ऑपरेशनल अॅम्प्लिफायर्स (Op-Amps) मोठ्या प्रमाणावर इलेक्ट्रॉनिक्स आणि मायक्रोक्रिक्युट्रीमध्ये वापरले जातात. यात सिग्नल वाढवण्यासाठी उत्कृष्ट तांत्रिक वैशिष्ट्ये (TC) आहेत. op-amps चे उपयोग समजून घेण्यासाठी, तुम्हाला त्याचे ऑपरेटिंग तत्व, वायरिंग डायग्राम आणि मूलभूत TCs माहित असणे आवश्यक आहे.
सामग्री
ऑपरेशनल एम्पलीफायर म्हणजे काय
एक op-amp एक एकीकृत सर्किट (IC) आहे ज्याचा मुख्य उद्देश dc मूल्ये वाढवणे आहे. यात फक्त एक आउटपुट आहे, ज्याला डिफरेंशियल आउटपुट म्हणतात. या आउटपुटमध्ये उच्च सिग्नल प्रवर्धन घटक (CU) आहे. Op-Amps हे मुख्यतः नकारात्मक अभिप्राय (फीडबॅक) असलेल्या सर्किट्सच्या बांधकामात वापरले जातात, जे मुख्य लाभावर TC मूळ सर्किटचा Q निर्धारित करते. डीटीचा वापर केवळ स्वतंत्र आयसी म्हणूनच केला जात नाही तर जटिल उपकरणांच्या वेगवेगळ्या ब्लॉक्समध्ये देखील केला जातो.
Op-Amps मध्ये 2 इनपुट आणि 1 आउटपुट आहे आणि पॉवर सप्लाय (PSU) कनेक्ट करण्यासाठी आउटपुट देखील आहेत. ऑपरेशनल एम्पलीफायरच्या ऑपरेशनचे सिद्धांत सोपे आहे. आधार म्हणून 2 नियम घेतले आहेत. नियम आयसीच्या ऑपरेशनच्या सोप्या प्रक्रियेचे वर्णन करतात, ज्या ऑप-एम्पमध्ये होतात आणि आयसी कसे कार्य करते, हे डमींना देखील स्पष्ट आहे. आउटपुटमध्ये व्होल्टेज फरक (U) 0 आहे आणि op-amp च्या इनपुटमध्ये जवळजवळ कोणतेही करंट (I) नाही. एका इनपुटला नॉन-इनव्हर्टिंग (V+) आणि दुसरे इनव्हर्टिंग (V-) म्हणतात.याव्यतिरिक्त, DUT इनपुटमध्ये उच्च प्रतिकार (R) असतो आणि जवळजवळ कोणतेही I वापरत नाही.
चिप इनपुट्सच्या U व्हॅल्यूजची तुलना करते आणि सिग्नल आउटपुट करते. DUT चे 1000000 पर्यंत उच्च मूल्य आहे. कमी इनपुट U आढळल्यास, आउटपुटवर वीज पुरवठा U (Uip) सारखे मूल्य मिळणे शक्य आहे. जर V+ इनपुटवरील U V- पेक्षा मोठा असेल, तर आउटपुटमध्ये जास्तीत जास्त सकारात्मक मूल्य असेल. इनव्हर्टिंग इनपुटचा सकारात्मक U ऊर्जावान असल्यास, आउटपुटमध्ये जास्तीत जास्त नकारात्मक व्होल्टेज मूल्य असेल.
ऑप-एम्पच्या ऑपरेशनसाठी मूलभूत आवश्यकता म्हणजे द्वि-ध्रुवीय वीज पुरवठ्याचा वापर. युनिपोलर पॉवर सप्लाय वापरणे शक्य आहे, परंतु या प्रकरणात डीटीची क्षमता गंभीरपणे मर्यादित आहे. जर तुम्ही बॅटरी वापरत असाल आणि बॅटरीची सकारात्मक बाजू 0 म्हणून घेतली, तर मूल्ये मोजताना तुम्हाला 1.5 V मिळेल. जर तुम्ही 2 बॅटरी घेतल्या आणि त्या मालिकेत जोडल्या तर U ची भर पडेल, म्हणजेच डिव्हाइस 3 V दर्शवेल.
