اوپ کا استعمال کرتے ہوئے انسٹرمنٹ ایمپلیفائر سرکٹ

ہمارے الیکٹرانک سسٹم کو سمجھنے کے ل Al تقریبا all تمام قسم کے سینسر اور ٹرانس ڈوسیسر حقیقی دنیا کے پیرامیٹرز جیسے روشنی ، درجہ حرارت ، وزن وغیرہ کو وولٹیج کی اقدار میں بدلتے ہیں۔ اس وولٹیج کی سطح میں تغیرات حقیقی دنیا کے پیرامیٹرز کا تجزیہ / پیمائش کرنے میں ہماری مدد کریں گے ، لیکن کچھ ایپلی کیشنز جیسے بایومیڈیکل سینسر میں یہ تغیر بہت کم ہے (نچلی سطح کے سگنل) اور یہاں تک کہ منٹ کی مختلف حالتوں کا بھی ٹریک رکھنا بہت ضروری ہے۔ قابل اعتماد ڈیٹا حاصل کریں۔ ان ایپلی کیشنز میں ایک انسٹرومنٹ یمپلیفائر استعمال ہوتا ہے۔

ایک انسٹرومینٹیشن یمپلیفائر عرف INO یا in-amps نام سے پتہ چلتا ہے کہ وولٹیج میں تغیر کو بڑھا دیتا ہے اور کسی دوسرے آپپی امپ کی طرح تفریق پیدا کرتا ہے۔ لیکن عام یمپلیفائر کے برعکس انسٹرومینٹیشن ایمپلیفائرز کو اچھ gainے کے ساتھ اعلی ان پٹ مائبادا پڑے گا جبکہ عام طور پر تفریق والے آدانوں کے ساتھ عام موڈ شور کو مسترد کرتے ہوئے۔ یہ ٹھیک ہے اگر آپ اب نہیں مل پاتے ہیں ، اس مضمون میں ہم ان انسٹرومینٹیشن ایمپلیفائر کے بارے میں سیکھیں گے اور چونکہ یہ آایسی اوپی ایم پی کے مقابلے میں نسبتا expensive مہنگے ہیں لہذا ہم یہ بھی سیکھیں گے کہ عام اوپی- AMP جیسے LM385 یا LM324 کو استعمال کرنے کا طریقہ ہمارے استعمال کے ل for اسٹرومینٹیشن یمپلیفائر اور اس کا استعمال کریں۔ وولٹیج ایڈڈر اور وولٹیج سب ٹریکٹر سرکٹ کی تعمیر کے ل Op اوپی ایمپیس کا استعمال بھی کیا جاسکتا ہے۔

ایک انسٹرومنٹ یمپلیفائر آئی سی کیا ہے؟

عام آپٹ ایمپسیس آایسی کے علاوہ ہمارے پاس کچھ خاص قسم کے یمپلیفائر بھی ہیں جیسے انسٹرومینٹیشن ایمپلیفائر جیسے آئی این اے 114 آئی سی۔ یہ کچھ مخصوص ایپلی کیشنز کے لئے ایک دوسرے کے ساتھ مل کر کچھ عام آپپس سے زیادہ کچھ نہیں ہے۔ اس کے بارے میں مزید جاننے کے ل lets آئی این اے 114 کے ڈیٹاشیٹ کو اس کے اندرونی سرکٹ ڈایاگرام کے ل. دیکھیں۔

جیسا کہ آپ دیکھ سکتے ہیں کہ آئی سی دو سگنل وولٹیجز V _IN - اور V _IN + _میں لیتا ہے ، آئیے تفہیم کی آسانی کے ل let's انہیں اب سے V1 اور V2 پر غور کریں۔ فارمولوں کا استعمال کرتے ہوئے آؤٹ پٹ وولٹیج (V _O) کا حساب لگایا جاسکتا ہے

V _O = G (V2 - V1)

جہاں ، جی آپپی امپ کا فائدہ ہے اور اسے بیرونی ریزسٹر آر _جی کا استعمال کرتے ہوئے مرتب کیا جاسکتا ہے اور مندرجہ ذیل فارمولوں کا استعمال کرکے حساب کیا جاسکتا ہے

جی = 1+ (50 ک Ω / آر جی)

نوٹ: قدر 50k اوہم صرف INA114 IC کے لئے لاگو ہے کیونکہ اس میں 25 ک (25 + 25 = 50) کے مزاحم استعمال ہوتے ہیں۔ آپ بالترتیب دوسرے سرکٹس کی قیمت کا حساب لگاسکتے ہیں۔

لہذا بنیادی طور پر اب اگر آپ اس پر نگاہ ڈالیں تو ، ایک انپ امپ صرف دو وولٹیج ذرائع کے مابین فرق فراہم کرتا ہے جو ایک بیرونی رزسٹر کے ذریعہ مقرر کیا جاسکتا ہے۔ کیا یہ آواز واقف ہے؟ اگر نہیں تو امتیازی یمپلیفائر ڈیزائن پر ایک نظر ڈالیں اور واپس آئیں۔

جی ہاں ، یہ بالکل وہی ہے جس سے ایک تفاصلی امپلیفائر کرتا ہے اور اگر آپ قریب سے دیکھیں تو آپ کو یہ بھی معلوم ہوسکتا ہے کہ مذکورہ شبیہہ میں آپٹ امپ A3 ایک امتیازی یمپلیفائر سرکٹ کے علاوہ کچھ نہیں ہے۔ لہذا عام آدمی کی شرائط میں ، ایک انسٹرمینٹیشن-امپ ایک اور طرح کا امتیازی یمپیلیفائر ہے لیکن زیادہ فوائد جیسے اعلی ان پٹ رکاوٹ اور آسانی سے حاصل کرنا کنٹرول وغیرہ۔ یہ فوائد ڈیزائن میں دیگر دو آپپی امپ (A2 اور A1) کی وجہ سے ہیں ، ہم اگلی عنوان میں اس کے بارے میں مزید معلومات حاصل کریں گے۔

انسٹرومینٹیشن یمپلیفائر کو سمجھنا

انسٹرومینٹیشن یمپلیفائر کو مکمل طور پر سمجھنے کے ل let's ، آئیے مندرجہ بالا شبیہہ کو معنی خیز بنائیں۔

جیسا کہ آپ دیکھ سکتے ہیں کہ ان-امپ صرف دو بفر آپٹ امپ سرکٹ اور ایک تفرقاتی آپٹ امپ سرکٹ کا مجموعہ ہے ۔ ہم انفرادی طور پر ان دونوں اپ-امپ ڈیزائن کے بارے میں سیکھ چکے ہیں ، اب ہم دیکھیں گے کہ ان کو کس طرح اختلافی آپ-امپ تشکیل دیا جاتا ہے۔

ڈیفنینٹل ایمپلیفائر اور انسٹرومنٹٹیشن یمپلیفائر کے مابین فرق

ہم نے پہلے ہی اپنے پچھلے مضمون میں ایک امتیاز یمپلیفائر ڈیزائن اور استعمال کرنے کا طریقہ سیکھا ہے۔ ڈیفرنشنل امپلیفائر کا کچھ خاص نقصان یہ ہے کہ ان پٹ ریزسٹرس کی وجہ سے ان پٹ میں بہت کم رکاوٹ ہے اور زیادہ عام موڈ حاصل ہونے کی وجہ سے اس کی سی ایم آر آر بہت کم ہے۔ بفر سرکٹ کی وجہ سے انسٹرمینٹیشن ایمپلیفائر میں ان پر قابو پالیا جائے گا۔

اس کے علاوہ ایک امتیازی یمپلیفائر میں ہمیں یمپلیفائر کی حاصل قیمت کو تبدیل کرنے کے ل a بہت سارے ریزٹرز کو تبدیل کرنے کی ضرورت ہے لیکن ایک امتیازی یمپلیفائر میں ہم محض ایک ریزسٹر قدر کو ایڈجسٹ کرکے حاصل پر قابو پا سکتے ہیں۔

آپٹیمپ (LM358) کا استعمال کرتے ہوئے انسٹرومینٹیشن یمپلیفائر

اب آئی پی او پی ایم کا استعمال کرتے ہوئے ایک عملی انسٹرومنٹٹیشن یمپلیفائر بنائیں اور دیکھیں کہ یہ کیسے کام کر رہا ہے۔ وپی- AMP اوزار یمپلیفائر سرکٹ کہ میں استعمال کر رہا ہوں مندرجہ ذیل ہے.

سرکٹ میں ایک ساتھ تین آپپ امپ کی ضرورت ہوتی ہے۔ میں نے دو ایل ایم 358 آئی سی استعمال کیے ہیں ۔ LM358 ایک ڈوئل پیکیج آپٹ امپ ہے جس میں یہ ہے کہ اس میں ایک پیکج میں دو آپپ امپ ہیں لہذا ہمیں اپنے سرکٹ کے ل them ان میں سے دو کی ضرورت ہے۔ اسی طرح آپ تین سنگل پیکیج LM741 آپٹ امپ یا ایک کواڈ پیکیج LM324 آپٹیمپ کا استعمال بھی کرسکتے ہیں۔

مذکورہ بالا سرکٹ میں ، آپٹ امپ U1: A اور U1: B ولٹیج بفر کے طور پر کام کرتا ہے جس سے اعلی ان پٹ رکاوٹ کو حاصل کرنے میں مدد ملتی ہے۔ آپٹ امپ U2: A ایک امتیازی آپشن کے بطور کام کرتا ہے۔ چونکہ امتیازی آپی امپ کے تمام رزسٹرس 10 ک ہیں ، یہ وحدت کو حاصل کرنے والے تفرقی یمپلیفائر کے معنی میں کام کرتا ہے جس کا مطلب ہے کہ آؤٹ پٹ وولٹیج پن 3 اور یو 2 کے پن 2 کے درمیان وولٹیج کا فرق ہوگا: A۔

انسٹرو یمپلیفائر سرکٹ کی پیداوار میں وولٹیج فارمولوں ذیل میں استعمال کرتے ہوئے شمار کیا جا سکتا ہے.

ووٹ = (V2-V1) (1+ (2R / Rg))

جہاں ، R = مزاحم کار سرکٹ کی قدر کرتے ہیں۔ یہاں R = R2 = R3 = R4 = R5 = R6 = R7 جو 10k ہے

آر جی = گین ریسسٹٹر۔ یہاں آر جی = آر 1 جو 22 ک ہے۔

لہذا آر اور آر جی کی قیمت یمپلیفائر کے حصول کا فیصلہ کرتی ہے۔ فائدہ کی قدر کا حساب کتاب کیا جاسکتا ہے

حاصل = (1+ (2R / Rg))

آلے یمپلیفائر کا تخروپن

مذکورہ بالا سرکٹ جب نقلی درج ذیل نتائج دیتا ہے۔

جیسا کہ آپ دیکھ سکتے ہیں کہ ان پٹ وولٹیجز V1 2.8V ہے اور V2 3.3V ہے۔ R کی قدر 10k اور Rg کی قیمت 22k ہے۔ مذکورہ فارمولوں میں ان تمام اقدار کو رکھنا

ووٹ = (V2-V1) (1+ (2R / Rg)) = (3.3-2.8) (1+ (2x10 / 22)) = (0.5) * (1.9) = 0.95V

ہمیں آؤٹ پٹ وولٹیج کی قیمت 0.95V بنتی ہے جو اوپر والے نقلی سے ملتی ہے۔ لہذا مذکورہ سرکٹ کا فائدہ 1.9 ہے اور وولٹیج کا فرق 0.5V ہے۔ لہذا یہ سرکٹ بنیادی طور پر ان پٹ وولٹیجز کے مابین فرق کی پیمائش کرے گا اور اسے فائدہ سے ضرب دے گا اور اسے آؤٹ پٹ وولٹیج کی طرح پیدا کرے گا۔

آپ یہ بھی دیکھ سکتے ہیں کہ ان پٹ وولٹیج V1 اور V2 ریزسٹر آر جی کے اس پار ظاہر ہوتا ہے اس کی وجہ آپپی امپ U1: A اور U1: B کے منفی آراء کی وجہ سے ہے۔ اس سے یہ یقینی بنتا ہے کہ Rg کے پار وولٹیج کا ڈراپ V1 اور V2 کے درمیان وولٹیج کے فرق کے برابر ہے جس کی وجہ سے ریزٹرس R5 اور R6 کے ذریعہ موجودہ مقدار کی روانی ہوجاتی ہے جس سے پن 3 پر وولٹیج بن جاتا ہے اور آپ پیٹ U2 پر 2 پن ہوجاتا ہے: A۔ اگر آپ مزاحمت کاروں سے پہلے وولٹیج کی پیمائش کرتے ہیں تو آپ آپ outputپی امپ U1: A اور U1: B سے اصل آؤٹ پٹ وولٹیج دیکھ سکتے ہیں جس کا فرق نقلی شکل میں اوپر دکھائے جانے والے آؤٹ پٹ وولٹیج کے برابر ہوگا۔

ہارڈ ویئر پر انسٹرومنٹ یمپلیفائر سرکٹ کی جانچ کرنا

کافی تھیوری دراصل ایک بریڈ بورڈ پر ایک ہی سرکٹ بنانے اور وولٹیج کی سطح کی پیمائش کرنے دیتی ہے۔ میرا کنکشن سیٹ اپ نیچے دکھایا گیا ہے۔

میں نے بریڈ بورڈ بجلی کی فراہمی کا استعمال کیا ہے جو ہم نے پہلے تعمیر کیا تھا۔ یہ بورڈ 5V اور 3.3V دونوں کی فراہمی کرسکتا ہے۔ میں سگنل ان پٹ وولٹیج V2 کی حیثیت سے اپنے دونوں آپ -ایمپس اور 3.3V کو طاقت کے لئے 5V ریل کا استعمال کررہا ہوں۔ دوسرے ان پٹ وولٹیج V2 میرے آر پی ایس کا استعمال کرتے ہوئے 2.8V پر سیٹ کیا گیا ہے۔ چونکہ میں نے R کے لئے 10k ریزسٹر اور R1 کے لئے 22k ریزسٹر بھی استعمال کیا ہے اس سرکٹ کا فائدہ 1.9 ہوگا۔ فرق وولٹیج 0.5V ہے اور فائدہ 1.9 پروڈکٹ ہے جس میں سے ہمیں 0.95V دے گا آؤٹ پٹ وولٹیج جو ملٹی میٹر کا استعمال کرتے ہوئے شبیہہ میں ماپا اور ظاہر کیا جاتا ہے۔ انسٹرو یمپلیفائر سرکٹ کی مکمل کام ویڈیو میں شو ہے ذیل میں منسلک.

اسی طرح آپ مذکورہ بالا فارمولوں کا استعمال کرکے جتنا بھی ضروری ہے فائدہ اٹھانے کے لئے R1 کی قدر کو تبدیل کرسکتے ہیں۔ چونکہ اس یمپلیفائر کے حصول کو سنگل ریزسٹر کا استعمال کرتے ہوئے آسانی سے کنٹرول کیا جاسکتا ہے۔ یہ اکثر آڈیو سرکٹس کے لئے حجم کنٹرول میں استعمال ہوتا ہے۔

امید ہے کہ آپ سرکٹ کو سمجھ گئے ہوں گے اور کچھ مفید چیز سیکھنے میں لطف اندوز ہوں گے۔ اگر آپ کے ذہن میں کوئی سوال ہے تو انہیں نیچے تبصرہ سیکشن میں چھوڑ دیں یا تیز جواب کے لئے فورم کا استعمال کریں۔