অপারেশনাল এম্প্লিফায়ারগুলির ভূমিকা: 7 টি ধাপ

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 08:01

এই নির্দেশনায়, আমি অপারেশনাল এম্প্লিফায়ারের একটি ভূমিকা দেব, যা এনালগ ডিভাইসগুলির মধ্যে সবচেয়ে দরকারী। এই ডিভাইসটি একটি নন-ইনভার্টিং বা ইনভার্টিং এম্প্লিফায়ার, একটি তুলনাকারী, ভোল্টেজ এম্প্লিফায়ার, সামিং এম্প্লিফায়ার, ইন্সট্রুমেন্টেশন এম্প্লিফায়ার, বাফার, অ্যাক্টিভ ফিল্টার, উইয়েন ব্রিজ অসিলেটর এবং অন্যান্য অনেক অ্যাপ্লিকেশন হিসাবে কনফিগার করা যায়। Opamp বিভিন্ন কনফিগারেশনে আসে যেমন একক LM741 8 pin DIP অথবা LM324 14 pin quad op amp উপরে দেখানো হয়েছে। এমন কিছু প্রকার রয়েছে যা সারফেস মাউন্ট ভেরিয়েন্টে আসে।

ধাপ 1: একটি অপারেশনাল পরিবর্ধক কি?

অপারেশনাল এম্প্লিফায়ার যা সংক্ষিপ্তভাবে একটি অপ-এম্প নামেও পরিচিত, এটি একটি ডিসি যুগ্ম উচ্চ লাভ ভোল্টেজ পরিবর্ধক, একটি আইসি চিপে অন্তর্ভুক্ত। তাদের দুটি ইনপুট (ডিফারেনশিয়াল ইনপুট) এবং একটি আউটপুট রয়েছে। ১ anal০ -এর দশকের শেষের দিকে প্রথম ডিভাইস বের হওয়ার পর থেকে এগুলো এনালগ ইলেকট্রনিক্সে বিল্ডিং ব্লক হিসেবে ব্যবহৃত হয়ে আসছে। এই ডিভাইসের অন্যতম সৌন্দর্য হ'ল তারা তাদের মানকরণের প্রকৃতির দ্বারা বৈদ্যুতিন নকশাটিকে ব্যাপকভাবে সরল করেছে। পৃথক উপাদানগুলির সাথে এম্প্লিফায়ার ডিজাইন করা অনেকগুলি টুইকিংয়ের সাথে জড়িত কারণ সক্রিয় ডিভাইসের মধ্যে পার্থক্যের কারণে। যদি এম্প্লিফায়ারগুলি একই সিলিকন ডাই থেকে তৈরি করা হয় তবে সেগুলি একই রকম তৈরি করা যেতে পারে এবং একই বৈশিষ্ট্য থাকতে পারে। অপারেশনাল এম্প্লিফায়ারগুলির সাথে ডিজাইন করার সময়, একটি নির্দিষ্ট প্রতিরোধের অনুপাত সহ দুটি বাহ্যিক প্রতিরোধক ইনস্টল করে ডিভাইসের জন্য একটি নির্দিষ্ট লাভ পাওয়া যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, যদি 100 এর ভোল্টেজ লাভের ইচ্ছা হয়, 100 কে অনুপাত পাওয়ার জন্য 100k রোধকারী এবং 1k রোধকারীকে সার্কিটে রাখা যেতে পারে। এই কৌশল ব্যবহার করে, প্রতিবারই লাভ একই হয়। সর্বকালের সবচেয়ে জনপ্রিয় অপ-অ্যাম্প হল 741 যা 70 এর দশকের গোড়ার দিক থেকে ছিল এবং অডিও পরিবর্ধক থেকে শুরু করে বিদ্যুৎ সরবরাহ পর্যন্ত সবকিছুর মধ্যেই প্রজন্মের শখের দ্বারা ব্যবহৃত হয়ে আসছে। 741 বহু বছর ধরে শিল্প দ্বারা ব্যবহার করা হয়নি কারণ ভাল অপ-এম্পস তৈরি করা হয়েছে, কিন্তু শখের মধ্যে তাদের এখনও একটি অনুসরণ রয়েছে এবং এটি পাওয়া সহজ। প্রথম ডিভাইসগুলি একটি 8 পিন ডুয়াল ইনলাইন প্যাকেজ স্টাইলে বা একটি বৃত্তাকার ধাতুতে বেরিয়ে এসেছে। পরবর্তীতে, সারফেস মাউন্ট ডিভাইস পাওয়া যায়। 741 এবং এর ভিনটেজের অন্যান্য অপ-অ্যাম্পগুলি বাইপোলার ট্রানজিস্টর ব্যবহার করে ডিভাইসগুলির সাথে ফিল্ড ইফেক্ট ট্রানজিস্টার ইনপুট ব্যবহার করে পরে বেরিয়ে আসে। ফিল্ড ইফেক্ট ট্রানজিস্টার ইনপুট ব্যবহার করা শুরু হয় কারণ বেশি ইনপুট প্রতিবন্ধকতা এবং কম কারেন্ট ড্রেন থাকার প্রয়োজন।

ধাপ 2: নন-ইনভার্টিং এম্প্লিফায়ার

নন-ইনভার্টিং এম্প্লিফায়ার হল প্রথম সার্কিট যা আমরা কভার করব। উপরের ডায়াগ্রামে, ওপ এমপিটি ইনপুট দিয়ে ইতিবাচক ইনপুটে যাওয়ার সাথে প্রতিক্রিয়া প্রতিরোধক নেতিবাচক ইনপুটে যাচ্ছে। Rf থেকে Rg এর অনুপাত লাভ নির্ধারণ করে। উপরের সার্কিটের ক্ষেত্রে, ভোল্টেজ লাভ হল 10। মাঝখানে ডায়াগ্রাম 741 op amp এর "বাস্তব জগতের" সীমাবদ্ধতা যখন 10 kHz বর্গ তরঙ্গ ইনপুটে খাওয়ানো হয় কিন্তু ত্রিভুজাকার তরঙ্গ রূপে বেরিয়ে আসে ডিভাইসের সীমিত সুইচিং গতি। যখন ইনপুটটি 1 কিলোহার্জ বর্গ তরঙ্গে নামিয়ে আনা হয় তখন আউটপুট উন্নত হয় এবং বাস্তব বর্গ তরঙ্গের মতো দেখায়। পরিবর্ধনে ইনপুট সিগন্যালের পরিবর্তনগুলি অনুসরণ করার জন্য অপ amp এর ক্ষমতার পরিমাপকে "স্লিউ রেট" বলা হয় এবং ভোল্ট-প্রতি-মাইক্রোসেকেন্ডে পরিমাপ করা হয়। 741 -এর একটি অত্যন্ত রেটিং.5 ভোল্ট-প্রতি-মাইক্রোসেকেন্ড। হাই-স্পিড অপ amps এর রেটিং 5000 ভোল্ট-প্রতি-মাইক্রোসেকেন্ডের মতো হলেও TL081 এর মত একটি সাধারণ রেটিং হবে 13 ভোল্ট-প্রতি-মাইক্রোসেকেন্ডের গড় রেটিং।

ধাপ 3: উল্টানো পরিবর্ধক

ওপ্যাম্পকে এমনভাবে কনফিগার করা যেতে পারে যেমন 1-ভোল্ট নেগেটিভ যাচ্ছে তরঙ্গাকৃতি উল্টানো এবং 10-ভোল্ট পজিটিভ চলমান তরঙ্গাকৃতি দিতে বাড়ানো যেতে পারে। এই কনফিগারেশনের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে যেকোনো পর্যায়ে ফেজ পরিবর্তন প্রয়োজন যেমন আলাদা ট্রানজিস্টার এম্প্লিফায়ারের ড্রাইভার পর্যায়ে।

ধাপ 4: সাইন ওয়েভ কনভার্টার থেকে স্কয়ার ওয়েভ হিসাবে একটি অপ অ্যাম্প ব্যবহার করা

