பின்வரும் கட்டுரையில் முக்கிய op amp அளவுருக்கள் மற்றும் சமன்பாடுகளுடன் தொடர்புடைய op amp அடிப்படை பயன்பாட்டு சுற்றுகள், அவற்றின் குறிப்பிட்ட கூறு மதிப்புகளைத் தீர்ப்பதற்காக விவாதிக்கிறோம்.
Op-amps (செயல்பாட்டு பெருக்கிகள்) என்பது ஒரு சிறப்பு வகை ஒருங்கிணைந்த சுற்று ஆகும், இதில் நேரடியாக இணைக்கப்பட்ட, உயர்-ஆதாய பெருக்கி, பின்னூட்டத்தால் சரிசெய்யப்பட்ட ஒட்டுமொத்த மறுமொழி பண்புகளுடன் அடங்கும்.
பரந்த அளவிலான கணிதக் கணக்கீடுகளைச் செய்யக்கூடியதாக இருப்பதால் op-amp ஆனது அதன் பெயரைப் பெற்றது. அதன் பதிலின் காரணமாக, ஒரு op-amp ஆனது நேரியல் ஒருங்கிணைந்த சுற்று என்றும் அழைக்கப்படுகிறது மற்றும் பல அனலாக் அமைப்புகளின் முக்கிய அங்கமாகும்.
ஒரு op amp ஆனது அசாதாரணமான உயர் ஆதாயத்தைக் கொண்டுள்ளது (ஒருவேளை முடிவிலியை நெருங்கலாம்), இது ஒரு பின்னூட்டத்தின் மூலம் சரிசெய்யப்படலாம். பின்னூட்ட நெட்வொர்க்கில் மின்தேக்கிகள் அல்லது மின்தூண்டிகளைச் சேர்ப்பது, அதிர்வெண்ணுடன் மாறும் ஆதாயத்தை விளைவிக்கலாம், இது ஒருங்கிணைந்த மின்சுற்றின் ஒட்டுமொத்த செயல்பாட்டு நிலையை பாதிக்கிறது.
மேலே உள்ள படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, அடிப்படை op amp என்பது இரண்டு உள்ளீடுகள் மற்றும் ஒரு வெளியீடு கொண்ட மூன்று முனைய சாதனமாகும். உள்ளீட்டு முனையங்கள் 'தலைகீழ்' அல்லது 'தலைகீழாக மாற்றாதவை' என வகைப்படுத்தப்படுகின்றன.
Op Amp அளவுருக்கள்
சமமான உள்ளீட்டு மின்னழுத்தங்களுடன் வழங்கப்படும் போது, சிறந்த செயல்பாட்டு பெருக்கியின் வெளியீடு அல்லது 'op amp,' பூஜ்யம் அல்லது '0 வோல்ட்' ஆகும்.
VIN 1 = VIN 2 VOUT = 0 ஐ வழங்குகிறது
நடைமுறை op-amps ஒரு முழுமையற்ற சமநிலை உள்ளீட்டைக் கொண்டுள்ளன, இதனால் உள்ளீட்டு முனையங்கள் வழியாக சீரற்ற சார்பு மின்னோட்டங்கள் பாய்கின்றன. op amp வெளியீட்டை சமநிலைப்படுத்த, இரண்டு உள்ளீட்டு முனையங்களுக்கு இடையே உள்ளீடு ஆஃப்செட் மின்னழுத்தம் வழங்கப்பட வேண்டும்.
1) உள்ளீட்டு சார்பு மின்னோட்டம்
வெளியீடு சமநிலையில் இருக்கும்போது அல்லது வி வெளியே = 0, உள்ளீட்டு சார்பு மின்னோட்டம் (I பி ) இரண்டு உள்ளீட்டு இணைப்புகளுக்குள் நுழையும் மொத்த தனிப்பட்ட மின்னோட்டத்தின் பாதிக்கு சமம். இது பெரும்பாலும் மிகச் சிறிய எண்; உதாரணமாக, ஐ பி = 100 nA என்பது ஒரு சாதாரண மதிப்பு.
2) உள்ளீடு ஆஃப்செட் மின்னோட்டம்
உள்ளீட்டு முனையங்களை அடையும் ஒவ்வொரு தனி மின்னோட்டத்திற்கும் இடையே உள்ள வேறுபாடு உள்ளீடு ஆஃப்செட் மின்னோட்டம் (I இது ) மீண்டும், இது பெரும்பாலும் மிகக் குறைந்த மதிப்புடையது; உதாரணமாக, ஒரு பொதுவான மதிப்பு I ஆகும் இது = 10 என்ஏ.
3) உள்ளீடு ஆஃப்செட் மின்னழுத்தம்
op ampஐ சமநிலையில் வைத்திருக்க, ஒரு உள்ளீடு ஆஃப்செட் மின்னழுத்தம் V இது உள்ளீட்டு முனையம் முழுவதும் பயன்படுத்தப்பட வேண்டும். பொதுவாக V இன் மதிப்பு இது = 1 எம்.வி.
I இன் மதிப்புகள் இது மற்றும் வி இது வெப்பநிலையுடன் இரண்டும் மாறுபடலாம், மேலும் இந்த மாறுபாடு I என குறிப்பிடப்படுகிறது இது சறுக்கல் மற்றும் வி இது முறையே சறுக்கல்.
4) பவர் சப்ளை நிராகரிப்பு விகிதம் (PSRR)
உள்ளீடு ஆஃப்செட் மின்னழுத்தத்தில் ஏற்படும் மாற்றத்தின் விகிதம் மின்வழங்கல் மின்னழுத்தத்தில் தொடர்புடைய மாற்றத்திற்கு பவர் சப்ளை நிராகரிப்பு விகிதம் அல்லது PSRR என அழைக்கப்படுகிறது. இது பெரும்பாலும் 10 முதல் 20 uV/V வரம்பில் இருக்கும்.
op-amps க்கான கூடுதல் அளவுருக்கள் குறிப்பிடப்படலாம்:
5) ஓபன்-லூப் ஆதாயம்/மூடிய வளைய ஆதாயம்
ஓபன்-லூப் ஆதாயம் என்பது பின்னூட்ட சுற்று இல்லாமல் ஒரு op-amp இன் ஆதாயத்தைக் குறிக்கிறது, அதேசமயம் மூடிய-லூப் ஆதாயம் ஒரு பின்னூட்ட சுற்றுடன் ஒரு op-amp இன் ஆதாயத்தைக் குறிக்கிறது. இது பொதுவாக ஏ என குறிப்பிடப்படுகிறது ஈ .
6) பொதுவான முறை நிராகரிப்பு விகிதம் (CMRR)
இது பொதுவான முறை சிக்னலுக்கான வேறுபாடு சமிக்ஞையின் விகிதமாகும், மேலும் இது வேறுபட்ட பெருக்கியின் செயல்திறனின் அளவீடாக செயல்படுகிறது. இந்த விகிதத்தை வெளிப்படுத்த டெசிபல்களை (dB) பயன்படுத்துகிறோம்.
7) ஸ்லே ரேட்
ஸ்லே ரேட் என்பது பெரிய சிக்னல் நிலைகளின் கீழ் ஒரு பெருக்கியின் வெளியீட்டு மின்னழுத்தம் மாறும் வீதமாகும். இது அலகு V/us ஐப் பயன்படுத்தி குறிப்பிடப்படுகிறது.
Op Amp அடிப்படை பயன்பாட்டு சுற்றுகள்
பின்வரும் பத்திகளில் பல சுவாரஸ்யமான op amp அடிப்படை சுற்றுகள் பற்றி அறிந்து கொள்வோம். ஒவ்வொரு அடிப்படை வடிவமைப்புகளும் அவற்றின் கூறு மதிப்புகள் மற்றும் அம்சங்களைத் தீர்க்க சூத்திரங்களுடன் விளக்கப்பட்டுள்ளன.
பெருக்கி அல்லது தாங்கல்
ஒரு தலைகீழ் பெருக்கி அல்லது ஒரு இன்வெர்ட்டருக்கான சுற்று, மேலே உள்ள படம் 1 இல் காணலாம். சுற்றுகளின் ஆதாயம் பின்வருமாறு வழங்கப்படுகிறது:
ஆஃப் = - R2/R1
இரண்டு எதிர்ப்புகளும் சமமாக இருந்தால் (அதாவது, R1 = R2) ஒரு கட்ட-தலைகீழ் மின்னழுத்தத்தைப் பின்தொடர்பவராக சர்க்யூட் செயல்படுவதைக் குறிக்கும் ஆதாயம் எதிர்மறையானது என்பதைக் கவனத்தில் கொள்ளவும். வெளியீடு உள்ளீட்டிற்கு ஒத்ததாக இருக்கும், துருவமுனைப்பு தலைகீழாக மாற்றப்படும்.
உண்மையில், மின்தடையங்கள் ஒற்றுமை ஆதாயத்திற்காக அகற்றப்பட்டு, கீழே உள்ள படம் 2 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி நேரடி ஜம்பர் கம்பிகளால் மாற்றப்படலாம்.
R1 = R2 = 0 இந்த சர்க்யூட்டில் இருப்பதால் இது சாத்தியமாகும். பொதுவாக, R3 இன்வெர்டிங் வோல்டேஜ் ஃபாலோயர் சர்க்யூட்டில் இருந்து அகற்றப்படுகிறது.
R1 R2 ஐ விட குறைவாக இருந்தால் op amp வெளியீடு உள்ளீட்டு சமிக்ஞையை பெருக்கும். உதாரணமாக, R1 என்பது 2.2 K மற்றும் R1 என்பது 22 K என்றால், ஆதாயத்தை இவ்வாறு வெளிப்படுத்தலாம்:
ஆஃப் = - 22,000/2,200 = -10
எதிர்மறை குறியீடு கட்டம் தலைகீழாக இருப்பதைக் குறிக்கிறது. உள்ளீடு மற்றும் வெளியீட்டு துருவமுனைப்புகள் தலைகீழாக மாற்றப்படுகின்றன.
R1 ஐ R2 ஐ விட பெரிதாக்குவதன் மூலம், அதே சுற்று உள்ளீட்டு சமிக்ஞையை குறைக்கலாம் (வலிமை குறைக்கலாம்). உதாரணமாக, R1 என்பது 120 K மற்றும் R2 47 K என்றால், சுற்று ஆதாயம் தோராயமாக இருக்கும்:
ஆஃப் = 47,000/120,000 = - 0.4
மீண்டும், வெளியீட்டின் துருவமுனைப்பு என்பது உள்ளீட்டின் தலைகீழ் ஆகும். R3 இன் மதிப்பு குறிப்பாக முக்கியமில்லை என்றாலும், அது R1 மற்றும் R2 ஆகியவற்றின் இணையான கலவைக்கு சமமாக இருக்க வேண்டும். எது:
R3 = (R1 x R2)/(R1 + R2)
இதை நிரூபிக்க, எங்கள் முந்தைய உதாரணத்தைக் கவனியுங்கள், R1 = 2.2 K மற்றும் R2 = 22 K. இந்தச் சூழ்நிலையில் R3 இன் மதிப்பு தோராயமாக இருக்க வேண்டும்:
R3 = (2200 x 22000)/(2200 + 22000) = 48,400,000/24,200 = 2000 Ω
துல்லியமான மதிப்பு தேவையில்லை என்பதால், R3க்கு மிக நெருக்கமான நிலையான எதிர்ப்பு மதிப்பை நாம் தேர்வு செய்யலாம். இந்த வழக்கில் 1.8 K அல்லது 2.2 K மின்தடையம் பயன்படுத்தப்படலாம்.
படம் 2 இல் உள்ள சர்க்யூட்டால் உருவாக்கப்பட்ட கட்ட தலைகீழ் பல சூழ்நிலைகளில் ஏற்றுக்கொள்ளப்படாமல் இருக்கலாம். op-amp ஐ தலைகீழாக மாற்றாத பெருக்கியாக (அல்லது ஒரு எளிய இடையகத்தைப் போல) பயன்படுத்த, கீழே உள்ள படம் 3 இல் விளக்கப்பட்டுள்ளபடி இணைக்கவும்.
இந்த சுற்றுவட்டத்தின் ஆதாயம் பின்வருமாறு வெளிப்படுத்தப்படுகிறது:
ஆஃப் = 1 + R2/R1
வெளியீடு மற்றும் உள்ளீடு ஒரே துருவமுனைப்பு மற்றும் கட்டத்தில் உள்ளன.
ஆதாயம் எப்போதும் குறைந்தபட்சம் 1 (ஒற்றுமை) இல் இருக்க வேண்டும் என்பதை நினைவில் கொள்ளுங்கள். தலைகீழாக மாறாத சர்க்யூட்டைப் பயன்படுத்தி சிக்னல்களைக் குறைக்க (குறைக்க) முடியாது.
R2 மதிப்பு R1 ஐ விட கணிசமாக அதிகமாக இருந்தால், சுற்றுகளின் ஆதாயம் ஒப்பீட்டளவில் வலுவாக இருக்கும். உதாரணமாக, R1 = 10 K மற்றும் R2 = 47 K எனில், op amp இன் ஆதாயம் கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ளபடி இருக்கும்:
ஆஃப் = 1 + 470,000/10,000 = 1 + 47 = 48
இருப்பினும், R1 R2 ஐ விட பெரியதாக இருந்தால், ஆதாயம் ஒற்றுமையை விட சற்றே அதிகமாக இருக்கும். எடுத்துக்காட்டாக, R1 = 100 K மற்றும் R2 = 22 K என்றால், ஆதாயம்:
ஆஃப் = 1 + 22,000/100,000 = 1 + 0.22 = 1.22
இரண்டு எதிர்ப்புகளும் ஒரே மாதிரியாக இருந்தால் (R1 = R2), ஆதாயம் எப்பொழுதும் 2 ஆக இருக்கும். இதை நீங்களே நம்பிக் கொள்ள, சில சூழ்நிலைகளில் ஆதாய சமன்பாட்டை முயற்சிக்கவும்.
இரண்டு எதிர்ப்புகளும் 0 ஆக அமைக்கப்படும் போது ஒரு குறிப்பிட்ட சூழ்நிலை உள்ளது. வேறுவிதமாகக் கூறினால், கீழே உள்ள படம் 4 இல் காணப்படுவது போல், மின்தடையங்களுக்கு பதிலாக நேரடி இணைப்புகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
இந்த விஷயத்தில் ஆதாயம் சரியாக ஒன்று. இது ஆதாய சூத்திரத்திற்கு இணங்குகிறது:
ஆஃப் = 1 + R2/R1 = 1 + 0/0 = 1
உள்ளீடும் வெளியீடும் ஒரே மாதிரியானவை. இந்த தலைகீழ் அல்லாத மின்னழுத்த ஃபாலோயர் சர்க்யூட்டுக்கான பயன்பாடுகளில் மின்மறுப்பு பொருத்தம், தனிமைப்படுத்தல் மற்றும் இடையக ஆகியவை அடங்கும்.
ADDER (சம்மிங் பெருக்கி)
ஒரு op amp ஐப் பயன்படுத்தி பல உள்ளீட்டு மின்னழுத்தங்களைச் சேர்க்கலாம். கீழே உள்ள படம் 5 இல் விளக்கப்பட்டுள்ளபடி, உள்ளீட்டு சிக்னல்கள் V1, V2,... Vn மின்தடையங்கள் R1, R2,... Rn வழியாக op ampக்கு பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
இந்த சமிக்ஞைகள் பின்னர் வெளியீட்டு சமிக்ஞையை உருவாக்க ஒன்றிணைக்கப்படுகின்றன, இது உள்ளீட்டு சமிக்ஞைகளின் கூட்டுத்தொகைக்கு சமம். op-amp இன் உண்மையான செயல்திறனை ஒரு சேர்ப்பாளராகக் கணக்கிட பின்வரும் சூத்திரம் பயன்படுத்தப்படலாம்:
VOUT = - Ro ((V1/R1) + (V2/R2) . . . + (Vn/Rn))
எதிர்மறை சின்னத்தைப் பார்க்கவும். இதன் பொருள் வெளியீடு தலைகீழாக மாற்றப்பட்டுள்ளது (துருவமுனைப்பு தலைகீழானது). வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், இந்த சுற்று ஒரு தலைகீழ் சேர்ப்பான்.
கீழே உள்ள படம் 6 இல் விளக்கப்பட்டுள்ளபடி, op-amp இன் இன்வெர்டிங் மற்றும் இன்வெர்டிங் அல்லாத உள்ளீடுகளுக்கு இணைப்புகளை மாற்றுவதன் மூலம், இன்வெர்ட்டிங் அல்லாத சேர்ப்பானாகச் செயல்படுவதற்கு சர்க்யூட் மாற்றப்படலாம்.
அனைத்து உள்ளீட்டு மின்தடையங்களும் ஒரே மாதிரியான மதிப்புகளைக் கொண்டிருப்பதாகக் கருதி வெளியீட்டு சமன்பாட்டை எளிதாக்கலாம்.
VOUT = - Ro ((V1 + V2 . . . + Vn)/R)
வேறுபட்ட பெருக்கி
மேலே உள்ள படம் 7 வேறுபட்ட பெருக்கியின் அடிப்படை சுற்றுகளை சித்தரிக்கிறது. R1 = R2 மற்றும் R3 = R4 என்று கூறு மதிப்புகள் அமைக்கப்பட்டுள்ளன. எனவே, சுற்றுகளின் செயல்திறனை பின்வரும் சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி கணக்கிடலாம்:
VOUT = VIN 2 - VIN 1
உள்ளீடுகள் 1 மற்றும் 2 வெவ்வேறு மின்மறுப்புகளைக் கொண்டிருப்பதை op amp ஏற்றுக்கொள்ளும் வரை மட்டுமே (உள்ளீடு 1 R1 இன் மின்மறுப்பு மற்றும் உள்ளீடு 2 R1 மற்றும் R3 இன் மின்மறுப்பைக் கொண்டுள்ளது).
சேர்ப்பவர்/சப்ட்ராக்டர்
மேலே உள்ள படம் 8, op amp adder/subtractor circuitக்கான உள்ளமைவைக் காட்டுகிறது. R1 மற்றும் R2 ஆகியவை ஒரே மாதிரியான மதிப்புகளைக் கொண்டிருந்தால் மற்றும் R3 மற்றும் R4 அதே மதிப்புகளுக்கு அமைக்கப்பட்டால், பின்:
VOUT = (V3 + V4) - (V1 - V2)
வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், Vout = V3 + V4 என்பது V3 மற்றும் V4 உள்ளீடுகளின் மொத்தமாகும், இது V1 மற்றும் V2 உள்ளீடுகளின் கழித்தல் ஆகும். R1, R2, R3 மற்றும் R4 க்கான மதிப்புகள் op amp இன் சிறப்பியல்புகளுடன் பொருந்துமாறு தேர்ந்தெடுக்கப்படுகின்றன. R5 R3 மற்றும் R4 க்கு சமமாக இருக்க வேண்டும், மேலும் R6 R1 மற்றும் R2 க்கு சமமாக இருக்க வேண்டும்.
பெருக்கி
மேலே உள்ள படம் 9 இல் காணப்படும் சுற்று மூலம் எளிய பெருக்கல் செயல்பாடுகள் செய்யப்படலாம். இது படம் 1 இல் உள்ள அதே சுற்று என்பதை நினைவில் கொள்ளவும். ஒரு நிலையான ஆதாயத்தை அடைய (பின்னர் R2/R1 விகிதத்தில் உள்ளீட்டு மின்னழுத்தத்தின் பெருக்கம்) மற்றும் துல்லியமான முடிவுகள், R1 மற்றும் R2 க்கான பரிந்துரைக்கப்பட்ட மதிப்புகளுடன் துல்லியமான மின்தடையங்கள் பயன்படுத்த வேண்டும். குறிப்பிடத்தக்க வகையில், வெளியீடு கட்டம் இந்த சுற்று மூலம் தலைகீழாக உள்ளது. வெளியீட்டில் உள்ள மின்னழுத்தம் இதற்கு சமமாக இருக்கும்:
VOUT = - (VIN x ஆஃப்)
இதில் Av என்பது R1 மற்றும் R2 ஆல் தீர்மானிக்கப்படும் ஆதாயமாகும். VOUT மற்றும் VIN ஆகியவை முறையே வெளியீடு மற்றும் உள்ளீட்டு மின்னழுத்தங்கள் ஆகும்.
மேலே உள்ள படம் 10 இல் காணப்படுவது போல், R2 ஒரு மாறி எதிர்ப்பாக இருந்தால் (பொட்டென்டோமீட்டர்) பெருக்கல் மாறிலியை மாற்றலாம். கண்ட்ரோல் ஷாஃப்ட்டைச் சுற்றி, பல்வேறு பொதுவான ஆதாயங்களுக்கான மதிப்பெண்களுடன் கூடிய அளவுத்திருத்த டயலை ஏற்றலாம். பெருக்கல் மாறிலியை இந்த டயலில் இருந்து நேரடியாக அளவீடு செய்யப்பட்ட வாசிப்பைப் பயன்படுத்தி படிக்கலாம்.
ஒருங்கிணைப்பாளர்
ஒரு op-amp, குறைந்தபட்சம், ஒரு மின்தேக்கியின் மூலம் வெளியீட்டுடன் தலைகீழ் உள்ளீடு இணைக்கப்படும்போது, கோட்பாட்டளவில் ஒரு ஒருங்கிணைப்பாளராகச் செயல்படும்.
மேலே உள்ள படம் 11 இல் குறிப்பிடப்பட்டுள்ளபடி, DC நிலைத்தன்மையை பராமரிக்க இந்த மின்தேக்கியின் குறுக்கே ஒரு இணை மின்தடை இணைக்கப்பட வேண்டும். உள்ளீட்டு சமிக்ஞையை ஒருங்கிணைக்க இந்த சுற்று பின்வரும் தொடர்பை செயல்படுத்துகிறது:
op amp அளவுருக்களுடன் பொருந்துவதற்கு R2 இன் மதிப்பு தேர்ந்தெடுக்கப்பட வேண்டும், அதாவது:
VOUT = R2/R1 x VIN
வேறுபடுத்துபவர்
டிஃபரென்சியேட்டர் ஒப் ஆம்ப் சர்க்யூட், இன்புட் லைனில் உள்ள மின்தேக்கியை உள்ளடக்கியது, இது தலைகீழ் உள்ளீட்டுடன் இணைக்கிறது மற்றும் இந்த உள்ளீட்டை வெளியீட்டில் இணைக்கும் மின்தடை உள்ளது. இருப்பினும், இந்த சுற்றுக்கு தெளிவான வரம்புகள் உள்ளன, எனவே மேலே உள்ள படம் 12 இல் விளக்கப்பட்டுள்ளபடி மின்தடை மற்றும் மின்தேக்கிக்கு இணையாக அமைப்பது விரும்பத்தக்கதாக இருக்கும்.
பின்வரும் சமன்பாடு இந்த சுற்று எவ்வளவு சிறப்பாக செயல்படுகிறது என்பதை தீர்மானிக்கிறது:
VOUT = - (R2 x C1) dVIN/dt
பதிவு பெருக்கிகள்
அடிப்படை சுற்று (மேலே உள்ள படம் 13) உள்ளீட்டின் பதிவிற்கு விகிதாசார வெளியீட்டை உருவாக்க NPN டிரான்சிஸ்டர் மற்றும் op-amp ஐப் பயன்படுத்துகிறது:
VOUT = (- k பதிவு 10 ) FRI/FRI ஓ
'தலைகீழ்' சுற்று, ஒரு அடிப்படை எதிர்ப்பு பதிவு பெருக்கியாக செயல்படுகிறது, இது கீழ் வரைபடத்தில் சித்தரிக்கப்பட்டுள்ளது. பொதுவாக, மின்தேக்கி குறைந்த மதிப்புடையது (எ.கா., 20 pF).
ஆடியோ AMP
ஒரு op amp, அடிப்படையில் ஒரு dc பெருக்கி ஆனால் ac பயன்பாடுகளுக்கும் பயன்படுத்தப்படலாம். ஒரு நேரடியான ஆடியோ பெருக்கி மேலே உள்ள படம் 14 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.
ஆடியோ மிக்சர்
ஆடியோ பெருக்கியின் ஒரு மாற்றம் இந்த சர்க்யூட்டில் காட்டப்பட்டுள்ளது (படம் 15 மேலே). படம் 5 இல் சேர் சர்க்யூட்டை எப்படி ஒத்திருக்கிறது என்பதை நீங்கள் பார்க்கலாம். வெவ்வேறு உள்ளீட்டு சிக்னல்கள் கலக்கப்படுகின்றன அல்லது ஒன்றிணைக்கப்படுகின்றன. ஒவ்வொரு உள்ளீட்டு சமிக்ஞையின் உள்ளீட்டு பொட்டென்டோமீட்டரும் நிலை சரிசெய்தலுக்கு அனுமதிக்கிறது. வெளியீட்டில் உள்ள வெவ்வேறு உள்ளீட்டு சமிக்ஞைகளின் ஒப்பீட்டு விகிதங்கள் பயனரால் சரிசெய்யப்படலாம்.
சிக்னல் ஸ்ப்ளிட்டர்
மேலே உள்ள படம் 16 இல் காணப்படும் சிக்னல் ஸ்ப்ளிட்டர் சர்க்யூட் ஒரு கலவைக்கு நேர் எதிரானது. ஒரு ஒற்றை வெளியீட்டு சமிக்ஞை பல்வேறு உள்ளீடுகளுக்கு உணவளிக்கும் பல ஒத்த வெளியீடுகளாக பிரிக்கப்பட்டுள்ளது. இந்த மின்சுற்றைப் பயன்படுத்தி பல சமிக்ஞை கோடுகள் ஒன்றிலிருந்து மற்றொன்று பிரிக்கப்படுகின்றன. தேவையான அளவை சரிசெய்ய, ஒவ்வொரு வெளியீட்டு வரியும் ஒரு தனி பொட்டென்டோமீட்டரை உள்ளடக்கியது.
மின்னழுத்தம் தற்போதைய மாற்றி
மேலே உள்ள படம் 17 இல் வழங்கப்பட்ட சுற்று, சுமை மின்மறுப்பு R2 மற்றும் R1 அதே மின்னோட்ட ஓட்டத்தை அனுபவிக்கும்.
இந்த மின்னோட்டத்தின் மதிப்பு உள்ளீட்டு சமிக்ஞை மின்னழுத்தத்திற்கு விகிதாசாரமாகவும், சுமையிலிருந்து சுயாதீனமாகவும் இருக்கும்.
இருப்பினும், தலைகீழ் அல்லாத முனையத்தால் வழங்கப்படும் அதிக உள்ளீடு எதிர்ப்பின் காரணமாக, மின்னோட்டம் ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த மதிப்பில் இருக்கும். இந்த மின்னோட்டமானது VIN/R1க்கு நேரடியாக விகிதாசாரமாக இருக்கும் மதிப்பைக் கொண்டுள்ளது.
மின்னழுத்த மாற்றி மின்னோட்டத்திற்கு
வெளியீட்டு மின்னழுத்தம் IIN x R2 க்கு சமமாக இருந்தால் மற்றும் வடிவமைப்பு (மேலே உள்ள படம் 18) பயன்படுத்தப்பட்டால், உள்ளீட்டு சமிக்ஞை மின்னோட்டம் பின்னூட்ட மின்தடை R2 வழியாக நேராகப் பாயும்.
இதை வேறுவிதமாகக் கூறினால், உள்ளீட்டு மின்னோட்டம் ஒரு விகிதாசார வெளியீட்டு மின்னழுத்தமாக மாற்றப்படுகிறது.
தலைகீழ் உள்ளீட்டில் உருவாக்கப்பட்ட சார்பு சுற்று மின்னோட்ட ஓட்டத்தில் குறைந்த வரம்பை அமைக்கிறது, இது R2 வழியாக எந்த மின்னோட்டத்தையும் கடந்து செல்லாமல் தடுக்கிறது. 'சத்தத்தை' அகற்ற, படத்தில் விளக்கப்பட்டுள்ளபடி ஒரு மின்தேக்கியை இந்த சுற்றுக்கு சேர்க்கலாம்.
தற்போதைய ஆதாரம்
மேலே உள்ள படம் 19, தற்போதைய மூலத்தைப் போல op amp ஐ எவ்வாறு பயன்படுத்தலாம் என்பதைக் காட்டுகிறது. மின்தடை மதிப்புகளை பின்வரும் சமன்பாடுகளைப் பயன்படுத்தி கணக்கிடலாம்:
R1 = R2
R3 = R4 + R5
வெளியீட்டு மின்னோட்டத்தை பின்வரும் சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி மதிப்பிடலாம்:
Iout = (R3 x VIN) / (R1 x R5)
மல்டிவிபிரேட்டர்
மல்டிவைப்ரேட்டராகப் பயன்படுத்த நீங்கள் ஒரு op amp ஐ மாற்றியமைக்கலாம். மேலே உள்ள படம் 20 இரண்டு அடிப்படை சுற்றுகளைக் காட்டுகிறது. மேல் இடதுபுறத்தில் உள்ள வடிவமைப்பு ஒரு இலவச இயங்கும் (அஸ்டபிள்) மல்டிவைபிரேட்டராகும், அதன் அதிர்வெண் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது:
ஒரு சதுர அலை துடிப்பு உள்ளீட்டால் செயல்படுத்தக்கூடிய மோனோஸ்டபிள் மல்டிவைப்ரேட்டர் சர்க்யூட்டை கீழ் வலது வரைபடத்தில் காணலாம். CA741 op amp க்கான கூறு மதிப்புகள் வழங்கப்பட்டுள்ளன.
ஸ்கொயர் வேவ் ஜெனரேட்டர்
மேலே உள்ள படம் 21, ஒரு op ampஐ மையமாகக் கொண்ட ஒரு செயல்பாட்டு சதுர அலை ஜெனரேட்டர் சர்க்யூட்டை சித்தரிக்கிறது. இந்த சதுர அலை ஜெனரேட்டர் சுற்று மிகவும் நேரடியான ஒன்றாக இருக்கலாம். op ampக்கு கூடுதலாக மூன்று வெளிப்புற மின்தடையங்கள் மற்றும் ஒரு மின்தேக்கி தேவை.
மின்சுற்றின் நேர மாறிலியை (வெளியீட்டு அதிர்வெண்) தீர்மானிக்கும் இரண்டு முக்கிய கூறுகள் மின்தடை R1 மற்றும் மின்தேக்கி C1 ஆகும். இருப்பினும் R2 மற்றும் R3 அடிப்படையிலான நேர்மறை பின்னூட்ட இணைப்பும் வெளியீடு அதிர்வெண்ணில் தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது. சமன்பாடுகள் பெரும்பாலும் ஓரளவு சிக்கலானதாக இருந்தாலும், குறிப்பிட்ட R3/R2 விகிதங்களுக்கு அவற்றை எளிமையாக்கலாம். விளக்கத்திற்கு:
R3/R2 ≈ 1.0 என்றால் F ≈ 0.5/(R1/C1)
அல்லது,
R3/R2 ≈ 10 என்றால் F ≈ 5/(R1/C1)
இந்த நிலையான விகிதங்களில் ஒன்றைப் பயன்படுத்துவது மற்றும் தேவையான அதிர்வெண்ணை அடைய R1 மற்றும் C1 மதிப்புகளை மாற்றுவது மிகவும் நடைமுறை முறையாகும். R2 மற்றும் R3க்கு, வழக்கமான மதிப்புகள் பயன்படுத்தப்படலாம். உதாரணமாக, R2 = 10K மற்றும் R3 = 100K எனில் R3/R2 விகிதம் 10 ஆக இருக்கும்.
F = 5/(R1/C1)
பெரும்பாலான சந்தர்ப்பங்களில், தேவையான அதிர்வெண் பற்றி நாங்கள் ஏற்கனவே அறிந்திருப்போம், மேலும் பொருத்தமான கூறு மதிப்புகளை மட்டுமே நாங்கள் தேர்வு செய்ய வேண்டும். எளிமையான முறையானது, முதலில் நியாயமானதாகத் தோன்றும் C1 மதிப்பைத் தேர்வுசெய்து, பின்னர் R1ஐக் கண்டறிய சமன்பாட்டை மறுசீரமைப்பது:
R1 = 5/(F x C1)
நாம் தேடும் 1200 ஹெர்ட்ஸ் அலைவரிசையின் பொதுவான உதாரணத்தைப் பார்ப்போம். C1 0.22uF மின்தேக்கியுடன் இணைக்கப்பட்டிருந்தால், R1 பின்வரும் சூத்திரத்தில் காட்டப்பட்டுள்ள மதிப்பைக் கொண்டிருக்க வேண்டும்:
R1 = 5/(1200 x 0.00000022) = 5/0.000264 = 18.940 Ω
ஒரு பொதுவான 18K மின்தடையம் பெரும்பாலான பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படலாம். கீழே உள்ள படம் 22 இல் விளக்கப்பட்டுள்ளபடி, இந்த மின்சுற்றின் பயன் மற்றும் பொருந்தக்கூடிய தன்மையை அதிகரிக்க R1 உடன் தொடரில் பொட்டென்டோமீட்டர் சேர்க்கப்படலாம். இது வெளியீட்டு அதிர்வெண்ணை கைமுறையாக சரிசெய்ய உதவுகிறது.
இந்த சுற்றுக்கு, அதே கணக்கீடுகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, இருப்பினும் R1 இன் மதிப்பு நிலையான மின்தடையம் R1a மற்றும் பொட்டென்டோமீட்டர் R1b இன் சரிசெய்யப்பட்ட மதிப்பின் தொடர் கலவையுடன் பொருந்துமாறு மாற்றப்படுகிறது:
R1 = R1a + R1b
நிலையான மின்தடையானது R1 இன் மதிப்பு பூஜ்ஜியத்திற்குக் குறையாமல் இருப்பதை உறுதிசெய்ய செருகப்படுகிறது. வெளியீட்டு அதிர்வெண்களின் வரம்பு R1a இன் நிலையான மதிப்பு மற்றும் R1b இன் மிக உயர்ந்த எதிர்ப்பால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது.
மாறி பல்ஸ் அகல ஜெனரேட்டர்
ஒரு சதுர அலை முற்றிலும் சமச்சீர். சதுர அலை சமிக்ஞையின் கடமை சுழற்சியானது, மொத்த சுழற்சி நேரத்திற்கு உயர் நிலை நேரத்தின் விகிதமாக வரையறுக்கப்படுகிறது. சதுர அலைகள் வரையறையின்படி 1:2 கடமை சுழற்சியைக் கொண்டுள்ளன.
இன்னும் இரண்டு கூறுகளுடன், முந்தைய பிரிவில் இருந்து சதுர அலை ஜெனரேட்டர் ஒரு செவ்வக அலை ஜெனரேட்டராக மாற்றப்படலாம். மேலே உள்ள படம் 23 புதுப்பிக்கப்பட்ட சுற்றுகளை சித்தரிக்கிறது.
டையோடு D1 எதிர்மறை அரை சுழற்சிகளில் R4 வழியாக மின்னோட்டத்தை கட்டுப்படுத்துகிறது. R1 மற்றும் C1 ஆகியவை பின்வரும் சமன்பாட்டில் வெளிப்படுத்தப்படும் நேர மாறிலியை உருவாக்குகின்றன:
T1 = 5/(2C1 x R1)
இருப்பினும், நேர்மறை அரை-சுழற்சிகளில், டையோடு நடத்த அனுமதிக்கப்படுகிறது, மேலும் C1 உடன் R1 மற்றும் R4 ஆகியவற்றின் இணையான கலவையானது பின்வரும் கணக்கீட்டில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி நேர மாறிலியை வரையறுக்கிறது:
T2 = 5/(2C1 ((R1 R4)/(R1 + R4)))
மொத்த சுழற்சி நீளம் என்பது இரண்டு அரை-சுழற்சி நேர மாறிலிகளின் மொத்தமாகும்:
Tt = T1 + T2
வெளியீட்டு அதிர்வெண் என்பது முழு சுழற்சியின் மொத்த நேர மாறிலியின் தலைகீழ் ஆகும்:
F = 1/Tt
இங்கு கடமைச் சுழற்சி 1:2க்கு சமமாக இருக்காது, ஏனெனில் சுழற்சியின் உயர் மற்றும் குறைந்த நிலைப் பிரிவுகளுக்கான நேர மாறிலி வேறுபடும். இதன் விளைவாக சமச்சீரற்ற அலைவடிவங்கள் உருவாக்கப்படும். R1 அல்லது R4 அனுசரிப்பு அல்லது இரண்டையும் கூட மாற்றுவது சாத்தியம், ஆனால் அவ்வாறு செய்வது வெளியீட்டு அதிர்வெண் மற்றும் கடமை சுழற்சி இரண்டையும் மாற்றும் என்பதை அறிந்து கொள்ளுங்கள்.
சைன் வேவ் ஆஸிலேட்டர்
கீழே உள்ள படம் 24 இல் காட்டப்பட்டுள்ள சைன் அலையானது அனைத்து ஏசி சிக்னல்களிலும் மிகவும் அடிப்படையானது.
இந்த மிகவும் தூய்மையான சமிக்ஞையில் முற்றிலும் இணக்கமான உள்ளடக்கம் இல்லை. சைன் அலையில் ஒரு அடிப்படை அதிர்வெண் மட்டுமே உள்ளது. உண்மையில், முற்றிலும் தூய்மையான, சிதைவு இல்லாத சைன் அலையை உருவாக்குவது மிகவும் கடினம். அதிர்ஷ்டவசமாக, ஒரு op-amp சுற்றி கட்டப்பட்ட ஆஸிலேட்டர் சர்க்யூட்டைப் பயன்படுத்தி, நாம் ஒரு உகந்த அலைவடிவத்திற்கு மிக அருகில் செல்ல முடியும்.
மேலே உள்ள படம். 25, ஒரு op-ampஐ உள்ளடக்கிய ஒரு வழக்கமான சைன் அலை அலைவு அலைவு சுற்றுகளை சித்தரிக்கிறது. பேண்ட்-ரிஜெக்ட் (அல்லது நாட்ச்) வடிப்பானாக செயல்படும் இரட்டை-டி சர்க்யூட் பின்னூட்ட நெட்வொர்க்காக செயல்படுகிறது. மின்தேக்கி C1 மற்றும் மின்தடையங்கள் R1 மற்றும் R2 ஆகியவை ஒரு T. C2, C3, R3 மற்றும் R4 ஆகியவற்றை உருவாக்குகின்றன. மற்ற T ஐ உருவாக்குகிறது. இந்த சுற்று சரியாக வேலை செய்ய கூறு மதிப்புகள் பின்வரும் உறவுகளைக் கொண்டிருக்க வேண்டும்:
பின்வரும் சூத்திரம் வெளியீட்டு அதிர்வெண்ணை தீர்மானிக்கிறது:
F = 1/(6.28 x R1 x C2)
R4 இன் மதிப்பை மாற்றுவதன் மூலம், ட்வின்-டி பின்னூட்ட நெட்வொர்க் டியூனிங்கை ஓரளவு மாற்றியமைக்க முடியும். பொதுவாக, இது ஒரு சிறிய டிரிம்மர் பொட்டென்டோமீட்டராக இருக்கலாம். பொட்டென்டோமீட்டர் அதன் மிக உயர்ந்த எதிர்ப்பிற்கு அமைக்கப்பட்டு, சுற்று அலைவு விளிம்பில் வட்டமிடும் வரை படிப்படியாகக் குறைக்கப்படுகிறது. எதிர்ப்பானது மிகக் குறைவாக சரிசெய்யப்பட்டால், வெளியீட்டு சைன் அலை சிதைந்துவிடும்.
ஷ்மிட் தூண்டுதல்
தொழில்நுட்ப ரீதியாக, ஒரு ஷ்மிட் தூண்டுதல் ஒரு மீளுருவாக்கம் ஒப்பீட்டாளர் என்று குறிப்பிடப்படலாம். ஒரு குறிப்பிட்ட உள்ளீட்டு மின்னழுத்தத்தில், மெதுவாக வெளியீட்டு சமிக்ஞையாக மாறும் உள்ளீட்டு மின்னழுத்தத்தை மாற்றுவது இதன் முதன்மை செயல்பாடு ஆகும்.
இதை வேறுவிதமாகக் கூறினால், இது ஹிஸ்டெரிசிஸ் எனப்படும் 'பின்னடை' பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது, இது மின்னழுத்தம் 'தூண்டுதல்' போல் செயல்படுகிறது. op amp ஆனது Schmitt தூண்டுதல் செயல்பாட்டிற்கான அடிப்படை கட்டுமானத் தொகுதியாகிறது (மேலே உள்ள படம் 26 ஐப் பார்க்கவும்). பின்வரும் காரணிகள் தூண்டுதல் அல்லது பயண மின்னழுத்தத்தை தீர்மானிக்கின்றன:
IN பயணம் = (வி வெளியே x R1) / (-R1 + R2)
இந்த வகை சுற்றுகளில், ஹிஸ்டெரிசிஸ் ட்ரிப் மின்னழுத்தத்தை விட இரட்டிப்பாகும்.
கீழே உள்ள படம் 27 இல், மற்றொரு ஷ்மிட் தூண்டுதல் சுற்று சித்தரிக்கப்பட்டுள்ளது. இந்த சர்க்யூட்டில், டிசி உள்ளீடு விநியோக மின்னழுத்தத்தில் ஐந்தில் ஒரு பங்கைத் தாக்கும் போது வெளியீடு 'தூண்டப்படுகிறது' என்று கூறப்படுகிறது.
விநியோக மின்னழுத்தம் 6 மற்றும் 15 வோல்ட்டுகளுக்கு இடையில் எங்கும் இருக்கலாம், எனவே தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட விநியோக மின்னழுத்தத்தைப் பொறுத்து, தூண்டுதலை 1.2 முதல் 3 வோல்ட் வரை செயல்பட அமைக்கலாம். தேவைப்பட்டால், R4 இன் மதிப்பை மாற்றுவதன் மூலம் உண்மையான தூண்டுதல் புள்ளியையும் மாற்றலாம்.
வெளியீடு தூண்டப்பட்டவுடன் விநியோக மின்னழுத்தத்தைப் போலவே இருக்கும். வெளியீடு ஒரு ஒளிரும் பல்பு அல்லது LED (ஒரு தொடர் பேலஸ்ட் மின்தடையம் மூலம்) இணைக்கப்பட்டிருந்தால், உள்ளீட்டு மின்னழுத்தம் தூண்டுதல் மதிப்பைத் தாக்கியவுடன் விளக்கு (அல்லது LED) ஒளிரும், இது உள்ளீட்டில் இந்த துல்லியமான மின்னழுத்த நிலை எட்டப்பட்டதைக் குறிக்கிறது.
மடக்குதல்
எனவே இவை அவற்றின் அளவுருக்கள் விளக்கப்பட்ட சில opamp அடிப்படை சுற்றுகளாகும். op amp தொடர்பான அனைத்து குணாதிசயங்களையும் சூத்திரங்களையும் நீங்கள் புரிந்து கொண்டிருப்பீர்கள் என்று நம்புகிறேன்.
மேலே உள்ள கட்டுரையில் சேர்க்கப்பட வேண்டும் என்று நீங்கள் நினைக்கும் வேறு ஏதேனும் அடிப்படை op amp சர்க்யூட் வடிவமைப்பு உங்களிடம் இருந்தால், கீழே உள்ள உங்கள் கருத்துகள் மூலம் அவற்றைக் குறிப்பிட தயங்க வேண்டாம்.
