تقویت کننده های عملیاتی

تقویت کننده های عملیاتی چیست؟آموزش تعمیرات برد الکترونیکی رایگان :تعمیر اینورتر و PLC، تعمیر برد لوازم خانگی ، تعمیر برد تجهیزات پزشکی ارائه مدرک بین المللی از ترکیه و مدرک فنی و حرفه ای آموزش تعمیر برد صنعتی تابلو برق

برای آموزش تعمیرات تخصصی برد الکترونیک وارد سایت آموزشگاه فنی حرفه ای پاور بشوید و مدرک بین المللی و مدرک فنی و حرفه ای دریافت کنید.آموزش تعمیر برد لیاس شویی ، تعمیر برد ظرف شویی، تعمیر برد ساید ، تعمیر برد یخچال ، تعمیر برد پکیج، تعمیر برد کولر گازی ، تعمیر برد کولر گازی اینورتر ، تعمیر برد لوازم خانگی اینورتر ، تعمیر برد اینورتر، تعمیر برد پی ال سی PLC ،

تعمیر برد انکودر، تعمیر برد تجهیزات صنعتی ، تعمیر برد HMI، تعمیر برد پاور ماینر، تعمیر برد ماینر، تعمیر برد ECU ای سی یو ماشین ، تعمیر برد تجخیزات پزشکی، تعمیر برد کامپیوتر و لبتاب، تعمیر برد کوادکوپتر ، تعمیر برد هوایما و هلکوپتر ، تعمیر برد رگولاتور ، تعمیر برد لوازم خانکی ، تعمیر برد الکترونیکیو….. تمامی این موارد در آموزشگاه فنی و حرفه پاور میباشد همچنین برای دانلود آموزش تعمیرات برد PDF و تماشای آموزش رایگان تعمیرات برد وارو سایت آموزشگاه فنی و حرفه ای پاور شوید ، سایت آموزشگاه فنی و حرفه ای تعمیر برد پاور .

تقویت کننده های عملیاتی چیست؟

تقویت کننده های عملیاتی (Operational Amplifiers یا به اختصار Op-Amps) از مهمترین و پرکاربردترین قطعات در الکترونیک می باشند. آن‌ها برای تقویت سیگنال‌های الکتریکی و تاثیرگذاری بر ولتاژ و جریان در انواع مدارها استفاده می گردند.

عملکرد اصلی یک تقویت کننده های عملیاتی این است که ورودی را تقویت نموده و به خروجی ارائه می کند. آن‌ها دارای دو ورودی می باشند که معمولاً با نمادهای + و – برجسته می‌شوند و یک خروجی دارند. عملکرد این تقویت کننده‌ها بر اساس تابع فشارش قابل تنظیم در یک مدار سخت‌افزاری می باشد.

تقویت کننده های عملیاتی به طور گسترده در صنعت الکترونیک، کنترل، ارتباطات، پزشکی و بسیاری از سیستم‌های الکترونیکی دیگر مورد استفاده قرار می گیرند. آنها در مدارات تقویت سیگنال، فیلترهای بالا گذر، محاسبه، مقایسه ولتاژ، فیلترهای پایین گذر، تعدیل سیگنال، تقسیم ولتاژ و خیلی کاربردهای دیگر استفاده می گردند.

در طراحی مدارات الکترونیکی، انتخاب مناسب یک تقویت کننده عملیاتی با توجه به خصوصیات فیزیکی و الکتریکی مدار و نیازهای برنامه کاربردی بسیار دارای اهمیت می باشد. انتخاب درست یک تقویت کننده عملیاتی به جهت بهره‌برداری بهینه از امکانات و عملکردهای آن در مدار الکترونیکی بسیار می‌تواند تأثیرگذار واقع شود.

تقویت‌کننده عملیاتی یا Operational Amplifier (Op-Amp) یک مدار آمپلیفایر قدرتمند می باشد که برای تقویت سیگنال های ورودی استفاده می گردد. این تقویت‌کننده دارای دو ورودی (ورودی غیر-معکوس و ورودی معکوس) و یک ورودی خروجی می باشد. در اینجا توضیح مراحل کاری یک تقویت‌کننده عملیاتی را می‌آوریم:

تقویت سیگنال: ورودی غیر-معکوس سیگنال ورودی را به خروجی تقویت نموده و افزایش می‌دهد. افزایش سیگنال در تقویت‌کننده عملیاتی با استفاده از نمایندهٔ مربع جمع و ضرب تقویت‌کننده (Open-loop gain) صورت می‌گیرد. تقویت‌کننده جمع و ضرب دارای تقویت غیرمنتظم است که به هرچه زیادتر کردن تقویت آن باید توجه ویژه‌ای صورت گرفته شود.

