معدل الدوران

في الإلكترونيات والكهرومغناطيسية ، يُعرَّف معدل التغير بأنه تغير الجهد أو التيار، أو أي كمية كهربائية أو كهرومغناطيسية أخرى، لكل وحدة زمنية. ويُعبَّر عنه بوحدات النظام الدولي للوحدات (SI) ، حيث تُعطى وحدة القياس بالتغير في الثانية الواحدة، ولكن في سياق الدوائر الإلكترونية ، يُعبَّر عن معدل التغير عادةً بالميكروثانية (μs) أو النانوثانية (ns).

قد تحدد الدوائر الإلكترونية حدودًا دنيا أو قصوى لمعدلات التغير السريع لإشارات دخلها أو خرجها، وتكون هذه الحدود سارية فقط في ظل شروط معينة (مثل حمل الخرج). عند تحديد معدل التغير السريع لخرج دائرة، كالمضخم مثلاً، يضمن هذا التحديد أن سرعة انتقال إشارة الخرج ستكون على الأقل الحد الأدنى المحدد، أو على الأكثر الحد الأقصى المحدد. أما عند تطبيقه على دخل الدائرة، فإنه يشير إلى ضرورة استيفاء دائرة القيادة الخارجية لهذه الحدود لضمان التشغيل الصحيح للجهاز المستقبل. في حال تجاوز هذه الحدود، قد يحدث خطأ ما، ولن يكون التشغيل الصحيح مضمونًا.

على سبيل المثال، عندما يتم إدخال إشارة إلى دائرة رقمية ببطء شديد، قد تتذبذب قيمة الإدخال الرقمي المسجلة بواسطة الدائرة بين 0 و1 أثناء انتقال الإشارة. ^{[ 1 ]} في حالات أخرى، يتم تحديد معدل تغيير أقصى ^{[ 2 ]} للحد من محتوى الترددات العالية الموجودة في الإشارة، وبالتالي منع حدوث تأثيرات غير مرغوب فيها مثل الرنين أو التداخل الإشعاعي . ^{[ 3 ]}

في المضخمات، قد تؤدي محدودية معدل التغير السريع للإشارة إلى تأثيرات غير خطية. ولتجنب تأثير معدل التغير السريع للإشارة الجيبية ، يجب أن يستوفي معدل التغير السريع (بالفولت في الثانية) في جميع نقاط المضخم الشرط التالي:

${\displaystyle \mathrm {SR} \geq 2\pi fV_{\mathrm {pk} },}$

حيث f هو تردد التشغيل، و${\displaystyle V_{\mathrm {pk} }}$يمثل ذروة سعة الموجة، أي نصف تأرجح الذروة إلى الذروة للموجة الجيبية.

في علم الميكانيكا، معدل الدوران هو التغير في موضع جسم يدور حول الراصد مع مرور الوقت، ويُقاس بالراديان أو الدرجات أو الدورات لكل وحدة زمنية. وله أبعاد.${\displaystyle {\mathsf {T}}^{{-}1}.}$

يُعرَّف معدل التغير في الدائرة الإلكترونية بأنه معدل تغير الجهد لكل وحدة زمنية. ويُعبَّر عن معدل التغير عادةً بوحدة فولت / ميكروثانية . ^{[ 4 ]}

${\displaystyle \mathrm {SR} =\max \left|{\frac {dv_{\mathrm {out} }(t)}{dt}}\right|}$

أين${\displaystyle v_{\mathrm {out} }(t)}$يمثل الناتج الذي ينتجه المضخم كدالة للزمن t .

يمكن قياس معدل التغير باستخدام مولد إشارات (عادةً موجة مربعة) وجهاز راسم الإشارة . ويكون معدل التغير ثابتًا بغض النظر عما إذا كان هناك تغذية راجعة أم لا.

توجد اختلافات طفيفة بين تصميمات المضخمات المختلفة في كيفية حدوث ظاهرة التغير السريع في الجهد. يوضح الشكل مخططًا مبسطًا للمرحلتين الأوليين من مضخم العمليات (opamp) لتسهيل الفهم.

تتكون مرحلة الإدخال عادةً من مضخم تفاضلي ذي خاصية ناقلية تحويلية . وهذا يعني أن مرحلة الإدخال تستقبل جهد إدخال تفاضلي وتُنتج تيار خرج إلى المرحلة الثانية. وتكون الناقلية التحويلية عادةً عالية جدًا، ومن هنا ينشأ كسب الحلقة المفتوحة الكبير للمضخم. كما يعني هذا أيضًا أن جهد إدخال صغير نسبيًا قد يتسبب في تشبع مرحلة الإدخال . وفي حالة التشبع ، تُنتج المرحلة تيار خرج ثابتًا تقريبًا.

في المرحلة الثانية، يتم تعويض التردد . وتُقارب خاصية تمرير الترددات المنخفضة في هذه المرحلة خاصية المُكامل . وبالتالي، فإن إدخال تيار ثابت سينتج عنه خرج متزايد خطيًا. إذا كانت للمرحلة الثانية سعة إدخال فعالة${\displaystyle C}$إذن، معدل تغيره هو:

${\displaystyle \mathrm {SR} ={\frac {I_{\mathrm {sat} }}{C}}}$

أين${\displaystyle I_{\mathrm {sat} }}$يمثل تيار الخرج للمرحلة الأولى في حالة التشبع. قد يتم ضرب معدل التغير بكسب الجهد اللاحق.

يساعدنا معدل التغير في التردد على تحديد أقصى تردد وسعة إدخال مناسبين للمضخم بحيث لا يحدث تشويه كبير في الخرج. لذا، من الضروري مراجعة ورقة البيانات الخاصة بالجهاز لمعرفة معدل التغير في التردد قبل استخدامه في تطبيقات الترددات العالية.

يمكن الحد من معدل التغير عمداً باستخدام مكبرين تشغيليين ومكثف ومقاومتين. ^{[ 7 ]}

في الآلات الموسيقية الإلكترونية، يتم استخدام دوائر الانحراف أو وظائف الانحراف التي يتم إنشاؤها بواسطة البرامج بشكل متعمد لتوفير ميزة البورتامينتو (تسمى أيضًا الانزلاق أو التأخير )، حيث يتم الانتقال ببطء من قيمة رقمية أولية أو جهد تحكم تناظري إلى قيمة جديدة على مدى فترة من الزمن (انظر الاستيفاء ).

• عرض نطاق الطاقة

• شرح معدل التغير مع مثال تفاعلي وحساب مفصل لدائرة مكبر العمليات القياسية
• تصميم الدوائر الخطية - الفصل الأول: مكبرات العمليات