آپریٹنگ امپلیفائر کو تبدیل کرنا

آپ-امپ (آپریشنل امپلیفائر) اینالاگ الیکٹرانکس کی ریڑھ کی ہڈی ہے۔ ایک آپریشنل امپلیفائر ایک DC-coupled الیکٹرانک جزو ہے جو مزاحم آراء کا استعمال کرتے ہوئے ایک انفرادی ان پٹ سے وولٹیج کو بڑھاتا ہے۔ اوپ امپس اس کی استعداد کے لئے مشہور ہے کیونکہ ان کو کئی طریقوں سے تشکیل دیا جاسکتا ہے اور اسے مختلف پہلوؤں میں استعمال کیا جاسکتا ہے۔ ایک آپٹ امپ سرکٹ میں کچھ متغیرات ہوتے ہیں جیسے بینڈوتھ ، ان پٹ ، اور آؤٹ پٹ مائبادہ ، گنجائش کا فرق مختلف انٹیگریٹڈ سرکٹ (آئی سی) پیکیج میں بہت ساری اوپی ایمپیس دستیاب ہیں ، کچھ اوپ امپ آئسی کے پاس ایک ہی پیکیج میں دو یا زیادہ آپپ امپ ہیں۔ LM358 ، LM741 ، LM386 کچھ عام طور پر استعمال شدہ اوپی امپ آئی سی ہیں۔ آپ ہمارے اوپی امپ سرکٹس سیکشن پر عمل کرکے آپپی امپ کے بارے میں مزید معلومات حاصل کرسکتے ہیں۔

ایک آپٹ امپ میں پاور ڈبل کے ساتھ دو تفرقی ان پٹ اور آؤٹ پٹ پن ہوتا ہے۔ وہ دو تفرقی ان پٹ الٹی پن یا منفی اور غیر الٹی پن یا مثبت ہیں۔ ایک آپٹ امپ ان دو ان پٹ پنوں کے درمیان وولٹیج میں فرق کو بڑھا دیتا ہے اور اس کے وؤٹ یا آؤٹ پٹ پن میں عمدہ پیداوار فراہم کرتا ہے۔

ان پٹ کی قسم پر منحصر ہے ، آپٹ امپ کو انورٹنگ یمپلیفائر یا نان انورٹنگ امپلیفائر کے طور پر درجہ بندی کیا جاسکتا ہے۔ پچھلے نون-انورٹنگ آپٹ امپ ٹیوٹوریل میں ، ہم نے دیکھا ہے کہ غیر انورٹنگ ترتیب میں یمپلیفائر کا استعمال کیسے کریں۔ اس ٹیوٹوریل میں ، ہم سیکھیں گے کہ انورٹنگ کنفیگریشن میں آپپی امپ کا استعمال کیسے کریں ۔

آپریشنل یمپلیفائر کنفیگریشن کو تبدیل کرنا

اسے انورٹنگ ایمپلیفائر کہا جاتا ہے کیونکہ آپٹ ایمپ ان پٹ سگنل کے سلسلے میں آؤٹ پٹ سگنل کے مرحلے کے زاویہ کو بالکل 180 ڈگری میں تبدیل کرتا ہے۔ پہلے کی طرح ہی ، ہم رائے کے سرکٹ کو بنانے اور یمپلیفائر کے پار ایک بند لوپ سرکٹ بنانے کے لئے دو بیرونی ریزسٹرس کا استعمال کرتے ہیں۔

نان الورٹنگ کنفیگریشن میں ، ہم نے یمپلیفائر کے پار مثبت تاثرات فراہم کیں ، لیکن ترتیب کو تبدیل کرنے کے ل we ، ہم اوپ امپ سرکٹ میں منفی آراء پیش کرتے ہیں۔

آئیے آپپی امپ ترتیب کو تبدیل کرنے کیلئے کنکشن ڈایاگرام دیکھتے ہیں

مذکورہ بالا inverting op-amp میں ، ہم دیکھ سکتے ہیں کہ R1 اور R2 آپٹ امپ سرکٹ میں ضروری تاثرات فراہم کر رہے ہیں۔ R2 Resistor کے سگنل ان پٹ رزسٹر ہے، اور R1 رزسٹر آراء رزسٹر ہے. یہ آراء سرکٹ فرقی ان پٹ وولٹیج کو تقریبا صفر پر مجبور کرتا ہے ۔

رائے آپٹ امپ کے منفی ٹرمینل میں مربوط ہوتی ہے اور مثبت ٹرمینل زمین کے اس پار جڑا ہوا ہے۔ انورٹنگ ان پٹ کے پار وولٹیج کی صلاحیت نان الورٹنگ ان پٹ کی وولٹیج صلاحیت کے برابر ہے۔ لہذا ، غیر الٹ ان پٹ کے پار ، ایک ورچوئل ارتھ سمنگ پوائنٹ تیار ہوتا ہے ، جو زمین یا زمین کی طرح ہی صلاحیت میں ہے۔ آپٹ امپ ایک امتیازی یمپلیفائر کے طور پر کام کرے گا ۔

لہذا ، آپٹ امپ کو تبدیل کرنے کی صورت میں ، ان پٹ ٹرمینل میں موجودہ بہاؤ نہیں ہیں ، ان پٹ وولٹیج بھی دو مزاحم کاروں کے آراء رائے وولٹیج کے برابر ہے کیونکہ وہ دونوں مشترکہ ورچوئل گراؤنڈ سورس ہیں۔ ورچوئل گراؤنڈ کی وجہ سے ، آپٹ امپ کی ان پٹ مزاحمت آپپی امپ کے ان پٹ ریزسٹر کے برابر ہے جو R2 ہے۔ اس آر 2 کا بند لوپ گین کے ساتھ رشتہ ہے اور یہ فائدہ بیرونی مزاحموں کے تناسب سے طے کیا جاسکتا ہے جو رائے کے طور پر استعمال ہوتا ہے۔

چونکہ ان پٹ ٹرمینل میں موجودہ بہاؤ موجود نہیں ہے اور امتیازی ان پٹ وولٹیج صفر ہے ، اس لئے ہم اختیاری AMP کے بند لوپ گین کا حساب لگاسکتے ہیں۔ آپپی امپ کی تشکیل اور اس کے کام کے بارے میں لنک پر عمل کرکے مزید معلومات حاصل کریں۔

Inverting Op-amp کا فائدہ

مذکورہ شبیہہ میں ، دو ریزسٹرس آر 2 اور آر 1 دکھائے گئے ہیں ، جو وولٹیج ڈیوائڈر فیڈ بیک ریسٹسٹر ہیں جن کا استعمال انورٹنگ اوپ امپ کے ساتھ کیا جاتا ہے۔ R1 آپ کی رائے مزاحم (Rf) ہے اور R2 ان پٹ ریزسٹر (Rin) ہے۔ اگر ہم ریسائسٹر کے ذریعہ بہنے والے موجودہ کا حساب لگائیں تو-

i = (Vin - Vout) / (Rin (R2) - Rf (R1))

چونکہ ڈاؤٹ تقسیم کرنے والا وسط نقطہ ہے ، لہذا ہم نتیجہ اخذ کرسکتے ہیں

جیسا کہ ہم نے پہلے بیان کیا ، ورچوئل گراؤنڈ یا اسی نوڈ سمٹنگ پوائنٹ کی وجہ سے ، فیڈ بیک وولٹیج 0 ، ڈاؤٹ = 0 ہے۔

تو ، بند لوپ حاصل کرنے کے لئے الٹی امپلیفائر فارمولہ ہوگا

حاصل (اوس) = (ووٹ / ون) = - (آر ایف / رن)

لہذا ، اس فارمولے سے ، جب چار دیگر متغیرات دستیاب ہوں تو ہمیں چاروں متغیرات میں سے کوئی بھی ملتا ہے۔ اوپ امپ گین کیلکولیٹر کو ایک انورٹنگ اوپی امپ کے حصول کا حساب کتاب کرنے کے لئے استعمال کیا جاسکتا ہے۔

جیسا کہ ہم فارمولے میں ایک منفی علامت دیکھ سکتے ہیں ، ان پٹ سگنل کے مرحلے کے برعکس آؤٹ پٹ 180 ڈگری مرحلے سے باہر ہوگی۔

انورٹنگ ایمپلیفائر کی عملی مثال

مذکورہ شبیہہ میں ، ایک آپٹ امپ کی ترتیب دکھائی گئی ہے ، جہاں دو آراء مزاحم آپ the امپ میں ضروری تاثرات فراہم کررہے ہیں۔ ریزسٹر R2 جو ان پٹ ریزسٹر ہے اور R1 فیڈ بیک ریزٹر ہے۔ ان پٹ ریزسٹر R2 جس میں مزاحمت کی قیمت 1K اوہم ہے اور فیڈ بیک ریزٹر R1 میں 10k اوہم کی مزاحمت کی قیمت ہے۔ ہم آپٹ امپ کے الٹا فائدہ کو حساب دیں گے۔ آراء منفی ٹرمینل میں مہیا کی گئی ہیں اور مثبت ٹرمینل زمین کے ساتھ جڑا ہوا ہے۔

آپٹ امپ سرکٹ کو حاصل کرنے کے لئے فارمولا۔

حاصل (اوس) = (ووٹ / ون) = - (آر ایف / رن)

مذکورہ بالا سرکٹ میں Rf = R1 = 10k اور Rin = R2 = 1k

تو ، گین (اے وی) = (ووٹ / ون) = - (آر ایف / رن) گین (ای وی) = (ووٹ / ون) = - (10 ک / 1 ک)

لہذا یہ فائدہ -10 اوقات ہوگا اور پیداوار 180 ڈگری مرحلے سے باہر ہوگی۔

اب ، اگر ہم آپپی امپ کے حصول کو -20 مرتبہ بڑھا دیتے ہیں تو ، اگر ان پٹ ریزسٹر ایک ہی ہوگا تو آپ کے آراء سے فائدہ اٹھانے والے کی قیمت کیا ہوگی؟ تو ،

حاصل = -20 اور رن = R2 = 1 ک۔ -20 = - (آر 1/1 ک) آر 1 = 20 ک

لہذا ، اگر ہم 10 ک ویلیو کو 20k تک بڑھا دیتے ہیں تو ، آپٹ امپ کا فائدہ -20 بار ہوگا۔

ہم مزاحموں کے تناسب کو تبدیل کرکے آپپی امپ کے حصول میں اضافہ کرسکتے ہیں ، تاہم ، یہ بہتر نہیں ہے کہ کم مزاحمت کو رن یا آر 2 کی طرح استعمال کریں۔ چونکہ مزاحمت کی کم قیمت ان پٹ رکاوٹ کو کم کرتی ہے اور ان پٹ سگنل پر بوجھ پیدا کرتی ہے۔ میں عام مقدمات قدر 10K کرنے 4.7k سے ان پٹ رزسٹر کے لئے استعمال کیا جاتا ہے.

جب اعلی فائدہ کی ضرورت ہوتی ہے اور ہمیں ان پٹ میں تیز رکاوٹ کو یقینی بنانا چاہئے تو ہمیں رائے کے خلاف مزاحمت کاروں کی قدر میں اضافہ کرنا چاہئے۔ لیکن یہ بھی مشورہ نہیں کیا جاتا ہے کہ Rf کے پار بہت زیادہ قیمت والے ریزسٹر استعمال کریں۔ اعلی تاثرات کو روکنے والا غیر مستحکم فائدہ کا مارجن فراہم کرتا ہے اور محدود بینڈوتھ سے متعلقہ کارروائیوں کے لئے عملی انتخاب نہیں ہوسکتا ہے۔ عام قدر 100 ک یا اس سے تھوڑا سا زیادہ فیڈ بیک ریساسٹر میں استعمال ہوتی ہے ۔

ہمیں اعلی فائدہ پر معتبر آپریشن کے لئے اوپی امپ سرکٹ کی بینڈوڈتھ کو بھی چیک کرنے کی ضرورت ہے۔

سمپلنگ یمپلیفائر یا اوپ امپ ایڈڈر سرکٹ

ایک الٹی آپٹ امپ مختلف مقامات پر استعمال کیا جاسکتا ہے جیسے اوپی امپ سمنگ امپلیفائر ۔ انورٹنگ اوپ امپ کی ایک اہم درخواست امپلیفائر یا ورچوئل ارتھ مکسر کا خلاصہ ہے۔

مذکورہ شبیہہ میں ، ایک ورچوئل ارتھ مکسر یا سمنگ یمپلیفائر دکھایا گیا ہے جہاں ایک الٹی آپٹ امپ متعدد مختلف سگنلوں کو ملا کر اس کے الٹ ٹرمینل میں ہے۔ ایک inverting یمپلیفائر ان پٹ عملی طور پر زمین کی صلاحیت پر ہے جو آڈیو مکسنگ سے متعلق کام میں ایک بہترین مکسر سے متعلق ایپلی کیشن فراہم کرتا ہے۔

جیسا کہ ہم دیکھ سکتے ہیں مختلف ان پٹ ریزسٹرس کا استعمال کرتے ہوئے منفی ٹرمینل میں مختلف سگنل ایک ساتھ مل جاتے ہیں۔ سگنل کے مختلف آدانوں کی تعداد کی کوئی حد نہیں ہے۔ ہر ایک مختلف سگنل پورٹ کا فائدہ رائے کے مزاحم R2 اور خاص چینل کے ان پٹ ریزسٹر کے تناسب سے طے ہوتا ہے۔

نیز آپپی امپ پر مبنی مختلف سرکٹس پر عمل کرکے آپپی امپ کی درخواستوں کے بارے میں مزید معلومات حاصل کریں۔ یہ انورٹنگ اوپی امپ کی ترتیب مختلف فلٹرز میں بھی استعمال کی جاتی ہے جیسے ایکٹو لو پاس یا ایکٹو ہائی پاس فلٹر۔

ٹرانس امپیڈینس یمپلیفائر سرکٹ

اوپی ایم پی انورٹنگ امپلیفائر کا ایک اور استعمال یمپلیفائر کو ٹرانس امپیڈینس یمپلیفائر کے بطور استعمال کررہا ہے۔

اس طرح کے سرکٹ میں ، آپٹ امپ انتہائی کم ان پٹ موجودہ کو اسی طرح کے آؤٹ پٹ وولٹیج میں تبدیل کرتا ہے۔ تو ، ایک ٹرانس امپیڈینس یمپلیفائر موجودہ کو وولٹیج میں بدل دیتا ہے ۔

یہ موجودہ فوٹوڈیڈوڈ ، ایکسلرومیٹر ، یا دوسرے سینسر سے تبدیل کرسکتا ہے جو کم موجودہ پیدا کرتا ہے اور ٹرانس امپیڈنس یمپلیفائر کا استعمال کرتے ہوئے موجودہ کو وولٹیج میں تبدیل کیا جاسکتا ہے۔

مذکورہ شبیہہ میں ، ایک الٹی آپٹ امپ ٹرانس امپیڈینس یمپلیفائر بنانے کے لئے استعمال ہوتی ہے جو فوٹو ڈایڈڈ سے حاصل کردہ موجودہ کو وولٹیج میں تبدیل کرتی ہے۔ یمپلیفائر فوٹوڈوڈ کے پار کم رکاوٹ فراہم کرتا ہے اور آپپی امپ آؤٹ پٹ وولٹیج سے تنہائی پیدا کرتا ہے۔

مذکورہ بالا سرکٹ میں ، صرف ایک آراء مزاحم استعمال کیا جاتا ہے۔ R1 ایک اعلی قدر کی رائے کو روکنے والا ہے۔ ہم اس R1 ریزسٹر کی قیمت کو تبدیل کرکے فائدہ حاصل کرسکتے ہیں۔ آپٹ امپ کا اعلی فائدہ مستحکم حالت کا استعمال کرتا ہے جہاں فوٹوڈیڈ موجودہ موجودہ مزاحم R1 کے ذریعہ فیڈ بیک فیڈ کے برابر ہے۔

چونکہ ہم فوٹو ڈایڈ کے پار کوئی بیرونی تعصب فراہم نہیں کرتے ہیں ، لہذا فوٹوڈیڈ کی ان پٹ آفسیٹ وولٹیج بہت کم ہے ، جو بغیر کسی آؤٹ پٹ آفسیٹ وولٹیج کے بڑے وولٹیج حاصل کرتی ہے۔ فوٹو ڈایڈڈ کا حالیہ ہائی آؤٹ پٹ وولٹیج میں تبدیل ہوجائے گا۔

انورٹنگ آپٹ امپ کے دیگر اطلاق ہیں ۔

فیز شفٹر
انٹیگریٹر
سگنل میں توازن سے متعلق کام
لکیری آریف مکسر
مختلف سینسر آؤٹ پٹ کے لver انورٹنگ آپٹ امپ کا استعمال کرتے ہیں۔