ऑपरेशनल एम्पलीफायरों (Op-Amps) का व्यापक रूप से इलेक्ट्रॉनिक्स और माइक्रोक्रेसीट्री में उपयोग किया जाता है। संकेतों को बढ़ाने के लिए इसमें उत्कृष्ट तकनीकी विशेषताएं (टीसी) हैं। op-amps के उपयोग को समझने के लिए, आपको इसके संचालन सिद्धांत, वायरिंग आरेख और बुनियादी टीसी को जानना होगा।
अंतर्वस्तु
एक परिचालन एम्पलीफायर क्या है
एक op-amp एक एकीकृत परिपथ (IC) है जिसका मुख्य उद्देश्य dc मानों को बढ़ाना है। इसका केवल एक आउटपुट होता है, जिसे डिफरेंशियल आउटपुट कहा जाता है। इस आउटपुट में हाई सिग्नल एम्प्लीफिकेशन फैक्टर (CU) है। Op-Amps का उपयोग मुख्य रूप से नकारात्मक प्रतिक्रिया (प्रतिक्रिया) वाले सर्किट के निर्माण में किया जाता है, जो मुख्य लाभ पर TC मूल सर्किट का Q निर्धारित करता है। डीटी का उपयोग न केवल अलग आईसी के रूप में किया जाता है, बल्कि जटिल उपकरणों के विभिन्न ब्लॉकों में भी किया जाता है।
Op-Amps में 2 इनपुट और 1 आउटपुट होते हैं, और बिजली की आपूर्ति (PSU) को जोड़ने के लिए आउटपुट भी होते हैं। एक परिचालन एम्पलीफायर के संचालन का सिद्धांत सरल है। आधार के रूप में 2 नियम लिए गए हैं। नियम IC के संचालन की सरल प्रक्रियाओं का वर्णन करते हैं, जो op-amp में होती हैं, और IC कैसे काम करता है, यह डमी के लिए भी स्पष्ट है। आउटपुट पर वोल्टेज अंतर (U) 0 है और op-amp के इनपुट लगभग कोई करंट (I) नहीं खींचते हैं। एक इनपुट को नॉन-इनवर्टिंग (V+) और दूसरे को इनवर्टिंग (V-) कहा जाता है।इसके अलावा, DUT इनपुट में उच्च प्रतिरोध (R) होता है और लगभग I की खपत नहीं होती है।
चिप इनपुट के यू मानों की तुलना करता है और सिग्नल को पूर्व-प्रवर्धित करके आउटपुट करता है। DUT का उच्च मान 1000000 तक है। यदि कम इनपुट U होता है, तो आउटपुट पर बिजली आपूर्ति U (Uip) के बराबर मान प्राप्त करना संभव है। यदि V+ इनपुट पर U, V- से अधिक है, तो आउटपुट का अधिकतम धनात्मक मान होगा। यदि इनवर्टिंग इनपुट का धनात्मक U सक्रिय है, तो आउटपुट में अधिकतम ऋणात्मक वोल्टेज मान होगा।
op-amp के संचालन के लिए बुनियादी आवश्यकता एक द्वि-ध्रुवीय बिजली आपूर्ति का उपयोग है। एकध्रुवीय विद्युत आपूर्ति का उपयोग करना संभव है, लेकिन इस मामले में डीटी की क्षमता गंभीर रूप से सीमित है। यदि आप बैटरी का उपयोग करते हैं और बैटरी के सकारात्मक पक्ष को 0 के रूप में लेते हैं, तो मूल्यों को मापते समय आपको 1.5 V मिलेगा। यदि आप 2 बैटरी लेते हैं और उन्हें श्रृंखला में जोड़ते हैं, तो U का जोड़ होगा, अर्थात डिवाइस 3 V दिखाएगा।
यदि आप बैटरी के माइनस टर्मिनल को शून्य के रूप में लेते हैं, तो उपकरण 3 V दिखाएगा। दूसरी स्थिति में, यदि आप प्लस लीड को 0 के रूप में लेते हैं, तो यह -3 V दिखाएगा। यदि आप दोनों बैटरियों के बीच के बिंदु का उपयोग इस प्रकार करते हैं एक शून्य आपको एक आदिम द्विध्रुवीय बिजली की आपूर्ति मिलती है। जब आप इसे सर्किट से जोड़ते हैं तो आप केवल यह जांच सकते हैं कि op amp ठीक से काम कर रहा है या नहीं।
एक सर्किट पर प्रकार और चिह्न
विद्युत सर्किटरी के विकास के साथ, परिचालन एम्पलीफायरों में लगातार सुधार हो रहा है और नए मॉडल दिखाई दे रहे हैं।
आवेदन क्षेत्र द्वारा वर्गीकरण:
