وولٹیج کا موازنہ کرنے والا کیا ہے اور اس کے لیے کیا ہے۔

الیکٹرانک سرکٹس کو ڈیزائن کرتے وقت، اکثر دو وولٹیج کی سطح کا موازنہ کرنا ضروری ہوتا ہے۔ اس مقصد کے لئے، ایک موازنہ کے طور پر ایک آلہ استعمال کیا جاتا ہے. نوڈ کا نام لاطینی موازنہ پر جاتا ہے، یا موازنہ کرنے کے لیے انگریزی میں۔

وولٹیج کا موازنہ کرنے والا کیا ہے؟

عام طور پر، موازنہ کرنے والا ایک آلہ ہوتا ہے جس میں قدروں (وولٹیجز) کا موازنہ کیا جاتا ہے اور موازنہ کے نتیجے کے لیے ایک آؤٹ پٹ ہوتا ہے۔ موازنہ کرنے والے کے پاس موازنہ پیرامیٹرز کو کھلانے کے لیے دو ان پٹ ہوتے ہیں - براہ راست اور الٹا۔ آؤٹ پٹ کو منطقی پر سیٹ کیا جاتا ہے اگر ڈائریکٹ ان پٹ کا وولٹیج الٹا ان پٹ کے وولٹیج سے زیادہ ہو اور صفر اگر اس کے برعکس ہو۔ اگر الٹا ان پٹ اور ڈائریکٹ ان پٹ کے درمیان مثبت فرق ایک کے برابر ہے، اور مخالف صورت حال میں ایک صفر، تو موازنہ کرنے والے کو الٹا موازنہ کہا جاتا ہے۔

کمپیریٹر آپریٹنگ اصول

یہ استعمال کرتے ہوئے ایک موازنہ بنانے کے لئے آسان ہے آپریشنل یمپلیفائر (OP-AMP)۔ اس مقصد کے لئے اس کی خصوصیات کو براہ راست استعمال کیا جاتا ہے:

• براہ راست اور الٹی ان پٹ کے درمیان سگنل کے فرق کو بڑھانا؛
• لامحدود (عملی طور پر - 10000 اور اس سے زیادہ سے) فائدہ۔

تقابلی کے طور پر ڈی ٹی کے کام کو مندرجہ ذیل سرکٹ کے ساتھ سمجھا جا سکتا ہے:

فرض کریں کہ 10000 کے اضافے کے ساتھ ایک DT ہے، سپلائی وولٹیج بائپولر، + 5 V اور مائنس 5 V ہے۔ تقسیم کرنے والا الٹنے والے ان پٹ پر بالکل 0 وولٹ کے حوالہ کی سطح پر سیٹ کیا جاتا ہے، اور مائنس 5 وولٹ براہ راست ان پٹ پر پوٹینومیٹر سلائیڈر سے لیا جاتا ہے۔ آپریشنل ایمپلیفائر کو فرق کو 10000 گنا بڑھانا چاہیے، نظریاتی طور پر آؤٹ پٹ پر مائنس 50000 وولٹ کا وولٹیج ہونا چاہیے۔ لیکن op-amp کے لیے ایسا وولٹیج حاصل کرنے کے لیے کہیں نہیں ہے، اس لیے یہ زیادہ سے زیادہ ممکن بناتا ہے - سپلائی وولٹیج، مائنس 5 وولٹ۔

اگر آپ ڈائریکٹ ان پٹ پر وولٹیج بڑھانا شروع کرتے ہیں، تو Op-Amp ان پٹ کے درمیان وولٹیج کے فرق کو 10000 سے ضرب دینے کی کوشش کرے گا۔ یہ اس وقت کامیاب ہو گا جب ان پٹ وولٹیج صفر تک پہنچ جائے گا اور تقریباً مائنس 0.0005V ہو جائے گا۔ مثبت ان پٹ پر ان پٹ وولٹیج میں مزید اضافے کے ساتھ، آؤٹ پٹ وولٹیج صفر یا اس سے زیادہ ہو جائے گا، اور +0.0005 وولٹ پر +5 V کے برابر ہو جائے گا اور مزید نہیں بڑھے گا - کہیں نہیں ہے۔ اس طرح، جب ان پٹ وولٹیج صفر کی سطح سے گزرتا ہے (زیادہ واضح طور پر، مائنس 0.0005 وولٹ سے +0.0005 وولٹ) تو آؤٹ پٹ وولٹیج میں مائنس 5 وولٹ سے +5 وولٹ تک چھلانگ لگ جائے گی۔ دوسرے لفظوں میں، جب تک کہ ڈائریکٹ ان پٹ پر وولٹیج الٹنے والے ان پٹ سے کم ہے، موازنہ کرنے والے آؤٹ پٹ پر صفر سیٹ ہوتا ہے۔ اگر زیادہ ہے، تو یہ ایک ہے۔

دلچسپی مائنس 0.0005 وولٹ سے + 0.0005 وولٹ تک ان پٹ پر سطح کے فرق کا سیکشن ہے۔ نظریہ میں، اس میں منفی سے مثبت سپلائی وولٹیج میں ہموار اضافہ ہوگا۔ عملی طور پر، یہ رینج بہت تنگ ہے، اور شور، مداخلت، سپلائی وولٹیج کی عدم استحکام، وغیرہ کی وجہ سے جب ان پٹس پر وولٹیج تقریباً برابر ہوں گے، تو دونوں سمتوں میں موازنہ کرنے والے کی افراتفری پیدا ہوگی۔ Op-Amp کا فائدہ جتنا کم ہوگا، عدم استحکام کی یہ کھڑکی اتنی ہی وسیع ہوگی۔اگر موازنہ کنندہ ایکچیویٹر کو کنٹرول کرتا ہے، تو یہ اسے تدبیر سے کام کرنے کا سبب بنے گا (ریلے کلک کرنا، والو سلمنگ، وغیرہ)، جو اس کی مکینیکل ناکامی یا زیادہ گرمی کا باعث بن سکتا ہے۔

اس سے بچنے کے لیے، ڈیشڈ لائن کی طرف سے اشارہ کردہ ریزسٹر کو آن کر کے ایک اتلی مثبت فیڈ بیک تخلیق کیا جاتا ہے۔ جب حوالہ کے مطابق وولٹیج اوپر اور نیچے جاتا ہے تو یہ سوئچنگ تھریش ہولڈز کو شفٹ کرکے تھوڑی مقدار میں ہسٹریسس پیدا کرتا ہے۔ مثال کے طور پر، موازنہ کرنے والا اوپر 0.1 وولٹ پر اور بالکل صفر پر نیچے جائے گا (فیڈ بیک کی گہرائی پر منحصر ہے)۔ یہ عدم استحکام ونڈو کو ختم کردے گا۔ اس ریزسٹر کی درجہ بندی چند سو کلوہیم سے چند میگا اومس تک ہو سکتی ہے۔ مزاحمت جتنی کم ہوگی، حد کے درمیان فرق اتنا ہی زیادہ ہوگا۔

خصوصی کمپیریٹر چپس بھی دستیاب ہیں۔ مثال کے طور پر LM393۔ ان چپس میں ایک تیز آپریشنل ایمپلیفائر (یا کئی) ہوتا ہے اور اس میں بلٹ ان ڈیوائیڈر ہو سکتا ہے جو حوالہ وولٹیج بناتا ہے۔ ان موازنہ کرنے والوں اور Op-Amps پر بنائے گئے آلات کے درمیان ایک اور فرق یہ ہے کہ ان میں سے بہت سے کو ایک ہی ختم ہونے والی بجلی کی فراہمی کی ضرورت ہوتی ہے۔ زیادہ تر آپسیٹرز کو دو قطبی وولٹیج کی ضرورت ہوتی ہے۔ چپ کی قسم کا انتخاب آلہ کے ڈیزائن سے طے ہوتا ہے۔

