آپریشنل امپلیفائر انٹیگریٹر سرکٹ: تعمیراتی ، کام کرنے اور ایپلی کیشنز

اوپی امپ یا آپریشنل امپلیفیر اینالاگ الیکٹرانکس کی ریڑھ کی ہڈی ہے اور بہت سی ایپلی کیشنز میں سے جیسے سمنگ یمپلیفائر ، ڈوورسولینٹ ایمپلیفائر ، انسٹرمینٹیشن ایمپلیفائر ، او پی امپ کو انٹیگریٹر کے طور پر بھی استعمال کیا جاسکتا ہے جو ینالاگ سے متعلقہ ایپلی کیشن میں بہت مفید سرکٹ ہے۔

اوپ امپ کی آسان ایپلی کیشنز میں ، پیداوار ان پٹ طول و عرض کے متناسب ہے۔ لیکن جب آپٹ امپ کو ایک انٹیگریٹر کے طور پر تشکیل دیا جاتا ہے تو ، ان پٹ سگنل کی مدت پر بھی غور کیا جاتا ہے۔ لہذا ، ایک آپٹ امپ پر مبنی انٹیگریٹر وقت کے حوالے سے ریاضی کے انضمام کو انجام دے سکتا ہے۔ انٹیگریٹر ان پٹ وولٹیج کا اٹوٹ براہ راست متناسب ہے جس وپی- AMP، بھر میں ایک آؤٹ پٹ وولٹیج کی پیداوار؛ لہذا آؤٹ پٹ وولٹیج پر انحصار ہوتا ہے جو وقفہ وقفہ سے ہوتا ہے۔

آپٹ امپ انٹیگریٹر سرکٹ کی تعمیر اور کام کرنا

الیکٹرانکس میں اوپ امپ بہت وسیع پیمانے پر استعمال کیا جاتا ہے اور بہت سے مفید امپلیفائر سرکٹس کی تعمیر کے لئے استعمال ہوتا ہے۔

آپٹیمپ کا استعمال کرتے ہوئے سادہ انٹیگریٹر سرکٹ کی تعمیر میں دو غیر فعال اجزاء اور ایک فعال جزو کی ضرورت ہوتی ہے۔ دو غیر فعال اجزاء مزاحم اور کیپسیٹر ہیں۔ ریزسٹر اور کیپسیٹر فعال اجزاء آپ-امپ میں ایک پہلا آرڈر لو پاس فلٹر تشکیل دیتے ہیں۔ انٹیگریٹر سرکٹ اوپ-امپ امتیازی انجام دینے والے سرکٹ کے بالکل مخالف ہے۔

ایک عام اوپ امپ ترتیب میں دو ریزٹرز ہوتے ہیں ، جو تاثرات کا راستہ بناتے ہیں۔ انٹیگریٹر یمپلیفائر کے معاملے میں ، رائے کو روکنے والا ایک کیپسیٹر کے ساتھ بدلا جاتا ہے۔

مذکورہ تصویر میں ، ایک بنیادی انٹیگریٹر سرکٹ تین آسان اجزاء کے ساتھ دکھایا گیا ہے۔ ریزسٹر آر 1 اور کپیسیٹر سی 1 ایمپلیفائر کے اس پار جڑا ہوا ہے۔ یمپلیفائر انورٹنگ ترتیب میں ہے۔

اوپ امپ فائدہ لامحدود ہے ، لہذا یمپلیفائر کا انورٹنگ ان پٹ ایک مجازی بنیاد ہے۔ جب R1 کے پار ایک وولٹیج کا اطلاق ہوتا ہے تو ، موجودہ مزاحم کے ذریعہ بہنا شروع ہوتا ہے کیوں کہ سندارت کنندہ بہت کم مزاحمت رکھتا ہے۔ کاپاکیٹر رائے کی پوزیشن میں منسلک ہے اور سندارتر کی مزاحمت اہمیت نہیں رکھتی ہے۔

اس صورتحال میں ، اگر یمپلیفائر گین تناسب کا حساب لگائیں تو ، نتیجہ اتحاد سے کم نہیں ہوگا۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ فائدہ کا تناسب ، X _C / R ₁ بہت چھوٹا ہے۔ عملی طور پر ، کیپسیٹر کے پاس پلیٹوں کے مابین بہت کم مزاحمت ہوتی ہے اور R1 جس قدر قیمت رکھتا ہے ، X _C / R _{1 کا} آؤٹ پٹ نتیجہ بہت کم ہوگا۔

کیپسیٹر ان پٹ وولٹیج کے ذریعہ چارج کرنا شروع کردیتا ہے اور اسی تناسب میں ، سندارتر مائبادا بھی بڑھنا شروع ہوتا ہے۔ چارجنگ کی شرح آر سی کے ذریعہ مقرر کی جاتی ہے۔ R1 اور C1 کا مستقل وقت۔ اوپ امپ ورچوئل ارتھ اب رکاوٹ ہے اور منفی آراء ان پٹ میں ورچوئل ارتھ کی حالت کو برقرار رکھنے کے لئے اوپی ایم پی میں ایک آؤٹ پٹ وولٹیج تیار کرے گی۔

اوپی - امپ اس وقت تک ایک ریمپ آؤٹ پٹ تیار کرتا ہے جب تک کہ سندارتار سے مکمل معاوضہ نہ لیا جائے۔ مجازی زمین اور منفی آؤٹ پٹ کے درمیان ممکنہ فرق کے اثر و رسوخ سے کیپسیٹر چارج موجودہ کم ہوتا ہے۔

آپٹیمپ انٹیگریٹر سرکٹ کے آؤٹ پٹ وولٹیج کا حساب لگانا

مندرجہ بالا بیان کردہ مکمل طریقہ کار کو ریاضی کی تشکیل کا استعمال کرکے بیان کیا جاسکتا ہے۔

آئیے اوپر کی تصویر دیکھیں۔ آئی آر 1 موجودہ مزاحم ہے جو ریزٹر کے ذریعے بہتا ہے۔ جی ورچوئل گراؤنڈ ہے۔ Ic1 موجودہ کیپسیٹر سے بہہ رہا ہے۔

اگر کرچوف کا موجودہ قانون جنکشن جی ، جو ایک ورچوئل گراؤنڈ ہے ، کے اطراف میں لاگو ہوتا ہے تو ، آئی آر 1 انورٹنگ ٹرمینل (اوپی امپ پن 2) میں داخل ہونے والے موجودہ اور کیپاسٹر سی 1 سے گزرنے والی موجودہ رقم کا مجموعہ ہوگا۔

iR ₁ = i _{الٹی ٹرمینل} + iC ₁

چونکہ آپٹ امپ ایک مثالی اوپی امپ ہے اور جی نوڈ ایک ورچوئل گراؤنڈ ہے ، لہذا آپٹ امپ کے انورٹنگ ٹرمینل سے کوئی بہاؤ نہیں بہتا ہے۔ لہذا ، میں _{الٹی ٹرمینل} = 0

آئی آر ₁ = آئی سی ₁

کاپاکیٹر سی 1 میں وولٹیج کا موجودہ رشتہ ہے۔ فارمولا یہ ہے۔

I _C = C (dV _C / dt)

اب آئیے اس فارمولے کو عملی منظر نامے میں لاگو کریں۔

بنیادی انٹیگریٹر سرکٹ ، جو پہلے دکھایا گیا ہے ، میں ایک خرابی ہے۔ کیپسیٹر ڈی سی کو روکتا ہے اور اس کی وجہ سے ، اوپ-امپ سرکٹ کا ڈی سی حاصل لامحدود ہوجاتا ہے۔ لہذا ، اوپی امپ ان پٹ پر کوئی بھی ڈی سی وولٹیج ، اوپ امپ آؤٹ پٹ کو سیر کرتا ہے۔ اس مسئلے پر قابو پانے کے لئے ، کیپسیٹر کے متوازی طور پر مزاحمت شامل کی جاسکتی ہے۔ ریزٹر سرکٹ کے ڈی سی فوائد کو محدود کرتا ہے۔

انٹیگریٹر ترتیب میں آپ-امپ مختلف ان پٹ سگنل کو تبدیل کرنے میں مختلف آؤٹ پٹ فراہم کرتا ہے۔ سائن ویو ان پٹ ، مربع لہر ان پٹ یا سہ رخی لہر ان پٹ کے ہر معاملے میں انٹیگریٹر یمپلیفائر کا آؤٹ پٹ سلوک مختلف ہوتا ہے۔

اسکوائر ویو ان پٹ پر آپپی امپ انٹیگریٹر سلوک

اگر مربع لہر انٹیگریٹر یمپلیفائر کو ان پٹ کے بطور فراہم کی گئی ہے ، تو پیدا شدہ پیداوار ایک مثلث لہر ہوگی یا دانت کی لہر ہوگی۔ ایسے میں سرکٹ کو ریمپ جنریٹر کہا جاتا ہے ۔ مربع لہر میں ، وولٹیج کی سطح کم سے اونچی یا کم سے کم تک تبدیل ہوتی ہے ، جس کی وجہ سے کیپسیٹر چارج یا خارج ہوجاتا ہے۔

مربع لہر کی مثبت چوٹی کے دوران ، موجودہ مزاحم کے ذریعے بہنے کا آغاز اور اگلے مرحلے میں ، کیپسیٹر کے ذریعے موجودہ بہاؤ۔ چونکہ آپٹیمپ کے ذریعے موجودہ بہاؤ صفر ہے ، لہذا سندارتار سے معاوضہ لیا جاتا ہے۔ الٹا چیز مربع لہر ان پٹ کے منفی چوٹی کے دوران ہوگی۔ اعلی تعدد کے ل the ، سندارتار کو مکمل چارج کرنے کے لئے بہت کم وقت مل جاتا ہے۔

چارج اور نروہن کی شرح رزسٹر سندارتر مجموعہ پر انحصار. کامل انضمام کے لئے ، ان پٹ اسکوائر ویو کی فریکوئنسی یا وقفہ وقفہ سرکٹ ٹائم مستقل سے کم ہونا ضروری ہے ، جس کا حوالہ دیا جاتا ہے: T CR (T <= CR) سے کم یا اس کے برابر ہونا چاہئے۔

مربع لہروں کو پیدا کرنے کے لئے اسکوائر ویو جنریٹر سرکٹ کا استعمال کیا جاسکتا ہے۔

سیو لیو ان پٹ پر آپپی امپ انٹیگریٹر سلوک

اگر ایک آپٹ امپ پر مبنی انٹیگریٹر سرکٹ کے پار ان پٹ ایک سائن لہر ہے تو ، ان پٹ میں ترتیب دینے والی آپٹ امپ آؤٹ پٹ میں فیز سائن لہر سے 90 ڈگری پیدا کرتی ہے۔ اسے کوسائن لہر کہتے ہیں ۔ اس صورتحال کے دوران ، جب ان پٹ سائن لہر ہو تو ، انٹیگریٹر سرکٹ ایک فعال لو پاس فلٹر کے طور پر کام کرتا ہے ۔

جیسا کہ پہلے تبادلہ خیال کیا گیا ہے ، کہ کم تعدد میں یا ڈی سی میں ، سندارتر ایک مسدود کرنے والا موجودہ پیدا کرتا ہے جو آخر کار آراء اور آؤٹ پٹ وولٹیج کو کم کرتا ہے۔ ایسی صورت میں ، ایک ریزٹر کپاسٹر کے متوازی طور پر جڑا ہوا ہے۔ یہ شامل مزاحم ایک آراء کا راستہ فراہم کرتا ہے۔

مذکورہ تصویر میں ، ایک اضافی ریزسٹر آر 2 سندارتر سی 1 کے متوازی طور پر جڑا ہوا ہے ۔ آؤٹ پٹ سائن لہر مرحلے سے باہر 90 ڈگری ہے۔

سرکٹ کی کونے کی فریکوئنسی ہوگی

ایف سی = 1 / 2πCR2

اور مجموعی طور پر ڈی سی حاصل کرنے کا حساب کتاب لگا کر استعمال کیا جاسکتا ہے۔

فائدہ = -R2 / R1

سائن لہر جنریٹر سرکٹ انٹیگریٹر ان پٹ کے لئے سائن لہریں پیدا کرنے کے لئے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

سہ رخی لہر ان پٹ پر آپپی امپ انٹیگریٹر سلوک

سہ رخی لہر ان پٹ میں ، آپٹیمپ ایک بار پھر سینوسائڈیل لہر پیدا کرتا ہے۔ چونکہ یمپلیفائر کم پاس فلٹر کے طور پر کام کرتا ہے ، اعلی تعدد ہارمونکس بہت کم ہوجاتا ہے۔ آؤٹ پٹ سائن لہر صرف کم تعدد ہارمونکس پر مشتمل ہوتی ہے اور کم طول و عرض کی پیداوار ہوگی۔

آپٹ امپ انٹیگریٹر کی درخواستیں

1. انٹیگریٹر اس آلے کا ایک اہم حصہ ہے اور ریمپ نسل میں استعمال ہوتا ہے۔
2. فنکشن جنریٹر میں ، انٹیگریٹر سرکٹ کو سہ رخی لہر پیدا کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔
3. انٹیگریٹر لہر کی تشکیل کی سرکٹ میں استعمال ہوتا ہے جیسے مختلف قسم کے چارج یمپلیفائر۔
4. یہ ینالاگ کمپیوٹرز میں استعمال ہوتا ہے ، جہاں ینالاگ سرکٹ کا استعمال کرتے ہوئے انضمام کی ضرورت ہوتی ہے۔
5. ڈیجیٹل کنورٹر کے مطابق مطابق میں انٹیگریٹر سرکٹ بھی وسیع پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔
6. مختلف سینسر مفید نتائج کو دوبارہ پیش کرنے کے لئے انٹیگریٹر کا استعمال بھی کرتے ہیں۔