وظيفة اكتساب المعلومات - الملتقطات les capteurs

 وظيفة التضخيم 

  التضخيم بالمقحل  - تركيب باعث مشترك

   I.     تمهيد:

في حياتنا اليومية (وحتى في الأنظمة الآلية) نحتاج الى رفع قيمة (المطال) لبعض الإشارات الضعيفة كما هو الحال في مكبرات الصوت الموجودة في المساجد وقاعات الحفلات ....الخ كما نحتاجها في تحسين إشارة (رفع قيمة المطال) بعض الملتقطات في الأنظمة الآلية. 

 

مفهوم وظيفة التضخيم:

هي عملية رفع مطال الإشارات، و يتم ذلك باستعمال عناصر اليكترونية كالمقحل في الإشارات الضعيفة والمضخم العملي على شكل دارة مندمجة ( μA741 (.  

   I.  التضخيم بالمقحل (تركيب باعث مشترك):

لاستعمال المقحل في التضخيم نحتاج الى دراسته دراسة سكونية (البيانية) و دراسة ديناميكية (تحريكية)

Ø  الدراسة السكونية : 

وهي إيجاد نقطة تشغيل المقحل في التيار المستمر ورسم مستقيم الحمولة و مستقيم التحكم (راجع درس المقحل المقحل ).

تذكير: لكي يعمل المقحل كمضخم بصورة صحيحة يجب استقطابه بتغذية مستمرة بشكل تكون فيه نقطة التشغيل (في حالة السكون) قريبة من منتصف مستقيم الحمولة. 

Ø  الدراسة الديناميكية:

 وهي دراسة المقحل في التيار المتناوب (الإشارات الضعيفة)، و التي يلعب فيها المقحل دور المضخم.

ملاحظة:

لتفادي الجمع (المزج) بين التيار المستمر الذي يستقطب المقحل و التيار المتناوب المراد تضخيمه، يجب إضافة مكثفات الرربط للتركيب، كما هو مبين في الشكل التالي:

شكل 1

خطوات الدراسة الديناميكية:

-  نرسم الشكل المكافئ للمقحل لوحده.

-   نقصر كل مولدات التوتر المستمر.

-   نفتح كل مولدات التيار المستمر.

-   نضع كل المكثفات في دارة قصيرة.

-  نتمم العناصر الباقية في الرسم.

*   حساب المقادير المميزة:

* تضخيم التيار: يمثل تيار الخروج على تيار الدخول  و نكتب Ai = Is / Ie  .

* تضخيم التوتر: يمثل توتر الخروج على توتر الدخول و نكتب Av = Vs / Ve  .

* تضخيم الاستطاعة: يمثل استطاعة الخروج على استطاعة الدخول و نكتب 

Ap = Ps / Pe  .

* ممانع الدخول: تمثل توتر الدخول على تيار الدخول   Ze=Ve/Ie

*ممانعة الخروج: تمثل توتر الخروج على تيار الخروج     Zs=Vs/Is ،

مع قصر دارة الدخول i_b=0 

   

Ø     مثال تطبيقي: 

أوجد كل من التضخيم في التوتر، ممانعة الدخول والخروج

الحل:

1-    الشكل المكافئ للمقحل لوحده:   

حيث:

- دارة الدخول : .....................V_be = h₂₁ . I_b + h₁₂ . V_ce     

- دارة الخروج :.....................     I_c = h₂₁ . I_b + h₂₂ . V_ce      

·           h₁₁ : تمثل مقاومة مدخل المقحل.

·           h₁₂ : عدد يرمز إلى عامل التغذية المرتدة (يمكن اهمالها في الترددات المنخفضة).

·           h_{21 =} β : يرمز إلى التضخيم في التيار.

·           h₂₂ : تمثل المسامحة المرئية بين قطبي المخرج وحدتها Ω^-1  .

 

2-     قصر المكثفات ومولدات التيار المستمر و رسم الشكل المكافئ للتركيب:

 

2-    حساب المقادير المميزة:

1-2-_  حساب التضخيم في التوتر Av:

 

h₁₁(i_c/h₂₁)+R_E(i_c/h₂₁+ i_c)= [(h₁₁/h₂₁)+R_E(1/h₂₁+1)] i_c  Av=Vs/Ve ;  Ve=h₁₁i_b+R_E(i_b+h₂₁i_b)=

      Vs=-(R_ch//R_c) i_c è i_c= Vs/(R_ch//R_c)

   Ve=[(h₁₁/h₂₁)+R_E(1/h₂₁+1)] (-Vs/ (R_ch//R_c))

Ve/ Vs=-[(h₁₁/h₂₁)+R_E(1/h₂₁+1)] / (R_ch//R_c)

Vs / Ve = -h₂₁ (R_ch//R_c) / [h₁₁+R_E(h₂₁+1)]

ملاحظة:

الإشارة السالبة (-) تدل على أن توتر الدخول و الخروج على تعاكس، أي أن فرق الصفحة بينهما هو π.

 

 

2-2_  حساب ممانعة الدخول Ze :

          Ze=Ve/ie    نضع:    R_b=R₁//R₂

 Ve=h₁₁i_b+R_E(i_b+h₂₁i_b)=[ h₁₁+R_E(1+h₂₁)] i_b

i_b=ie-Ve/R_b èVe=[ h₁₁+R_E(1+h₂₁)]( ie-Ve/R_b)

Ve=[ h₁₁+R_E(1+h₂₁)]ie-[ h₁₁+R_E(1+h₂₁)](Ve/R_b)

Ve{1+[ h₁₁+R_E(1+h₂₁)] /R_b}=[h₁₁+R_E(1+h₂₁)]ie

Ze=Rb//[h11+RE(1+h21)]

Ze=Ve/ie= R_b [h₁₁+R_E(1+h₂₁)]/ { R_b +[ h₁₁+R_E(1+h₂₁)]}

3-2_  حساب ممانعة الخروج Zs :

Zs=Vs/is  مع قصر دارة الدخول ib=0 و بالتالي ic=β i_b=0

مباشرة من الشكل نلاحظ أن Zs=Rc//Rch   

إشارة الدخول و الخروج

شاهد فيديو لمحاكاة تركيب باعث مشترك

Ø     مثال تطبيقي 2: 

أوجد كل من التضخيم في التوتر، ممانعة الدخول والخروج للتركيب التالي:

تركيب باعث مشترك بحجب مقاومة الباعث

                                       Zs=Rc

ملاحظات:

1)    إن التضخيم بحجب مقاومة الباعث  R_E يعطي:

Ø     قيمة تضخيم اكبر (إيجابي).

Ø     مقاومة دخول أصغر (سلبي)

Ø     وجود ضجيج عن التشغيل في الترددات العالية.

2)    كحل وسيط بين الحجب و الا حجب، نعتمد الحل التالي:

دون تغيير قيمة R_E المحسوبة في النظام السكوني.

   

 

1)  يمكن اعتبار التركيب العام كرباعي الأقطاب من خلال جعل  الباعث قطب مشترك، وعليه يمكن تسميته بالتركيب باعث مشترك émetteur commun (E-C)  

 

 

تطبيق:

المقحل المستعمل في التركيب التالي معرف بالوسائط التالية : h₂₁ = b = 100 , h₁₁=r =1kΩ , h₂₂=0 , h₁₂=0

يعطى R_B= 200KΩ , ΩR_U= R_C= 1K , R_E = 500Ω , المكثفات ممانعتها مهملة

  1 ـ أعط الرسم المكافئ في الحالة الحركية للطابق المضخم .

 2 ـ أحسب التضخيم في التوتر.

3 ـ أحسب مقاومة الدخول و الخروج.

 

شاهد عمل تطبيقي للتضخيم باستعمال المقحل

***************  مدونة الأستاذ حمدي شريف محمد ****************

 

روابط تحميل الدرس

وثيقة التلميذ

تحميل على شكل  word         من     هنا            أو من     هنا         

تحميل على شكل  pdf           من     هنا           أو من     هنا         

وثيقة الأستاذ

تحميل على شكل  word         من    هنا            أو من     هنا         

تحميل على شكل  pdf           من     هنا            أو من      هنا         

 

تمارين تطبيقية                 من   هنا          أو  من     هنا         

 

 

 

***************  مدونة الأستاذ حمدي شريف محمد ****************

 

طريقة التحميل من الموقع الأول

طريقة التحميل من الموقع الثاني