क्या है ऑप amp?
Op-amp ऑपरेशन एम्पलीफायर का एक संक्षिप्त नाम है, एक प्रत्यक्ष-युग्मित उच्च लाभ एम्पलीफायर। ऑपरेशनल एम्पलीफायर शब्द में, 'ऑपरेशनल' यह दर्शाता है कि एम्पलीफायर कुछ परिचालन जैसे - समन, घटाव, तुलना इत्यादि कर सकता है। 'एम्प्लीफिकेशन' शब्द बताता है कि यह इनपुट सिग्नल को बढ़ा सकता है।
आदर्श सेशन Amp
एक आदर्श ऑप amp व्यावहारिक रूप से मौजूद नहीं है, लेकिन सबसे अच्छी विशेषताएं हैं। सभी व्यावहारिक परिचालन एम्पलीफायरों को एक आदर्श सेशन के रूप में घनिष्ठ विशेषताओं को प्राप्त करने के लिए बनाया गया है। आइए एक आदर्श ऑप-एम्प की कुछ विशेषताओं पर चर्चा करें।
आदर्श ऑप amp विशेषताओं
- आदर्श सेशन एम्पी अनंत वोल्टेज लाभ प्रदान करता है।
- इसमें अनंत इनपुट प्रतिबाधा है।
- इसमें शून्य आउटपुट प्रतिरोध है।
- इसमें अनंत बैंडविड्थ है।
- सामान्य मोड अस्वीकृति अनुपात अनंत है।
- बिजली आपूर्ति अस्वीकृति अनुपात अनंत है।
- सो गई दर 0 है।
इनवर्टरिंग सेशन amp
Op-amp में ऑपरेशन के विभिन्न तरीके हैं। इन्वर्टिंग ऑपरेशनल एम्पलीफायर उस प्रक्रिया के प्रकार का प्रतिनिधित्व करता है जिसमें ऑप-एम्प के इनवर्टिंग टर्मिनल के माध्यम से इनपुट सिग्नल प्रदान किया जाता है। एम्पलीफायर के आउटपुट का चरण प्रवर्धन प्रक्रिया में उल्टा हो जाता है। नॉन-इनवर्टिंग ऑपरेशनल एम्पलीफायर की तुलना में इनवर्टरिंग ऑप-एम्प में अधिक लाभ होता है।
गैर inverting सेशन amp
नॉन-इनवर्टिंग एक ऑप amp का उपयोग करके ऑपरेशन का एक और तरीका है। यहाँ, इनपुट सिग्नल को op amp के गैर-इनवर्टिंग टर्मिनल का उपयोग करके प्रदान किया जाता है। इस प्रकार, आउटपुट चरण समान रहता है और ऑपरेशन में उलटा नहीं होता है। यही कारण है कि एक ऑप amp का उपयोग करने वाले इस ऑपरेशन को 'नॉन-इनवर्टिंग ऑप amp' के रूप में जाना जाता है। यह ऑप amp नकारात्मक प्रतिक्रिया प्रणाली के कारण उच्च सिस्टम स्थिरता प्रदान करता है, लेकिन इसमें एक अयोग्य ऑप amp की तुलना में कम लाभ होता है। नॉन-इनवर्टिंग ऑप amp और इनवर्टिंग ऑप amp के बीच, इनवर्टिंग एम्पलीफायर को अधिक प्राथमिकता दी जाती है।
सेशन amp सर्किट | बेसिक ऑप amp सर्किट
ऑप-एम्प्स के सर्किट उनके संचालन के लिए विशिष्ट हैं। एक ऑपरेशनल एम्पलीफायर कई गणितीय कार्यों को करने में सक्षम है। जरूरत के हिसाब से सर्किट बनाए जाते हैं। नीचे की छवि एक ऑप-एम्प के विशिष्ट सर्किट प्रतीक का प्रतिनिधित्व करती है।
हम देख सकते हैं कि एक ऑप-एम्प में दो इनपुट हैं (1 और 2 के रूप में चिह्नित)। '-' के साथ लेबल किया गया इनपुट इनवर्टिंग टर्मिनल है। '+' साइन के साथ लेबल किया गया इनपुट नॉन-इनवर्टिंग टर्मिनल है। वोल्टेज कनेक्शन जोड़ी, + Vsat और -Vsat के रूप में दिखाया गया है, सकारात्मक संतृप्ति वोल्टेज और नकारात्मक संतृप्ति वोल्टेज हैं, उच्चतम और सबसे कम परिचालन एम्पलीफायर सीमा का प्रतिनिधित्व करते हैं; उन आउटपुट पर देखा जा सकता है।
संतृप्ति के उतार-चढ़ाव को जमीन से संबंधित परिचालन एम्पलीफायर को संतुलित करने के लिए ऑप-एम्प पर लागू किया जाता है। आउटपुट 'ओ' टर्मिनल से एकत्र किया जाता है।
741 सेशन amp
Op-amps अब IC के माध्यम से बाजारों में उपलब्ध हैं। ऐसा ही एक आईसी 741 ऑपरेशनल एम्पलीफायर है। यह एक अखंड आईसी है (सभी कनेक्शन क्रिस्टलीय सिलिकॉन के एक टुकड़े पर बनते हैं)। IC में एक op-amp होता है। साठ के दशक की शुरुआत में फेयरचाइल्ड सेमीकंडक्टर ने इसे सबसे पहले विकसित किया। संख्या 741 इंगित करता है कि आईसी में सात कार्यात्मक पिन, चार इनपुट पिन और एक आउटपुट पिन है।
741 सेशन amp पिनआउट
निम्नलिखित आरेख आईसी का पिनआउट देता है। एक परिचालन एम्पलीफायर से युक्त आईसी की शब्दावली में पिंस का भी वर्णन है। 7 से 741 नंबर सात कार्यात्मक पिन, चार इनपुट पिन और एक आउटपुट पिन का प्रतिनिधित्व करता है।
741 सेशन amp योजनाबद्ध
निम्न दाना एक 741Operational एम्पलीफायर के योजनाबद्ध आरेख का प्रतिनिधित्व करता है।
सेशन amp इंटीग्रेटर
हमने पहले उल्लेख किया है, और एक ऑपरेशनल एम्पलीफायर कई गणितीय संचालन कर सकता है। आइए जानें कि एक इनपुट सिग्नल पर एक ऑपरेशनल एम्पलीफायर एक 'एकीकरण' ऑपरेशन कैसे कर सकता है। ऑप-एम्प का उपयोग करके इंटीग्रेटर को लागू करने के लिए, हमें एक संधारित्र और प्रतिरोधों के एक जोड़े की आवश्यकता होती है, और एक ऑप-एम्प! नीचे सर्किट आरेख सेशन amp इंटीग्रेटर सर्किट को दर्शाया गया है।
इंटीग्रेटर का संचालन
आभासी जमीन की अवधारणा - यह मानकर काम करती है ओपी एएमपी अनंत लाभ। इसलिए छवि में 'ए' नोड एक आभासी जमीन है। मान लीजिए कि धारा 'i' प्रतिरोध R से प्रवाहित होती है। इसलिए, धारा को i = V1/R के रूप में मापा जा सकता है।
यहाँ, V1 इनवर्टिंग टर्मिनल में प्रदान किया गया इनपुट वोल्टेज है, और नॉन-इनवर्टिंग टर्मिनल एक अवरोधक के साथ ग्राउंडेड है और उच्च इनपुट प्रतिबाधा के कारण, एक ही करंट फीडबैक पथ को प्रवाहित करेगा, जिसमें एक संधारित्र होता है। तो, आउटपुट वोल्टेज के रूप में लिखा जा सकता है:
Vo = - 1 / C 0 t [i dt]
या, Vo = - 1 / RC 0 t [V1 dt]
इस प्रकार, हम कह सकते हैं कि आउटपुट वोल्टेज इनपुट वोल्टेज के समय के अभिन्न अंग के समानुपाती है और इसीलिए सर्किट को इंटीग्रेटर या मिलर इंटीग्रेटर कहा जाता है।
Op amp तुलनित्र
एक op-amp तुलनित्र या एक वोल्टेज तुलनित्र, या एक तुलनित्र, एक इलेक्ट्रॉनिक्स उपकरण है जो दो इनपुट वोल्टेज की तुलना करता है और एक संकेत आउटपुट प्रदान करता है। आउटपुट इंगित करता है कि दोनों में से कौन सा इनपुट वोल्टेज मूल्यों में अधिक असाधारण है।
ऑप-एम्प को ओपन सर्किट कॉन्फ़िगरेशन में एक तुलनित्र के रूप में एक ऑपरेशनल एम्पलीफायर का उपयोग करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
- यदि नॉन-इनवर्टिंग टर्मिनल में वोल्टेज इनवर्टिंग टर्मिनल में वोल्टेज से अधिक है, तो आउटपुट को op-amp के सकारात्मक संतृप्ति वोल्टेज में बदल दिया जाता है।
- यदि इनवर्टिंग टर्मिनल वोल्टेज नॉन-इनवर्टिंग टर्मिनल में वोल्टेज की तुलना में ग्रीटर है, तो ओ / पी को ऑपरेशनल एम्पलीफायर के -ve संतृप्ति वोल्टेज पर स्विच किया जाता है।
Op amp तुलनित्र सर्किट
नीचे की छवि ऑपरेटिव एम्पलीफायर तुलनित्र सर्किट का प्रतिनिधित्व करती है।
सेशन amp हासिल करें
Op-amp लाभ इनपुट वोल्टेज के आउटपुट वोल्टेज के अनुपात को संदर्भित करता है और ऑपरेशनल एम्पलीफायर के दो प्रकार के लाभ निम्नानुसार हैं।
- बंद लूप लाभ: यदि ऑपरेशनल एम्पलीफायर सिस्टम में एक फीडबैक सिस्टम जुड़ा होता है, तो सिस्टम के लाभ को बंद लूप लाभ के रूप में जाना जाता है।
- ओपन लूपेड गेन: यदि ऑपरेशनल एम्पलीफायर सर्किट में फीडबैक सिस्टम नहीं है, तो यह लाभ ओपन-लूप है।
एक आदर्श परिचालक एम्पलीफायर के लिए, लाभ किसी भी आवृत्तियों के लिए अनंत है। वास्तविक एम्पलीफायरों के लिए, लाभ एक पूर्ण स्थिर है। लाभ एम्पलीफायर के लिए प्रदर्शन का पैरामीटर है।
गैर inverting सेशन amp लाभ
गैर-इनवर्टिंग एम्पलीफायर के आउटपुट वोल्टेज की सामान्य अभिव्यक्ति है: वाउट = के * विन
गैर-इनवर्टिंग एम्पलीफायर का आउटपुट समीकरण है: वि ० = [१ + (आरएफ / आर १)] * विन
तो, दोनों समीकरण की तुलना, k का मान होगा
के = [१ + (आरएफ / आर १)]
रोकनेवाला की इस अभिव्यक्ति को गैर-इनवर्टिंग एम्पलीफायर के लाभ के रूप में जाना जाता है। हम देख सकते हैं कि यदि Rf = R1, Vo = 2 * Vin। तो, इनपुट वोल्टेज 2 के एक कारक द्वारा प्रवर्धित हो जाता है। (Rf / R1) अनुपात आमतौर पर लाभ को नियंत्रित करता है। Rf बढ़ने से लाभ का मूल्य बढ़ता है।
Op amp बफर
एक op-amp बफर या एक एकता लाभ बफर, या एक वोल्टेज अनुयायी सर्किट एक विशेष रूप से गैर-इनवर्टिंग एम्पलीफायर मॉडल है। ऊपर दिए गए गैर-इनवर्टिंग एम्पलीफायर के सर्किट का निरीक्षण करें। यदि हमने प्रतिक्रिया प्रतिरोध शून्य और इनवर्टिंग टर्मिनल अनंत प्रतिरोध किया है, तो एम्पलीफायर का लाभ एकता होगा। यही कारण है कि इस सर्किट को एकता लाभ बफर के रूप में जाना जाता है। इस बफर का उपयोग प्रतिबाधा मिलान के लिए किया जाता है।
विभेदक ऑप amp
डिफरेंशियल ऑपरेशनल एम्पलीफायर या डिफर एम्पलीफायर, op-amp है जो दो इनपुट वोल्टेज के बीच के अंतर को बढ़ाता है और यह प्रदान करता है कि घटाव ऑपरेशन करता है, जो एक इनपुट एम्पलीफायर के विपरीत घटाव ऑपरेशन करता है, जो इनपुट वोल्टेज को जोड़ता है।
नीचे सर्किट एक विभेदक एम्पलीफायर के सर्किट को दर्शाता है।
संचालन
वर्चुअल ग्राउंड की अवधारणा का उपयोग करके, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि नोड A पर वोल्टेज नोड B पर वोल्टेज के समान है। KCL का उपयोग करके, हम यह लिख सकते हैं कि -
(V1 - Vx) / R1 = (Vx - VO) / R2
& (V2 - Vx) / R1 = Vx / R2
यहां, V1 इनपुट वोल्टेज है। Vx A नोड (साथ ही B) पर वोल्टेज है। Vo आउटपुट वोल्टेज है। अब हम मानते हैं कि ऑपरेशनल एम्पलीफायर में उच्च इनपुट प्रतिबाधा है। दोनों समीकरणों की तुलना और उपयोग कर हम लिख सकते हैं -
Vo = (V2 - V1) * R2 / R1
यह आउटपुट समीकरण ऑपरेशन को सही ठहराता है।
Inverting सेशन amp लाभ
इन्वर्टर एम्पलीफायर के आउटपुट वोल्टेज की सामान्य अभिव्यक्ति है: वाउट = -क * विन
इनवर्टिंग एम्पलीफायर का आउटपुट समीकरण है: वि ० = - (आरएफ / आर १) * विन
अब, दोनों समीकरणों की तुलना करते हुए, हम कह सकते हैं -
के = (आरएफ / आर 1)
यह इनवर्टिंग एम्पलीफायर का बंद-लूप लाभ है।
समीपिंग ऑप amp
संचालक परिचालक एम्पलीफायर या योजक सेशन-एम्प एम्पलीफायर है जो इनपुट वोल्टेज के योग को बढ़ाता है और आउटपुट के रूप में प्रदान करता है। यह एक अंतर एम्पलीफायर के विपरीत योग या जोड़ ऑपरेशन करता है, जो घटाव संचालन करता है।
नीचे की छवि समसामयिक परिचालन प्रवर्धक का प्रतिनिधित्व करती है।
आपरेशन
वर्चुअल ग्राउंड अवधारणा का उपयोग करते हुए, ए नोड पर क्षमता बी नोड की क्षमता के समान है। को लागू करने KCL, हम लिख सकते हैं -
I1 + I2 + I3 +… + IN = IO
या, V1 / R1 + V2 / R2 +… + Vn / Rn = - Vo / Rf
या, Vo = - [(V1 * Rf / R1) + (Rf * V2 / R2) +… + (Rf * Vn / Rn)
अब अगर R1 = R2 =… = Rn = Rf, तो हम लिख सकते हैं -
Vo = - [V1 + V2 +… + Vn]
वोल्टेज अनुयायी सेशन amp | Op amp अनुयायी
एक वोल्टेज फॉलोअर ऑप amp या एक यूनिटी गेन बफर, या एक वोल्टेज फॉलोअर सर्किट एक विशेष रूप से डिज़ाइन किया गया नॉन-इनवर्टिंग एम्पलीफायर मॉडल है और अगर हमने फीडबैक दिया है प्रतिरोध शून्य और इनवर्टिंग टर्मिनल अनंत प्रतिरोध, एम्पलीफायर का लाभ एकता होगा। चूंकि आउटपुट वोल्टेज बिना प्रवर्धन के इनपुट वोल्टेज का अनुसरण कर रहा है, इसलिए एम्पलीफायर को वोल्टेज फॉलोअर ऑप एपी के रूप में जाना जाता है। इसलिए इस सर्किट को एकता-लाभ बफर के रूप में भी जाना जाता है। इस बफर का उपयोग प्रतिबाधा मिलान के लिए किया जाता है।
असतत सेशन amp
असतत op-amp सकारात्मक और नकारात्मक आदानों के बीच न्यूनतम अवशिष्ट प्रदान करने के लिए बनाया गया है, इस प्रकार आगे उच्च लाभ का कारण बनता है। असतत op-amps आमतौर पर पारंपरिक op-amps के बजाय ऑडियो अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किया जाता है। पारंपरिक ऑप-एम्प्स पर इसके कई फायदे हैं क्योंकि कस्टम डिजाइन संभव है, कम घटकों की आवश्यकता है, बेहतर तापमान स्थिरता प्रदान करता है, आदि।
Lm741 सेशन amp
Lm741 एक अखंड आईसी है जिसके अंदर एक ऑप amp है। इसके आठ पिन होते हैं। आईसी को बाहरी आवृत्ति क्षतिपूर्ति की आवश्यकता नहीं होती है। यह उच्च CMRR प्रदान करता है और कम बिजली की खपत करता है। Lm741 का पिनआउट नीचे दिया गया है।
| पिन नम्बर | Description |
| 1, 5 | ऑफसेट को हटाने और जमीन के साथ संतुलन के लिए ऑफसेट। |
| 2 | इन्वर्टिंग इनपुट टर्मिनल |
| 3 | नॉन-इनवर्टिंग टर्मिनल |
| 4 | नकारात्मक संतृप्ति वोल्टेज |
| 6 | सेशन amp का उत्पादन |
| 7 | सकारात्मक संतृप्ति वोल्टेज |
| 8 | कोई कनेक्शन (NC) |
Op amp विभेदक
ऑप एंप दूसरों से अलग या अंतर सेशन- amp एक इनपुट वोल्टेज सिग्नल पर भेदभाव ऑपरेशन करता है। Op-amp का उपयोग करके विभेदक को लागू करने के लिए, हमें संधारित्र और प्रतिरोधों के एक जोड़े और एक op-amp की आवश्यकता होती है! नीचे सर्किट आरेख सेशन amp विभेदक सर्किट को दर्शाया गया है।
सेशन amp समीकरण
Op-amp समीकरणों को आमतौर पर op-amp के आउटपुट समीकरणों के रूप में जाना जाता है। आउटपुट समीकरण इनपुट और आउटपुट वोल्टेज के बीच संबंध का प्रतिनिधित्व करते हैं। लाभ का समीकरण आउटपुट समीकरणों से भी निर्धारित किया जा सकता है। कुछ मूल एम्पलीफायरों के आउटपुट समीकरण नीचे दिए गए हैं।
गैर इनवेटिंग सेशन amp समीकरण: वि ० = [१ + (आरएफ / आर १)] * विन
Inverting सेशन amp समीकरण: वि ० = - (आरएफ / आर १) * विन
सेशन amp प्रकार
ऑपरेशन के कई तरीकों के बजाय Op-amp में कई प्रकार हैं। विभिन्न प्रकार के ऑप-एम्प विभिन्न गणितीय कार्य करते हैं। उनमें से कुछ हैं -
- इनवर्टरिंग सेशन amp
- गैर inverting सेशन amp
- अंतर सेशन amp
- एम्प्लीफायर एम्पलीफायर
- जोड़नेवाला
- विभेदक प्रवर्धक
- लॉगरिदमिक एम्पलीफायर
- तुलनित्र
- वोल्टेज कनवर्टर के लिए वर्तमान
- वर्तमान कनवर्टर के लिए वोल्टेज
Inverting बनाम गैर inverting सेशन amp
हमें inverting और गैर-inverting सेशन amp के बीच एक तुलनात्मक विश्लेषण करते हैं।
| तुलना का विषय। | अफीम-इन्वर्टिंग | नॉन-इनवर्टिंग ऑप-एम्प |
| इनपुट टर्मिनल | इनवर्टिंग टर्मिनल के माध्यम से इनपुट प्रदान किया जाता है। | इनपुट नॉन-इनवर्टिंग टर्मिनल के माध्यम से प्रदान किया जाता है। |
| आउटपुट ध्रुवीयता | इनपुट वोल्टेज की ध्रुवीयता आउटपुट में बदल जाती है। | इनपुट की ध्रुवता आउटपुट में समान रहती है। |
| लाभ | लाभ इस प्रकार दिया जाता है: Av = - (Rf / R1) | लाभ इस प्रकार दिया जाता है: Av = (1 + Rf / R1) |
| इनपुट बाधाएं | इनपुट प्रतिबाधा नॉन-इनवर्टिंग सेशन amp से कम है। | इनपुट प्रतिबाधा सेशन amp से अधिक की तुलना में अधिक है। |
| आउटपुट चरण | इनपुट और आउटपुट चरण में हैं। | इनपुट और आउटपुट चरण से बाहर हैं। |
नकारात्मक प्रतिक्रिया op
किसी op-amp की बंद लूप प्रणाली के लिए, यदि फ़ीडबैक सिस्टम op-amp के इनवर्टिंग टर्मिनल से जुड़ा होता है, तो फीडबैक सिस्टम को नकारात्मक प्रतिक्रिया के रूप में जाना जाता है। नकारात्मक प्रतिक्रिया के साथ एक ऑप-एम्प ऑपरेटिंग को नकारात्मक प्रतिक्रिया के रूप में जाना जाता है। नकारात्मक प्रतिक्रिया op-amps में बेहतर सिस्टम स्थिरता है, लेकिन सकारात्मक प्रतिक्रिया ऑपरेटिव एम्पलीफायर की तुलना में लाभ कम है।
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