پروژه آنالوگ Op-ampپروژه الکترونیک

آموزش ساخت مدار نمونه برداری و نگهداری سیگنال با آپ امپ

سلام. آموزش ساخت مدار نمونه برداری و نگهداری سیگنال با آپ امپ را آماده کردیم.

آموزش مدار نمونه برداری و نگهداری جریان

مدار نمونه برداری و نگهداری ، نمونه هایی از سیگنال ورودی آنالوگ را گرفته و برای مدت زمان خاصی نگه میدارد سپس بخضی از سیگنال ورودی را نمونه برداری میکند. این مدار برای نمونه برداری چند میکروثانیه از ورودی مناسب است.

یک مدار نمونه بردار و نگهدارنده شامل دستگاه های سوئیچینگ ، خازن و یک تقویت کننده عملیاتی (Op-amp) است. خازن قلب این مدار است زیرا خازن است که سیگنال ورودی نمونه را نگه میدارد و مطابق با ورودی فرمان آن را در خروجی ارائه میدهد. این مدار بیشتر در مبدل های آنالوگ به دیجیتال استفاده میشود تا قسمت های خاصی را در سیگنال ورودی از بین ببرد که میتوانند در عملکرد ADC مشکل ایجاد کنند.

مدار نگهداری و نمونه برداری در کجا استفاده میشود ؟

  • ADC (تبدیل آنالوگ به دیجیتال)
  • DAC (تبدیل دیجیتال به آنالوگ)
  • در Demultiplexing آنالوگ
  • در سیستم های خطی
  • در سیستم توزیع داده
  • در ولت متر دیجیتال
  • در فیلترهای ساختاری سیگنال

نمودار زیر را ببینید :

جریان آنالوگ به طور مداوم در حال تغییر است. برای شروع نمونه برداری و نگه داشتن سیگنال ورودی از ورودی فرمان (Command Input) استفاده میشود. ورودی فرمان همان سیگنال روشن/خاموش برای شروع/توقف نمونه برداری از سیگنال است که به طور کلی PWM است. فرآیند نمونه گیری و نگهداری بستگی به ورودی فرمان دارد. هنگامی که سوئیچ بسته است، سیگنال نمونه برداری میشود و هنگامی که باز میشود سیگنال خروجی را نگه میدارد.

حتما ببینید :  SPWM چیست؟ ساخت اینورتر موج سینوسی خالص با آردوینو

شکل موج ورودی و خروجی ایده آل از نمونه برداری و نگه داری سیگنال در زیر آورده شده است:

شکل موج ورودی و خروجی ایده آل از نمونه برداری و نگه داری سیگنال

از تصویر بالا میفهمیم که این مدار نمونه هایی از سیگنال ورودی را برای زمانی که ورودی فرمان بالا است دریافت میکند و همان را در خروجی تکرار میکند. و هنگامی که ورودی فرمان پایین است ، آخرین ولتاژ سیگنال نمونه برداری شده را نگهداری میکند.

آخرین ولتاژ سیگنال نمونه برداری شده

اگر نمونه خود را شبیه سازی کنیم چیزی تقریبا مشابه با تصویر بالا را بدست می آوریم.

 

برای تهیه سیگنال آنالوگ در ترمینال ورودی می توانید از ترانسفورماتور  6-0-6 استفاده کنید. و برای دادن پالس یا ورودی PWM به ترانزیستور می توانید از IC تایمر 555 در حالت astable استفاده کنید. ما همچنین نیاز به منبع DC داریم برای تامین Vcc آپ امپ IC که در محدوده 5+ تا +15 ولت باشد.

شماتیک مدار و نحوه کار نمونه بردار و نگه دارنده جریان ورودی

همانطور که در شماتیک می بینید در مدار ما از ترانزیستور 2N4339  استفاده کردیم. ورودی فرمان (PWM) به ترمینال Gate ترانزیستور متصل میشود. دیود 1N4007 نیز بین ورودی فرمان و ترانزیستور متصل است.

حال سوال اینجاست که چرا دیود در حالت معکوس وصل می شود؟ بگذارید در مورد 2N4339 مختصراً به شما توضیح دهم. 2N4339 یک JFET N-channel با نویز کم است. 2N4339 روشن میشود فقط هنگامی که ولتاژ Gate در دامنه -0.3v تا -50v (حداکثر) باشد. اکنون ولتاژ اولیه ورودی فرمان را روی -15 ولت و ولتاژ پالس شده بر روی 15 ولت تنظیم کرده ایم. بنابراین ، هرگاه ولتاژ ورودی فرمان منفی باشد ، دیود مغایر خواهد شد که باعث می شود ترانزیستور روشن شود و برعکس.

اگر در مورد این مطلب سوالی داشتید در انتهای صفحه در قسمت نظرات بپرسید.
حتما ببینید :  آموزش ساخت اسکنر کد QR با رزبری پای و OpenCV

شماتیک مدار و نحوه کار نمونه بردار و نگه دارنده جریان ورودی

Op-amp 741 در اینجا به عنوان دنبال کننده ولتاژ (Voltage Follower) مورد استفاده قرار می گیرد، زیرا به طور کلی دنبال کننده ولتاژ دارای یک امپدانس ورودی بالا و امپدانس خروجی پایین است.

بنابراین ، هرگاه ورودی فرمان زیاد باشد ، ترانزیستور به عنوان سوئیچ بسته عمل می کند و در این لحظه خازن شروع به شارژ حداکثری خود می کند و نمونه سیگنال ورودی را ذخیره می کند. اکنون هنگامی که ورودی فرمان کم باشد ، ترانزیستور به عنوان سوئیچ باز کار می کند و خازن مقاومت بالایی را تجربه می کند و به همین دلیل نمی تواند تخلیه شود و شارژ را برای مدت زمانی خاص نگه می دارد.

قطعات مورد نیاز پروژه آپ امپ

  1. IC آپ امپ uA741
  2. ترانزیستور 2N4339 N-channel JFET
  3. ورودی آنالوگ و مولد پالس ورودی
  4. مقاومت 10 کیلو اهم
  5. مقاومت 10 مگا اهم
  6. دیود 1N4007
  7. خازن 0.1uf

نظرتان را در مورد این مطلب با ستاره دادن اعلام کنید امیدوارم این مطلب برای شما مفید بوده باشد. نظرات ، مشکلات و پیشنهادات خود را در پایین صفحه اعلام کنید

محمد رحیمی

محمد رحیمی هستم. سعی میکنم در آیرنکس مطالب مفید را قرار دهم. (در خصوص سوال در مورد این مطلب از قسمت نظرات همین مطلب اقدام کنید)

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا