ایک آپریشنل یمپلیفائر کیا ہے؟

آپریشنل امپلیفائر (Op-Amps) الیکٹرانکس اور مائیکرو سرکیٹری میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔ سگنلز کو بڑھانے کے لیے اس میں بہترین تکنیکی خصوصیات (TC) ہیں۔ op-amps کے استعمال کو سمجھنے کے لیے، آپ کو اس کے آپریٹنگ اصول، وائرنگ ڈایاگرام اور بنیادی TCs کو جاننے کی ضرورت ہے۔

ایک آپریشنل یمپلیفائر کیا ہے؟

ایک op-amp ایک مربوط سرکٹ (IC) ہے جس کا بنیادی مقصد dc اقدار کو بڑھانا ہے۔ اس میں صرف ایک آؤٹ پٹ ہے، جسے ڈیفرینشل آؤٹ پٹ کہا جاتا ہے۔ اس آؤٹ پٹ میں ہائی سگنل ایمپلیفیکیشن فیکٹر (CU) ہے۔ Op-Amps بنیادی طور پر منفی تاثرات (فیڈ بیک) کے ساتھ سرکٹس کی تعمیر میں استعمال ہوتے ہیں، جو کہ بنیادی فائدہ TC پر اصل سرکٹ کی Q کا تعین کرتا ہے۔ DTs نہ صرف علیحدہ ICs کے طور پر استعمال ہوتے ہیں بلکہ پیچیدہ آلات کے مختلف بلاکس میں بھی استعمال ہوتے ہیں۔

Op-Amps میں 2 ان پٹ اور 1 آؤٹ پٹ ہوتے ہیں، اور پاور سپلائی (PSU) کو جوڑنے کے لیے آؤٹ پٹ بھی ہوتے ہیں۔ آپریشنل یمپلیفائر کے آپریشن کا اصول آسان ہے۔ ایک بنیاد کے طور پر 2 اصول لیے گئے ہیں۔ قواعد IC کے آپریشن کے سادہ عمل کو بیان کرتے ہیں، جو op-amp میں ہوتا ہے، اور IC کس طرح کام کرتا ہے، یہ ڈمیوں کے لیے بھی واضح ہے۔ آؤٹ پٹ پر وولٹیج کا فرق (U) 0 ہے اور op-amp کے ان پٹ تقریباً کوئی کرنٹ (I) نہیں کھینچتے ہیں۔ ایک ان پٹ کو نان انورٹنگ (V+) کہا جاتا ہے اور دوسرا انورٹنگ (V-)۔اس کے علاوہ، DUT ان پٹس میں زیادہ مزاحمت (R) ہوتی ہے اور تقریباً کوئی I استعمال نہیں کرتے۔

چپ ان پٹس کی U اقدار کا موازنہ کرتی ہے اور اسے پہلے سے ترتیب دے کر سگنل کو آؤٹ پٹ کرتی ہے۔ DUT کی اعلی قیمت 1000000 تک ہے۔ اگر کم ان پٹ U آتا ہے، تو آؤٹ پٹ پر پاور سپلائی U (Uip) کے برابر قدر حاصل کرنا ممکن ہے۔ اگر V+ ان پٹ پر U V- سے زیادہ ہے، تو آؤٹ پٹ کی زیادہ سے زیادہ مثبت قدر ہوگی۔ اگر الٹنے والے ان پٹ کے مثبت U کو متحرک کیا جاتا ہے، تو آؤٹ پٹ میں زیادہ سے زیادہ منفی وولٹیج کی قدر ہوگی۔

op-amp کے آپریشن کے لیے بنیادی ضرورت دو پولر پاور سپلائی کا استعمال ہے۔ یونی پولر پاور سپلائی استعمال کرنا ممکن ہے، لیکن اس معاملے میں ڈی ٹی کی صلاحیت بہت محدود ہے۔ اگر آپ بیٹری استعمال کرتے ہیں اور بیٹری کے مثبت پہلو کو 0 کے طور پر لیتے ہیں، تو اقدار کی پیمائش کرتے وقت آپ کو 1.5 V ملے گا۔ اگر آپ 2 بیٹریاں لیتے ہیں اور انہیں سیریز میں جوڑتے ہیں، تو U کا اضافہ ہو جائے گا، یعنی آلہ 3 V دکھائے گا۔

اگر آپ بیٹری کے مائنس ٹرمینل کو صفر کے طور پر لیتے ہیں، تو آلہ 3 V دکھائے گا۔ دوسری صورت میں، اگر آپ پلس لیڈ کو 0 کے طور پر لیتے ہیں، تو یہ -3 V دکھائے گا۔ اگر آپ دو بیٹریوں کے درمیان پوائنٹ کو بطور استعمال کرتے ہیں۔ صفر پر آپ کو پرائمیٹو بائی پولر پاور سپلائی ملتی ہے۔ جب آپ اسے سرکٹ سے جوڑتے ہیں تو آپ صرف یہ چیک کر سکتے ہیں کہ opamp ٹھیک سے کام کر رہا ہے۔

سرکٹ پر اقسام اور نشانات

برقی سرکٹری کی ترقی کے ساتھ، آپریشنل امپلیفائر کو مسلسل بہتر بنایا جا رہا ہے اور نئے ماڈل ظاہر ہوتے ہیں۔

درخواست کے علاقے کے لحاظ سے درجہ بندی:

1. صنعتی - کم لاگت کا آپشن۔
2. پریس سنکرونس (صحت سے متعلق پیمائش کا سامان)۔
3. الیکٹرومیٹرک (کم Iin)۔
4. مائیکرو پاورڈ (کم I بجلی کی کھپت)۔
5. قابل پروگرام (کرنٹ I بیرونی کے ساتھ سیٹ کیے گئے ہیں)۔
6. طاقتور یا زیادہ کرنٹ (صارفین کو زیادہ آؤٹ پٹ دیتا ہے)۔
7. کم وولٹیج (U<3 V پر کام کرتا ہے)۔
8. ہائی وولٹیج (اعلی U اقدار کے لیے ڈیزائن کیا گیا)۔
9. تیز اداکاری (ہائی سلیو ریٹ اور ایمپلیفیکیشن فریکوئنسی)۔
10. کم شور کی قسم۔
11. آواز کی قسم (کم ہارمونک تحریف)۔
12. دو قطبی اور یونی پولر قسم کی برقی سپلائی کے لیے۔
13. تفریق (زیادہ شور کے ساتھ کم U کی پیمائش کرنے کے قابل)۔ shunts میں استعمال کیا جاتا ہے.
14. آف دی شیلف یمپلیفائر کے مراحل۔
15. خصوصی۔

ان پٹ سگنلز کے مطابق Op-Amps کو 2 اقسام میں تقسیم کیا گیا ہے۔

1. 2 ان پٹ کے ساتھ۔
2. 3 ان پٹ کے ساتھ۔ 3rd ان پٹ فعالیت کو بڑھانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ اس کا اندرونی تاثر ہے۔

آپریشنل ایمپلیفائر کا سرکٹ کافی پیچیدہ ہے، اور اسے بنانا کوئی معنی نہیں رکھتا، اور ریڈیو شوقیہ کو صرف آپریشنل ایمپلیفائر کا صحیح سرکٹ جاننے کی ضرورت ہوتی ہے، لیکن اس کے لیے آپ کو اس کے آؤٹ پٹس کو سمجھنا چاہیے۔

آئی سی پنوں کے اہم عہدہ:

1. V+ - غیر الٹی ان پٹ۔
2. V- - الٹا ان پٹ۔
3. Vout - output.Vs+ (Vdd, Vcc, Vcc+) - بجلی کی فراہمی کا مثبت ٹرمینل۔
4. Vs- (Vss, Vee, Vcc-) بجلی کی فراہمی کا مائنس ٹرمینل ہے۔

عملی طور پر کسی بھی Opus میں 5 پن ہوتے ہیں۔ تاہم، کچھ اقسام میں V- نہیں ہوسکتا ہے۔ ایسے ماڈل ہیں جن میں اضافی آؤٹ پٹ ہیں جو Op-Amp کی صلاحیتوں کو بڑھاتے ہیں۔

پاور لیڈز پر لیبل لگانے کی ضرورت نہیں ہے، کیونکہ اس سے سرکٹ کی پڑھنے کی اہلیت بڑھ جاتی ہے۔ پاور سپلائی کے مثبت ٹرمینل یا پول سے پاور لیڈ سرکٹ کے اوپری حصے میں رکھی جاتی ہے۔

اہم خصوصیات

DUTs، دیگر ریڈیو اجزاء کی طرح، TCs ہیں، جنہیں اقسام میں تقسیم کیا جا سکتا ہے:

1. وسعت دینے والا۔
2. ان پٹ
3. آؤٹ پٹ
4. طاقت
5. بہاؤ
6. تعدد
7. رفتار کا جواب۔

فائدہ Op-Amp کی اہم خصوصیت ہے۔ یہ آؤٹ پٹ سگنل کے ان پٹ سگنل کے تناسب کی طرف سے خصوصیات ہے. اسے طول و عرض یا منتقلی ТХ بھی کہا جاتا ہے، جو انحصار پلاٹ کی شکل میں ظاہر ہوتا ہے۔ ان پٹ کی مقداروں میں DT ان پٹ کے لیے تمام مقداریں شامل ہیں: Rin، آفسیٹ کرنٹ (ICM) اور آفسیٹ کرنٹ (Iin)، بڑھے ہوئے اور زیادہ سے زیادہ ان پٹ فرق U (Udifmax)۔
آئی سی ایم ان پٹ پر اوپ-ایمپس کے آپریشن کے لیے ہے۔Iinx op-amp کے ان پٹ مرحلے کے آپریشن کے لیے درکار ہے۔ Ivh شفٹ Op-Amp کے 2 ان پٹ سیمی کنڈکٹرز کے لیے Icm کا فرق ہے۔

سرکٹس کی تعمیر کے دوران آپ کو ریزسٹرس کو جوڑنے کے وقت ان I's کو مدنظر رکھنا ہوگا۔ اگر Iinx کو مدنظر نہیں رکھا جاتا ہے، تو یہ ایک تفریق U بنا سکتا ہے، جو op-amp کے غلط آپریشن کا باعث بنے گا۔
Udifmax وہ U ہے جو op-amp کے ان پٹ کے درمیان فراہم کیا جاتا ہے۔ اس کی قدر تفریق مرحلے کے سیمی کنڈکٹرز کو پہنچنے والے نقصان کے اخراج کی خصوصیت رکھتی ہے۔

قابل اعتماد تحفظ کے لیے، 2 ڈایڈس اور ایک سٹیبلائزر DT کے ان پٹ کے درمیان متوازی متوازی طور پر جڑے ہوئے ہیں۔ تفریق ان پٹ R کی خصوصیت R دو ان پٹ کے درمیان ہوتی ہے اور کامن موڈ ان پٹ R DT کے 2 ان پٹ کے درمیان کی قدر ہے جو کہ مشترکہ ہیں اور زمین۔ DUTs کے آؤٹ پٹ پیرامیٹر آؤٹ پٹ R (Rout) ہیں، زیادہ سے زیادہ آؤٹ پٹ U اور I۔ بہترین نفع کی خصوصیات حاصل کرنے کے لیے R آؤٹ پیرامیٹر قدر میں چھوٹا ہونا چاہیے۔

ایک چھوٹی آر ویلیو حاصل کرنے کے لیے ایک ایمیٹر ریپیٹر کا استعمال کیا جانا چاہیے۔ I آؤٹ کو کلکٹر I کے ساتھ تبدیل کیا جاتا ہے۔ پاور TC کا اندازہ Op-Amp کے ذریعہ استعمال ہونے والی زیادہ سے زیادہ بجلی سے کیا جاتا ہے۔ Op-Amp کے غلط آپریشن کی وجہ ڈیفرینشل ایمپلیفائر مرحلے کے سیمی کنڈکٹرز کے TC کا بکھرنا ہے، جو درجہ حرارت کی خصوصیات (درجہ حرارت بڑھے) پر منحصر ہے۔ Op-Amp کے فریکوئنسی پیرامیٹرز بنیادی ہیں۔ وہ ہارمونک اور پلس سگنلز (تیز رفتار ردعمل) کی افزائش میں حصہ ڈالتے ہیں۔

ایک کپیسیٹر کو عام اور خاص قسم کے op-amp ICs میں شامل کیا جاتا ہے، جو ہائی فریکوئنسی سگنلز کی تخلیق کو روکتا ہے۔ کم تعدد پر سرکٹس میں فیڈ بیک (OS) کے بغیر ایک بڑا K-فیکٹر ہوتا ہے۔ OC کے معاملے میں نان انورٹنگ سوئچنگ کا استعمال کیا جاتا ہے۔ اس کے علاوہ بعض صورتوں میں، مثال کے طور پر الٹا ایمپلیفائر بناتے وقت، OC استعمال نہیں کیا جاتا ہے۔ اس کے علاوہ، op-amps میں متحرک خصوصیات ہیں:

1. Uv (SN Uv) کے بڑھنے کی شرح۔
2. Uv کی ترتیب کا وقت (جب U کو تیز کیا جاتا ہے تو op-amp کا ردعمل)۔

کہاں استعمال کرنا ہے۔

Op-Amp سرکٹ کی دو قسمیں ہیں جو ان کے منسلک ہونے کے طریقے سے مختلف ہیں۔ Op-Amps کا بنیادی نقصان Q کی تغیر پذیری ہے، جو آپریشن کے موڈ پر منحصر ہے۔ اہم ایپلی کیشنز امپلیفائر ہیں: الٹنے والا (IU) اور نان انورٹنگ (NIU)۔ LUT سرکٹ میں، Q آن U کو ریزسٹرس کے ساتھ سیٹ کیا جاتا ہے (سگنل کو ان پٹ کو فیڈ کیا جانا چاہیے)۔ Op-Amp سیریز کی قسم کے تاثرات پر مشتمل ہے۔ یہ کنکشن مزاحموں میں سے ایک سے بنایا گیا ہے۔ یہ صرف V- کو کھلایا جاتا ہے۔

DUT میں سگنلز میں فیز شفٹ ہوتا ہے۔ منفی آؤٹ پٹ وولٹیج کے نشان کو تبدیل کرنے کے لیے U کا متوازی آپریشن ضروری ہے۔ ان پٹ، جو کہ ایک غیر الٹنے والا ان پٹ ہے، کو گراؤنڈ کیا جانا چاہیے۔ ان پٹ سگنل کو ریزسٹر کے ذریعے الٹنے والے ان پٹ کو کھلایا جاتا ہے۔ اگر غیر الٹنے والا ان پٹ زمین پر چلا جاتا ہے، تو Op-Amp ان پٹ کے درمیان U کا فرق 0 ہے۔

ہم ان آلات کے درمیان فرق کر سکتے ہیں جن میں DUTs استعمال ہوتے ہیں:

1. پریمپلیفائرز۔
2. آڈیو اور ویڈیو فریکوئنسی سگنلز کے امپلیفائر۔
3. یو موازنہ کرنے والے۔
4. ڈفیوزر۔
5. تفریق کرنے والے۔
6. انٹیگریٹرز
7. فلٹر عناصر۔
8. ریکٹیفائر (اعلی درستگی کے آؤٹ پٹ پیرامیٹرز)۔
9. U اور I اسٹیبلائزرز۔
10. ینالاگ کیلکولیٹر۔
11. ADC (اینالاگ سے ڈیجیٹل کنورٹرز)۔
12. ڈی اے سی (ڈیجیٹل سے اینالاگ کنورٹرز)۔
13. مختلف سگنل پیدا کرنے کے لیے آلات۔
14. کمپیوٹر ہارڈ ویئر.

آپریشنل امپلیفائر اور ان کی ایپلی کیشنز مختلف آلات میں وسیع ہو گئی ہیں۔

متعلقہ مضامین: