LM13700 – استفاقة

مقدمة إلى LM13700

تم تصميم LM13700 بواسطة شركة National Semiconductor (الآن جزء من Texas Instruments) كبديل محسن لـ LM13600. يوفر LM13700 أداءً أفضل في بعض الجوانب، خاصة فيما يتعلق بالتوافقيات والتشويه. يتكون LM13700 من اثنين من مضخمات OTA مستقلة، كل منها يمكن التحكم فيه بشكل فردي. يتيح هذا التصميم للمصممين تحقيق تصميمات معقدة ومرنة.

الميزات الرئيسية لـ LM13700:

اثنان من مضخمات OTA مستقلة.
نطاق جهد إدخال واسع.
إزاحة إدخال منخفضة.
ضوضاء منخفضة.
معدل تحويل مرتفع.
تحكم في الكسب يعتمد على التيار.
توافق مع LM13600.

بناء LM13700

كل مضخم OTA داخل LM13700 يتكون من مجموعة من الترانزستورات التي تعمل كمرحلة تفاضلية، يليها مرحلة تحويل التيار إلى جهد. يتم التحكم في موصلية المضخم عن طريق تيار التحكم (Iabc). يتيح ذلك للمستخدم التحكم في كسب المضخم عن طريق تغيير تيار التحكم. يتم توفير مقاومات خارجية لضبط كسب المضخم.

يتضمن LM13700 أيضًا دارات إدخال مصممة لتحسين الأداء. تحتوي كل دائرة إدخال على زوج من الترانزستورات التفاضلية لتقليل إزاحة الإدخال والضوضاء. يوجد أيضًا دارة إخراج لضمان إمكانية توصيل المضخم بمجموعة متنوعة من الأحمال.

تطبيقات LM13700

نظرًا لمرونته وميزاته، يستخدم LM13700 في مجموعة متنوعة من التطبيقات. بعض التطبيقات الشائعة تشمل:

المرشحات: يمكن استخدام LM13700 لبناء أنواع مختلفة من المرشحات النشطة، مثل مرشحات Butterworth و Chebyshev. يتيح التحكم في التيار في LM13700 للمصممين تغيير تردد القطع وسلوك التردد للمرشح بسهولة.
المذبذبات: يمكن استخدام LM13700 لإنشاء مذبذبات، مثل مذبذبات Wien-bridge ومذبذبات الطور. يتيح التحكم في الكسب في LM13700 للمصممين التحكم في سعة الإشارة المتذبذبة.
دوائر التحكم في الكسب (AGC): يمكن استخدام LM13700 في دوائر AGC للتحكم تلقائيًا في مستوى الإشارة. هذا مفيد في التطبيقات التي يختلف فيها مستوى الإشارة، مثل الصوت والاتصالات اللاسلكية.
المختلطات: يمكن استخدام LM13700 كمختلط لإضافة أو ضرب إشارتين. هذا مفيد في التطبيقات مثل تعديل التردد وتعديل السعة.
المضخمات: يمكن استخدام LM13700 كمضخم للجهد أو التيار. يتيح التحكم في الكسب في LM13700 للمصممين ضبط كسب المضخم ليناسب متطلبات التطبيق.
توليد الإشارات: يستخدم في توليد الإشارات الصوتية والترددات الراديوية.
معالجة الإشارات: يُستخدم في الدوائر التناظرية لمعالجة الإشارات، مثل معادلات الصوت، والتشويه، والضوضاء.

تصميم الدوائر باستخدام LM13700

لتصميم دائرة باستخدام LM13700، يجب على المصمم تحديد المكونات الخارجية اللازمة، مثل المقاومات والمكثفات. تعتمد قيم هذه المكونات على متطلبات التطبيق المحددة. على سبيل المثال، عند تصميم مرشح، يجب على المصمم تحديد تردد القطع ومعامل الجودة للمرشح. ثم يمكن حساب قيم المقاومات والمكثفات المطلوبة بناءً على هذه المتطلبات.

اعتبارات التصميم الرئيسية:

تيار التحكم (Iabc): يتحكم هذا التيار في موصلية مضخمات OTA. يؤثر على كسب المضخم، وتردد القطع (في المرشحات)، وغيرها من المعلمات.
جهد الإمداد (VCC و VEE): يجب اختيار جهد الإمداد لضمان التشغيل السليم لـ LM13700.
المقاومات الخارجية: تستخدم لتحديد كسب المضخم، ومعدل التوهين (في المرشحات)، وغيرها من المعلمات.
المكثفات الخارجية: تستخدم لتحديد استجابة التردد للدائرة.
التخطيط والتقسيم: يجب أن يتم تخطيط الدائرة وتقسيمها بعناية لتقليل الضوضاء والتداخل.