ڈیجیٹل موازنہ کرنے والوں کی خصوصیات

موازنہ کرنے والے ڈیجیٹل ٹیکنالوجی میں بھی استعمال ہوتے ہیں، حالانکہ یہ پہلی نظر میں متضاد لگتا ہے۔ سب کے بعد، صرف دو وولٹیج کی سطح ہیں - ایک اور صفر. ان کا موازنہ کرنا کوئی معنی نہیں رکھتا۔ لیکن آپ دو بائنری نمبروں کا موازنہ کر سکتے ہیں، جس میں آپ کسی بھی اینالاگ ویلیو (بشمول وولٹیج) کو بھی تبدیل کر سکتے ہیں۔

فرض کریں کہ بٹس میں برابر لمبائی کے دو بائنری الفاظ ہیں:

X=X₃ایکس₂ایکس₁ایکس₀ اور Y=Y₃Y₂Y₁Y.

اگر تمام بٹس بٹ وار برابر ہیں تو انہیں قدر میں برابر سمجھا جاتا ہے:

1101=1101 => X=Y۔

اگر کم از کم ایک بٹ مختلف ہے، تو اعداد غیر مساوی ہیں۔ بڑی تعداد کا تعین تھوڑا سا موازنہ کے ذریعے کیا جاتا ہے، سب سے زیادہ بٹ سے شروع ہو کر:

• 1101>101 - یہاں X کا پہلا بٹ Y کے پہلے بٹ سے بڑا ہے، اور X>Y؛
• 1101>101 - پہلی بٹس برابر ہیں، لیکن X کا دوسرا بٹ بڑا ہے اور X>Y؛
• 111<1110 - Y کا تیسرا بٹ بڑا ہے اور X کے نچلے بٹ میں بڑی قدر سے کوئی فرق نہیں پڑتا، X<>

اس طرح کے موازنہ کا نفاذ I-NE، OR-NE بنیادی عنصر منطق سرکٹس پر بنایا جا سکتا ہے، لیکن آف دی شیلف مصنوعات کو استعمال کرنا آسان ہے۔ مثال کے طور پر، 4063 (CMOS)، 7485 (TTL)، گھریلو K564IP2 اور مائیکرو سرکٹس کی دوسری سیریز۔ وہ 2-8 بٹ موازنہ کرنے والے ہیں جن میں ڈیٹا ان پٹ اور کنٹرول ان پٹس کی اسی تعداد میں ہے۔ ڈیجیٹل موازنہ کرنے والوں کے نتائج زیادہ تر معاملات میں 3 ہیں:

• مزید؛
• سے کم؛
• برابر

اینالاگ ڈیوائسز کے برعکس، بائنری کمپریٹرز میں ان پٹ پر مساوات کوئی ناپسندیدہ صورتحال نہیں ہے اور وہ اس سے بچنے کی کوشش نہیں کرتے ہیں۔

اس طرح کے آلے کو بولین الجبرا کے افعال کا استعمال کرتے ہوئے آسانی سے بنایا جا سکتا ہے۔ متبادل طور پر، بہت سے مائیکرو کنٹرولرز کے پاس علیحدہ بیرونی پنوں کے ساتھ آن بورڈ اینالاگ کمپیریٹر ہوتے ہیں، جو اندرونی سرکٹ کو 0 یا 1 کے طور پر دو قدروں کا موازنہ کرنے کا ایک تیار نتیجہ دیتے ہیں۔ اس سے چھوٹے کمپیوٹر سسٹمز کے وسائل کی بچت ہوتی ہے۔

جہاں وولٹیج کا موازنہ کرنے والا استعمال ہوتا ہے۔

کمپیریٹر ایپلی کیشنز کی ایک وسیع رینج میں استعمال ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر، اس کا استعمال تھریشولڈ ریلے بنانے کے لیے کیا جا سکتا ہے۔ اس کے لیے ایک سینسر کی ضرورت ہوتی ہے جو کسی بھی قدر کو وولٹیج میں بدل دے۔ ایسی قدر ہو سکتی ہے:

• روشنی کی سطح؛
• شور کی سطح؛
• برتن یا ٹینک میں مائع کی سطح؛
• کوئی دوسری اقدار۔

پوٹینومیٹر کا استعمال موازنہ کرنے والے کے ردعمل کی سطح کو سیٹ کرنے کے لیے کیا جا سکتا ہے۔ آؤٹ پٹ سگنل اشارے یا ایکچیویٹر کی کلید کے ذریعے دیا جاتا ہے۔

اگر ہسٹریسس میں اضافہ ہوتا ہے، تو موازنہ کرنے والا شمٹ ٹرگر کے طور پر کام کر سکتا ہے۔ جب ان پٹ پر آہستہ آہستہ مختلف وولٹیج کا اطلاق ہوتا ہے تو آؤٹ پٹ ہوتا ہے۔ مجرد سگنل کھڑی کناروں کے ساتھ۔

دو عناصر کو دوہری دہلیز کا موازنہ کرنے والے، یا ونڈو کا موازنہ کرنے والے میں جوڑا جا سکتا ہے۔

یہاں، ہر موازنہ کرنے والے کے لیے تھریشولڈ وولٹیج الگ سے سیٹ کیا جاتا ہے - براہ راست ان پٹ پر اوپر والے کے لیے، الٹا ان پٹ پر نیچے والے کے لیے۔ مفت آدانوں کو ملایا جاتا ہے اور ان پر ماپا وولٹیج لگایا جاتا ہے۔ آؤٹ پٹ "ماؤنٹنگ یا" سرکٹ کے مطابق جڑے ہوئے ہیں۔ جب وولٹیج متعین اوپری یا نچلی حد سے بڑھ جائے تو موازنہ کرنے والوں میں سے ایک آؤٹ پٹ پر اعلیٰ سطح دیتا ہے۔

ایک ملٹی لیول کمپیریٹر کو کئی عناصر سے جمع کیا جاتا ہے، جسے لکیری وولٹیج اشارے کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے، یا ایک قدر جو وولٹیج میں تبدیل ہو جاتی ہے۔ چار سطحوں کے لیے سرکٹ اس طرح ہو گا:

اس سرکٹ میں، ہر عنصر کے ان پٹ پر لاگو ایک مختلف حوالہ وولٹیج ہوتا ہے۔ الٹنے والے ان پٹ ایک ساتھ جڑے ہوئے ہیں اور پیمائش کرنے کے لیے سگنل ان کے پاس آتا ہے۔ جب ٹرگرنگ لیول تک پہنچ جاتا ہے، تو متعلقہ ایل ای ڈی روشن ہوجاتی ہے۔ اگر خارج کرنے والے عناصر کو ایک لائن میں ترتیب دیا گیا ہے، تو آپ کو ایک ہلکی بار ملتی ہے، جس کی لمبائی لاگو وولٹیج کی سطح کے مطابق مختلف ہوتی ہے۔

اسی سرکٹ کو اینالاگ سے ڈیجیٹل کنورٹر (ADC) کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ یہ ان پٹ وولٹیج کو متعلقہ بائنری کوڈ میں تبدیل کرتا ہے۔ ADC میں جتنے زیادہ عناصر شامل ہوں گے، ہندسے کی گنجائش اتنی ہی زیادہ ہوگی، تبدیلی اتنی ہی زیادہ درست ہوگی۔ عملی طور پر، لائن کوڈ استعمال کرنے میں تکلیف نہیں ہے، اور اسے ایک انکوڈر کی مدد سے معمول کے کوڈ میں تبدیل کر دیا جاتا ہے۔ انکوڈر کو منطقی عناصر پر بنایا جا سکتا ہے، ریڈی میڈ مائیکرو سرکٹ استعمال کریں یا مناسب فرم ویئر کے ساتھ ROM کا استعمال کریں۔

پیشہ ورانہ اور شوقیہ سرکٹری میں موازنہ کرنے والوں کے اطلاق کا دائرہ وسیع ہے۔ ان عناصر کی قابل اطلاق کاموں کی ایک وسیع رینج کو حل کرنے کی اجازت دیتا ہے۔

متعلقہ مضامین: