الدارة التفاضلية RC

تعرف الدارة التفاضلية بشكل عام بأنها تلك الدارة التي يكون خرجها متناسبا مع مشتق دخلها أي :

يمكن أن تكون الدارة التفاضلية على شكل دارة دارة RC أو RL ويمكن أن تكون دارة تفاضلية بسيطة -مثل التي نناقشها هنا - أو دارة تفاضلية  باستخدام مضخم عمليات .

الدارة التفاضلية RC البسيطة

  إذا نظرنا إلى الدارة المبينة في الشكل بالأعلى فإننا نجد أن الجهد عبر المكثفة C يساوي V_in-V  وبذلك يكون :

 



فإذا اخترنا قيمتي R و C بحيث تكونان صغيرتين للغاية بحيث يتحق   dv/dt<<dv_in/dt فإن :

وهذا يعني أننا نحصل على خرج متناسب مع معدل تغير شكل موجة الدخل وهذه هي دارة المفاضل Differentiator

استجابة الدارة التفاضلية RC للإشارة المربعة :

عند تطبيق إشارة مربعة دورية دورها T على دارئرة RC وعند تحقق الشرط RC<<T فإن الخرج سوف يكون عبارة عن نبضات حادة أو شوكية (كما في الشكل) موجبة وسالبة ومتكررة دوريا ويكون مطال النبضات مساويا إلى مطال النبضة المربعة ولكن ذلك يتحقق فقط إذا كانت الجبهة الصاعدة للموجة المربعة عمودية تماما وزمن صعودهاا مساويا للصفر وهذا مستحيل عمليا .

تعتبر المفاضلات مفيدة في كشف الحواف المتقدمة leading edges والحواف المتأخرة trailing edges للإشارات النبضية في الدارات الرقمية

أما إذا كان الثابت الزمني للدارة RC أكبر من T أي RC>>T  فعند ذلك إشارة الخرج تكون مشابهة لإشارة الدخل وتستخدم عند ذلك دائرة RC كدارة ربط بين مرحلتين مع الانتباه أن إلى أن المركبة المستمرة الموجودة في إشارة الدخل تحذف .

الربط السعوي غير المقصود Unintentional capacitive coupling

 تظهر المفاضلات أحيانا عندما لا نكون نتوقع وجودها ولا نرحب بها إذ يمكننا مشاهدة إشارات تشبه تلك المبينة في الشكل المجاور  .

Unintentional capacitive coupling

الحالة الأولى لمثل هذه الإشارت ناتجه عن تزاوج الإشارات المربعة في مكان ما في الدارة بصورة سعوية Capavitive coupling مع خط الإشارة وهذا يشير إلى احتمال عدم وجود مقاومة في الطرف النهائي لخط الإشارة . فإذا لم يكن الأمر كذلك يتوجب علينا إما انقاص كقاومة المنبع لخط الغشارة أو إيجاد طريقة لإنقاص التزاوج السعوي للموجة المربعة المزعجة .
أما الحالةالثانية فتظهر عندما ننظر إلى موجة المربعة ويكون هناك انقطاع في موضع ما في الدارة وخاصة في مجس راسم الإشارة ذلك أن السعة الصغيرة جدا للوصلة المقطوعة جنبا إلى جنب مع مقاومة دخل الراسم تشتركان في تشكيل مفاضل .

إن معرفتك بأن لديك ظاهرة تفاضل في مكان ما في الدارة ستساعدك على تعيين موقع الخطأ وتصحيحة .

استجابة الدارة التفاضلية RC للإشارة المثلثية والجيبية :

يبين الشكل التالي إشارة الخرج الموافقة لإشارات الدخل المثلثية المربعة الجيبية :

9:48 م