LM741 الدائرة الإلكترونية

تعد أجهزة مكبر العمليات LM741 مكبرات صوت تشغيلية للكثير من الأغراض العامة وتتميز بسمات أداء مطورة طبقاً لمعايير الصناعة الخاصة بأجهزة مكبر العمليات. وتستخدم أجهزة مكبر العمليات  LM741 في الكثير من الأغراض على نطاق واسع من التطبيقات التماثلية.

وسمي بهذا الأسم نظراً لأستخدامه في السابق في الحواسيب التحليلية ( Computers Analogue )  لإجراء العمليات الرياضية المتعددة من (جمع وطرح وتفاضل وتكامل ومقارنة…الخ) أو للحصول على توابع أخرى كاللوغاريتم , وكذالك يستخدم في مكبرات الصوت والصورة و المذبذبات و دائرات تنظيم الجهود وفي الإتصالات ودائرات التحكم ودائرات تنظيم الجهد وأجهزة القياس وغير ذلك , وبعدها توسعت استخداماته بشكل كبير وشملت ميادين وتطبيقات عديدة. يتميز بأن كلفته بسيطة واستخدمه سهل واستهلاكه للطاقة صغير جداً ,كما يتميز بصغر حجمه ودقة أدائه واستقرار العالي دون معرفة بنيته الداخلية المعقدة .

مكوناته:

– يتوجب على مضخم العمليات النموذجي أن يحتوي على مدخلين الأول عبارة عن مدخل غيرعاكس (Input no inverting output) والثاني مدخل عاكس  (inverting input) وخرج وطرفين لوصل جهد التغذية ( الموجب والسالب) وبعض الأرجل الأخرى ذات الإستخدامات الخاصة, المدخلين إحداهما سيعطي في أحد المخارج إشارة معاكسة لتلك المطبقة على المدخل الاخر.

– المخارج متعاكسة بالصفحة بالنسبة إلى النقطة المشتركة لجهدي التغذية , وهذا ما يعلل تساوي جهد التغذية , لكن وكما جرت العادة يتم وصل مخرج وحيد إلى خارج بنية أو غلاف المضخم. تحذف خطوط وصل التغذية وخطوط الأرجل الخاصة عند رسم مخططات الدائرات وإذا وجد في مخطط ما مضخم عمليات بدون خطوط تغذيه فهذا يعني أنه يغذى من مصدرين (dc )أحدهما موجب والاخر سالب .

خواص مكبر العمليات LM741:

1- ممانعة خرج منخفضة جدا (في المثالي =الصفر تقريبا).

2- ممانعة دخل عالية جدا ( في المثالي =النهاية تقريبا).

3- تضخيم جهد عالي جدا (النهائي بالنسبة للمثالي).

4- جهد انزياح عن الصفر في الدخل صغير جدا.

5- جهد نمط مشرك عالي.

6- ضجيج منخفض وجرف ضعيف جدا .

7- عرض مجال تمرير واسع (بدءا من المستمر).

تركيب مكبر العمليات LM741:

يتكون مكبر العمليات LM741 من أربعة مراحل:

– مرحلة دخل تفاضلية

تتكون هذه المرحلة من مضخم ذو مواصفات عالية لتحقيق الأهداف التالية :

– جهد نمط مشتك عالي .

– جهد دخل مستمر يساوي الصفر وجيد لإثبات مع الحرارة .

– تضخيم جهد كبير ومستقل عن قيمة الجهد المستمر في الخرج يستخدم المكبر التفاضلي كمرحلة دخل في معظم مكبرات العمليات ويستخدم أيضا كمقارن في الدائرات الرقمية.

– مرحلة تضخيم خطية متوسطة ويمكن أن تكون تفاضلية بربح جهد عالي.

– مرحلة إزاحة مستوى ومهمتها الحفاظ على جهد خرج معدوم .

– مرحلة خرج (بمانعة منخفضة جدا) وعادة ما تكون مرحلة تابع باعثي وعادة تعبر عن مكبر استطاعة.

طريقة العمل لمكبر العمليات LM741:

تصنف تطبيقات مكبر العمليات بحسب طريقة توصيل المكبر إلى:

الدائرة المفتوحة:

يتم توصيل المكبر دون وجود تغذية عكسية من خرج المضخم إلى دخله. وهنا يكون للمكبر معامل تضخيم عالي. بمعنى آخر قد يكون ربح المكبر في الحلقة المفتوحه كبير جدا وقد يصل حتى 100 الف مرة، لذلك يتم إدخال شبكة تغذية عكسية سالبة بين المخرج والمدخل العاكس للتخفيض من الربح, كي يلائم التطبيقات العملية للتكبير، لأنه كما نعلم مكبر العمليات يتمتع بممانعة دخل عالية جدا وممانعة خرج منخفضة وبالتالي فهو مناسب لتطبيقات التضخيم.

الدائرة المغلقة :

يتم توصيل المكبر في هذه الحالة بوجود تغذية عكسية، والمقصود بالتغذية العكسية هو إعادة جزء من إشارة الخرج إلى دخل المكبر، وتنفذ هذه العملية بواسطة عنصر أو مجموعة عناصر كالمقاومة والمكثف و الثنائي ……ألخ إذا تم إعادة جزء من إشارة الخرج إلى المدخل العاكس سميت التغذية عندئذ بالتغذية العكسية السالبة أما إذا تم إعادة جزء من إشارة الخرج إلى المدخل غير العاكس سميت التغذية عندئذ بالتغذية العكسية الموجبة .

التطبيقات:

يستخدم مكبر العمليات في تطبيقات عديدة ويمكن تصنيفها إلى نوعان هما:

– تطبيقات خطية :

يتم فيها استخدام العناصر غير الفعالة في التغذية العكسية (مقاومات, مكثفات, ملفات) وفيه يتغير الخرج بدلالة الدخل بشكل خطي. وبعض التطبيقات الخطية كالاتي:

1- مكبر العمليات العاكس.

2- مكبر العمليات غير العاكس.

3- مكبر العمليات الجامع.

4- مكبر العمليات الطارح.

5- مكبر العمليات المكامل.

6- مكبر العمليات المفاضل.

تطبيقات غير خطية :

وفيها يتم فيها استخدام العناصر الفعالة في التغذية العكسية (ثنائيات, ترانزيستورات, ) وفيه يتغير الخرج بدلالة الدخل بشكل غير خطي.

المراجع:

• NAD0010A, S. P. N. LM741 Operational Amplifier.‏

• Chioncel, C. P., Chioncel, P., & Gillich, N. (2009). PID Controller with Operational Amplifier. Analele Universitatii’Eftimie Murgu’, 16(1).‏

• https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm741.pdf

• https://www.qariya.info/electronics/741.htm