حاسبة تابع الجهد بالمضخم التشغيلي وكسب الوحدة
ضع 2.5 V على الدخل غير العاكس لتابع جهد بمضخم تشغيلي فتحصل على 2.5 V في الخرج: كسب واحد ودون عكس. أدخل جهد الدخل لتتأكد من خرج العازل المثالي وتعرف لماذا لا يكاد يحمّل المصدر. مجاني في متصفحك.
- مجاني
- يعمل في متصفحك
- دون تسجيل
- بياناتك لا تغادر جهازك
شغّل الأداة مجانًا
مثال محلول
- جهد الدخل
- 2.5
- جهد الخرج
- 2.5
- كسب الجهد
- 1
- التكوين
- voltage_follower
- معاوقة الدخل
- very high (ideally infinite)
تقيّم هذه الحاسبة توصيل المضخم التشغيلي بوصفه تابع جهد مثاليًا في خطوة واحدة. أدخل الجهد المطبق على الطرف غير العاكس، فتؤكد النتيجة أن كسب الحلقة المغلقة يساوي واحدًا، وتعيد الجهد نفسه عند الخرج، وتبين عدم حدوث عكس في الطور. كما توضح خاصية التخزين المؤقت الأساسية: معاوقة دخل عالية جدًا ومعاوقة خرج منخفضة جدًا. الحساب حتمي ولا يستخدم الشبكة أو العشوائية أو بيانات الوقت. وهو فحص أولي وفق النموذج المثالي؛ أما حدود تأرجح الخرج والتيار وعرض النطاق وجهد الإزاحة ومعدل التغير والاستقرار الفعلية فتتوقف على نوع المضخم التشغيلي وجهود تغذيته.
لماذا يملك تابع الجهد كسبًا يساوي واحدًا
تابع الجهد هو أبسط توصيل ذي حلقة مغلقة للمضخم التشغيلي. يقود المصدر الطرف غير العاكس، بينما يتصل الخرج مباشرة بالطرف العاكس، وبذلك تعاد إشارة الخرج كاملة على هيئة تغذية راجعة سالبة. في النموذج الخطي المثالي يضبط المضخم خرجه حتى يصبح فرق الجهد بين المدخلين صفرًا.
لذلك يكون جهد الطرف العاكس مساويًا لجهد الخرج، ويكون جهد الطرف غير العاكس مساويًا لجهد المصدر المدخل، ويلزم أن تتساوى القيمتان. تكتب العلاقة Vout = Vin، ويكون الكسب Av = Vout/Vin مساويًا لواحد. تؤكد الحاسبة هذا الكسب حتى عندما يكون الدخل صفرًا، إذ إن قسمة 0/0 لا تحدده عدديًا، لكن بنية الدارة هي التي تفرضه.
يبقى الجهد الموجب موجبًا والسالب سالبًا، فلا يحدث عكس للطور. وعلى خلاف المضخم غير العاكس الذي تضبط مقاوماته الكسب، لا يحتاج التابع إلى Rf أو Rg. فهو مخزن مؤقت لا مضخم جهد: يحافظ على الجهد ويحوّل المعاوقة بين المرحلتين.
تفترض المساواة المثالية عمل التغذية الراجعة والتشغيل ضمن المجال الخطي. وفي الدارة الحقيقية قد يمنع مجال الدخل المشترك أو تأرجح الخرج تحققها قرب خطي التغذية.
كيفية قراءة الخرج وتقرير المعاوقة
يمكن أن يمثل العدد فولتًا أو ملي فولت أو أي وحدة جهد متسقة، لأن الضرب في واحد لا يغير المقياس؛ فلا تضف رمز الوحدة إلى الحقل العددي. تصف عبارات المعاوقة النموذج المثالي. تعني معاوقة الدخل العالية جدًا أن تيار الدخل يكاد ينعدم، ولذلك لا يحمل التابع الحساس أو مقسم الجهد حملًا ملحوظًا.
وتجعل معاوقة الخرج المنخفضة جدًا الخرج أقرب إلى مصدر جهد ثابت للمرحلة التالية. في النموذج المثالي تكون معاوقة الدخل لانهائية ومعاوقة الخرج صفرًا، لكن القيم الحقيقية تعتمد على المكوّن والتردد والتغذية الراجعة والحمل والحرارة. راجع ورقة البيانات أو المحاكاة للحصول على قيم عددية.
فحوص عملية وحدود الدارة الحقيقية
استخدم النتيجة فحصًا مثاليًا لبنية الدارة قبل اختيار المكوّن. وعندما يكون الدخل -0.75، يبقى الخرج المثالي -0.75 لأن التابع لا يعكس الإشارة. تفيد هذه الفحوص في مراجعة المخططات وتعليم التغذية الراجعة وإعداد الاختبارات.
بعد ذلك قارن النتيجة بورقة البيانات. تحقق من أن مجال جهد الدخل المشترك يشمل الجهد المطلوب مع مصادر التغذية المخططة، وأن تأرجح الخرج المضمون يبلغه تحت الحمل. راجع قدرة تيار الخرج، فالمعاوقة المنخفضة لا تعني تيارًا غير محدود.
افحص حاصل ضرب الكسب في عرض النطاق، ومعدل التغير، والإزاحة، وتيار الانحياز، والضوضاء، والاستقرار مع الأحمال السعوية. بعض المضخمات غير مستقرة عند كسب الوحدة وقد تتذبذب في توصيل التابع رغم صحة معادلة التيار المستمر. كذلك لا تلغي صفة rail-to-rail القيود قرب خطي التغذية.
لا تقص الحاسبة الخرج وفق مصادر غير محددة، ولا تخترع قيم معاوقة من دون رقم مكوّن. إذا تعذر تحقيق النتيجة المثالية، فاعتبر الفرق تحذيرًا تصميميًا وتابع التحليل بورقة البيانات أو SPICE.
حالات الاستخدام
تخزين إشارات الحساسات مؤقتًا
تأكد من الجهد المثالي لتابع يعزل حساسًا عالي المعاوقة عن ADC أو عن الدارة اللاحقة.
مراجعة المخططات والتمارين
تحقق من أن ربط الخرج بالتغذية الراجعة ينشئ مرحلة غير عاكسة بكسب الوحدة، ووثق خرجها المتوقع.
إعداد اختبارات المختبر
أنشئ قيمًا متوقعة حتمية قبل مقارنتها بآثار الإزاحة وتأرجح الخرج والحمل في الدارة الحقيقية.
الأسئلة الشائعة
ما كسب الجهد في تابع المضخم التشغيلي؟
يساوي كسب الحلقة المغلقة المثالي واحدًا تمامًا، ولذلك تكون Vout = Vin ولا تتغير قطبية الإشارة.
لماذا يستخدم التابع مع أنه لا يضخم الجهد؟
إنه يعزل المراحل؛ فمعاوقة دخله العالية تقلل تحميل المصدر، ومعاوقة خرجه المنخفضة تحسن قيادة الحمل.
هل معاوقتا الدخل والخرج لانهائية وصفر فعلًا؟
لا يبلغ أي مضخم حقيقي هذين الحدين المثاليين. تعتمد القيم على الجهاز والتردد والحمل وظروف التشغيل.
هل تراعي الحاسبة قص الخرج عند خطي التغذية؟
لا. تعيد النتيجة الخطية المثالية. راجع مجال الدخل المشترك وتأرجح الخرج للمكوّن المختار.
هل يمكن توصيل كل مضخم تشغيلي كتابع جهد؟
لا. يجب أن يكون مستقرًا عند كسب الوحدة وأن يفي بحدود الجهد والتيار وعرض النطاق ومعدل التغير والحمل.
أدوات ذات صلة
للمطوّرين — الوصول عبر API
كل ما في هذه الصفحة متاح برمجيًا. هذا القسم موجّه للفرق التقنية التي تريد ربط الأداة بأنظمتها الخاصة؛ بقية المستخدمين يمكنهم استخدام الأداة أعلاه مباشرة دون الحاجة لقراءة ما يلي.
الـEndpoint
صادِق على طلبك بترويسة Bearer، وأرسل طلب POST واحدًا لتدخل مهمتك قائمة التنفيذ فورًا؛ ثم تستلم النتيجة عبر webhook أو رابط موقّع.
استدعِ الخدمة من بيئتك
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/elec/opamp-follower \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"input_voltage":2.5}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/elec/opamp-follower", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"input_voltage": 2.5
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/elec/opamp-follower",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"input_voltage": 2.5
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/elec/opamp-follower", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"input_voltage":2.5}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"input_voltage":2.5}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/elec/opamp-follower", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)مثال على الطلب
{
"input_voltage": 2.5
}مثال على الاستجابة
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "elec.opamp_follower",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}الواجهة غير متزامنة: تستلم task_id فور الإرسال، ويمكنك الاستعلام عن الحالة بمعدل طلب واحد في الثانية.
الأسعار
السعر معلن كما تراه: لا tokens ولا نظام نقاط؛ وإن فشلت المهمة فلن تُحاسَب عليها.
الحدود
max_abs_voltage | 1000000000000 |
الأخطاء
| HTTP | الرمز | المعنى |
|---|---|---|
401 | unauthorized | مفتاح الوصول مفقود أو غير صالح؛ تحقق من ترويسة Bearer في طلبك. |
402 | insufficient_balance | رصيدك لا يكفي لتنفيذ هذه المهمة؛ أعد شحن الرصيد ثم أعد المحاولة. |
404 | unknown_type | نوع المهمة المطلوب غير موجود في الكتالوج — راجع الاسم المرسل في الطلب. |
429 | rate_limited | تجاوزت الحد المسموح من الطلبات؛ انتظر قليلًا ثم أعد المحاولة. |
ملاحظات تقنية
كيفية قراءة الخرج وتقرير المعاوقة
قدّم input_voltage بوصفه عددًا محدودًا؛ وتقبل الحاسبة كذلك الأسماء البديلة vin وv_in وinput. تكرر الاستجابة input_voltage، وتعيد القيمة نفسها في output_voltage، وتضبط voltage_gain على واحد وunity_gain_confirmed على صحيح. كما تعرّف التوصيل باسم voltage_follower، وتبين عدم عكس الطور، وتعرض Vout = Vin وخطوات موجزة. يؤدي الدخل المفقود أو غير المحدود أو الخارج عن المجال إلى invalid_input. يكلف طلب API الناجح $0.002، بينما ينفذ المتصفح الدالة النقية نفسها محليًا.
فحوص عملية وحدود الدارة الحقيقية
عندما يساوي input_voltage القيمة 2.5، ينبغي أن يساوي output_voltage القيمة 2.5 وأن يساوي voltage_gain واحدًا.