উপরের সার্কিট 1000 Hz বর্গ তরঙ্গকে 1000 Hz সাইন ওয়েভে পরিবর্তন করবে। এটি মৌলিকের উপরে এবং নীচে সমস্ত ফ্রিকোয়েন্সি উপাদান (সুরেলা) ফিল্টার করে এটি করে, যা একটি সাইন ওয়েভ। ফিডব্যাক সার্কিটে রেসিস্টর ব্যবহারের পরিবর্তে, আমরা ফ্রিকোয়েন্সি সিলেক্টিভ কম্পোনেন্ট (ক্যাপাসিটার) ব্যবহার করি যা অবাঞ্ছিত ফ্রিকোয়েন্সি বাতিল করতে নেতিবাচক প্রতিক্রিয়া প্রদান করে। মধ্য চিত্রটি দেখায় প্রকৃত সার্কিট সিমুলেটেড এবং তরঙ্গাকৃতি। তৃতীয় চিত্রটি সার্কিটের ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়া দেখায়। এই ধরণের সার্কিটের টেকনিক্যাল নাম হল একটি সক্রিয় ব্যান্ডপাস ফিল্টার। এটি ফ্রিকোয়েন্সিগুলির একটি খুব সংকীর্ণ ব্যান্ডকে ক্ষুন্ন না করেই পাস করতে দেয়।

ধাপ 5: তুলনাকারী হিসাবে একটি Op Amp ব্যবহার করা

ডেডিকেটেড চিপ আছে যেগুলো তুলনামূলক ভালো, কিন্তু কখনও কখনও আপনার হাতে এটি নাও থাকতে পারে, তাই একটি opamp থেকে কিভাবে একটি তুলনাকারী তৈরি করতে হয় তা জানতে সবসময় দরকারী। একটি তুলনাকারী কি একটি দ্রুত পর্যালোচনা, এটি মূলত একটি opamp কোন প্রতিক্রিয়া ছাড়া একটি পরিবর্ধক হিসাবে সেট আপ, পরিবর্ধক তার সর্বোচ্চ লাভ এ কাজ করার অনুমতি দেয় যখন একটি ইনপুট একটি নির্দিষ্ট ভোল্টেজের সাথে সংযুক্ত থাকে যেমন ডায়াগ্রামে দেখানো 3 ভোল্ট সার্কিট একটি আউটপুট দেবে যা প্রায় সর্বোচ্চ রেল ভোল্টেজ যখন দুটি ইনপুট একই ভোল্টেজে থাকবে। উপরের সার্কিটের ক্ষেত্রে, 1 kHz এর সাইন ওয়েভ একটি আউটপুট দেয় যখন এটি 3 ভোল্টের উপরে উঠে যায় এবং সাইন ওয়েভ 3 ভোল্টের নিচে গেলে আবার সুইচ হয়। তুলনাকারী সাধারণত (ADCs) এবং শিথিলকরণ দোলকগুলিতে ব্যবহৃত হয়।

ধাপ 6: একটি Opamp সঙ্গে একটি Summing পরিবর্ধক নির্মাণ

উপরে সংক্ষেপিত পরিবর্ধক দুটি 1 kHz সংকেত নেয়, একটি 10 mV পিক থেকে সর্বোচ্চ এবং 20 mV পিক থেকে আরেকটি শিখরে যায়। ফলস্বরূপ আউটপুট 60 এমভি পিক টু পিক। যেহেতু এটি একটি বিপরীত পরিবর্ধক, এটি বিপরীত পর্যায়ের একটি সংকেত দেয়।

অডিও মিক্সারে সামিং এম্প্লিফায়ার ব্যবহার করা হয় যেখানে বিভিন্ন ইনপুট একসাথে যোগ করা প্রয়োজন। পোটেন্টিওমিটারে সিগন্যাল খাওয়ানোর মাধ্যমে, সিগন্যালগুলি পছন্দসই আউটপুট দিতে বৈচিত্র্যময় হতে পারে।

ধাপ 7: তিনটি ইনপুট অডিও মিক্সার

এই সার্কিটটি দুটি যন্ত্র এবং একটি ভোকাল ট্র্যাককে একত্রিত করতে ব্যবহার করা যেতে পারে, প্রয়োজন অনুসারে আরও ইনপুট যুক্ত করা যেতে পারে। প্রতিটি ইনপুট স্তরকে পোটেন্টিওমিটারের সাহায্যে স্বাধীনভাবে সমন্বয় করা যায়।