जर तुम्ही बॅटरीचे मायनस टर्मिनल शून्य म्हणून घेतले, तर इन्स्ट्रुमेंट 3 V दर्शवेल. दुसर्‍या बाबतीत, जर तुम्ही अधिक लीड 0 म्हणून घेतल्यास, ते -3 V दर्शवेल. जर तुम्ही दोन बॅटरींमधील बिंदू वापरत असाल तर एक शून्य तुम्हाला आदिम द्विध्रुवीय वीज पुरवठा मिळेल. जेव्हा तुम्ही सर्किटशी कनेक्ट करता तेव्हाच op amp योग्यरित्या काम करत आहे की नाही हे तुम्ही तपासू शकता.
सर्किटवरील प्रकार आणि खुणा
इलेक्ट्रिकल सर्किटरीच्या विकासासह, ऑपरेशनल अॅम्प्लीफायर्स सतत सुधारित केले जात आहेत आणि नवीन मॉडेल दिसतात.
अर्ज क्षेत्रानुसार वर्गीकरण:
- औद्योगिक - कमी किमतीचा पर्याय.
- प्रीसिंक्रोनस (सुस्पष्टता मोजण्याचे उपकरण).
- इलेक्ट्रोमेट्रिक (कमी Iin).
- मायक्रो-चालित (कमी I वीज वापर).
- प्रोग्राम करण्यायोग्य (प्रवाह I बाह्य सह सेट केले आहेत).
- शक्तिशाली किंवा उच्च-वर्तमान (ग्राहकांना अधिक आउटपुट देते).
- लो-व्होल्टेज (U<3 V वर कार्य करते).
- उच्च व्होल्टेज (उच्च U मूल्यांसाठी डिझाइन केलेले).
- वेगवान अभिनय (उच्च स्ल्यू रेट आणि प्रवर्धन वारंवारता).
- कमी आवाज प्रकार.
- ध्वनी प्रकार (कमी हार्मोनिक विकृती).
- द्विध्रुवीय आणि एकध्रुवीय प्रकारच्या विद्युत पुरवठ्यासाठी.
- विभेदक (उच्च आवाजासह कमी यू मोजण्यास सक्षम). shunts मध्ये वापरले.
- ऑफ-द-शेल्फ अॅम्प्लीफायर टप्पे.
- स्पेशलाइज्ड.
इनपुट सिग्नलनुसार Op-Amps 2 प्रकारांमध्ये विभागले गेले आहेत:
- 2 इनपुटसह.
- 3 इनपुटसह. कार्यक्षमता वाढवण्यासाठी 3रा इनपुट वापरला जातो. त्याचा अंतर्गत अभिप्राय आहे.
ऑपरेशनल अॅम्प्लीफायरचे सर्किट पुरेसे क्लिष्ट आहे, आणि ते बनवण्यात अर्थ नाही आणि रेडिओ हौशीला फक्त ऑपरेशनल अॅम्प्लीफायरचे योग्य सर्किट माहित असणे आवश्यक आहे, परंतु यासाठी तुम्हाला त्याचे आउटपुट समजणे आवश्यक आहे.
आयसी पिनचे मुख्य पदनाम:
- V+ - नॉन-इनव्हर्टिंग इनपुट.
- V- - इनव्हर्टिंग इनपुट.
- Vout - output.Vs+ (Vdd, Vcc, Vcc+) - वीज पुरवठ्याचे सकारात्मक टर्मिनल.
- Vs- (Vss, Vee, Vcc-) हे वीज पुरवठ्याचे वजा टर्मिनल आहे.
अक्षरशः कोणत्याही ओपसमध्ये 5 पिन असतात. तथापि, काही जातींमध्ये V- असू शकत नाही. असे मॉडेल आहेत ज्यात अतिरिक्त आउटपुट आहेत जे Op-Amp ची क्षमता वाढवतात.
पॉवर लीड्सला लेबल लावण्याची गरज नाही, कारण यामुळे सर्किटची वाचनीयता वाढते. पॉवर सप्लायच्या पॉझिटिव्ह टर्मिनल किंवा पोलमधून पॉवर लीड सर्किटच्या शीर्षस्थानी ठेवली जाते.
मुख्य वैशिष्ट्ये
DUTs, इतर रेडिओ घटकांप्रमाणे, TCs आहेत, जे प्रकारांमध्ये विभागले जाऊ शकतात:
- प्रवर्धक.
- इनपुट.
- आउटपुट.
- शक्ती.
- वाहून नेणे.
- वारंवारता.
- गती प्रतिसाद.
लाभ हे Op-Amp चे मुख्य वैशिष्ट्य आहे. हे इनपुट सिग्नलच्या आउटपुट सिग्नलच्या गुणोत्तराने दर्शविले जाते. याला मोठेपणा किंवा हस्तांतरण ТХ देखील म्हटले जाते, जे अवलंबन प्लॉटच्या स्वरूपात दर्शविले जाते. इनपुट परिमाणांमध्ये डीटी इनपुटसाठी सर्व परिमाणांचा समावेश होतो: रिन, ऑफसेट करंट्स (ICM) आणि ऑफसेट करंट्स (Iin), ड्रिफ्ट आणि कमाल इनपुट डिफरेंशियल U (Udifmax).
आयसीएम हे इनपुटवर op-amps च्या ऑपरेशनसाठी आहे.op-amp च्या इनपुट स्टेजच्या ऑपरेशनसाठी Iinx आवश्यक आहे. Ivh शिफ्ट म्हणजे Op-Amp च्या 2 इनपुट सेमीकंडक्टरसाठी Icm चा फरक.
सर्किट्सच्या बांधकामादरम्यान, प्रतिरोधकांना जोडताना तुम्हाला या I's विचारात घेणे आवश्यक आहे. Iinx विचारात न घेतल्यास, ते एक विभेदक U तयार करू शकते, ज्यामुळे op-amp चे चुकीचे ऑपरेशन होईल.
Udifmax हा U आहे जो op-amp च्या इनपुट दरम्यान पुरवला जातो. त्याचे मूल्य विभेदक अवस्थेच्या अर्धसंवाहकांना होणारे नुकसान वगळण्याचे वैशिष्ट्य दर्शवते.
विश्वसनीय संरक्षणासाठी, 2 डायोड आणि एक स्टॅबिलायझर डीटीच्या इनपुटमध्ये प्रति-समांतर जोडलेले आहेत. विभेदक इनपुट R हे दोन इनपुटमधील R द्वारे वैशिष्ट्यीकृत आहे आणि कॉमन-मोड इनपुट R हे DT च्या 2 इनपुट आणि ग्राउंडमधील मूल्य आहे. DUTs चे आउटपुट पॅरामीटर्स आउटपुट R (Rout), कमाल आउटपुट U आणि I आहेत. सर्वोत्तम लाभ वैशिष्ट्ये प्राप्त करण्यासाठी R आउट पॅरामीटर मूल्याने लहान असावे.
एक लहान आर-मूल्य प्राप्त करण्यासाठी एमिटर रिपीटर वापरणे आवश्यक आहे. आय आउट कलेक्टर I सह बदलला जातो. पॉवर TC चे मूल्यमापन Op-Amp द्वारे वापरल्या जाणार्‍या जास्तीत जास्त पॉवरद्वारे केले जाते. Op-Amp च्या चुकीच्या ऑपरेशनचे कारण म्हणजे विभेदक अॅम्प्लिफायर स्टेजच्या अर्धसंवाहकांच्या टीसीचे विखुरणे, जे तापमान वैशिष्ट्यांवर (तापमान प्रवाह) अवलंबून असते. Op-Amp चे वारंवारता मापदंड मूलभूत आहेत. ते हार्मोनिक आणि स्पंदित सिग्नल (स्पीड रिस्पॉन्स) च्या प्रवर्धनामध्ये योगदान देतात.
