Summary
Highlights
يُشرح مضخم الانعكاس غير العاكس، ويُوضح الفرق في كيفية توصيل إشارة الإدخال (Vin) مقارنةً بمضخم الانعكاس العاكس (Inverting Amplifier)، حيث يتم تبديل موقع إشارة الإدخال. تُقدم المعادلة النهائية لحساب الفولطية الخارجة (Vout) والربح (Gain) الذي يكون (1 + RF/R1) مضروباً في Vin. يتم أيضاً شرح كيفية اشتقاق هذه المعادلة باستخدام قوانين كيرشوف للتيار (KCL) ومبدأ أن الفولطية عند الطرفين الموجب والسالب للمضخم متساوية.
يُقدم مثال عملي على مضخم الانعكاس غير العاكس لحساب الفولتية الخارجة والتيار الخارج. يتم التأكيد على أن مقاومة الإدخال (R_in) لهذا النوع من المضخمات هي ما لا نهاية، ومقاومة الإخراج (R_out) هي صفر في المضخم المثالي. يُشرح مثال آخر بتوصيلات مختلفة لكنه يظل يعمل كمضخم فرق جهد (non-inverting) لحساب V_out.
يُقدم متابع الجهد كنوع خاص من المضخمات حيث تكون الفولتية الخارجة مساوية تماماً للفولطية الداخلة (Vout = Vin)، مما يعني أن الربح يساوي 1. يُشرح الشكل البنائي له وسبب هذه العلاقة نتيجة الاتصال بين الفولتية الخارجة والطرف السالب، وتطبيق مبدأ أن الفولتية عند الطرفين الموجب والسالب متساوية. يُعطى مثال عملي على استخدام متابع الجهد في دائرة لقياس الطاقة المستهلكة في مقاومة معينة.
يُعرض مضخم الجمع كدائرة تجمع إشارات إدخال متعددة. يُشبه مضخم الانعكاس العاكس ولكنه يستقبل أكثر من إشارة إدخال، كلٌ منها عبر مقاومة خاصة بها. تُقدم المعادلة النهائية للفولطية الخارجة التي تجمع كل إشارة بعد ضربها في نسبة مقاومة التغذية الراجعة (RF) إلى مقاومة الإدخال الخاصة بها، مع إشارة سالبة. تُشرح أيضاً كيفية اشتقاق هذه المعادلة باستخدام KCL ومبدأ الفولتية المتساوية عند طرفي المضخم، حيث تكون الفولتية عند الطرف السالب صفر.
يُحل مثال تفصيلي على مضخم الجمع لحساب الفولتية الخارجة (Vout) مع ثلاثة مصادر إدخال مختلفة. يتم التركيز على كيفية التعامل مع اتجاهات الفولتية للمصادر عند استخدامها في معادلة مضخم الجمع. تُقدم أمثلة أخرى توضح كيفية تحليل الدوائر التي تبدو معقدة في البداية ولكنها في جوهرها مضخمات جمع.
يُقدم مضخم الفرق كنوع آخر من المضخمات الذي يقوم بحساب الفرق بين إشارتي إدخال. يُعرض الشكل البنائي له والمعادلة النهائية لحساب Vout التي تعتمد على الفرق بين فولطيتي الإدخال (V2 - V1) مضروباً في نسبة مقاومتين (R2/R1). يُشترط لتطبيق هذه المعادلة أن تكون قيم المقاومات (R1=R3) و (R2=R4). يُذكر استخداماته في مجالات مثل الأجهزة الطبية (Instrumentation Amplifiers) لمعالجة الإشارات الصغيرة.
يُحل مثال على مضخم فرق حيث لا تنطبق شروط تساوي المقاومات، مما يستدعي استخدام نظرية التراكب (Superposition) لحساب الفولطية الخارجة. تُقسم الدائرة إلى حالتين، الأولى بتفعيل مصدر إشارة واحد وإلغاء الآخر، والثانية بالعكس. تُحسب الفولطية الخارجة لكل حالة على حدة باستخدام معادلات مضخم الانعكاس غير العاكس والعاكس، ثم تُجمع النتائج للحصول على الفولطية الكلية.
يُشرح مفهوم تضخيم التتالي، حيث يتم توصيل مضخمات تشغيل متعددة على التوالي. تصف هذه التقنية كيفية ربط مخرج مضخم واحد كدخل للمضخم التالي. تُقدم المعادلة النهائية التي توضح أن الفولتية الخارجة النهائية هي حاصل ضرب ربح كل مضخم في السلسلة مضروباً في الفولتية الداخلة للمضخم الأول. يُختتم الشرح بمثال عملي يوضح كيفية تحليل دائرة تتكون من عدة مراحل من مضخمات التشغيل المختلفة (Buffer, Inverting, Summing) لحساب الفولتية النهائية.