مكبر عمليات أو مكبر تشغيلي

هو مضخم تشغيلي أو op amp مضخم للجهد يعمل بتوصيل مباشر جهد متوسط مع كسب جهد عالٍ جداً.

المضخم التشغيلي أساساً هو مضخم متعدد المراحل حيث يتم توصيل عدد من مراحل المضخمات ببعضها البعض بطريقة معقدة للغاية. يتكون دائرته الداخلية من العديد من الترانزستورات وأشباه الموصلات ومقاومات. كل هذا يشغل مساحة صغيرة جداً.
لذا، يتم تعبئته في حزمة صغيرة ويتوفر في شكل دارة متكاملة (IC). يستخدم المصطلح Op Amp لوصف مضخم يمكن تكوينه لأداء عمليات مختلفة مثل التضخيم والطرح والتفاضل والإضافة والتجميع وغيرها. مثال على ذلك هو IC 741 الشائع جداً.

يظهر الرمز ومظهره الفعلي في شكل دارة متكاملة أدناه. يبدو الرمز كرأس سهم مما يشير إلى أن الإشارة تتدفق من الخرج إلى الدخل.

أطراف الدخل والخرج للمضخم التشغيلي

يحتوي المضخم التشغيلي على طرفين للدخول وطرف واحد للخروج. كما يحتوي المضخم التشغيلي على طرفين لتزويد الجهد كما هو موضح أعلاه. يشكل الطرفان للدخول الدخل التفاضلي. نسمي الطرف الذي يحمل العلامة السالبة (-) بالطرف المعكوس والطرف الذي يحمل العلامة الموجبة (+) بالطرف غير المعكوس للمضخم التشغيلي. إذا طبقنا إشارة دخل على الطرف المعكوس (-) فسوف تكون الإشارة المضخمة عند الخرج بمقدار 180o خارج الطور بالنسبة للإشارة المطبقة. وإذا طبقنا إشارة دخل على الطرف غير المعكوس (+) فسوف تكون الإشارة الناتجة في الطور نفسه، أي أنها لن يكون لها تغير في الطور بالنسبة للإشارة المطبقة.

تزويد الجهد للمضخم التشغيلي

كما هو واضح من رمز الدائرة أعلاه، فإنه يحتوي على طرفين لتزويد الجهد +VCC و –VCC. من أجل تشغيل المضخم التشغيلي، فإن تزويد الجهد ثنائي القطب ضروري. في التزويد الثنائي القطب، نقوم بتوصيل +VCC إلى مصدر الجهد الموجب وتوصيل –VCC إلى مصدر الجهد السالب. ومع ذلك، يمكن لبعض المضخمات التشغيلية أن تعمل على تزويد جهد قطب واحد فقط. لاحظ أنه لا يوجد طرف مشترك للأرض في المضخمات التشغيلية لذا يجب إنشاء الأرض خارجياً.

مبدأ عمل المضخم التشغيلي

عملية الحلقة المفتوحة للمضخم التشغيلي

كما ذُكر أعلاه، فإن المضخم التشغيلي يحتوي على دخل تفاضلي وخرج منفرد. لذا، إذا طبقنا إشارتين واحدة على الطرف المعكوس والأخرى على الطرف غير المعكوس، فإن المضخم التشغيلي المثالي سيضخم الفرق بين الإشارتين المطبقتين. نسمى هذا الفرق بين إشارتي الدخل بالجهد التفاضلي للدخ