1. רכיבים ומערכות אלקטרוניות מגברי שרת
מצגת הוראה
עיוני
רכיבים ומערכות אלקטרוניות - מגברי שרת

2. יעדים לימודיים – מגבר שרת
אפיוני מגבר שרת בחוג פתוח
הסימול הסכמתי
הדקי מגבר השרת ותפקידיהם
תכונות מגבר שרת אידאלי
מגבר שרת כמשווה בחוג פתוח
מתח הסף של משווה בחוג פתוח
מתחי הרוויה של מגבר שרת בכלל ומשווה בפרט
אופיין מעבר
סרטוט אות המוצא של משווה בחוג פתוח כשנתונים אות המבוא ומתח הייחוס.
מגבר שרת בחיבור הופך מופע, מגבר עוקב מופע ומגבר (חוצץ) יחידה
תרשימים חשמליים של מגבר הופך מופע, מגבר עוקב מופע ומגבר יחידה
חישוב הגבר המתח של כל אחד מסוגי המגברים
חישוב מתח המוצא כשנתונים מתח המבוא וערכי הנגדים בעבור כל אחד מן המגברים
חישוב הזרמים המעגל המגבר
תכונותיו של מגבר יחידה (הגבר מתח, התנגדות מבוא, התנגדות מוצא)
תכנון מגבר (הופך מופע, עוקב מופע) בהתאם לדרישות
נדרש להוסיף סרטוט של זרם חשמלי
רכיבים ומערכות אלקטרוניות - מגברי שרת

3. אפיוני מגבר שרת בחוג פתוח
מגבר שרת  [operational amplifier  ] הוא אחד מאבני הבניין החשובות במעגלים אלקטרוניים רבים. מגבר השרת בנוי למעשה ממספר גדול של טרנזיסטורים ונגדים, שמורכבים על פיסת צורן (סיליקון) קטנה במעגל משולב.
סימול מגבר השרת במעגל: או
סימול מגבר שרת עם הדק משותף סימול מגבר שרת מקובל
רכיבים ומערכות אלקטרוניות - מגברי שרת

4. אפיוני מגבר שרת בחוג פתוח (המשך)
סימול מגבר השרת במעגל – עם מקורות הזנה או
חיבור עם שני מקורות הזנה חיבור עם מקור הזנה יחיד
רכיבים ומערכות אלקטרוניות - מגברי שרת

5. אפיוני מגבר שרת בחוג פתוח (המשך)
הגבר מתח [Gain or Amplification]
הגבר המגבר מבוטא על ידי היחס בין אות המוצא לאות המבוא.
במקרה של מגבר שרת – הגבר המתח נקרא הגבר מתח הפרשי,
הוא מבוטא כיחס בין אות המוצא להפרש בין אותות המבוא.
רכיבים ומערכות אלקטרוניות - מגברי שרת

6. תכונותיו של מגבר שרת אידאלי
הגבר,(AVo) של מגבר שרת אידאלי הוא אינסופי.
הפרש בין מתחי המבוא, קטן ככל שיהיה, יתורגם למתח אינסופי במוצא
התנגדות מבוא,(Ri) של מגבר שרת אידאלי היא אינסופית.
זרם המבוא אל כל אחד מהדקי המבוא של מגבר השרת יהיה 0.
התנגדות מוצא,(Ro) של מגבר שרת אידאלי היא 0.
מתח המוצא נשאר קבוע בעבור כל זרם שנצרך ממגבר השרת, או במילים אחרות מתח המוצא נשאר קבוע בעבור כל עומס.
אפשר לזכור את שלושת הסעיפים האלה כך: , ,
הערה: זוהי רשימה חלקית של התכונות
רכיבים ומערכות אלקטרוניות - מגברי שרת

7. רכיבים ומערכות אלקטרוניות - מגברי שרת
משווה בחוג פתוח
מגבר שרת בחוג פתוח יכול לשמש כמשווה (Comparator) בין האותות בשני מבואותיו.
כשהמתח ההפרשי בכניסות המגבר חיובי מתקבל במוצא מתח השווה בקירוב למתח מקור ההזנה החיובי (רוויה חיובית)
כשהמתח ההפרשי בכניסות המגבר שלילי מתקבל במוצא מתח השווה בקירוב למתח מקור ההזנה השלילי (רוויה שלילית).
רכיבים ומערכות אלקטרוניות - מגברי שרת

8. רכיבים ומערכות אלקטרוניות - מגברי שרת
משווה בחוג פתוח - דוגמה
נתון מגבר שרת אידאלי המשמש כמשווה. המגבר מחובר למתחי הזנה של מתח ההזנה שווים למתחי הרוויה. בכניסותיו של המשווה מופיעים המתחים: חשבו את מתח המוצא.
פתרון: מתח המוצא המתקבל במקרה זה הוא: הסיבה: המתח בהדק הלא מהפך של מגבר השרת גדול יותר מן המתח בהדק המהפך.
רכיבים ומערכות אלקטרוניות - מגברי שרת

9. משווה בחוג פתוח - אופיין תמסורת
הקשר בין אות המוצא לאות המבוא של מערכות אלקטרוניות ומגברים ומקובל לתארו באמצעות גרף.
גרף כזה נקרא בשם אופיין התמסורת (Characteristic Transfer) של המגבר.
רכיבים ומערכות אלקטרוניות - מגברי שרת

10. משווה בחוג פתוח - שימושים
תאורת הרחוב אוטומטית – בתאורת הרחוב יש משווה הבודק את עצמת האור בסביבה: אם עצמת האור בסביבה נמוכה מעצמת האור (עצמת ייחוס) שהוגדרה, מופעל המתג של התאורה.
רכיבים ומערכות אלקטרוניות - מגברי שרת

11. רכיבים ומערכות אלקטרוניות - מגברי שרת
משווה בחוג פתוח – תרגיל 1
המעגל שבאיור כולל מגבר שרת אידאלי.
מתחי הרוויה של מגבר השרת הם:
א. סרטטו את אופיין המעבר
פתרון:
מתח הסף שמתחתיו המגבר נכנס לרוויה
שלילית ומעליו לרוויה חיובית הוא
הגרף המתקבל הוא מן הצורה:
רכיבים ומערכות אלקטרוניות - מגברי שרת

12. משווה בחוג פתוח – תרגיל 1 (המשך)
ב. במבוא המעגל מספקים גל משולש, המתואר באיור
סרטטו מתחתיו, בהתאמה, את מתח המוצא.
פתרון:
רכיבים ומערכות אלקטרוניות - מגברי שרת

13. רכיבים ומערכות אלקטרוניות - מגברי שרת
משווה בחוג פתוח – תרגיל 2
המעגל שבאיור כולל מגבר שרת אידאלי. מתחי הרוויה של
מגבר השרת הם:
א. חשבו את מתח הייחוס – VREF
ב. סרטטו את אופיין המעבר
פתרון:
א. לפי כלל מחלק המתח
ב. אופיין המעבר המתקבל
רכיבים ומערכות אלקטרוניות - מגברי שרת

14. רכיבים ומערכות אלקטרוניות - מגברי שרת
משווה בחוג פתוח – תרגיל 3
המעגל שבאיור לשאלה כולל מגבר שרת אידאלי. מתחי הרוויה של
מגבר השרת הם:
חשבו את מתח המוצא.
פתרון:
רכיבים ומערכות אלקטרוניות - מגברי שרת

15. רכיבים ומערכות אלקטרוניות - מגברי שרת
מגבר שרת בחוג סגור
ערך סופי אם
נקבל כי
כלומר, מקבלים מצב שבו לא קיים הפרש פוטנציאלים (מתח) בין ההדק המהפך להדק הלא מהפך.
זהו קצר מדומה (קצר וירטואלי) (virtual short circuit).
רכיבים ומערכות אלקטרוניות - מגברי שרת

16. רכיבים ומערכות אלקטרוניות - מגברי שרת
מגבר שרת בתצורה מהפכת
מעגל זה מתאר מגבר שרת בחוג סגור, שבו ההדק הלא מהפך מחובר לאדמה.
במעגל זה
במצב זה, ההדק המהפך "כאילו" מחובר לאדמה.
אדמה זו נקראת אדמה מדומה (virtual ground)
רכיבים ומערכות אלקטרוניות - מגברי שרת

17. רכיבים ומערכות אלקטרוניות - מגברי שרת
מגבר שרת בתצורה מהפכת
ניתוח המעגל:
לא נכנס זרם למגבר (התנגדות כניסה אינסופית), לכן
רכיבים ומערכות אלקטרוניות - מגברי שרת

18. מגבר שרת הופך מופע - דוגמה
נתון המגבר שלפניכם:
א. חשבו את הגבר המגבר.
ב. חשבו את עצמת הזרם בנגד העומס.
ג. חשבו את מתח המוצא.
רכיבים ומערכות אלקטרוניות - מגברי שרת

19. מגבר שרת הופך מופע - דוגמה
פתרון:
א. הגבר המגבר
ב. עצמת הזרם בנגד העומס
ג. מתח המוצא
רכיבים ומערכות אלקטרוניות - מגברי שרת

20. מגבר שרת הופך מופע - תרגיל
נתון המגבר שלפניכם:
א. חשבו את הגבר המגבר.
ב. חשבו את עצמת הזרם בנגד R1.
ג. חשבו את מתח המקור.
רכיבים ומערכות אלקטרוניות - מגברי שרת

21. מגבר שרת בתצורה לא מהפכת
מעגל זה מתאר מגבר שרת בחוג סגור, שבו אות הכניסה מחובר להדק הלא מהפך.
במעגל זה
במצב זה, ההדק המהפך "כאילו" מחובר לאות הכניסה.
רכיבים ומערכות אלקטרוניות - מגברי שרת

22. מגבר שרת בתצורה לא מהפכת
ניתוח המעגל:
לא נכנס זרם למגבר (התנגדות כניסה אינסופית),
לכן
רכיבים ומערכות אלקטרוניות - מגברי שרת

23. מגבר שרת עוקב מופע - דוגמה
נתון המגבר שלפניכם:
א. חשבו את הגבר המגבר.
ב. חשבו את עצמת הזרם בנגד המשוב.
ג. חשבו את מתח המוצא.
רכיבים ומערכות אלקטרוניות - מגברי שרת

24. מגבר שרת הופך מופע - דוגמה
פתרון:
א. הגבר המגבר
ב. עצמת הזרם בנגד המשוב.
סימן מינוס
ג. מתח המוצא
רכיבים ומערכות אלקטרוניות - מגברי שרת

25. מגבר שרת עוקב מופע - תרגיל
נתון המגבר שלפניכם:
א. חשבו את הגבר המגבר.
ב. חשבו את עצמת הזרם בנגד המשוב.
ג. חשבו את ערכו של הנגד R2..
רכיבים ומערכות אלקטרוניות - מגברי שרת

26. רכיבים ומערכות אלקטרוניות - מגברי שרת
מגבר יחידה
מעגל זה מתאר מגבר שרת בחוג סגור ללא נגדים,
שבו אות המבוא מחובר להדק הלא מהפך.
במעגל זה
רכיבים ומערכות אלקטרוניות - מגברי שרת

27. רכיבים ומערכות אלקטרוניות - מגברי שרת
מגבר יחידה - שימוש
נתון:
רכיבים ומערכות אלקטרוניות - מגברי שרת

28. רכיבים ומערכות אלקטרוניות - מגברי שרת
מגברי שרת - תרגילים
הפניה לקובץ התרגילים הנוסף המופיע באתר המקצוע
רכיבים ומערכות אלקטרוניות - מגברי שרת