- औद्योगिक - कम लागत वाला विकल्प।
- प्रीसिंक्रोनस (सटीक माप उपकरण)।
- इलेक्ट्रोमेट्रिक (कम Iin)।
- माइक्रो-पावर्ड (कम I बिजली की खपत)।
- प्रोग्राम करने योग्य (धाराएं I बाहरी के साथ सेट की जाती हैं)।
- शक्तिशाली या उच्च-वर्तमान (उपभोक्ता को अधिक I आउटपुट)।
- लो-वोल्टेज (U<3 V पर काम करता है)।
- उच्च वोल्टेज (उच्च यू मूल्यों के लिए डिज़ाइन किया गया)।
- तेजी से अभिनय (उच्च स्लीव दर और प्रवर्धन आवृत्ति)।
- कम शोर प्रकार।
- ध्वनि प्रकार (कम हार्मोनिक विरूपण)।
- द्विध्रुवी और एकध्रुवीय प्रकार की विद्युत आपूर्ति के लिए।
- विभेदक (उच्च शोर के साथ कम यू को मापने में सक्षम)। शंट में प्रयोग किया जाता है।
- ऑफ-द-शेल्फ एम्पलीफायर चरण।
- विशिष्ट।
इनपुट संकेतों के अनुसार Op-Amps को 2 प्रकारों में विभाजित किया गया है:
- 2 इनपुट के साथ।
- 3 इनपुट के साथ। तीसरे इनपुट का उपयोग कार्यक्षमता बढ़ाने के लिए किया जाता है। इसकी एक आंतरिक प्रतिक्रिया है।
ऑपरेशनल एम्पलीफायर का सर्किट काफी जटिल है, और इसे बनाने का कोई मतलब नहीं है, और रेडियो शौकिया को केवल ऑपरेशनल एम्पलीफायर के सही सर्किट को जानने की जरूरत है, लेकिन इसके लिए आपको इसके आउटपुट के डिक्रिप्शन को समझना चाहिए।
आईसी पिन के मुख्य पदनाम:
- वी+ - नॉन-इनवर्टिंग इनपुट।
- वी- - इनवर्टिंग इनपुट।
- Vout - output.Vs+ (Vdd, Vcc, Vcc+) - बिजली आपूर्ति का सकारात्मक टर्मिनल।
- Vs- (Vss, Vee, Vcc-) बिजली आपूर्ति का माइनस टर्मिनल है।
वस्तुतः किसी भी Opus में 5 पिन होते हैं। हालाँकि, कुछ किस्मों में V- नहीं हो सकता है। ऐसे मॉडल हैं जिनमें अतिरिक्त आउटपुट हैं जो Op-Amp की क्षमताओं का विस्तार करते हैं।
पावर लीड को लेबल करने की आवश्यकता नहीं है, क्योंकि इससे सर्किट की पठनीयता बढ़ जाती है। बिजली आपूर्ति के सकारात्मक टर्मिनल या ध्रुव से पावर लीड को सर्किट के शीर्ष पर रखा जाता है।
मुख्य लक्षण
अन्य रेडियो घटकों की तरह DUT में TC होते हैं, जिन्हें प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है:
- प्रवर्धक।
- इनपुट
- आउटपुट
- शक्ति।
- बहाव।
- आवृत्ति।
- गति प्रतिक्रिया।
लाभ Op-Amp की मुख्य विशेषता है। यह आउटपुट सिग्नल के इनपुट सिग्नल के अनुपात की विशेषता है। इसे आयाम या स्थानांतरण भी कहा जाता है, जिसे निर्भरता भूखंडों के रूप में दर्शाया जाता है। इनपुट मात्रा में डीटी इनपुट के लिए सभी मात्राएं शामिल हैं: रिन, ऑफ़सेट धाराएं (आईसीएम) और ऑफ़सेट धाराएं (आईआईएन), बहाव और अधिकतम इनपुट अंतर यू (यूडीफ़मैक्स)।
Icm इनपुट पर op-amps के संचालन के लिए है।op-amp के इनपुट चरण के संचालन के लिए Iinx की आवश्यकता होती है। Ivh शिफ्ट Op-Amp के 2 इनपुट सेमीकंडक्टर्स के लिए Icm का अंतर है।
सर्किट के निर्माण के दौरान आपको प्रतिरोधों को जोड़ते समय इन I को ध्यान में रखना होगा। यदि Iinx को ध्यान में नहीं रखा जाता है, तो यह एक अंतर U बना सकता है, जिससे op-amp का गलत संचालन होगा।
Udifmax U है जो op-amp के इनपुट के बीच आपूर्ति की जाती है। इसका मूल्य अंतर चरण के अर्धचालकों को नुकसान के बहिष्कार की विशेषता है।
विश्वसनीय सुरक्षा के लिए, 2 डायोड और एक स्टेबलाइजर DT के इनपुट के बीच काउंटर-पैरेलल में जुड़े हुए हैं। अंतर इनपुट आर दो इनपुट के बीच आर द्वारा विशेषता है और सामान्य-मोड इनपुट आर संयुक्त और जमीन के डीटी के 2 इनपुट के बीच का मूल्य है। डीयूटी के आउटपुट पैरामीटर आउटपुट आर (रूट), अधिकतम आउटपुट यू और आई हैं। सर्वोत्तम लाभ विशेषताओं को प्राप्त करने के लिए आर आउट पैरामीटर मान में छोटा होना चाहिए।
एक छोटा आर-मान प्राप्त करने के लिए एक एमिटर पुनरावर्तक का उपयोग किया जाना चाहिए। I आउट को कलेक्टर I के साथ बदल दिया जाता है। पावर टीसी का मूल्यांकन Op-Amp द्वारा खपत की गई अधिकतम शक्ति द्वारा किया जाता है। Op-Amp के गलत संचालन का कारण अंतर एम्पलीफायर चरण के अर्धचालकों के टीसी का बिखरना है, जो तापमान विशेषताओं (तापमान बहाव) पर निर्भर करता है। Op-Amp के फ़्रीक्वेंसी पैरामीटर बुनियादी हैं। वे हार्मोनिक और स्पंदित संकेतों (गति प्रतिक्रिया) के प्रवर्धन में योगदान करते हैं।
एक संधारित्र सामान्य और विशेष प्रकार के op-amp IC में शामिल होता है, जो उच्च-आवृत्ति संकेतों की पीढ़ी को रोकता है। कम आवृत्तियों पर सर्किट में फीडबैक (ओएस) के बिना एक बड़ा के-कारक होता है। OC के मामले में नॉन-इनवर्टिंग स्विचिंग का उपयोग किया जाता है। इसके अलावा कुछ मामलों में, उदाहरण के लिए, एक इनवर्टिंग एम्पलीफायर बनाते समय, OC का उपयोग नहीं किया जाता है। इसके अलावा, op-amps में गतिशील विशेषताएं हैं:
- यूवी (एसएन यूवी) की वृद्धि की दर।
- यूवी सेटिंग समय (यू नुकीला होने पर ऑप-एम्प की प्रतिक्रिया)।
कहां उपयोग करें
दो प्रकार के Op-Amp सर्किट होते हैं जो उनके कनेक्ट होने के तरीके में भिन्न होते हैं। Op-Amps का मुख्य नुकसान Q की परिवर्तनशीलता है, जो ऑपरेशन के तरीके पर निर्भर करता है। मुख्य अनुप्रयोग एम्पलीफायर हैं: इनवर्टिंग (आईयू) और गैर-इनवर्टिंग (एनआईयू)। एलयूटी सर्किट में, यू पर क्यू प्रतिरोधों के साथ सेट किया गया है (सिग्नल इनपुट को खिलाया जाना चाहिए)। Op-Amp में एक शृंखला-प्रकार का फ़ीडबैक होता है। यह कनेक्शन प्रतिरोधों में से एक से बना है। इसे केवल V- को खिलाया जाता है।
DUT में संकेतों में एक चरण परिवर्तन होता है। नकारात्मक आउटपुट वोल्टेज के संकेत को बदलने के लिए U का समानांतर संचालन आवश्यक है। इनपुट, जो एक नॉन-इनवर्टिंग इनपुट है, को ग्राउंडेड होना चाहिए। इनपुट सिग्नल को इनवर्टिंग इनपुट के लिए एक रेसिस्टर के माध्यम से फीड किया जाता है। यदि नॉन-इनवर्टिंग इनपुट जमीन पर चला जाता है, तो Op-Amp इनपुट के बीच U का अंतर 0 है।
हम उन उपकरणों के बीच अंतर कर सकते हैं जिनमें DUT का उपयोग किया जाता है:
- प्रीम्प्लीफायर्स।
- ऑडियो और वीडियो आवृत्ति संकेतों के एम्पलीफायर।
- यू तुलनित्र।
- डिफ्यूज़र।
- विभेदक।
- इंटीग्रेटर्स।
- फ़िल्टर तत्व।
- रेक्टिफायर्स (उच्च सटीकता आउटपुट पैरामीटर)।
- यू और आई स्टेबलाइजर्स।
- एनालॉग कैलकुलेटर।
- एडीसी (एनालॉग-टू-डिजिटल कन्वर्टर्स)।
- डीएसी (डिजिटल से एनालॉग कन्वर्टर्स)।
- विभिन्न संकेतों को उत्पन्न करने के लिए उपकरण।
- संगणक धातु सामग्री।
विभिन्न प्रकार के उपकरणों में परिचालन एम्पलीफायर और उनके अनुप्रयोग व्यापक हो गए हैं।
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