القيود والمشاكل الشائعة

على الرغم من فوائده المتعددة، فإن LM13700 لديه بعض القيود التي يجب أخذها في الاعتبار:

الحساسية لتيار التحكم: تتأثر أداء الدائرة بتغيرات تيار التحكم، لذلك من الضروري توفير تيار تحكم مستقر ودقيق.
قيود النطاق الترددي: قد يكون النطاق الترددي لـ LM13700 محدودًا في بعض التطبيقات، خاصةً عند استخدام قيم كسب عالية.
الحساسية للضوضاء: قد يكون LM13700 حساسًا للضوضاء، خاصةً في الدوائر ذات الكسب العالي. يتطلب ذلك تخطيطًا جيدًا للدائرة وتدابير لحماية الإشارة.
الحاجة إلى مكونات خارجية: يتطلب LM13700 استخدام مكونات خارجية (المقاومات والمكثفات) لتحديد أداء الدائرة، مما يزيد من تعقيد التصميم.

نصائح لتحسين الأداء

لتحسين أداء الدوائر التي تستخدم LM13700، يمكن للمصممين استخدام النصائح التالية:

استخدام مصدر طاقة مستقر: يوفر مصدر طاقة مستقرًا ودقيقًا أداءً أفضل.
اختيار المكونات بعناية: يجب اختيار المقاومات والمكثفات عالية الجودة لتقليل الضوضاء والتغيرات في درجة الحرارة.
التخطيط الدقيق للدائرة: يمكن أن يساعد التخطيط الدقيق للدائرة في تقليل الضوضاء والتداخل.
استخدام تقنيات التأريض المناسبة: يقلل التأريض الجيد من الضوضاء والتداخل.
استخدام تيار تحكم دقيق: يؤدي توفير تيار تحكم دقيق ومستقر إلى تحسين أداء الدائرة.

مقارنة مع LM13600

LM13700 هو تحسين لـ LM13600. على الرغم من أن الدائرتين متوافقتان من حيث الدبابيس، إلا أن LM13700 يوفر تحسينات في بعض الجوانب. يمتلك LM13700 تشويهاً توافقيًا أقل، مما يجعله خيارًا أفضل في التطبيقات التي تتطلب دقة عالية. يتميز LM13700 أيضًا بنطاق جهد إدخال أوسع.

بدائل لـ LM13700

في حالة عدم توفر LM13700 أو إذا كانت هناك حاجة إلى ميزات مختلفة، هناك عدد من البدائل المتاحة. تتضمن بعض البدائل الشائعة:

CA3080: مضخم OTA آخر، ولكن مع تصميم مختلف.
OPA860: مضخم تشغيلي عالي السرعة.
منتجات مماثلة من شركات أخرى: العديد من الشركات المصنعة تقدم مضخمات OTA أو مضخمات تشغيلية مماثلة.

تطبيقات متقدمة

بالإضافة إلى التطبيقات الأساسية، يمكن استخدام LM13700 في تطبيقات أكثر تقدمًا، مثل:

التحكم في الجهد (VCA): يمكن استخدام LM13700 كـ VCA عن طريق التحكم في كسب المضخم باستخدام جهد التحكم.
تأثيرات الصوت: تستخدم في تصميم تأثيرات الصوت، مثل الفلانجر والفازر.
الدوائر التناظرية المخصصة: يمكن استخدام LM13700 في تصميم الدوائر التناظرية المخصصة لتلبية متطلبات محددة.

الفرق بين LM13700 و VCA

في حين أن LM13700 يمكن استخدامه كـ VCA، هناك بعض الاختلافات بين الاثنين:

LM13700: هو دائرة متكاملة متعددة الاستخدامات تتضمن مضخمات OTA. يعتمد التحكم في الكسب على التيار.
VCA: هو جهاز مصمم خصيصًا للتحكم في كسب الإشارة باستخدام جهد التحكم. قد تستخدم VCAs تصميمات مختلفة، بما في ذلك المضخمات التشغيلية ومضخمات OTA.

يعتبر LM13700 خيارًا جيدًا لـ VCA في الحالات التي يكون فيها التحكم في الكسب يعتمد على التيار، بينما قد تكون VCAs المتخصصة خيارًا أفضل في التطبيقات التي تتطلب أداءً عاليًا أو ميزات إضافية.

خاتمة

LM13700 هو عنصر إلكتروني متعدد الاستخدامات وفعال من حيث التكلفة يمكن استخدامه في مجموعة واسعة من التطبيقات التناظرية. يوفر LM13700 أداءً جيدًا وسهولة في الاستخدام، مما يجعله خيارًا شائعًا للمصممين والمهندسين. من خلال فهم ميزات LM13700 وقيوده، يمكن للمستخدمين الاستفادة القصوى من هذه الدائرة المتكاملة في مشاريعهم. يعتبر LM13700 أداة قيمة في تصميم المرشحات، والمذبذبات، ودوائر التحكم في الكسب، والمختلطات، والمضخمات، مما يجعله مكونًا أساسيًا في العديد من الأنظمة الإلكترونية.

المراجع

“`