خروجی: خروجی تقویت‌کننده عملیاتی به تقویت سیگنال ورودی بستگی دارد. خروجی همان سیگنال ورودی تقویت شده می باشد، اما با ضابط ‌گذاری و الکترود بازدهی به هدف و به تعداد قابل تنظیم آمپلیفایر.

ورودی: تقویت‌کننده عملیاتی دارای دو ورودی است: ورودی غیر-معکوس (Non-inverting) و ورودی معکوس (Inverting). ورودی غیر-معکوس به عنوان ورودی اصلی کار انجام می دهد و سیگنال در این ورودی تقویت می گردد. ورودی معکوس، سیگنال واپسین را دریافت می‌کند و با استفاده از این سیگنال واپسین، ویژگی‌های تقویت‌کننده عملیاتی مانند راه‌اندازی دقت و دامنه فرکانس را تنظیم می‌کند.

فیلتر سازی: برخی تقویت‌کننده های عملیاتی قابلیت اعمال فیلتر سازی را دارا هستند. با استفاده از مولفه‌های جانبی مانند مقاومت‌ها و خازن‌ها، می‌توان سیگنال را فیلتر کرده و فرکانس‌های غیرمطلوب را حذف نمود.

همچنین، تقویت کننده های عملیاتی ممکن است در مراحل بسیاری از مدارها و نمونه برداری سیگنال استفاده شود. دارای کاربردهای گسترده‌ای است که شامل محاسبات عددی، سنسورها، الکترونیک صوتی، ارتباطات بی‌سیم، مدارات تقویت کننده صدا، و بسیاری موارد دیگر می باشد.

آموزش رایگان تعمیرات برد در سایت > اینستاگرام > آپارات > یوتیوب آموزشگاه تخصصی تعمیرات برد پاور . آموزش تعمیر بردهای الکترونیکی pdf . آموزش تعمیر برد الکترونیکی رایگان . تعمیر برد الکترونیک .

انواع تقویت کننده های عملیاتی:

تقویت کننده های عملیاتی یا امپلیفایرهای عملیاتی (Operational Amplifiers) به‌عنوان یکی از اجزای کلیدی در مدارات الکترونیکی و سیستم‌های الکترونیکی مورد استفاده قرار می گیرند. این تقویت کننده‌ها عموماً در مقایسه کننده‌ها، مدارات تقویت سیگنال، فیلترها، ادغام کننده‌ها و دیگر توابع الکترونیکی استفاده می گردند. امپلیفایرهای عملیاتی با قابلیت تقویت سیگنال، دقت بالا، مقاومت ورودی بالا و خروجی قابل کنترل عملکردی همچون تقویت، نویز کم و استحکام سیگنال را ارائه می کنند.

با توجه به نوع کاربرد و نیازهای مدار، انواع مختلفی از تقویت کننده های عملیاتی وجود دارند. برخی از انواع تقویت کننده عملیاتی عبارتند از:

تقویت کننده عمومی (General-Purpose Amplifiers):

این تقویت کننده ها عموماً برای تقویت سیگنال ورودی با دقت بالا و پهنای باند عریض به کار گرفته می شوند. آنها از قابل تنظیم بودن گین، ولتاژ ورودی و خروجی و پاسخ فرکانسی و با شکل بندی مختلف خروجی برخوردار می باشند.

تقویت کننده عملیاتی تفریقی (Differential Amplifiers):

این تقویت کننده ها برای تقویت سیگنال تفریقی ورودی به کار می روند. آنها برای برقراری تفاوت دو ورودی و خروجی با دقت بالا و مقیاس بندی خروجی استفاده می گردند.

