מגבר תפעולי

מגבר תפעולי הוא מכשיר אלקטרוני עם משוב עם המשימה של הגדלת שוב ושוב את ההבדל האות בין שתי התשומות שלה.בתחילה, העיצוב שימש מעבדות בל לנהוג אקדח נגד מטוסים בתוך מערכת T9.מכאן השם.באנגלית, תפעול מתורגם בשתי דרכים: מפעיל ובו זמנית מוצלח( עובד, יעיל).ואת האפקטיביות של מערכת T9 היום הוא מעבר לכל ספק.

כיצד מגבר המבצעי

נוצר התפתחות המנורות האלקטרוניות

הסיפור מתחיל עם לידת המאה העשרים( 1904), כאשר פלמינג שיפרה את המנורה האלקטרונית של אדיסון( ראה מנורת ליבון), לאחר שקיבלה את הדיודה הראשונה של ואקום.בפירוט, הפטנט של 1883 לא הפך להיות אזכור ראשון של פליטת thermionic.עשור של התאריך שצוין קודם לכן, פרדריק גתרי כבר הזכיר תופעה זו( ראה מגנטיות וחשמל, 1873).בשנת 1906, הודות לי דה פורסט, הופיע טריודה ואקום הראשון - התקן כי הוא חלק מבנית המגברים המבצעית הראשונה.בין נימה הקיימת( קטודה) לבין דיסק פוטנציאלי חיובי( האנודה), נוספה רשת, האות אשר השפיע באופן פעיל על מעבר של אלקטרונים דרך החלל.

מגבר דיפרנציאלי ומשוב

צעד חדש היה פיתוח בשנות ה -30 המוקדמות של טכנולוגיית המעגלים של בל, עם משוב, המוביל ישירות לפטנט של US 2401779 Karl Schwartzel Jr., הוכרז ב -1 במאי 1941.

בשנת 1928, משוב כה נפוץ היום לא היה ידוע.וכאשר עובד המעבדה בל, הרולד בלק, פירסם את הפטנט בפעם הראשונה, התברר שהוא מועט.זה לקח כמה שרק 9 שנים( US פטנטים 2,102,671) להביא את ההמצאה אל המוח.כפי שקורה לעתים קרובות עם המצאות גדולות, אנשים רבים בחלקים שונים של כדור הארץ עבדו על אותו נושא.מדענים כוללים:

1. פול ווייט( בריטניה פטנט 231792, 1924).
2. A.D. Blumlein( בריטניה פטנטים 425553, 1933).
3. החברה הידועה N.V.פיליפס.

כאשר Black פיתח את הרעיון שלו, הוא ניסה לפתור את המצב עם משככי אותות בקווי תקשורת.אחד triode ואקום נתן רווח של מקסימום 1 dB בלעדי בתנאים נוחים.זה נזקק למאות, אלפים, והלהקה הזאת נזקקה לאנרגיה ודרשה את תשומת לבם של העובדים.מגבר עם משוב הפך המצאה מדהימה - רווח גדל פעמים רבות בעת ובעונה אחת להגדיל את היציבות( קריטריונים Nyquist).החברה בל Labs ממש השתין על הרעיון אמר.פיתוח הרעיון של שחור הוא הפטנטים בארה"ב הפטנטים 1915440( הארי Nyquist) ואת הפטנט האמריקאי 2123178( Hendrick Bode).Nyquist זרק את הרעיון של עבודה של צינורות ואקום עם זרם ישיר, אשר שוב הרחיב את גבולות תחולת המשוב.במקביל, היה פיתוח של מגברים דיפרנציאליים - אות העבודה עבורם הוא ההבדל בין שתי התשומות.השלבים של הפיתוח הם ציינו:

• B.H.K מתיוס המציא קלט דיפרנציאלי למגבר בשנת 1934.חסרון: במעגל עם cathodes משותף הם מחוברים ישירות הקוטב השלילי של מקור הכוח, אשר מפחית באופן ישיר את הרווח.
• אלן Blumlein הלך קצת יותר בבריטניה 482470 הפטנט( 1936).מופרדים cathodes משותף של נגד הקרקע.
• בשנת 1937, פרנקלין Offner הציג משוב לתוך העיצוב, אשר מעט הפחית את הרווח, אבל הגביר את היציבות של המערכת.בשנה הנ"ל, אוטו שמיט בא עם תוכנית עבור pentodes, שם חסר זה נעדר.
• בשנת 1938, JF Tonnis הציג את הרעיון של זוג זנב ארוך לזנב עבור צינורות ואקום.במקרה זה, מקור כוח נוסף בין הקרקע לבין התנגדות התנגדות גבוהה נפוצה( ב Tonnis - מינוס 90 V), אשר גם מקטין את הפוטנציאל של הקתודה.
• אוטו שמיט ב -1938 דן גם בצמד הדיפרנציאלי הארוך, אבל כבר בתור מהפך פאזה( קלט אחד מקורקע).
• הרולד גולדברג בשנת 1940 ממציא את התוכנית של רעש נמוך( כ 2 μV) רב מגבר דיפרנציאלי.מאוחר יותר מציג pentode לתוך המעגל כדי לספק את הטיה הרצוי הרצוי.

מגברים תפעוליים: הציפורים הראשונות של

מוקד הפיתוח של מגברים תפעוליים בשנות ה -30 היה בתחום התקני המחשוב האנלוגי.מבנים דומים נדונו בסוף שנות ה -30 וב -1940 על ידי ג'ורג 'פילבריק ופר הולסט, ללא צעד אחרון - רווח גדול.השימוש בכוח דו קוטבי מותר לעבוד את האותות לא תואמים בשני הכיוונים לכוון מדויק.מערכת M9 שימשה יחידת הפעלה של מערכת מחשב המחשבת את המסלול של הקליעים לפגוע במטרות האוויר.

פרטי המחקר מתוארים במחקר ההגנה של היגינס במעבדות בל: מחשבים חשמליים לבקרת אש.

אז, קרל שוורצל ב פטנט 1941 דן opamps הראשון.בתיעוד, ההמצאה נקראת סיכום.מקור השם הוא טריוויאלי.הממציא עצמו כותב כי המכשיר נועד להוסיף את מספר n של המתחים וזה אפשרי באופן דומה כדי לשנות את המחשבים הקיימים.תכונה של החידוש הייתה הכנסת משוב כדי להפחית את התנגדות הקלט של המערכת( אשר תפשט את התיאום שלה עם חלקים אחרים של המעגל החשמלי ולהגדיל את הרווח).

לפני שהסיכום התרחש בהדרגה, המתח היחיד היה בעל שני מוטות, דבר שהקשה מאוד על התיאום.פטנט זה עוסק במכשיר שבו הכל פשוט.כל אחד מהמתחים המסוכמים באחד הקטבים רוכש חוט משותף, וניתן לכוונן את מקדם ההולכה של המערכת על ידי התאמת עומק המשוב.המגבלה היחידה היא זרם ישיר, לא תמיד מסוגל להתגבר על ואקום.

פיתוח המעבדות בל מוביל ליצירת אב טיפוס של מערכת המחשב המטרה, בשם T10.המערכת( US Patent 2493183) נבחנה בהצלחה בדצמבר 1941 ונפתחה באופן פעיל בעתיד.טווח השימוש במגברים מבצעיים בתוכו הורחב באופן משמעותי.יש לציין כי פרסום הפטנט שוורצטל, שהוכרז ב- 1 במאי 1941, התרחש רק לאחר תום מלחמת העולם השנייה( 1946).לכן בנות הברית נחשב חשוב זה חדשנות.יתר על כן, המפרט של מערכת ההדרכה עצמה היה למעשה בגישה פתוחה( עבור סוכני אויב).

נשאלת השאלה: מדוע המגבר המבצעי של שוורצל הופך את האות?אנחנו מאמינים - למרות שזה לא נאמר במישרין בשום מקום - כי זה נעשה לנוחיות הטייסים.בתעופה, נהוג להשתמש היפוך של המטוס בזווית המגרש.לכן, המעצבים רצו לפשט את המעגל החשמלי ובעתיד להשתמש במגברים מבצעיים כחלק מהאלקטרוניקה המשולבת.ההיפוך זווית המגרש הוא אימץ כדי לפצות על המאפיינים הפיזיולוגיים של הטייס כנציג של הומו סאפיינס.אם אתה עושה את ההפך, בגובה נמוך, המטוס ייפול על הקרקע.זה נדון בשיעורי הפיזיקה במעמד הביניים של בתי הספר התיכוניים.

השאלה הבאה: מדוע המגבר המבצעי של שוורצל מוסיף עד שלושה אותות בקלט?אנו מאמינים שהתשובה טמונה בתחום המגבלות התפעוליות של אוטומציה.ההנחיה הראשונית ליעד נעשית באופן ידני על ידי המפעיל, ואז המערכת האופטית מספקת למכשיר המחשוב מידע שעליו מתבצעת החידוד.אולי עם להוביל את המהירות ואת טווח היעד.כתוצאה מכך, האות של ידית הבקרה צריך להיות מסוכם עם פקודות של המשדר.הקלט השלישי נדרש למשוב, אשר ייתן את התנועה של תא המטען את החלקות הרצויה ולחסל את עודף שונים.

כתוצאה מכך, המגבר התפעולי פתר משימות ובאותו זמן זכה ב -95 dB( 65,000 פעמים) ונשאו עומס מדהים של 6 kΩ( הקלט של רמקול מודרני הוא מאה Ohm - לשם השוואה).באפריל 1947 קיבלו המעצבים העיקריים של מערכת ההדרכה T9, לובל, פרקינסון וקון, מדליה לשירותים למולדת, שהוקמה על ידי הנשיא לתקופה של מלחמת העולם השנייה( מ -8 בספטמבר 1939) ועד 1952.זהו הפרס הגבוה ביותר לאזרחים שתרמו לניצחון על האויב.

ההסתברות להכות את היעד T9 היה 90%.אז המחשבה על קיומו של מחשב כזה במשך זמן רב דיכאה את האויב מלהתקוף את ארצות הברית ובעלות בריתה.הכלי הוכרז מיד כאמצעי החשוב ביותר להגנה על החירות והדמוקרטיה בעולם.התקן להגברת