الفصل 10 · ملحق
لوحة القوانين الشاملة
נוסחאון הספר — ריכוז כל הנוסחאות
في هذا الملحق جمعنا كل قوانين الكتاب في مكان واحد، مرتبةً حسب الفصول: لكل موضوع رسمة، القوانين، وجدول يشرح كل رمز. اللوحة مخصصة لحل التمارين وللمراجعة قبل الامتحان — أما شروط استعمال كل قانون وأمثلته المحلولة ففي فصله.
אותות – الإشارات
زمن الدورة والتردد · זמן מחזור ותדר
f = 1T
ω = 2·π·f
| الرمز | المعنى | وحدة القياس |
|---|---|---|
| T | زمن الدورة | [s] |
| f | التردد | [Hz] |
| ω | التردد الزاوي | [rad/s] |
قيم إشارة الجيب · ערכי אות הסינוס
Vpp = 2·Vm
Veff = Vm2
v(t) = Vm·sin(ω·t + φ)
| الرمز | المعنى | وحدة القياس |
|---|---|---|
| Vm | الاتساع (القيمة العظمى) | [V] |
| Vpp | الجهد من القمة إلى القمة | [V] |
| Veff | القيمة الفعالة | [V] |
| φ | الطور | [°] |
فرق الطور من الفرق الزمني · הפרש מופע מהפרש זמנים
φ = ΔtT·360°
| الرمز | المعنى | وحدة القياس |
|---|---|---|
| Δt | الفرق الزمني بين الإشارتين | [s] |
| T | زمن الدورة | [s] |
| φ | فرق الطور | [°] |
إشارة فيها DC و AC · אות הכולל DC ו-AC
Vmax = VDC + Vm
Vmin = VDC − Vm
VRMS = VDC2 + Vm22
| الرمز | المعنى | وحدة القياس |
|---|---|---|
| VDC | المركّبة المستمرة | [V] |
| Vm | اتساع إشارة الجيب | [V] |
| VRMS | القيمة الفعالة الكلية | [V] |
מגבר השרת — יסודות – مكبر العمليات — الأساسيات
رمز مكبر العمليات وأطرافه
معامل تكبير الجهد والإشباع · הגבר מתח ורוויה
AV = VoVi
Vo = AOL·(V+ − V−)
−Vsat ≤ Vo ≤ +Vsat
V+ > V− → Vo = +Vsat
V+ < V− → Vo = −Vsat
| الرمز | المعنى | وحدة القياس |
|---|---|---|
| AV | معامل تكبير الجهد | — |
| AOL | تكبير الحلقة المفتوحة (كبير جدا) | — |
| V+ , V− | جهدا المدخلين | [V] |
| ±Vsat | جهدا الإشباع | [V] |
| Vo = ±Vsat | في الحلقة المفتوحة (بلا تغذية راجعة): الخرج يقفز إلى الإشباع حسب المدخل الأعلى | [V] |
قاعدتا التحليل مع تغذية راجعة سالبة · שני כללי הניתוח במשוב שלילי
V+ = V−
I+ = I− = 0
| الرمز | المعنى | وحدة القياس |
|---|---|---|
| V+ = V− | القاعدة الأولى: جهدا المدخلين متساويان | — |
| I+ = I− = 0 | القاعدة الثانية: لا يدخل تيار إلى المدخلين | — |
الديسيبل وعرض النطاق · דציבל ורוחב פס
AdB = 20·log|AV|
AV = 10AdB20
AV(fH) = Amax2 = 0.707·Amax
BW = fH − fL
| الرمز | المعنى | وحدة القياس |
|---|---|---|
| AdB | التكبير بالديسيبل | [dB] |
| Amax | أكبر تكبير في النطاق | — |
| fL , fH | تردّدا نصف القدرة | [Hz] |
| BW | عرض النطاق | [Hz] |
המגבר ההופך – المكبر العاكس
المكبر العاكس
المكبر العاكس · המגבר ההופך
AV = −RfR1
Vo = −RfR1·Vi
Ri = R1
| الرمز | المعنى | وحدة القياس |
|---|---|---|
| Rf | مقاومة التغذية الراجعة | [Ω] |
| R1 | مقاومة الدخل | [Ω] |
| Ri | مقاومة الدخل للدائرة كلها | [Ω] |
أكبر إشارة بدون تشويه · האות הגדול ביותר ללא עיוות
Vo,max = Vsat
|AV|·Vi,max = Vsat
| الرمز | المعنى | وحدة القياس |
|---|---|---|
| Vi,max | أكبر اتساع دخل بلا قص | [V] |
| Vsat | جهد الإشباع | [V] |
המגבר הלא-הופך והחוצץ – المكبر غير العاكس والمكبر العازل
المكبر غير العاكس
المكبر العازل (تابع الجهد)
المكبر غير العاكس · המגבר הלא-הופך
AV = 1 + RfR1
Vo = (1 + RfR1)·Vi
| الرمز | المعنى | وحدة القياس |
|---|---|---|
| Rf | مقاومة التغذية الراجعة | [Ω] |
| R1 | المقاومة من المدخل العاكس إلى الأرضي | [Ω] |
المكبر العازل · מגבר חוצץ (עוקב מתח)
AV = 1
Vo = Vi
| الرمز | المعنى | وحدة القياس |
|---|---|---|
| AV | التكبير يساوي واحدا دائما | — |
| Ri | مقاومة دخل كبيرة جدا — لا يُحمِّل المصدر | — |
המגבר המסכם השלילי – المكبر الجامع السالب
المكبر الجامع السالب بمدخلين
ملاحظة: كل مدخل يعمل كأنه مكبر عاكس مستقل: المدخل العاكس أرضي افتراضي، فلا يشعر أي مدخل بالمدخل الآخر. لذلك نحسب مساهمة كل مدخل وحده، ثم نجمع المساهمتين. لكل مساهمة لونها في القوانين.
المكبر الجامع السالب · המגבר המסכם השלילי
Vo1 = −RfR1·V1
Vo2 = −RfR2·V2
Vo = Vo1 + Vo2
Vo = −RfR1·V1 −RfR2·V2
| الرمز | المعنى | وحدة القياس |
|---|---|---|
| Vo1 | مساهمة المدخل الأول: مكبر عاكس، كأن V2 = 0 | [V] |
| Vo2 | مساهمة المدخل الثاني: مكبر عاكس، كأن V1 = 0 | [V] |
| V1 , V2 | جهدا الدخل | [V] |
| R1 , R2 | مقاومتا الدخل | [Ω] |
| Rf | مقاومة التغذية الراجعة | [Ω] |
حالة خاصة: مقاومات متساوية · נגדים שווים
R1 = R2 = Rf
Vo = −(V1 + V2)
| الرمز | المعنى | وحدة القياس |
|---|---|---|
| Vo | السطر الأول هو الشرط: كل المقاومات متساوية؛ عندها الخرج هو مجموع جهدي الدخل، بإشارة معكوسة | [V] |
המגבר המסכם החיובי – المكبر الجامع الموجب
المكبر الجامع الموجب بمدخلين: المدخلان يصلان إلى المدخل غير العاكس
ملاحظة: كل مدخل يعمل كأنه مكبر غير عاكس مستقل. نحسب مساهمة كل مدخل وحده والمدخل الآخر موصول بالأرضي، ثم نجمع المساهمتين. انتبه: المدخل غير العاكس ليس أرضيًا افتراضيًا، ولذلك يؤثر كل مدخل في الآخر — عندما نحسب مساهمة V1 تصبح R2 موصولة بالأرضي وتكوّن مع R1 مُجزِّء جهد.
المكبر الجامع الموجب · המגבר המסכם החיובי
Vo1 = (1 + RfR3)·R2R1 + R2·V1
Vo2 = (1 + RfR3)·R1R1 + R2·V2
Vo = Vo1 + Vo2
Vo = (1 + RfR3)·R2R1 + R2·V1 + (1 + RfR3)·R1R1 + R2·V2
| الرمز | المعنى | وحدة القياس |
|---|---|---|
| Vo1 | مساهمة V1: مُجزِّء R1–R2 ثم مكبر غير عاكس، كأن V2 = 0 | [V] |
| Vo2 | مساهمة V2: مُجزِّء R2–R1 ثم مكبر غير عاكس، كأن V1 = 0 | [V] |
| R2R1 + R2 | بالأحمر — مُجزِّء الجهد: الجزء من V1 الذي يصل إلى المدخل غير العاكس | — |
| R1R1 + R2 | بالأحمر — مُجزِّء الجهد: الجزء من V2 الذي يصل إلى المدخل غير العاكس | — |
| V1 , V2 | جهدا الدخل | [V] |
| R1 , R2 | مقاومتا الدخل إلى المدخل غير العاكس | [Ω] |
| R3 | المقاومة من المدخل العاكس إلى الأرضي | [Ω] |
| Rf | مقاومة التغذية الراجعة | [Ω] |
حالة خاصة: مقاومتا دخل متساويتان · נגדי מבוא שווים
R1 = R2
Vo = (1 + RfR3)·V1 + V22
| الرمز | المعنى | وحدة القياس |
|---|---|---|
| R1 = R2 | الشرط: مقاومتا الدخل متساويتان | — |
| Vo | إذا كان أيضًا Rf = R3 فإن Vo = V1 + V2 | [V] |
מגבר הפרש (מגבר מחסר) – مكبر الفرق (المكبر الطارح)
مكبر الفرق (المكبر الطارح)
ملاحظة: مكبر الفرق (المكبر الطارح) هو مكبر عاكس ومكبر غير عاكس معًا: V1 يصل إلى المدخل العاكس عبر R1، و V2 يصل إلى المدخل غير العاكس عبر مُجزِّء الجهد R2–R3. نحسب مساهمة كل مدخل وحده، ثم نجمع المساهمتين.
مكبر الفرق (المكبر الطارح) · מגבר הפרש (מגבר מחסר)
Vo1 = −RfR1·V1
Vo2 = (1 + RfR1)·R3R2 + R3·V2
Vo = Vo1 + Vo2
Vo = −RfR1·V1 + (1 + RfR1)·R3R2 + R3·V2
| الرمز | المعنى | وحدة القياس |
|---|---|---|
| Vo1 | مساهمة V1: مكبر عاكس، كأن V2 = 0 | [V] |
| Vo2 | مساهمة V2: مُجزِّء جهد ثم مكبر غير عاكس، كأن V1 = 0 | [V] |
| R3R2 + R3 | بالأحمر — مُجزِّء الجهد R2–R3: الجزء من V2 الذي يصل إلى المدخل غير العاكس | — |
| V1 | الجهد على المدخل العاكس (عبر R1) | [V] |
| V2 | الجهد على المدخل غير العاكس (عبر مُجزِّء R2–R3) | [V] |
حالة خاصة: مكبر الفرق المتوازن · מגבר הפרש מאוזן
R3R2 = RfR1
Vo = RfR1·(V2 − V1)
| الرمز | المعنى | وحدة القياس |
|---|---|---|
| Vo | السطر الأول هو شرط التوازن (عادةً نختار R2 = R1 و R3 = Rf). في المكبر المتوازن يتعلق الخرج بالفرق V2 − V1 فقط، بمعامل تكبير RfR1 | [V] |
מגבר רב-דרגתי – المكبر متعدد المراحل
ثلاث مراحل تكبير على التوالي
معامل التكبير الكلي · ההגבר הכולל
AV = A1·A2·A3
AdB = A1,dB + A2,dB + A3,dB
| الرمز | المعنى | وحدة القياس |
|---|---|---|
| A1 , A2 , A3 | تكبير كل مرحلة | — |
| AV | التكبير الكلي: حاصل الضرب | — |
| AdB | بالديسيبل: التكبيرات تُجمَع | [dB] |
חיישנים – المجسات
مُجزِّء جهد مع مجس
المنحنى المميز الخطي للمجس · אופיין לינארי של חיישן
a = ΔRtΔθ = R2 − R1θ2 − θ1
Rt = R1 + a·(θ − θ1)
| الرمز | المعنى | وحدة القياس |
|---|---|---|
| a | ميل الخط (في NTC سالب) | [kΩ/°C] |
| R1 , R2 | المقاومة في نقطتين معروفتين | [kΩ] |
| θ | درجة الحرارة | [°C] |
جهد الخرج في مُجزِّء الجهد مع مجس · מחלק מתח עם חיישן
Vo = VCC·RtR1 + Rt
Vo = VCC·R1R1 + Rt
| الرمز | المعنى | وحدة القياس |
|---|---|---|
| Rt | مقاومة المجس (حراري أو ضوئي) | [Ω] |
| R1 | المقاومة الثابتة | [Ω] |
| Vo | الصيغة الأولى حين يكون المجس في الأسفل، والثانية حين يكون في الأعلى | [V] |
המשווה – المُقارن
المُقارن — مكبر عمليات بلا تغذية راجعة
قاعدة المُقارن · כלל המשווה
V+ > V− → Vo = +Vsat
V+ < V− → Vo = −Vsat
| الرمز | المعنى | وحدة القياس |
|---|---|---|
| V+ , V− | جهدا المدخلين | [V] |
| Vo | الخرج دائما في أحد الإشباعين | [V] |
الجهد المرجعي ولحظات التبديل · מתח הייחוס ורגעי ההיפוך
Vref = VCC·R2R1 + R2
t1 = T360°·sin−1(VrefVm)
t2 = T2 − t1
| الرمز | المعنى | وحدة القياس |
|---|---|---|
| Vref | الجهد المرجعي من مُجزِّء الجهد | [V] |
| t1 , t2 | لحظتا التبديل لإشارة جيب تبدأ من الصفر | [s] |
مقاومة تحديد التيار لليد على خرج المُقارن · נגד הגבלת הזרם לדפ"א
R = Vsat − VLEDILED
| الرمز | المعنى | وحدة القياس |
|---|---|---|
| VLED | جهد الليد في التوصيل | [V] |
| ILED | التيار المطلوب في الليد | [A] |
דיודות – الدايودات
الدايود الموصل حسب نموذج مصدر الجهد · דיודה מוליכה לפי מודל מקור המתח
VD = VD,on = 0.7 V
ID = VS − VD,onR
| الرمز | المعنى | وحدة القياس |
|---|---|---|
| VD,on | جهد العتبة (سيليكون: 0.7 V) | [V] |
| VS | جهد المصدر | [V] |
| R | المقاومة على التوالي | [Ω] |
| ID | التيار في الدايود الموصل | [A] |
معادلة خط العمل · משוואת קו העבודה
ID = VS − VDR
| الرمز | المعنى | وحدة القياس |
|---|---|---|
| VD | الجهد على الدايود | [V] |
| ID | التيار فيه — نقطة العمل هي تقاطع الخط مع المنحنى المميز | [A] |
المقاومة على التوالي مع الليد · הנגד בטור לדפ"א
R = VS − VLEDILED
| الرمز | المعنى | وحدة القياس |
|---|---|---|
| VLED | جهد الليد في التوصيل | [V] |
| ILED | تيار العمل المطلوب | [A] |
دائرة تثبيت الجهد بدايود زينر
دائرة تثبيت الجهد بدايود زينر · מייצב מתח בדיודת זנר
Vo = VZ
IR = VS − VZRS
IL = VZRL
IZ = IR − IL
| الرمز | المعنى | وحدة القياس |
|---|---|---|
| VZ | جهد زينر: الجهد الثابت على الحمل | [V] |
| RS | مقاومة التوالي | [Ω] |
| IR | التيار في RS | [A] |
| IL | تيار الحمل | [A] |
| IZ | التيار في الزينر | [A] |
טרנזיסטורים – الترانزستورات
دائرة الباعث المشترك
علاقات التيارات · יחסי הזרמים בטרנזיסטור
IE = IC + IB
IC = β·IB
IE = (β + 1)·IB
| الرمز | المعنى | وحدة القياس |
|---|---|---|
| IB , IC , IE | تيارات القاعدة والمجمع والباعث | [A] |
| β | معامل تكبير التيار | — |
نقطة العمل — مقاومة قاعدة إلى المصدر · נקודת עבודה — נגד בסיס למקור
IB = VCC − VBERB
IC = β·IB
VCE = VCC − IC·RC
| الرمز | المعنى | وحدة القياس |
|---|---|---|
| VBE | جهد القاعدة-الباعث (0.7 V) | [V] |
| RB , RC | مقاومتا القاعدة والمجمع | [Ω] |
نقطة العمل — مع مقاومة باعث · נקודת עבודה — עם נגד פולט
IB = VCC − VBERB + (β + 1)·RE
VCE = VCC − IC·RC − IE·RE
| الرمز | المعنى | وحدة القياس |
|---|---|---|
| RE | مقاومة الباعث | [Ω] |
نقطة العمل — الانحياز الذاتي · נקודת עבודה — ממתח עצמי
IB = VCC − VBERB + (β + 1)·RC
VCE = VBE + IB·RB
| الرمز | المعنى | وحدة القياس |
|---|---|---|
| RB | من المجمع إلى القاعدة | [Ω] |
خط العمل وأكبر اتساع بدون قص · קו העבודה והתנופה המרבית
VCE = VCC − IC·RC
IC,max = VCCRC
Vo,max = min(VCC − VCE , VCE − VCE,sat)
| الرمز | المعنى | وحدة القياس |
|---|---|---|
| IC,max | تيار الإشباع على خط العمل | [A] |
| Vo,max | أكبر اتساع خرج بلا قص | [V] |
الدائرة المكافئة للإشارة المتناوبة
مكبر الباعث المشترك للإشارة المتناوبة · מגבר פולט משותף לאות חילופין
vbe = hie·ib
ic = hfe·ib
AV = −hfe·(RC∥RL)hie
RC∥RL = RC·RLRC + RL
Ri = RB∥hie
Ro ≈ RC
AI = AV·RiRL
| الرمز | المعنى | وحدة القياس |
|---|---|---|
| hie | مقاومة الدخل للترانزستور | [Ω] |
| hfe | معامل تكبير التيار للإشارة | — |
| RC∥RL | المقاومتان على التوازي | [Ω] |
| AI | معامل تكبير التيار للمكبر | — |
الترانزستور كمفتاح (في الإشباع) · הטרנזיסטור כמתג
IC,sat = VCC − VCE,satRC
IB = Vi − VBERB
β·IB > IC,sat
RB,max = Vi − VBEIB,min
IB,min = IC,satβ
| الرمز | المعنى | وحدة القياس |
|---|---|---|
| VCE,sat | جهد الإشباع (0.2 V) | [V] |
| IC,sat | تيار المجمع في الإشباع | [A] |
| RB,max | أكبر مقاومة قاعدة تضمن الإشباع | [Ω] |
ليد مع ترانزستور · דפ"א עם טרנזיסטור
RC = VCC − VLED − VCE,satILED
| الرمز | المعنى | وحدة القياس |
|---|---|---|
| VLED | جهد الليد في التوصيل | [V] |
| ILED | تيار الليد (IC,sat = ILED) | [A] |
ספקים ומייצבי מתח – مصادر التغذية ومنظمات الجهد
المخطط الصندوقي لمصدر التغذية
المحوّل · השנאי
VsVp = NsNp
Vm = 2·Vs
| الرمز | المعنى | وحدة القياس |
|---|---|---|
| Vp , Vs | الجهدان الفعالان الابتدائي والثانوي | [V] |
| Np , Ns | عددا اللفات | — |
| Vm | القيمة العظمى في الثانوي | [V] |
التقويم · יישור חצי גל וגל שלם
Vo,m = Vm − VD,on
Vo,m = Vm − 2·VD,on
fo = f
fo = 2·f
| الرمز | المعنى | وحدة القياس |
|---|---|---|
| Vo,m | القيمة العظمى للخرج: الصيغة الأولى لنصف الموجة (دايود واحد)، والثانية للجسر (دايودان) | [V] |
| fo | تردد الخرج: يساوي f في نصف الموجة، و 2·f في الموجة الكاملة | [Hz] |
التموج والمنظم · אדווה ומייצב
Vr ≈ ILfo·C
Vi,min = Vo + Vdrop
IL = VoRL
Preg = (Vi − Vo)·IL
PL = Vo·IL
| الرمز | المعنى | وحدة القياس |
|---|---|---|
| Vr | جهد التموج | [V] |
| C | مكثف الترشيح | [F] |
| Vdrop | أدنى فرق جهد يحتاجه المنظم | [V] |
| Preg | القدرة الضائعة في المنظم | [W] |
רשתות RC – شبكات RC
شبكة مرشح الترددات المنخفضة LP
شبكة مرشح الترددات المرتفعة HP
ثابت الزمن والقانون العام للحالة العابرة · קבוע הזמן ומשוואת המעבר הכללית
τ = R·C
v(t) = V∞ + (V0 − V∞)·e−Δtτ
Δt = τ·ln(V0 − V∞v − V∞)
| الرمز | المعنى | وحدة القياس |
|---|---|---|
| τ | ثابت الزمن | [s] |
| V0 | الجهد في بداية المرحلة | [V] |
| V∞ | الجهد النهائي لو استمرت المرحلة إلى ما لا نهاية | [V] |
| Δt | الزمن من بداية المرحلة | [s] |
استجابة إشارة الدرجة · תגובה לאות מדרגה
vo(t) = V·(1 − e−tτ)
vo(t) = V·e−tτ
| الرمز | المعنى | وحدة القياس |
|---|---|---|
| vo(t) | الصيغة الأولى لشبكة LP (شحن المكثف)، والثانية لشبكة HP | [V] |
| V | ارتفاع الدرجة | [V] |
ملاحظة: استجابة النبضة تُحل بالقانون العام على مرحلتين: مرحلة أثناء النبضة (0 ≤ t ≤ tp) ومرحلة بعدها، وفي كل مرحلة نحدد V0 و V∞ من جديد. التفصيل والأمثلة في الفصل الثامن.
המרת אותות – تحويل الإشارات
الكلمة الرقمية · המילה הספרתית
N = bn−1·2n−1 + ... + b1·21 + b0·20
M = 2n
Nmax = 2n − 1
| الرمز | المعنى | وحدة القياس |
|---|---|---|
| N | القيمة العشرية للكلمة | — |
| n | عدد البتات | — |
| M | عدد المستويات | — |
محوِّل DAC · ממיר ספרתי לתקבילי
ΔV = Vref2n
Vo = N·ΔV
VFS = (2n − 1)·ΔV
| الرمز | المعنى | وحدة القياس |
|---|---|---|
| ΔV | قدرة التمييز (الدرجة) | [V] |
| Vref | الجهد المرجعي | [V] |
| VFS | جهد السلّم الكامل | [V] |
شبكة السلم R–2R · רשת סולם R–2R
Vo = −RfR·Vref·N2n
ΔV = RfR·Vref2n
| الرمز | المعنى | وحدة القياس |
|---|---|---|
| R | مقاومة الشبكة | [Ω] |
| Rf | مقاومة التغذية الراجعة | [Ω] |
محوِّل ADC · ממיר תקבילי לספרתי
ΔV = Vref2n
N = ViΔV
Vi,max = (2n − 1)·ΔV
| الرمز | المعنى | وحدة القياس |
|---|---|---|
| Vi | جهد الدخل التماثلي | [V] |
| N | كلمة الخرج: الجزء الصحيح فقط | — |
زمن التحويل في محوِّل «جهد الدرجات» · זמן ההמרה בממיר מונה
tc = N·TCLK
tc,max = (2n − 1)·TCLK
TCLK = 1fCLK
| الرمز | المعنى | وحدة القياس |
|---|---|---|
| TCLK | زمن دورة الساعة | [s] |
| tc | زمن التحويل للكلمة N | [s] |