تقویت کننده های عملیاتی با افزایش کنترل‌پذیری (Programmable Amplifiers):

این تقویت کننده های وضعیتی را ایجاد می کنند که قابلیت تغییر و بهینه سازی پارامترهایی همچون گین، پهنای باند و خروجی را دارا باشد. آنها برای استفاده در برنامه ریزی مدارات یا کاربردهایی که نیاز به تنظیمات قابل تغییر دارند مناسب می باشند.

تقویت کننده های عملیاتی کم توان (Low Power Amplifiers):

این تقویت کننده ها از پتانسیل توان کمتری برخوردار می باشند و برای کاربردهایی مناسب می باشند که انرژی محدودی می تواند تأمین شود، مانند دستگاه‌های پرتابل و باتری‌ها.

تقویت کننده عملیاتی با تغذیه دوقطبیتی (Dual-Supply Amplifiers):

این تقویت کننده های برای استفاده در مدارهایی با تغذیه مثبت و منفی استفاده می گردند. آنها با توانایی تقویت سیگنال‌های معکوس و مثبت، برای برقراری تفاوت پتانسیل بین ورودی و خروجی از طریق تغذیه دوقطبیتی دارای کاربرد می باشند.

این فقط چند نمونه از انواع تقویت کننده های عملیاتی است و هنوز تعداد زیادی مدل و نوع دیگر وجود دارد که بسته به نیازهای مدار و کاربرد، انتخاب می گردند.

آموزش تعمیر برد اینورتر و PLC

کاربردهای تقویت کننده های عملیاتی:

تقویت کننده های عملیاتی (Operational Amplifier) یا به اختصار آمپلی‌فایر (Op-Amp) یک قطعه الکترونیکی می باشد که برای انجام عملیات تقویت سیگنال‌های الکتریکی به کار گرفته می شود. این قطعه بر اساس ترانزیستورهای بی‌نویز (low-noise transistors) ساخته می‌شود و ویژگی‌های منحصر به فردی دارد که آن را مورد توجه برای مخابرات الکترونیکی، ادوات پردازش سیگنال و کاربردهای مختلف در الکترونیک قرار گرفته می شود.

کاربردهای تقویت کننده های عملیاتی در مدارات الکترونیکی بسیار گسترده می باشد و عبارتند از:

فیلترسازی: آمپلی‌فایرها به عنوان اجزای کلیدی در طراحی فیلترهای الکترونیکی مورد استفاده قرار می گیرند. از طریق ترکیب آمپلی‌فایرها با قطعات غیرفعال مانند مقاومت‌ها و خازن‌ها می‌توان فیلترهای با باند عریض (Wide-Band)، پایین عبور (Low-Pass)، بالا عبور (High-Pass) و باند پذیر (Band-Pass) طراحی نمود.

ماشین‌های حساب، دماسنج‌ها و دیگر ابزارهای الکترونیکی: آمپلی‌فایرها در تجهیزات الکترونیکی دیگری نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند. در فشارسنج‌ها، ماشین‌های حساب، دماسنج‌ها، ضرب‌خوارها و سایر ابزارهای الکترونیکی، آمپلی‌فایر به عنوان یکی از عناصر کلیدی در مدارات قرار گرفته می شود.

تقویت سیگنال: تقویت کننده عملیاتی به عنوان یک تقویت کننده های سیگنال الکتریکی عمل می نماید. با استفاده از آمپلی‌فایر، می‌توان سیگنال‌های ورودی را تقویت نموده و به سیگنال‌های خروجی با بیشترین طول ممکن کرد.

سوئیچینگ: آمپلی‌فایرها در سوئیچینگ سیستم‌های الکترونیکی مانند مبدل‌های آنالوگ به دیجیتال (ADC) و مبدل‌های دیجیتال به آنالوگ (DAC) مورد استفاده قرار می گیرند. آمپلی‌فایرها در این دستگاه‌ها برای تقویت و اجرای سیگنال‌های الکتریکی استفاده می گردند.

تقویت کارتهای صوتی: در تجهیزات صوتی مانند تقویت کننده های و کارت‌های صوتی، آمپلی‌فایرها برای تقویت سیگنال صوتی مورد استفاده می باشند. آمپلی‌فایرها با تقویت و تقویت کیفیت سیگنال صوتی، امکان پخش صوت با کیفیت بیشتر را رقم می زنند.

به عنوان خلاصه، تقویت کننده عملیاتی یکی از قطعات پرکاربرد و اساسی در الکترونیک است که در فیلترسازی، تقویت سیگنال‌ها، سوئیچینگ و بسیاری از ابزارها و مدارهای الکترونیکی دیگر مورد استفاده قرار گرفته می شود.

اجزای تقویت کننده های عملیاتی:

اجزای تقویت کننده های عملیاتی معمولاً شامل موارد زیر هستند:

منبع تغذیه: یک تقویت کننده های عملیاتی به یک منبع تغذیه قوی و پایدار نیاز دارد تا به درستی کار انجام دهد. تغذیه مستقل یا تغذیه ثابت معمولاً برای این منظور استفاده می گردد.

مفاتیح: مفاتیح (سوییچ‌ها) در برخی حالات برای تغییر حالت تقویت کننده های مورد استفاده قرار می گیرند. به عنوان مثال، با استفاده از مفاتیح می شود حالت کار تقویت کننده را تغییر داد یا خروجی را به یک منبع خارجی متصل نمود.

ترانزیستور: ترانزیستور اصلی تقویت کننده های عملیاتی است و عملکرد اصلی افزایش تقویت و منتقل کردن سیگنال به شیوه مطلوب را انجام می‌دهد. این ترانزیستور می‌تواند نوع بیپلر یا نوع میدانی (MOSFET) باشد.

خازن‌ها: خازن‌ها برای تنظیم و تغییر فرکانس صرف‌نظر از محدوده تقویت کننده استفاده می گردند. خازن‌ها می‌توانند جلوگیری کننده‌ای در مقابل نویز و ارتباط با قطعه‌هایی مانند منابع جریان برای محافظت از تقویت کننده عملیاتی باشند.

مقاومت‌ها: مقاومت‌ها در تقویت کننده عملیاتی برای تنظیم و تغییر مقدار تقویت مورد استفاده قرار می گیرند. مقاومت‌های ورودی و خروجی برای تطبیق سیگنال و افزایش تقویت استفاده می گردند.

منابع جریان: منابع جریان در تقویت کننده عملیاتی معمولاً برای عملکرد پایدار و افزایش تقویت مورد استفاده هستند. این منابع می‌توانند به صورت خودخرافیک (self-bias) بوده و یا با استفاده از منابع خارجی ارائه گردند.

همه این اجزا با هم ترکیب شده و به همراه نرم‌افزار و قطعات مرتبط دیگر، تشکیل دهنده یک تقویت کننده های عملیاتی کامل می گردند.

مزایا و معایب تقویت کننده های عملیاتی:

تقویت‌کننده عملیاتی یا Operational Amplifier (Op-Amp) یکی از قطعات مهم در الکترونیک می باشد که در بسیاری از بخش‌های مدارات الکترونیکی استفاده می گردد. این قطعه دارای مزایای بسیاری می باشد که به تراشه‌سازان و مهندسان الکترونیک در طراحی مدارها کمک می‌کند. در زیر مزایای اصلی تقویت‌کننده عملیاتی را می‌توانید مطالعه کنید:

افزایش امپدانس ورودی: تقویت‌کننده عملیاتی امپدانس ورودی بسیار بالایی دارا می باشد که به معنای این است که مقاومت الکتریکی سیگنال ورودی به مدار بسیار بالا می باشد. این ویژگی می‌تواند منجر به کاهش تحریکات خارجی و نویزهای موجود در محیط شود و به سیگنال ورودی پایداری و کیفیت بیشتری را بخشیده.

مصرف توان کم: برخلاف بسیاری از اجزای الکترونیکی، تقویت‌کننده عملیاتی معمولاً مصرف توان کمی دارد. این به این معنی می باشد که در مدارهایی که از تقویت‌کننده عملیاتی مورد استفاده قرار می دهند، میزان مصرف توان کمتری به وجود می آید که ممکن است باعث بالا رفتن کارایی و عملکرد مدار گردد.

خروجی قابل تنظیم: با استفاده از تقویت‌کننده عملیاتی، می شود خروجی را با تنظیم حساسیت، مقدار و فاز تغییر داد. این ویژگی بسیار دارای فایده می باشد و به مهندسان امکان می‌دهد تغییرات و تنظیمات مورد نیاز را در خروجی دستگاه به وجود آورند.

تقویت سیگنال: یکی از وظایف اصلی تقویت‌کننده عملیاتی، تقویت سیگنال ورودی می باشد. با تقویت سیگنال ورودی، به شکل و شمایل سیگنال خروجی اهمیت زیادی می‌دهد. این ویژگی منحصربه‌فرد تقویت‌کننده عملیاتی، آن را برای استفاده در مدارهای الکترونیکی گوناگون با اهداف مختلف به دنبال تغییرات ظرفیتی و مقادیر فازی مناسب می‌کند.

استفاده در مدارات مختلف: تقویت‌کننده عملیاتی قدرتمند و چندوظیفه‌ای می باشد که در بسیاری از مدارات الکترونیکی از جمله مدارهای صوتی، تلفن، الکترونیک خودرو و سیستم‌های کنترل استفاده می گردد. این قابلیت آن را به یک تقویت‌کننده عمومی تبدیل کرده است.

تقویت‌کننده عملیاتی با تمام این ویژگی‌ها، یک ابزار قدرتمند برای مهندسان الکترونیک می باشد که در زمینه‌های مختلف نظیر صنعت، مخابرات، پزشکی، ابزارهای اندازه‌گیری و غیره استفاده می گردد.

تقویت کننده عملیاتی یک قطعه از مدارهای الکترونیکی می باشد که برای افزایش و تقویت سیگنال‌های الکتریکی استفاده می گردد. این تقویت کننده عموماً از ترانزیستورها تشکیل شده می باشد و ممکن است ویژگی‌های مختلفی داشته باشد. با این حال، مانند هر قطعه الکترونیکی دیگری، تقویت کننده عملیاتی هم دارای برخی معایب می باشد. در زیر به برخی از این معایب اشاره می کنیم:

جاذب شدن سیگنال حاد: در برخی موارد، تقویت کننده عملیاتی ممکن است با سیگنال‌های حاوی پالس‌های فوری مانند سوئیچ‌ها عمل داشته باشد. این سیگنال‌ها ممکن است در مرحله تقویت به صورت نامطلوبی جاذب شده و سیگنال خروجی را تغییر دهند. این مشکل معمولاً با استفاده از صفحات متخصصانه، خازن‌های اضافی و فیلترهای مربوطه قابل کنترل می باشد.

هزینه: برخی از تقویت کننده‌های عملیاتی پیچیده و طراحی شده با استفاده از ترانزیستورها با کیفیت بالا هستند؛ بنابراین، هزینه آن‌ها نسبتاً بیشتر از قطعات ساده‌تر است.

خطاهای تقویت: تقویت کننده عملیاتی ممکن است نسبت به نویز‌ها و خطاهای مختلف حساس باشد که باعث کاهش دقت و دقت سیگنال خروجی می‌شود. برخی از خطاهای رایج شامل خطای ورودی مشترک، خطای ضربه‌ای، خطای فرکانسی و خطای فاز است.

نویز: تقویت کننده های عملیاتی ممکن است باعث ایجاد نویز در سیگنال خروجی شود. این نویز می‌تواند از منابع مختلفی نظیر حرارت ایجاد شده در داخل ترانزیستورها، جابجایی ترانزیستورها، نویز منبع تغذیه و مقاومت‌های اتصال باشد. نویز ممکن است تحت‌ تأثیر دما، کرم و خرابی مرتب شود و باعث کاهش کیفیت و دقت سیگنال خروجی شود.

محدودیت‌های فیزیکی: تقویت کننده های عملیاتی ممکن است محدودیت‌هایی در خصوص برداشت نیرو، ولتاژ تغذیه و دمای عملکرد داشته باشد. همچنین، مصرف برق و دیسیپیشن توان در تقویت کننده عملیاتی نیز مسأله‌ای است که باید در نظر گرفته شود.

با این وجود، با استفاده از طراحی و مدیریت مناسب، معایب تقویت کننده عملیاتی ممکن است به طور قابل‌توجهی کاهش یابند و این قطعه می‌تواند به طور موثر در تقویت سیگنال‌های الکتریکی استفاده شود.

جهت دیدن دیگر مقالات ما به لینک های زیر مراجعه کنید: