ઓપરેશનલ એમ્પ્લીફાયર (ઓપ-એમ્પ્સ) નો ઉપયોગ ઈલેક્ટ્રોનિક્સ અને માઈક્રોસર્ક્યુટ્રીમાં વ્યાપકપણે થાય છે. તે સિગ્નલોને વિસ્તૃત કરવા માટે ઉત્તમ તકનીકી લાક્ષણિકતાઓ (TC) ધરાવે છે. op-amps ના ઉપયોગોને સમજવા માટે, તમારે તેના ઓપરેટિંગ સિદ્ધાંત, વાયરિંગ ડાયાગ્રામ અને મૂળભૂત TC ને જાણવાની જરૂર છે.
સામગ્રી
ઓપરેશનલ એમ્પ્લીફાયર શું છે
ઓપ-એમ્પ એ એક સંકલિત સર્કિટ (IC) છે જેનો મુખ્ય હેતુ dc મૂલ્યોને વિસ્તૃત કરવાનો છે. તેમાં માત્ર એક જ આઉટપુટ છે, જેને ડિફરન્શિયલ આઉટપુટ કહેવામાં આવે છે. આ આઉટપુટમાં ઉચ્ચ સિગ્નલ એમ્પ્લીફિકેશન ફેક્ટર (CU) છે. ઓપ-એમ્પ્સનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે નકારાત્મક પ્રતિસાદ (પ્રતિસાદ) સાથે સર્કિટના નિર્માણમાં થાય છે, જે મુખ્ય લાભ TC પર મૂળ સર્કિટનો Q નક્કી કરે છે. ડીટીનો ઉપયોગ માત્ર અલગ IC તરીકે જ નહીં, પણ જટિલ ઉપકરણોના વિવિધ બ્લોક્સમાં પણ થાય છે.
Op-Amps પાસે 2 ઇનપુટ અને 1 આઉટપુટ છે, અને પાવર સપ્લાય (PSU) ને કનેક્ટ કરવા માટે આઉટપુટ પણ છે. ઓપરેશનલ એમ્પ્લીફાયરની કામગીરીનો સિદ્ધાંત સરળ છે. એક આધાર તરીકે 2 નિયમો લેવામાં આવ્યા છે. નિયમો આઇસીની કામગીરીની સરળ પ્રક્રિયાઓનું વર્ણન કરે છે, જે ઓપ-એમ્પમાં થાય છે અને આઇસી કેવી રીતે કાર્ય કરે છે, તે ડમીને પણ સ્પષ્ટ છે. આઉટપુટ પર વોલ્ટેજ તફાવત (U) 0 છે અને op-amp ના ઇનપુટ્સ લગભગ કોઈ વર્તમાન (I) દોરે છે. એક ઇનપુટને નોન-ઇનવર્ટિંગ (V+) અને બીજા ઇનવર્ટિંગ (V-) કહેવાય છે.વધુમાં, DUT ઇનપુટ્સમાં ઉચ્ચ પ્રતિકાર (R) હોય છે અને લગભગ I નો વપરાશ થતો નથી.
ચિપ ઇનપુટ્સના U મૂલ્યોની તુલના કરે છે અને સિગ્નલને પ્રીમ્પ્લિફાય કરીને આઉટપુટ કરે છે. DUT નું મૂલ્ય 1000000 સુધીનું ઊંચું છે. જો નીચા ઇનપુટ U થાય, તો આઉટપુટ પર પાવર સપ્લાય U (Uip) ની સમાન કિંમત મેળવવાનું શક્ય છે. જો V+ ઇનપુટ પર U એ V- કરતા વધારે હોય, તો આઉટપુટમાં મહત્તમ હકારાત્મક મૂલ્ય હશે. જો ઇનવર્ટિંગ ઇનપુટનો ધન U એનર્જાઇઝ્ડ હોય, તો આઉટપુટમાં મહત્તમ નકારાત્મક વોલ્ટેજ મૂલ્ય હશે.
ઓપ-એમ્પના સંચાલન માટે મૂળભૂત આવશ્યકતા એ બાય-પોલર પાવર સપ્લાયનો ઉપયોગ છે. યુનિપોલર પાવર સપ્લાયનો ઉપયોગ કરવો શક્ય છે, પરંતુ આ કિસ્સામાં ડીટીની સંભવિતતા ગંભીર રીતે મર્યાદિત છે. જો તમે બેટરીનો ઉપયોગ કરો છો અને બેટરીની હકારાત્મક બાજુ 0 તરીકે લો છો, તો મૂલ્યો માપતી વખતે તમને 1.5 V મળશે. જો તમે 2 બેટરી લો અને તેને શ્રેણીમાં જોડો, તો પછી U નો ઉમેરો થશે, એટલે કે ઉપકરણ 3 V બતાવશે.
જો તમે બેટરીના માઈનસ ટર્મિનલને શૂન્ય તરીકે લો છો, તો સાધન 3 V બતાવશે. અન્ય કિસ્સામાં, જો તમે પ્લસ લીડને 0 તરીકે લો છો, તો તે -3 V બતાવશે. જો તમે બે બેટરી વચ્ચેના બિંદુનો ઉપયોગ કરો છો શૂન્ય પર તમને આદિમ બાયપોલર પાવર સપ્લાય મળે છે. જ્યારે તમે તેને સર્કિટ સાથે કનેક્ટ કરો છો ત્યારે જ તમે ઓપ એમ્પ યોગ્ય રીતે કામ કરી રહ્યું છે કે કેમ તે તપાસી શકો છો.
સર્કિટ પરના પ્રકારો અને નિશાનો
વિદ્યુત સર્કિટરીના વિકાસ સાથે, ઓપરેશનલ એમ્પ્લીફાયર્સમાં સતત સુધારો કરવામાં આવી રહ્યો છે અને નવા મોડલ્સ દેખાય છે.
એપ્લિકેશન વિસ્તાર દ્વારા વર્ગીકરણ:
- ઔદ્યોગિક - ઓછા ખર્ચે વિકલ્પ.
- પ્રિસિંક્રોનસ (ચોકસાઇ માપવાના સાધનો).
- ઇલેક્ટ્રોમેટ્રિક (લો Iin).
- માઇક્રો-સંચાલિત (ઓછી I પાવર વપરાશ).
- પ્રોગ્રામેબલ (પ્રવાહ I બાહ્ય સાથે સેટ કરેલ છે).
- શક્તિશાળી અથવા ઉચ્ચ વર્તમાન (ઉપભોક્તા માટે વધુ I આઉટપુટ).
- લો-વોલ્ટેજ (U<3 V પર કામ કરે છે).
- ઉચ્ચ વોલ્ટેજ (ઉચ્ચ U મૂલ્યો માટે રચાયેલ).
- ઝડપી અભિનય (હાઇ સ્લ્યુ રેટ અને એમ્પ્લીફિકેશન ફ્રીક્વન્સી).
- ઓછા અવાજનો પ્રકાર.
- ધ્વનિ પ્રકાર (ઓછી હાર્મોનિક વિકૃતિ).
- બાયપોલર અને યુનિપોલર પ્રકારના વિદ્યુત પુરવઠા માટે.
- વિભેદક (ઉચ્ચ અવાજ સાથે નીચા U માપવામાં સક્ષમ). શંટમાં વપરાય છે.
- ઑફ-ધ-શેલ્ફ એમ્પ્લીફાયર તબક્કાઓ.
- વિશિષ્ટ.
ઑપ-એમ્પ્સને ઇનપુટ સંકેતો અનુસાર 2 પ્રકારોમાં વહેંચવામાં આવ્યા છે:
- 2 ઇનપુટ્સ સાથે.
- 3 ઇનપુટ્સ સાથે. 3જી ઇનપુટનો ઉપયોગ કાર્યક્ષમતા વધારવા માટે થાય છે. તેની આંતરિક પ્રતિક્રિયા છે.
ઓપરેશનલ એમ્પ્લીફાયરનું સર્કિટ પર્યાપ્ત જટિલ છે, અને તેને બનાવવાનો કોઈ અર્થ નથી, અને રેડિયો કલાપ્રેમીને ફક્ત ઓપરેશનલ એમ્પ્લીફાયરની સાચી સર્કિટ જાણવાની જરૂર છે, પરંતુ આ માટે તમારે તેના આઉટપુટના ડિસાયફરિંગને સમજવું જોઈએ.
IC પિનની મુખ્ય હોદ્દો:
- V+ - નોન-ઇનવર્ટિંગ ઇનપુટ.
- વી- - ઇનવર્ટિંગ ઇનપુટ.
- Vout - output.Vs+ (Vdd, Vcc, Vcc+) - પાવર સપ્લાયનું હકારાત્મક ટર્મિનલ.
- Vs- (Vss, Vee, Vcc-) એ પાવર સપ્લાયનું માઈનસ ટર્મિનલ છે.
વર્ચ્યુઅલ રીતે કોઈપણ ઓપસમાં 5 પિન હોય છે. જો કે, કેટલીક જાતોમાં V- ન હોઈ શકે. એવા મોડેલો છે કે જેમાં વધારાના આઉટપુટ હોય છે જે ઓપ-એમ્પની ક્ષમતાઓને વિસ્તૃત કરે છે.
પાવર લીડ્સ પર લેબલ લગાવવાની જરૂર નથી, કારણ કે આ સર્કિટની વાંચનક્ષમતા વધારે છે. પાવર સપ્લાયના હકારાત્મક ટર્મિનલ અથવા ધ્રુવમાંથી પાવર લીડ સર્કિટની ટોચ પર મૂકવામાં આવે છે.
મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ
DUTs, અન્ય રેડિયો ઘટકોની જેમ, TC ધરાવે છે, જેને પ્રકારોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે:
- એમ્પ્લીફાઈંગ.
- ઇનપુટ.
- આઉટપુટ.
- શક્તિ.
- ડ્રિફ્ટ.
- આવર્તન.
- ઝડપ પ્રતિભાવ.
લાભ એ ઓપ-એમ્પની મુખ્ય લાક્ષણિકતા છે. તે ઇનપુટ સિગ્નલના આઉટપુટ સિગ્નલના ગુણોત્તર દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. તેને કંપનવિસ્તાર અથવા સ્થાનાંતરણ ТХ પણ કહેવામાં આવે છે, જે અવલંબન પ્લોટના સ્વરૂપમાં રજૂ થાય છે. ઇનપુટ જથ્થામાં ડીટી ઇનપુટ માટે તમામ જથ્થાઓનો સમાવેશ થાય છે: રિન, ઓફસેટ કરંટ (ICM) અને ઓફસેટ કરંટ (Iin), ડ્રિફ્ટ અને મહત્તમ ઇનપુટ ડિફરન્સલ U (Udifmax).
આઇસીએમ ઇનપુટ્સ પર ઓપ-એમ્પ્સના ઓપરેશન માટે છે.ઓપ-એમ્પના ઇનપુટ સ્ટેજની કામગીરી માટે Iinx જરૂરી છે. Ivh શિફ્ટ એ Op-Amp ના 2 ઇનપુટ સેમિકન્ડક્ટર માટે Icm નો તફાવત છે.
સર્કિટના નિર્માણ દરમિયાન તમારે રેઝિસ્ટરને કનેક્ટ કરતી વખતે આ I's ધ્યાનમાં લેવાની જરૂર છે. જો Iinx ને ધ્યાનમાં લેવામાં ન આવે, તો તે એક વિભેદક U બનાવી શકે છે, જે op-amp ની ખોટી કામગીરી તરફ દોરી જશે.
Udifmax એ U છે જે op-amp ના ઇનપુટ્સ વચ્ચે પૂરા પાડવામાં આવે છે. તેનું મૂલ્ય વિભેદક તબક્કાના સેમિકન્ડક્ટર્સને નુકસાનના બાકાતને દર્શાવે છે.
વિશ્વસનીય સુરક્ષા માટે, 2 ડાયોડ અને સ્ટેબિલાઇઝર ડીટીના ઇનપુટ્સ વચ્ચે કાઉન્ટર-સમાંતરમાં જોડાયેલા છે. વિભેદક ઇનપુટ R એ બે ઇનપુટ વચ્ચેના R દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે અને સામાન્ય-મોડ ઇનપુટ R એ ડીટીના 2 ઇનપુટ અને ગ્રાઉન્ડ વચ્ચેનું મૂલ્ય છે. DUTs ના આઉટપુટ પરિમાણો આઉટપુટ R (Rout), મહત્તમ આઉટપુટ U અને I છે. શ્રેષ્ઠ લાભ લાક્ષણિકતાઓ પ્રાપ્ત કરવા માટે R આઉટ પેરામીટર મૂલ્યમાં નાનું હોવું જોઈએ.
નાના આર-વેલ્યુ પ્રાપ્ત કરવા માટે એક ઉત્સર્જક રીપીટરનો ઉપયોગ કરવો આવશ્યક છે. કલેક્ટર I સાથે I આઉટ બદલવામાં આવે છે. પાવર TCનું મૂલ્યાંકન Op-Amp દ્વારા વપરાશમાં લેવાયેલી મહત્તમ શક્તિ દ્વારા કરવામાં આવે છે. ઓપ-એમ્પના ખોટા ઓપરેશનનું કારણ વિભેદક એમ્પ્લીફાયર સ્ટેજના સેમિકન્ડક્ટર્સના ટીસીનું સ્કેટરિંગ છે, જે તાપમાનની લાક્ષણિકતાઓ (તાપમાન ડ્રિફ્ટ) પર આધારિત છે. Op-Amp ના આવર્તન પરિમાણો મૂળભૂત છે. તેઓ હાર્મોનિક અને સ્પંદનીય સંકેતો (સ્પીડ રિસ્પોન્સ) ના એમ્પ્લીફિકેશનમાં ફાળો આપે છે.
સામાન્ય અને ખાસ પ્રકારના ઓપ-એમ્પ આઈસીમાં કેપેસિટરનો સમાવેશ થાય છે, જે ઉચ્ચ-આવર્તન સિગ્નલોના નિર્માણને અટકાવે છે. ઓછી આવર્તન પર સર્કિટમાં પ્રતિસાદ (OS) વિના મોટું K-પરિબળ હોય છે. OC ના કિસ્સામાં નોન-ઇનવર્ટિંગ સ્વિચિંગનો ઉપયોગ થાય છે. કેટલાક કિસ્સાઓમાં, ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે ઇન્વર્ટિંગ એમ્પ્લીફાયર બનાવતી વખતે, OC નો ઉપયોગ થતો નથી. વધુમાં, ઓપ-એમ્પ્સમાં ગતિશીલ લાક્ષણિકતાઓ છે:
- યુવી (એસએન યુવી) ના ઉદયનો દર.
- યુવી સેટિંગ સમય (જ્યારે U સ્પાઇક કરવામાં આવે ત્યારે op-amp નો પ્રતિસાદ).
ક્યાં ઉપયોગ કરવો
ત્યાં બે પ્રકારના ઓપ-એમ્પ સર્કિટ છે જે તેઓ જે રીતે જોડાયેલા છે તે રીતે અલગ પડે છે. ઓપ-એમ્પ્સનો મુખ્ય ગેરલાભ એ Q ની પરિવર્તનક્ષમતા છે, જે ઓપરેશનના મોડ પર આધારિત છે. મુખ્ય એપ્લિકેશન એમ્પ્લીફાયર છે: ઇનવર્ટિંગ (IU) અને નોન-ઇનવર્ટિંગ (NIU). LUT સર્કિટમાં, Q પર U એ રેઝિસ્ટર સાથે સેટ કરેલ છે (સિગ્નલ ઇનપુટને ફીડ કરવું આવશ્યક છે). Op-Amp માં શ્રેણી-પ્રકારનો પ્રતિસાદ છે. આ જોડાણ પ્રતિરોધકોમાંથી એક સાથે કરવામાં આવે છે. તે માત્ર વી-ને જ ખવડાવવામાં આવે છે.
DUT માં સિગ્નલોમાં એક તબક્કો શિફ્ટ છે. નકારાત્મક આઉટપુટ વોલ્ટેજની નિશાની બદલવા માટે U ની સમાંતર કામગીરી જરૂરી છે. ઇનપુટ, જે બિન-ઇનવર્ટિંગ ઇનપુટ છે, તે ગ્રાઉન્ડેડ હોવું આવશ્યક છે. ઇનવર્ટિંગ ઇનપુટને રેઝિસ્ટર દ્વારા ઇનપુટ સિગ્નલ આપવામાં આવે છે. જો નોન-ઇનવર્ટિંગ ઇનપુટ જમીન પર જાય છે, તો Op-Amp ઇનપુટ્સ વચ્ચેનો U તફાવત 0 છે.
અમે ઉપકરણો વચ્ચે તફાવત કરી શકીએ છીએ જેમાં DUT નો ઉપયોગ થાય છે:
- પ્રીમ્પલિફાયર.
- ઑડિઓ અને વિડિયો ફ્રીક્વન્સી સિગ્નલોના એમ્પ્લીફાયર.
- યુ તુલનાકારો.
- ડિફ્યુઝર્સ.
- વિભેદકો.
- ઇન્ટિગ્રેટર્સ.
- ફિલ્ટર તત્વો.
- રેક્ટિફાયર (ઉચ્ચ ચોકસાઈ આઉટપુટ પરિમાણો).
- યુ અને આઇ સ્ટેબિલાઇઝર્સ.
- એનાલોગ કેલ્ક્યુલેટર.
- ADC (એનાલોગ-ટુ-ડિજિટલ કન્વર્ટર).
- DAC (ડિજિટલ થી એનાલોગ કન્વર્ટર).
- વિવિધ સંકેતો પેદા કરવા માટેના ઉપકરણો.
- કમ્પ્યુટર હાર્ડવેર.
ઓપરેશનલ એમ્પ્લીફાયર અને તેમની એપ્લિકેશનો વિવિધ સાધનોમાં વ્યાપક બની છે.
સંબંધિત લેખો:
