गैर

Op-Amp, ऑपरेशनल एम्पलीफायर के लिए छोटा एनालॉग इलेक्ट्रॉनिक्स की रीढ़ है। एक परिचालन एम्पलीफायर एक डीसी-युग्मित इलेक्ट्रॉनिक घटक है जो अवरोधक प्रतिक्रिया का उपयोग करके एक अंतर इनपुट से वोल्टेज को बढ़ाता है। Op-Amps अपनी बहुमुखी प्रतिभा के लिए लोकप्रिय है क्योंकि उन्हें कई तरीकों से कॉन्फ़िगर किया जा सकता है और विभिन्न पहलुओं में उपयोग किया जा सकता है। एक op-amp सर्किट में कुछ चर होते हैं जैसे बैंडविड्थ, इनपुट और आउटपुट प्रतिबाधा, लाभ मार्जिन आदि। op-amps के विभिन्न वर्ग में उन चर के आधार पर अलग-अलग विनिर्देश होते हैं। विभिन्न इंटीग्रेटेड सर्किट (IC) पैकेज में बहुत सारे op-amps उपलब्ध हैं, कुछ op-amp ic के सिंगल पैकेज में दो या अधिक से अधिक op-amps हैं। LM358, LM741, LM386 कुछ आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले Op-amp IC हैं। आप हमारे Op-amp सर्किट अनुभाग का पालन करके Op-amps के बारे में अधिक जान सकते हैं।

एक op-amp में दो अंतर इनपुट पिन और बिजली पिन के साथ एक आउटपुट पिन होता है। वे दो अंतर इनपुट पिन पिन या ऋणात्मक और गैर-इन्वर्टिंग पिन या पॉजिटिव हैं। एक op-amp इस दो इनपुट पिन के बीच वोल्टेज में अंतर को बढ़ाता है और इसके Vout या आउटपुट पिन में प्रवर्धित आउटपुट प्रदान करता है।

इनपुट प्रकार के आधार पर, ऑप-एम्प को इनवर्टिंग या गैर-इनवर्टिंग के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। इस ट्यूटोरियल में, हम सीखेंगे कि नॉनवॉटरिंग कॉन्फ़िगरेशन में op-amp का उपयोग कैसे करें ।

नॉन-इनवर्टिंग कॉन्फ़िगरेशन में, ऑप-एम्प के नॉन-इनवर्टिंग इनपुट टर्मिनल (पॉज़िटिव टर्मिनल) में इनपुट सिग्नल लगाया जाता है । इसके कारण, इनपुट सिग्नल के साथ प्रवर्धित आउटपुट " इन-फेज " हो जाता है।

जैसा कि हमने पहले चर्चा की, Op-amp को इनपुट सिग्नल को बढ़ाने के लिए प्रतिक्रिया की आवश्यकता है । यह आमतौर पर आउटपुट वोल्टेज के एक छोटे से हिस्से को इनवर्टिंग पिन (नॉन-इनवर्टिंग कॉन्फ़िगरेशन के मामले में) या नॉन-इनवर्टिंग पिन (इनवर्टिंग पिन के मामले में) में वोल्टेज वोल्टेज नेटवर्क का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है।

नॉन-इनवर्टिंग ऑपरेशनल एम्पलीफायर कॉन्फ़िगरेशन

ऊपरी छवि में, नॉन-इनवर्टिंग कॉन्फ़िगरेशन के साथ एक ऑप-एम्प दिखाया गया है । ऑप-एम्प का उपयोग करके प्रवर्धित किए जाने वाले सिग्नल को ऑप-एम्प सर्किट के पॉजिटिव या नॉन-इनवर्टिंग पिन में फीड किया जाता है, जबकि दो रेसिस्टर्स R1 और R2 का उपयोग करने वाला वोल्ट डिवाइडर आउटपुट के छोटे हिस्से को इनवर्टिंग में प्रदान करता है। सेशन- amp सर्किट का पिन। ये दो प्रतिरोधों सेशन- amp को आवश्यक प्रतिक्रिया प्रदान कर रहे हैं। एक आदर्श स्थिति में, op-amp का इनपुट पिन उच्च इनपुट प्रतिबाधा प्रदान करेगा और आउटपुट पिन कम आउटपुट प्रतिबाधा में होगा।

प्रवर्धन उन दो प्रतिक्रिया प्रतिरोधों (R1 और R2) पर निर्भर है जो वोल्टेज विभक्त विन्यास के रूप में जुड़े हैं। R2 को Rf (प्रतिक्रिया अवरोधक) के रूप में जाना जाता है

वोल्टेज विभक्त आउटपुट जो एम्पलीफायर के गैर-इनवर्टिंग पिन में खिलाया जाता है, विन के बराबर होता है, क्योंकि विन और वोल्टेज डिवाइडर के जंक्शन पॉइंट एक ही ग्राउंड नोड में स्थित होते हैं।

इसके कारण, और जैसा कि वोट फीडबैक नेटवर्क पर निर्भर है, हम नीचे दिए गए लूप वोल्टेज लाभ की गणना कर सकते हैं।

नॉन-इनवर्टिंग ओप-amp का लाभ

वोल्टेज विभक्त आउटपुट के रूप में वोल्टेज इनपुट वोल्टेज , डिवाइडर Vout = Vin के समान है

तो, विन / वाउट = R1 / (R1 + Rf) या, Vout / Vin = (R1 + Rf) / R1

एम्पलीफायर (Av) का कुल वोल्टेज लाभ Vout / Vin है

तो, Av = Vout / Vin = (R1 + Rf) / R1

इस सूत्र का उपयोग करके हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि एक गैर-इनवर्टिंग परिचालन एम्पलीफायर का बंद लूप वोल्टेज लाभ है,

Av = Vout / Vin = 1 + (Rf / R1)

तो, इस कारक द्वारा, op-amp लाभ एकता लाभ या 1 से कम नहीं हो सकता है । साथ ही, लाभ सकारात्मक होगा और यह नकारात्मक रूप में नहीं हो सकता है । लाभ सीधे Rf और R1 के अनुपात पर निर्भर करता है।

अब, दिलचस्प बात यह है कि यदि हम प्रतिक्रिया अवरोधक या आरएफ के मान को 0 के रूप में रखते हैं, तो लाभ 1 या एकता होगा । और अगर R1 0 हो जाता है, तो लाभ अनंत होगा । लेकिन यह केवल सैद्धांतिक रूप से संभव है। वास्तव में, यह व्यापक रूप से ऑप-एम्प व्यवहार और ओपन-लूप गेन पर निर्भर है।

Op-amp को एम्पलीफायर के रूप में दो ऐड वोल्टेज इनपुट वोल्टेज भी इस्तेमाल किया जा सकता है।

गैर-इनवर्टिंग एम्पलीफायर का व्यावहारिक उदाहरण

हम एक गैर-इनवर्टिंग ऑप-एम्प सर्किट डिजाइन करेंगे जो इनपुट वोल्टेज की तुलना में आउटपुट पर 3x वोल्टेज लाभ का उत्पादन करेगा ।

हम op-amp में एक 2V इनपुट करेंगे । हम 3x लाभ क्षमताओं के साथ नॉनवर्टिंग कॉन्फ़िगरेशन में op-amp कॉन्फ़िगर करेंगे । हमने 1.2k के रूप में आर 1 रोकनेवाला मूल्य का चयन किया, हम आरएफ या आर 2 रोकनेवाला के मूल्य का पता लगाएंगे और प्रवर्धन के बाद आउटपुट वोल्टेज की गणना करेंगे।

चूंकि लाभ प्रतिरोधों पर निर्भर है और सूत्र Av = 1 + (Rf / R1) है

हमारे मामले में, लाभ है 3 और का मूल्य R1 है 1 । 2 कि । तो, Rf का मान है, 3 = 1 + (Rf / 1.2k) 3 = 1 + (1.2k + Rf / 1.2k) 3.6k = 1.2k + Rf 3.6k - 1.2k = Rf Rf = 2.4k

प्रवर्धन के बाद, आउटपुट वोल्टेज होगा

Av = Vout / Vin 3 = Vout / 2V Vout = 6V

उदाहरण सर्किट उपरोक्त छवि में दिखाया गया है। आर 2 प्रतिक्रिया अवरोधक है और इनपुट की तुलना में प्रवर्धित आउटपुट 3 गुना होगा ।

वोल्टेज अनुयायी या एकता लाभ एम्पलीफायर

जैसा कि पहले चर्चा की गई है, अगर हम Rf या R2 को 0 बनाते हैं, तो इसका मतलब है कि R2 में कोई प्रतिरोध नहीं है, और Resistor R1 अनंत के बराबर है तो एम्पलीफायर का लाभ 1 होगा या यह एकता लाभ प्राप्त करेगा। चूंकि R2 में कोई प्रतिरोध नहीं है, इसलिए आउटपुट को op-amp के नकारात्मक या उल्टे इनपुट के साथ छोटा किया गया है । जैसा कि लाभ 1 या एकता है, इस कॉन्फ़िगरेशन को एकता लाभ एम्पलीफायर कॉन्फ़िगरेशन या वोल्टेज अनुयायी या बफर के रूप में कहा जाता है ।

जैसा कि हम सेशन-एम्प के पॉजिटिव इनपुट में इनपुट सिग्नल को लगाते हैं और आउटपुट सिग्नल चरण में 1x लाभ के साथ इनपुट सिग्नल के साथ होता है, हमें एम्पलीफायर आउटपुट में समान सिग्नल मिलता है। इस प्रकार आउटपुट वोल्टेज इनपुट वोल्टेज के समान है। वोल्टेज बाहर = वोल्टेज में ।

तो, यह इनपुट वोल्टेज का पालन करेगा और अपने आउटपुट में समान प्रतिकृति सिग्नल का उत्पादन करेगा। यही कारण है कि इसे वोल्टेज फॉलोअर सर्किट कहा जाता है ।

इनपुट प्रतिबाधा के op-amp बहुत अधिक है जब एक है वोल्टेज अनुयायी या एकता लाभ विन्यास प्रयोग किया जाता है। कभी-कभी इनपुट प्रतिबाधा 1 मेगाहोम की तुलना में बहुत अधिक होती है । इसलिए, उच्च इनपुट प्रतिबाधा के कारण, हम इनपुट पर कमजोर संकेतों को लागू कर सकते हैं और सिग्नल स्रोत से एम्पलीफायर तक इनपुट पिन में कोई प्रवाह नहीं होगा। दूसरी ओर, आउटपुट प्रतिबाधा बहुत कम है, और यह आउटपुट में एक ही सिग्नल इनपुट का उत्पादन करेगा।

उपरोक्त छवि में वोल्टेज अनुयायी विन्यास दिखाया गया है। आउटपुट सीधे op-amp के नकारात्मक टर्मिनल से जुड़ा हुआ है। इस कॉन्फ़िगरेशन का लाभ 1x है ।

जैसा कि हम जानते हैं, गेन (Av) = Vout / Vin So, 1 = Vout / Vin Vin = Vout ।

उच्च इनपुट प्रतिबाधा के कारण, इनपुट वर्तमान 0 है, इसलिए इनपुट पावर भी 0 है । वोल्टेज अनुयायी अपने उत्पादन में बड़ी शक्ति प्राप्त करता है। इस व्यवहार के कारण, वोल्टेज अनुयायी एक बफर सर्किट के रूप में उपयोग किया जाता है ।

इसके अलावा, बफर कॉन्फ़िगरेशन अच्छा संकेत अलगाव कारक प्रदान करता है। इस विशेषता के कारण, वोल्टेज अनुयायी सर्किट का उपयोग सल्लन-कुंजी प्रकार के सक्रिय फिल्टर में किया जाता है, जहां फ़िल्टर चरण वोल्टेज अनुयायी सेशन-एम्पी कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग करके एक दूसरे से अलग होते हैं।

डिजिटल बफर सर्किट भी उपलब्ध हैं, जैसे 74LS125, 74LS244 आदि।

जैसा कि हम नॉनवेंटरिंग एम्पलीफायर के लाभ को नियंत्रित कर सकते हैं, हम कई रेसिस्टर्स मानों का चयन कर सकते हैं और एक परिवर्तनीय लाभ सीमा के साथ एक गैर-इनवर्टिंग एम्पलीफायर का उत्पादन कर सकते हैं।

गैर-इनवर्टिंग एम्पलीफायरों का उपयोग ऑडियो इलेक्ट्रॉनिक्स क्षेत्रों में किया जाता है, साथ ही साथ गुंजाइश, मिक्सर, और विभिन्न स्थानों पर जहां एनालॉग इलेक्ट्रॉनिक्स का उपयोग करके डिजिटल तर्क की आवश्यकता होती है।