخراج)

مرحلة المضخم الأولي

يمثل الترانزستور (Q1) والمكونات المرتبطة به مرحلة تضخيم الفولتية والمقاومتان (R2) و(R1) هما من مقاومات الانحياز للترانزستور (Q1)، والمواسع (C4) هو مواسع ربط يعمل على منع مكونات التيار المباشر المصاحبة للإشارة من دخول المضخم. تعمل المقاومة (R7) على تحديد التيار عن طريق عناصر الانحياز. أما المواسع (C1) فهو مواسع مرشح للإشارة، ويمكن الحصول على الإشارة المضخمة من مجمع الترانزستور (Q1).

مرحلة المضخم الحافز

يمثل الترانزستور (Q2) ذو القدرة المتوسطة مرحلة المضخم الحافز، وفيها يغذى خرج مرحله تضخيم الفولتية من مجمع الترانزستور (Q1) مباشرة إلى قاعدة الترانزستور (Q2).

مرحلة مضخم القدرة (الإخراج)

يمثل الترانزستوران (Q3) و (Q4) مرحلة الإخراج، وهما في حالة توصيل الدفع والجذب، وفيها يغذى خرج مرحلة المضخم الحافز من مجمع الترانزستور (Q2) إلى قاعدة الترانزستور( Q3)، ويغذى خرج مرحلة المضخم الحافز من باعث الترانزستور (Q2) إلى قاعدة الترانزستور(Q4). ويمكن الحصول على الإشارة المضخمة من تقاطع الباعث والمجمع لترانزستورات الإخراج.

المصادر
كتاب الاتصالات والالكترونيات المنهج الأردني
google-playkhamsatmostaqltradent