آپٹ امپ کا تعدد معاوضہ اور یہ آپ کے اختیاری عمل میں اہم کیوں ہے

آپریشنل امپلیفائرز یا آپ-امپس کو اینالاگ الیکٹرانک ڈیزائنوں کا ورک ہارس سمجھا جاتا ہے۔ ینالاگ کمپیوٹرز کے زمانے سے ، آپپ امپس کو ریاضی کی کارروائیوں کے لئے ینالاگ وولٹیج کے ساتھ استعمال کیا گیا ہے لہذا اس کا نام آپریشنل امپلیفائر ہے۔ آج تک اوپ امپ بڑے پیمانے پر وولٹیج موازنہ ، تفریق ، انضمام ، خلاصہ اور بہت سی دوسری چیزوں کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔ یہ کہنا ضروری نہیں ہے کہ آپریشنل امپلیفائر سرکٹس مختلف مقاصد کے لئے نافذ کرنا بہت آسان ہیں لیکن اس کی کچھ حدود ہیں جو اکثر پیچیدگی کا باعث بنتی ہیں۔

سب سے بڑا چیلنج ایپلی کیشنز کی وسیع بینڈوتھ میں ایک آپٹ امپ کے استحکام کو بہتر بنانا ہے۔ آپریشنل یمپلیفائر میں فریکوئنسی معاوضہ سرکٹ کا استعمال کرکے اس کا حل تعدد رسپانس کے لحاظ سے یمپلیفائر کو معاوضہ دینا ہے ۔ ایک یمپلیفائر کی استحکام مختلف پیرامیٹرز پر انتہائی انحصار کرتا ہے۔ اس مضمون میں آئیے تعدد معاوضہ کی اہمیت اور اس کو اپنے ڈیزائنوں میں استعمال کرنے کے طریقے کو سمجھیں۔

آپٹ امپ پر کوئ کوئ بنیادی باتیں

آپریشنل امپلیفائروں کی براہ راست پیشگی درخواست میں جانے سے پہلے اور تعدد معاوضہ کی تکنیک کا استعمال کرتے ہوئے یمپلیفائر کو کس طرح مستحکم بنائیں ، آئیے آپریشنل امپلیفائر کے بارے میں کچھ بنیادی چیزوں کا جائزہ لیں۔

ایک یمپلیفائر کو اوپن لوپ کی تشکیل یا بند لوپ کی تشکیل کے طور پر تشکیل دیا جاسکتا ہے۔ ایک میں کھلے لوپ کی ترتیب ، کوئی آراء سرکٹس اس کے ساتھ منسلک کر رہے ہیں. لیکن بند لوپ کی ترتیب میں ، یمپلیفائر کو صحیح طریقے سے کام کرنے کے لئے رائے کی ضرورت ہے۔ آپریشنل میں منفی آراء یا مثبت آراء ہوسکتی ہیں۔ اگر آپٹیمپ کے مثبت ٹرمینل میں فیڈ بیک نیٹ ورک کا اینالاگ ہے تو ، اسے مثبت آراء کہا جاتا ہے ۔ بصورت دیگر ، منفی آراء بڑھانے والے میں منفی ٹرمینل میں آراء سرکٹری منسلک ہوتی ہے۔

ہمیں اوپ امپ میں فریکوئنسی معاوضہ کی ضرورت کیوں ہے؟

آئیے نیچے یمپلیفائر سرکٹ دیکھیں۔ یہ ایک سادہ منفی آراء ہے جس میں اوور-امپ سرکیت نہ لگنے والا ہے۔ سرکٹ اتحاد کے پیروکار کی تشکیل کے بطور منسلک ہے۔

برقیات میں مذکورہ بالا سرکٹ بہت عام ہے۔ جیسا کہ ہم سب جانتے ہیں ، ایمپلیفائر ان پٹ میں بہت زیادہ ان پٹ مائبادہ رکھتے ہیں اور آؤٹ پٹ میں موجودہ کی ایک معقول رقم فراہم کرسکتے ہیں۔ لہذا ، آپریشنل امپلیفائرز کو زیادہ سے زیادہ موجودہ بوجھ ڈرائیو کرنے کے لئے کم سگنلز کا استعمال کرتے ہوئے کارفرما کیا جاسکتا ہے۔

لیکن بوجھ کو محفوظ طریقے سے چلانے کے لئے آپٹ امپ زیادہ سے زیادہ موجودہ کس حد تک فراہم کرسکتا ہے؟ مذکورہ بالا سرکٹ خالص مزاحمتی بوجھ (مثالی مزاحمتی بوجھ) چلانے کے ل enough کافی ہے لیکن اگر ہم پیداوار میں ایک اہلیت کا بوجھ مربوط کرتے ہیں تو ، اوپ امپ غیر مستحکم ہوجائے گا اور بدترین صورت میں اوپی امپ لوڈ بوجھ سند کی قدر کی بنیاد پر ہوجائے گا۔ یہاں تک کہ جھلکنا شروع کردیں۔

آئیے یہ دریافت کریں کہ جب پورے آؤٹ پٹ میں کاپسیٹو بوجھ منسلک ہوتا ہے تو آپپ امپ کیوں غیر مستحکم ہوجاتا ہے۔ مذکورہ بالا سرکٹ کو ایک آسان فارمولا کے طور پر بیان کیا جاسکتا ہے۔

A _{cl =} A / 1 + Aß

A _CL ہے بند لوپ نفع. A یمپلیفائر کا اوپن لوپ حاصل ہے۔

مذکورہ بالا شبیہہ فارمولے اور منفی آراء یمپلیفائر سرکٹ کی نمائندگی ہے۔ یہ بالکل روایتی منفی یمپلیفائر کے ساتھ یکساں ہے جو پہلے بیان ہوا تھا۔ وہ دونوں مثبت ٹرمینل پر AC ان پٹ بانٹتے ہیں ، اور منفی ٹرمینل میں دونوں کا ایک ہی نظریہ ہے۔ دائرہ یہ ہے کہ سمنگ جنکشن کے دو ان پٹس ہیں ، ایک ان پٹ سگنل سے اور دوسرا فیڈ بیک سرکٹ سے۔ ٹھیک ہے ، جب یمپلیفائر منفی آراء موڈ میں کام کر رہا ہے تو ، یمپلیفائر کا مکمل آؤٹ پٹ وولٹیج فیڈ بیک لائن کے ذریعے سمت جنکشن پوائنٹ پر بہتا ہے۔ خلاصہ جنکشن پر ، فیڈ بیک وولٹیج اور ان پٹ وولٹیج کو ایک ساتھ شامل کیا جاتا ہے اور یمپلیفائر کے ان پٹ میں فیڈ کیا جاتا ہے۔

شبیہہ کو دو حص gainے میں تقسیم کیا گیا ہے۔ سب سے پہلے ، یہ مکمل بند لوپ سرکٹ دکھا رہا ہے کیونکہ یہ ایک بند لوپ نیٹ ورک ہے اور یہ بھی اوپ امپسیس اوپن لوپ سرکٹ ہے کیونکہ آپ کو دکھایا جانے والا اوپ امپ اسٹینڈ لون سرکٹ ہے ، تاثرات براہ راست متصل نہیں ہیں۔

خلاصہ جنکشن کا آؤٹ پٹ اوپ امپ اوپن لوپ حاصل کرکے مزید بڑھا دیتا ہے۔ لہذا ، اگر اس پوری چیز کو ریاضی کی تشکیل کی نمائندگی کی جائے تو ، مجموعی جنکشن میں آؤٹ پٹ ہے۔

Vin - Voutß

عدم استحکام کے مسئلے پر قابو پانے کے لئے یہ بہت اچھا کام کرتا ہے۔ RC نیٹ ورک اتحاد یا 0dB حاصل کرنے پر ایک قطب تشکیل دیتا ہے جو دوسرے اعلی تعدد کھمبوں پر اثر ڈالتا ہے یا منسوخ کرتا ہے۔ غالب قطب کی ترتیب کی منتقلی کی تقریب یہ ہے۔

جہاں ، A (ے) غیر معاوضہ کی منتقلی کی تقریب ہے ، A اوپن لوپ حاصل ہے ، ώ1 ، ώ2 ، اور ώ3 تعدد ہیں جہاں بالترتیب -20dB ، -40dB ، -60dB میں حاصل کی جاتی ہیں۔ ذیل میں بوڈ پلاٹ یہ ظاہر کرتا ہے کہ اگر غالب قطب معاوضہ کی تکنیک کو اوپی امپ آؤٹ پٹ میں شامل کیا گیا ہے تو ، جہاں fd غالب قطب کی تعدد ہے ۔

2. ملر معاوضہ

معاوضے کی ایک اور مؤثر تکنیک ملر معاوضہ کی تکنیک ہے اور یہ ایک لوپ معاوضہ تکنیک ہے جہاں ایک سادہ کاپاکیٹر لوڈ آلوالیشن ریزٹر (نولنگ ریزسٹر) کے ساتھ یا اس کے بغیر استعمال کیا جاتا ہے۔ اس کا مطلب ہے کہ آپسی امپ فریکوینسی ردعمل کو معاوضہ دینے کے لئے فیڈ بیک لوپ میں ایک کاپاکیٹر جڑا ہوا ہے۔

ملر معاوضہ سرکٹ ذیل میں دکھایا گیا ہے. اس تکنیک میں ، ایک کیپسیٹر آؤٹ پٹ میں ریزسٹر کے ساتھ آراء سے منسلک ہوتا ہے۔

سرکٹ R1 اور R2 پر منحصر موڑ کے ساتھ ایک سادہ منفی آراستہ کار ہے۔ آر 3 نال ریزسٹر ہے اور سی ایل آپی امپ آؤٹ پٹ کے اوپر کیپسیٹیو بوجھ ہے۔ سی ایف کی رائے کا کیپیسیٹر ہے جو معاوضے کے مقاصد کے لئے استعمال ہوتا ہے۔ کاپاکیٹر اور ریزٹر قیمت ایک طرح سے یمپلیفائر مراحل ، قطب معاوضہ ، اور کیپسیٹو بوجھ پر منحصر ہے۔

داخلی تعدد معاوضہ تراکیب

جدید آپریشنل امپلیفائروں میں اندرونی معاوضہ کی تکنیک ہے۔ اندرونی معاوضہ کی تکنیک میں ، ایک چھوٹا سا فیڈ بیک کیپسیسیٹر دوسرے مرحلوں میں کامن ایمیٹر ٹرانجسٹر کے مابین اوپی ایم پی آئی سی کے اندر جڑا ہوا ہے ۔ مثال کے طور پر ، نیچے دی گئی تصویر مقبول اوپ امپ LM358 کا اندرونی خاکہ ہے۔

سی سی کپیسیٹر Q5 اور Q10 میں جڑا ہوا ہے۔ یہ معاوضہ کاپاکیٹر (سی سی) ہے۔ یہ معاوضہ کاپاکیسیٹر یمپلیفائر کے استحکام کو بہتر بناتا ہے اور اس کے ساتھ ساتھ پورے آؤٹ پٹ میں رقیب اور رینگ اثر کو روکتا ہے۔

آپٹ امپ کی فریکوئنسی معاوضہ - عملی نقالی

فریکوئینسی معاوضہ کو عملی طور پر سمجھنے کے ل let's ذیل کے سرکٹ پر غور کرکے اس کی تقلید کرنے کی کوشش کریں۔

سرکٹ LM393 کا استعمال کرتے ہوئے ایک سادہ منفی آراڈیفائر ہے۔ اس آپٹ امپ میں معاوضہ کیپسیسیٹر انبیلٹ نہیں ہے۔ ہم 100pF اہلیت والے بوجھ کے ساتھ Pspice میں سرکٹ کا نقالی بنائیں گے اور دیکھیں گے کہ یہ کم اور اعلی تعدد آپریشن میں کس طرح کارکردگی کا مظاہرہ کرے گا۔

اس کی جانچ کرنے کے لئے ، کسی کو سرکٹ کے اوپن لوپ گین اور فیز مارجن کا تجزیہ کرنے کی ضرورت ہے ۔ جیسا کہ اوپر دکھایا گیا ہے ، عین مطابق سرکٹ کا نقالی کرنے کے بعد سے یہ pspice کے لئے قدرے مشکل ہے ، جیسا کہ اس کے بند لوپ کی نمائندگی کرے گا۔ لہذا خصوصی غور کرنے کی ضرورت ہے۔ اسپیس میں اوپن لوپ گین انکولیشن (حاصل بمقابلہ مرحلہ) کے لئے مذکورہ بالا سرکٹ کو تبدیل کرنے کا مرحلہ ذیل میں بیان کیا گیا ہے ،

1. تاثرات کے جواب کو حاصل کرنے کے لئے ان پٹ کو بنیاد بنایا گیا ہے۔ آؤٹ پٹ میں بند لوپ ان پٹ کو نظرانداز کیا جاتا ہے۔
2. الٹی ان پٹ کو دو حصوں میں تقسیم کیا گیا ہے۔ ایک وولٹیج ڈیوائڈر اور دوسرا آپپی امپ کا منفی ٹرمینل۔
3. نقلی مرحلے کے دوران دو الگ الگ نوڈس اور شناختی مقاصد بنانے کے لئے دو حصوں کا نام تبدیل کیا گیا ہے۔ وولٹیج ڈیوائڈر سیکشن کا نام تبدیل کی گئی ہے اور منفی ٹرمینل کا نام انو پٹ رکھا گیا ہے۔ (الٹا ان پٹ)
4. یہ دو ٹوٹے ہوئے نوڈس 0V DC وولٹیج کے ذریعہ سے جڑے ہوئے ہیں۔ ایسا کیا گیا کیونکہ ، ڈی سی وولٹیج کی اصطلاح سے ، دونوں نوڈس میں ایک ہی وولٹیج ہے جو موجودہ آپریٹنگ پوائنٹ کی ضرورت کو پورا کرنے کے لئے سرکٹ کے لئے ضروری ہے۔
5. AC محرک کے 1V کے ساتھ وولٹیج کا ماخذ شامل کرنا۔ یہ AC تجزیہ کے دوران دو انفرادی نوڈس وولٹیج فرق کو 1 بننے پر مجبور کرتا ہے۔ اس معاملے میں ایک چیز لازمی ہے ، کہ آراء اور الٹا ان پٹ کا تناسب سرکٹس اوپن لوپ حاصل کرنے پر انحصار کرتا ہے۔

مندرجہ بالا اقدامات کرنے کے بعد ، سرکٹ اس طرح لگتا ہے۔

سرکٹ 15V +/- بجلی کی فراہمی ریل کا استعمال کرتے ہوئے چلتی ہے۔ آئیے سرکٹ کو نقل کرتے ہیں اور اس کے آؤٹ پٹ بوڈ پلاٹ کی جانچ کرتے ہیں۔

چونکہ سرکٹ میں تعدد معاوضہ نہیں ہے ، جیسا کہ توقع کی جاتی ہے کہ تخروپن کم تعدد میں زیادہ فائدہ اور اعلی تعدد میں کم فائدہ دکھا رہا ہے۔ نیز ، یہ مرحلہ وار بہت خراب مارجن دکھا رہا ہے۔ آئیے دیکھتے ہیں کہ 0dB حاصل کرنے کا مرحلہ کیا ہے؟

جیسا کہ آپ 0dB حاصل یا اتحاد حاصل کراس اوور پر بھی دیکھ سکتے ہیں ، آپٹ امپ صرف 100pF اہلیت والے بوجھ پر فیز شفٹ میں 6 ڈگری فراہم کررہی ہے۔

اب آئی پی پی میں ملر معاوضہ پیدا کرنے اور اس کا نتیجہ تجزیہ کرنے کے لئے تعدد معاوضہ ریزٹر اور کیپسیٹر کو شامل کرکے سرکٹ کو بہتر بنائیں ۔ ایک 50 اوہم نال ریزٹر آپیپ امپ میں اور 100pF معاوضہ کیپسیٹر کے ساتھ آؤٹ پٹ میں لگایا جاتا ہے۔

نقالی ہو چکی ہے اور وکر نیچے کی طرح لگتا ہے ،

فیز وکر اب بہت بہتر ہے۔ 0dB حاصل کرنے میں مرحلے میں تبدیلی تقریبا 45.5 ڈگری ہے۔ تعدد معاوضہ کی تکنیک کا استعمال کرتے ہوئے یمپلیفائر استحکام میں انتہائی اضافہ کیا گیا ہے۔ لہذا ، یہ ثابت ہے کہ آپپ نقشہ کے بہتر استحکام کے ل frequency تعدد معاوضہ کی تکنیک کی بہت سفارش کی جاتی ہے۔ لیکن بینڈوتھ کم ہوجائے گی۔

اب ہم افیمپ کے تعدد معاوضے کی اہمیت اور عدم استحکام کی پریشانیوں سے بچنے کے ل our اپنے اوپ امپ ڈیزائنوں میں اس کا استعمال کس طرح سمجھتے ہیں۔ امید ہے کہ آپ کو ٹیوٹوریل پڑھنے میں بہت اچھا لگا اور آپ نے مفید کچھ سیکھا۔ اگر آپ کے ذہن میں کوئی سوال ہے تو وہ ہمارے فورمز میں یا نیچے تبصرہ والے حصے میں چھوڑ دیں۔