الدوائر المتكاملة التناظرية في سلسلة إشارات القطاع الصناعي

أولاً: لماذا تحدد الدارات المتكاملة التناظرية دقة البيانات

في أي نظام صناعي أو ذكي، يُعرِّف مسار الإشارة (المستشعر → الواجهة التناظرية الأمامية → وحدة التحكم الدقيق / المحول التناظري-الرقمي) سلامة البيانات.
إذا تشوَّهت الإشارة قبل وصولها إلى وحدة التحكم الدقيق، فلن تتمكن أي كمية من المعالجة الرقمية من استعادة الدقة.

المضخمات التشغيلية والمُقارنات هي من بين أكثر الدارات المتكاملة إهمالاً — ومع ذلك فهي الأكثر أهمية — في ضمان الموثوقية الصناعية.

ثانياً: الفئات الأساسية والاعتبارات الهندسية

يقيّم المهندسون عادةً الدوائر المتكاملة التناظرية استنادًا إلى: كثافة الضوضاء، الانحراف والإزاحة عند المدخل، نطاق جهد التغذية. استقرار درجة الحرارة. التوافر على المدى الطويل.

ثالثاً: المضخمات التشغيلية في واجهات الأنظمة الصناعية.

تُستخدم المضخمات التشغيلية على نطاق واسع في:

تقوية إشارات المستشعرات.

ترشيح نشط

التخزين المؤقت لمدخلات محولات التناظرية إلى الرقمية (ADC).

TI LM358DR: مضخمان تشغيليان، نطاق طاقة واسع، نموذج عام للتطبيقات الصناعية والاستهلاكية.

TI TLV9002IDR: استهلاك منخفض للطاقة، وضوضاء منخفضة، وتُستخدم عادةً في وحدات استحواذ البيانات الصناعية.

ADI AD8606ARZ: مضخم عمليات دقيق ذي انحراف منخفض، ويُستخدم عادةً في تطبيقات القياس الطبية والصناعية.

ST TSX321ILT: مضخم عمليات أحادي منخفض الاستهلاك للطاقة، مناسب لأنظمة التشغيل بالبطاريات.

تُستخدم هذه المضخمات العملياتية على نطاق واسع في ألمانيا وإيطاليا وجنوب شرق آسيا، وبخاصة في وحدات الاستشعار ولوحات الإدخال/الإخراج الصناعية.

رابعًا: دوائر المقارنة (Comparator ICs): الطبقة الأولى لاتخاذ القرار

تقوم دوائر المقارنة باتخاذ القرارات:

متى يتم تفعيل نظام الحماية

متى يتم تفعيل الإنذارات

ما إذا كان يُسمح للنظام بالتشغيل أم لا

TI LM393DR: مقارن مزدوج، شائعٌ جدًّا في الأنظمة الصناعية وأنظمة الطاقة

ADI LTC1440CMS8: مقارن منخفض جدًّا في استهلاك الطاقة، ويُستخدم عادةً في الأنظمة المحمولة والأنظمة التي تعمل بالبطاريات

ON Semiconductor LMV358: منخفض الجهد ومنخفض استهلاك الطاقة، ومناسب للتصاميم المدمجة

خامسًا: دراسة حالة — وحدة استشعار درجة الحرارة الصناعية

يجب أن تقوم وحدة استشعار درجة الحرارة الصناعية بما يلي: تقوية إشارات الترموكوبل الضعيفة، وكبت الضوضاء الصناعية، وتنشيط آلية الحماية عند حدوث ارتفاع أو انخفاض غير طبيعي في درجة الحرارة.

هندسة الحلول: AD8606 لتعزيز الإشارات بدقة، وLM393 للمقارنة عند ارتفاع درجة الحرارة فوق الحد المسموح، بينما يستقبل وحدة التحكم الدقيقة (MCU) إشارات «مُعالَجة» ومستقرة فقط.

النتائج: وقد تحسّنت دقة القياس بشكل ملحوظ، وانخفض معدل الإنذارات الكاذبة، واجتاز النظام اختبار التوافق الكهرومغناطيسي الصناعي (EMC).

القسم السادس: واقع توريد الدوائر المتكاملة التناظرية

ويتميّز سوق الدوائر المتكاملة التناظرية بخصائص واضحة جدًّا: دورات حياة طويلة (10–20 سنة)، وتقلبات أسعار منخفضة، ونادرًا ما تتطلّب المشاريع الصناعية تغيير النماذج بشكل متكرر.

وفي أسواق مثل ألمانيا والهند وفيتنام، يولي العملاء اهتمامًا أكبر لاتساق الدفعات، وقنوات المصنّعين الأصليين (OEM)، وقدرات التوريد طويلة الأمد.

القسم السابع: الخلاصة: إن الدوائر المتكاملة التناظرية تُحدِّد الأداء الأساسي للنظام

تحدد الدوائر المتكاملة الرقمية تعقيد النظام. أما الدوائر المتكاملة التناظرية فتحدد استقراره ودقته وقابليته للتصنيع.