कॅपेसिटर सामान्य आणि विशेष प्रकारच्या op-amp ICs मध्ये समाविष्ट केले जाते, जे उच्च-फ्रिक्वेंसी सिग्नल तयार करण्यास प्रतिबंध करते. कमी फ्रिक्वेन्सीवर सर्किट्समध्ये फीडबॅक (OS) शिवाय मोठा के-फॅक्टर असतो. OC च्या बाबतीत नॉन-इनव्हर्टिंग स्विचिंग वापरले जाते. तसेच काही प्रकरणांमध्ये, उदाहरणार्थ इनव्हर्टिंग अॅम्प्लिफायर बनवताना, OC वापरले जात नाही. याव्यतिरिक्त, op-amps मध्ये डायनॅमिक वैशिष्ट्ये आहेत:
- Uv (SN Uv) च्या वाढीचा दर.
- Uv सेटिंग वेळ (U ची वाढ झाल्यावर op-amp चा प्रतिसाद).
कुठे वापरायचे
Op-Amp सर्किटचे दोन प्रकार आहेत जे ते जोडण्याच्या पद्धतीने भिन्न आहेत. Op-Amps चा मुख्य तोटा म्हणजे Q ची परिवर्तनशीलता, जी ऑपरेशनच्या मोडवर अवलंबून असते. मुख्य ऍप्लिकेशन्स अॅम्प्लीफायर्स आहेत: इनव्हर्टिंग (आययू) आणि नॉन-इनव्हर्टिंग (एनआययू). LUT सर्किटमध्ये, क्यू ऑन U हे प्रतिरोधकांसह सेट केले जाते (सिग्नल इनपुटला दिले जाणे आवश्यक आहे). Op-Amp मध्ये मालिका-प्रकारचा फीडबॅक आहे. हे कनेक्शन प्रतिरोधकांपैकी एकाशी केले जाते. हे फक्त V- ला दिले जाते.
DUT मध्ये सिग्नलमध्ये फेज शिफ्ट आहे. ऋण आउटपुट व्होल्टेजचे चिन्ह बदलण्यासाठी U चे समांतर ऑपरेशन आवश्यक आहे. इनपुट, जे नॉन-इनव्हर्टिंग इनपुट आहे, ते ग्राउंड केलेले असणे आवश्यक आहे. इनपुट सिग्नल इनव्हर्टिंग इनपुटला रेझिस्टरद्वारे दिले जाते. नॉन-इनव्हर्टिंग इनपुट जमिनीवर गेल्यास, Op-Amp इनपुटमधील U फरक 0 आहे.
ज्या उपकरणांमध्ये DUTs वापरले जातात त्यामध्ये आम्ही फरक करू शकतो:
- प्रीअम्प्लिफायर्स.
- ऑडिओ आणि व्हिडिओ वारंवारता सिग्नलचे अॅम्प्लीफायर.
- यू तुलना करणारे.
- डिफ्यूझर्स.
- भेद करणारे.
- इंटिग्रेटर्स.
- घटक फिल्टर करा.
- रेक्टिफायर्स (उच्च अचूकता आउटपुट पॅरामीटर्स).
- यू आणि मी स्टॅबिलायझर्स.
- अॅनालॉग कॅल्क्युलेटर.
- एडीसी (एनालॉग-टू-डिजिटल कन्व्हर्टर).
- DAC (डिजिटल ते अॅनालॉग कन्व्हर्टर).
- विविध सिग्नल व्युत्पन्न करण्यासाठी उपकरणे.
- संगणक हार्डवेअर.
ऑपरेशनल एम्पलीफायर्स आणि त्यांचे अनुप्रयोग विविध उपकरणांमध्ये व्यापक झाले आहेत.
संबंधित लेख:
