ऑप का उपयोग करके अस्टिटिव मल्टीविब्रेटर सर्किट

मल्टीविब्रेटर सर्किट इलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र में एक बहुत ही लोकप्रिय और उपयोगी सर्किट है और यह सबसे बुनियादी सर्किट है जिसके बारे में आपको बुनियादी इलेक्ट्रॉनिक्स सीखने के दौरान पता चलेगा। मल्टीवीब्रेटर सर्किट को दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है, पहले वाले को मोनोस्टेबल मल्टीवीब्रेटर के रूप में जाना जाता है और दूसरे को एस्ट्रोबल मल्टीविब्रेटर के रूप में जाना जाता है । लेकिन इस परियोजना में, हम अनवस्थित multivibrator, कभी कभी भी एक के रूप में जाना बारे में बात करेंगे फ्री- चल multivibrator ।

परिभाषा के अनुसार, एस्टेबल मल्टीवीब्रेटर सर्किट एक ऐसा सर्किट होता है जिसमें कोई स्थिर स्थिति नहीं होती है। इसका मतलब है कि एक बार संचालित होने के बाद, यह शुरू होता है और यह उच्च और निम्न राज्यों के बीच तब तक जारी रहता है जब तक कि बिजली बंद नहीं होती। जब इस तरह के एस्टेबल मल्टीवीब्रेटर बनाने की बात आती है, तो सबसे आम तरीका 555 टाइमर आईसी का उपयोग करना है। हमारी पिछली परियोजनाओं में, हमने 555 टाइमर आईसी का उपयोग करके एक एस्टेबल मल्टीवीब्रेटर सर्किट बनाया, आप यह देख सकते हैं कि क्या आप ऐसा कुछ देख रहे हैं। लेकिन एक उत्पादन के माहौल में, जबकि जटिल सर्किटरी शामिल है, और अधिक आईसी के बस बीओएम लागत को जोड़ता है। एक सरल उपाय एक एस्टेबल सिग्नल उत्पन्न करने के लिए Op-amp का उपयोग किया जा सकता है। इस सर्किट का उपयोग विभिन्न अनुप्रयोगों में किया जा सकता है जहां एक साधारण वर्ग तरंग संकेत एक आवश्यकता है।

इसलिए, इस परियोजना में, हम Op-amp का उपयोग करते हुए एक साधारण Astable Multivibrator का निर्माण करने जा रहे हैं , और हम इस अवधि का पता लगाने के लिए सभी आवश्यक गणनाएँ देखेंगे, इसलिए हम सर्किट की आवृत्ति और कर्तव्य चक्र की गणना कर सकते हैं। हमने बुनियादी ऑप-एम्प सर्किट जैसे सुमिंग एम्पलीफायर, डिफरेंशियल एम्पलीफायर, इंस्ट्रूमेंटेशन एम्पलीफायर, वोल्टेज फॉलोअर, ओपी-एम्प इंटीगेटर आदि को भी कवर किया है।

यह अस्टेबल मल्टीवीब्रेटर ओप-amp काम के साथ कैसे करता है?

इस प्रश्न का उत्तर बहुत सरल है, लेकिन इसे समझने के लिए, आपको पहले एक सर्किट को समझने की आवश्यकता है जिसे श्मिट ट्रिगर सर्किट के रूप में जाना जाता है, श्मिट ट्रिगर का एक सरलीकृत सर्किट नीचे दिखाया गया है।

श्मित ट्रिगर सर्किट:

उपरोक्त योजनाबद्ध सकारात्मक प्रतिक्रिया के साथ एक Op-amp सर्किट को दर्शाता है, जब Op-amp को सकारात्मक प्रतिक्रिया के साथ कॉन्फ़िगर किया जाता है, तो इसे आमतौर पर Schmitt ट्रिगर के रूप में जाना जाता है । लेकिन सादगी के लिए, आइए शमिट ट्रिगर सर्किट को समझें।

यह सर्किट आउटपुट वोल्टेज में एक डिवाइस का उपयोग करने के लिए एक वोल्टेज विभक्त का उपयोग करता है और गैर-इनवर्टिंग टर्मिनल को फ़ीड करता है। लेकिन सकारात्मक प्रतिक्रिया के कारण, उत्पादन लगातार बढ़ेगा जब तक कि यह संतृप्ति तक नहीं पहुंच जाता।

अब, आइए विचार करें कि श्मिट ट्रिगर का आउटपुट वोल्टेज + सटैट के रूप में परिभाषित सकारात्मक संतृप्ति वोल्टेज के बराबर है और इस वोल्टेज का अंश गैर-इनवर्टिंग टर्मिनल को दिया जाता है।

जो + Vsat x (R2 / (R1 + R2)) है। अब यदि हम इस समीकरण को X मानते हैं, तो अंतिम समीकरण Xvsat बन जाता है। जहां एक्स फीडबैक वोल्टेज है, हम वोल्टेज विभक्त से प्राप्त करते हैं। अब जब इनपुट वोल्टेज विन Xvsat पर वोल्टेज से कम है, तो आउटपुट सकारात्मक संतृप्ति वोल्टेज पर होगा। क्योंकि दो-टर्मिनल वोल्टेज के अंतर से ओपन-लूप के लाभ को कई गुना बढ़ाया जा सकता है। कौन सा AoL (VCC + - VCC-) है। अब, जब inverting टर्मिनल पर वोल्टेज Xvsat से अधिक है, तो आउटपुट नकारात्मक संतृप्ति वोल्टेज पर संतृप्त होगा। यदि आप संख्याओं को उपरोक्त समीकरण में रखते हैं, तो आप यह पता लगा सकते हैं।

बेहतर समझ के लिए, अगर हम श्मित ट्रिगर सर्किट के ट्रांसफर फ़ंक्शन को देखते हैं, तो यह नीचे दिखाए गए चित्र की तरह दिखेगा।

यहाँ, ऊपरी थ्रेशोल्ड वोल्टेज को VUT के रूप में और निचले थ्रेशोल्ड वोल्टेज को VLT के रूप में दर्शाया जाता है। जैसा कि आप देख सकते हैं, जब इनपुट वोल्टेज ऊपरी थ्रेशोल्ड वोल्टेज से अधिक है, तो आउटपुट सकारात्मक संतृप्ति वोल्टेज से नकारात्मक संतृप्ति वोल्टेज में बदल जाएगा। जब भी इनपुट कम थ्रेशोल्ड वोल्टेज से कम होता है, तो आउटपुट नकारात्मक संतृप्ति वोल्टेज से सकारात्मक संतृप्ति वोल्टेज में बदल जाएगा। यह श्मिट ट्रिगर सर्किट का मूल कार्य है।

उपरोक्त सभी परिदृश्यों में, हमने सभी संकेतों को बाहरी रूप से प्रदान किया है। यदि हम एक संधारित्र और एक रोकनेवाला की मदद से इनपुट पर प्रतिक्रिया प्रदान करते हैं, तो हम Schmitt ट्रिगर सर्किट का उपयोग एक Astable मल्टीविब्रेटर के रूप में कर सकते हैं। आप इस Op-amp Astable मल्टीवीब्रेटर सर्किट के योजनाबद्ध को नीचे देख सकते हैं।

Op-amp का उपयोग करके अस्टेबल मल्टीवीब्रेटर का कार्य:

अब, हम मानेंगे कि सर्किट का आउटपुट सकारात्मक संतृप्ति वोल्टेज में है, क्योंकि हमने प्रतिक्रिया के रूप में एक प्रतिरोधक आर 3 लगाया है, वर्तमान प्रतिरोध आर 3 से प्रवाह करना शुरू कर देगा, और संधारित्र धीरे-धीरे चार्ज करना शुरू कर देगा। जैसा कि आप ऊपर की छवि में देख सकते हैं, यह काले बिंदीदार रेखा के साथ दिखाया गया है। जब संधारित्र आवेश ऊपरी थ्रेशोल्ड वोल्टेज तक पहुँचते हैं, तो आउटपुट सकारात्मक संतृप्ति वोल्टेज से नकारात्मक संतृप्ति वोल्टेज में बदल जाएगा। जब ऐसा होता है, तो संधारित्र नकारात्मक संतृप्ति वोल्टेज की ओर निर्वहन करना शुरू कर देगा। अब जब गैर-इनवर्टिंग टर्मिनल पर वोल्टेज inverting टर्मिनल से थोड़ा अधिक है, तो आउटपुट फिर से नकारात्मक संतृप्ति वोल्टेज से सकारात्मक संतृप्ति वोल्टेज पर स्विच करेगा। इस तरह चार्जिंग और डिस्चार्जिंग प्रक्रिया द्वारा,यह सर्किट आउटपुट पर एस्टेबल सिग्नल उत्पन्न कर सकता है।

इस सर्किट में, समय-अवधि रोकनेवाला और संधारित्र के मूल्य पर निर्भर है। यह ऑप-एम्प के ऊपरी और निचले थ्रेशोल्ड वोल्टेज पर भी निर्भर करता है। यह एक Op-amp आधारित एस्टेबल मल्टीवीब्रेटर सर्किट कैसे काम करता है। अब जब हमने मूल बातें समझ ली हैं, तो हम सर्किट की गणना पर आगे बढ़ सकते हैं।

ओप-amp आधारित एस्टेबल मल्टीवीब्रेटर सर्किट के लिए गणना

समय-अवधि या केवल यह कहें कि आउटपुट फ्रीक्वेंसी को रोकनेवाला R3, कैपेसिटर C1, और फीडबैक रेसिस्टर अनुपात के मान से निर्धारित किया जाता है। सादगी के लिए, हम 50% शुल्क चक्र के साथ रोकनेवाला और संधारित्र के मूल्य की गणना कर रहे हैं। यदि ऊपरी और निचले वोल्टेज अलग हैं, तो कर्तव्य चक्र 50% से अधिक या कम हो सकता है। हम मान लेंगे कि सर्किट की आउटपुट फ्रिक्वेंसी 1KHz है। जैसा कि आवृत्ति 1KHz है, समय-अवधि T 1ms होगी, जिसे हम आसानी से सूत्र T = 1 / F से पता कर सकते हैं।

समय अवधि की गणना करने के लिए, नीचे दिखाए गए सूत्र का उपयोग किया जा सकता है।

T = 2RC * लोगन ((1 + X) / (1-X))

जहाँ R प्रतिरोध है, C समाई है, और हमें मान की गणना करने के लिए Natural Logarithmic फ़ंक्शन का उपयोग करना होगा। प्राकृतिक लॉगरिदमिक फ़ंक्शन का उपयोग करने का कारण इस लेख के दायरे से बाहर है क्योंकि इसके लिए हमें ऊपर दिए गए सूत्र को साबित करना होगा।

अब, हम R1 = R2 = 10K, C = 0.1uF के मानों पर विचार करेंगे और हम R3 के लिए मान ज्ञात करेंगे। हम जानते हैं कि F = 1KHz।

एक बार गणना किए जाने के बाद, हमारे पास सभी मूल्य हैं, और अब हम वास्तविक सर्किट बनाने के लिए आगे बढ़ सकते हैं और इसे आस्टसीलस्कप के साथ परीक्षण कर सकते हैं।

ओप-ऐम्प बेस्ड एस्टेबल मल्टीवीब्रेटर सर्किट बनाने के लिए आवश्यक घटक

जैसा कि यह एक सरल एस्टेबल मल्टीवीब्रेटर है, इस परियोजना के लिए घटक आवश्यकताएं बहुत सरल हैं, और आप इसे अपने स्थानीय लॉबी स्टोर से प्राप्त कर सकते हैं। घटकों की सूची नीचे दी गई है।

• LM358 Op-amp IC - 1
• 10K प्रतिरोध - 2
• 4.7K रोकनेवाला - 1
• 0.1uF संधारित्र - 2
• 1N4007 डायोड - 4
• 1000uF, 25V कैपेसिटर - 2
• 4.5 वी - 0 - 4.5 वी ट्रांसफार्मर - 1
• एसी केबल - 1
• ब्रेडबोर्ड - १
• तारों को जोड़ना

ओप-एम्पी मल्टीवीब्रेटर सर्किट - योजनाबद्ध

Op-amp आधारित Astable Multivibrator सर्किट के लिए सर्किट आरेख नीचे दिया गया है।

Op-amp Astable Multivibrator सर्किट का परीक्षण

Op-amp आधारित मल्टीवीब्रेटर सर्किट के लिए परीक्षण सेटअप ऊपर दिखाया गया है। जैसा कि आप देख सकते हैं, हमने दोहरी ध्रुवीयता आपूर्ति का उत्पादन करने के लिए चार डायोड और दो कैपेसिटर के साथ एक ट्रांसफॉर्मर का उपयोग किया है, और हमने LMK8 Op- के आसपास सर्किट बनाने के लिए दो 10K रोकनेवाला, एक 4.7K रोकनेवाला, और एक 0.1uF संधारित्र का उपयोग किया है amp सर्किट की एक स्पष्ट छवि नीचे दिखाई गई है।

सर्किट पूरा होने के बाद, मैंने आवृत्ति को मापने के लिए अपने हंटेक ऑसिलोस्कोप को बाहर निकाला, और यह लगभग 920Hz था। यह थोड़ा बंद था, लेकिन यह प्रतिरोधक और संधारित्र के मूल्य के कारण है। उसी के साथ, हम इस परियोजना का समापन करते हैं। आउटपुट का एक स्नैपशॉट नीचे दिखाया गया है।

मुझे उम्मीद है कि आपको लेख पसंद आया होगा और कुछ नया सीखा होगा। यदि आपके पास लेख के बारे में कोई प्रश्न हैं, तो आप हमारे इलेक्ट्रॉनिक्स फोरम में पूछ सकते हैं।