ٹرانسمیپڈینس امپلیفائر

آسان الفاظ میں سمجھانے کے لئے ٹرانسمیپڈنس امپلیفائر ایک کنورٹر سرکٹ ہے جو ان پٹ موجودہ کو متناسب آؤٹ پٹ وولٹیج میں تبدیل کرتا ہے ۔ جیسا کہ ہم جانتے ہیں جب موجودہ مزاحم سے گذرتا ہے تو وہ مزاحم کے پار ایک وولٹیج ڈراپ پیدا کرتا ہے جو موجودہ کی قدر اور خود قدر کی قیمت کے مطابق ہوگا۔ یہاں ، مزاحم کار کی قدر کو نظریاتی طور پر مستقل کرنے کا فرض کرتے ہوئے ، ہم وولٹیج کی قیمت کی بنیاد پر موجودہ کی قیمت کا حساب کتاب کرنے کے لئے اوہمس قانون کو آسانی سے استعمال کرسکتے ہیں۔ وولٹیج کنورٹر کا یہ سب سے بنیادی موجودہ ہے ، اور چونکہ ہم نے اسے پورا کرنے کے لئے ایک رزسٹر (غیر فعال عنصر) استعمال کیا ہے ، اسے ولٹیج کنورٹر میں ایک غیر فعال کرنٹ کہا جاتا ہے ۔

دوسری طرف ایک ٹرانسمیپڈنس امپلیفائر وولٹیج کنورٹر کے لئے ایک موجودہ موجودہ ہے کیونکہ یہ ان پٹ موجودہ کو متناسب آؤٹ پٹ وولٹیج میں تبدیل کرنے کے لئے اوپی امپ جیسے فعال جزو کا استعمال کرتا ہے۔ دوسرے فعال اجزاء جیسے بی جے ٹی ، آئی جی بی ٹی ، موسفٹ وغیرہ کا استعمال کرتے ہوئے ایکٹو I سے V کنورٹرس کی تعمیر بھی ممکن ہے ۔ وولٹیج کنورٹر میں سب سے زیادہ عام استعمال کیا جاتا ہے ٹرانسمیپڈینس امپلیفائر (ٹی آئی اے) ، لہذا اس مضمون میں ہم اس کے بارے میں مزید معلومات حاصل کریں گے۔ اپنے سرکٹ ڈیزائن میں اسے کس طرح استعمال کریں۔

ٹرانسپیڈینس امپلیفائر کی اہمیت

اب جب ہم جانتے ہیں کہ حریف کو بھی وولٹیج میں تبدیل کرنے کے ل؟ ایک رزسٹر استعمال کیا جاسکتا ہے ، تو ہمیں اوپی امپ کا استعمال کرتے ہوئے وولٹیج کنورٹرز میں ایک فعال موجودہ کیوں بنانا ہے؟ اس سے کیا فائدہ اور اہمیت ہے جو Passive V سے I کنورٹرز کے مقابلے میں ہے؟

اس کا جواب دینے کے ل lets یہ سمجھنے دیتا ہے کہ فوٹوسنسیوٹیوڈیوڈ (موجودہ ماخذ) اپنے ٹرمینل میں اس پر پڑنے والی روشنی پر منحصر کرینٹ فراہم کرتا ہے اور آؤٹ پٹ موجودہ کو متناسب وولٹیج میں تبدیل کرنے کے ل phot ایک سادہ کم ویلیو ریسسٹار فوٹوڈیوڈ کے پار جڑا ہوا ہے۔ نیچے تصویر

مذکورہ بالا سرکٹ نظریہ کے لحاظ سے بہتر کام کرسکتا ہے لیکن عملی طور پر اس کی کارکردگی کو بیان کیا جائے گا کیوں کہ فوٹو ڈایڈڈ میں کچھ ناپسندیدہ کیپسیٹیو خصوصیات بھی شامل ہوں گی جنھیں آوارہ کیپسیٹینس کہتے ہیں۔ حس مزاحم کی ایک چھوٹی قیمت کے ل Due اس کی وجہ سے ، ٹائم مستقل (t) (t = احساس مزاحمت x اسٹرا کپیسیٹینس) چھوٹا ہوگا اور اس ل the فائدہ کم ہوگا۔ عین اس کے برعکس ہوتا ہے اگر احساس مزاحمت میں اضافہ ہوتا ہے تو ، فائدہ زیادہ ہوگا اور وقت مستقل بھی چھوٹی ریسٹر قدر سے زیادہ ہوگا۔ یہ ناہموار فائدہ شور کے تناسب کو ناکافی سگنل کا باعث بنے گااور آؤٹ پٹ وولٹیج کی لچک محدود ہے۔ لہذا ، ناقص فائدہ اور شور سے متعلقہ معاملات کو ٹھیک کرنے کے لئے ، اکثر ٹرانسپیڈینسیس یمپلیفائر کو ترجیح دی جاتی ہے۔ ٹرانسمیپڈنس امپلیفائر میں اس کو شامل کرتے ہوئے ، ڈیزائنر ڈیزائن کی ضروریات کے مطابق بینڈوتھ اور سرکٹ کا حاصل شدہ جواب بھی تشکیل دے سکتا ہے۔

ٹرانسپیڈنس امپلیفائر کا کام کرنا

ٹرانسمیپیڈنس امپلیفائر سرکٹ منفی آراء کے ساتھ ایک سادہ انورٹنگ ایمپلیفائر ہے ۔ یمپلیفائر کے ساتھ ، ایک واحد رائے مزاحم (R1) یمپلیفائر کے الٹی سرے سے جڑا ہوا ہے جیسا کہ ذیل میں دکھایا گیا ہے۔

جیسا کہ ہم جانتے ہیں کہ ایک اعلی ان پٹ رکاوٹ کی وجہ سے ایک اوپ امپ کا ان پٹ موجودہ صفر ہو جائے گا ، لہذا ہمارے موجودہ ماخذ سے موجودہ حالیہ کو مکمل طور پر ریزٹر آر 1 سے گزرنا پڑتا ہے۔ آئیے اس موجودہ پر غور کریں۔ اس مقام پر ، اوپ- امپ کے آؤٹ پٹ وولٹیج (وؤٹ) کا حساب ذیل فارمولے کے ذریعہ لگایا جاسکتا ہے۔

ووٹ = -یہ X R1 ہے

یہ فارمولا ایک مثالی سرکٹ میں درست ثابت ہوگا۔ لیکن ایک اصل سرکٹ میں ، آپٹ امپ اپنے ان پٹ میں ان پٹ کیپسیٹنسی اور آوارہ اہلیت کی کچھ قیمت پر مشتمل ہوگا جو آؤٹ پٹ ڈرفٹ اور رینگ بجنے کا سبب بن سکتا ہے ، جس سے پورا سرکٹ غیر مستحکم ہوجاتا ہے۔ اس مسئلے پر قابو پانے کے ل a ، کسی ایک غیر فعال جزو کی بجائے ، ٹرانسمیپڈنس سرکٹ کے صحیح کام کرنے کے لئے دو غیر فعال اجزاء کی ضرورت ہوتی ہے۔ وہ دو غیر فعال اجزاء پچھلے ریزسٹر (R1) اور ایک اضافی سندارتر (C1) ہیں۔ مزاحم اور کیپسیسیٹر دونوں یمپلیفائر منفی ان پٹ اور آؤٹ پٹ کے درمیان متوازی طور پر جڑے ہوئے ہیں جیسا کہ ذیل میں دکھایا گیا ہے۔

آپریشنل امپلیفائر یہاں ایک بار پھر مزاحم R1 اور کیپسیسیٹر C1 کے ذریعہ منفی آراء کی حالت میں مربوط ہے۔ موجودہ (ہے) ٹرانسمیپڈینس یمپلیفائر کے انورٹنگ پن پر لاگو کیا جاتا ہے اور آؤٹ پٹ کے برابر وولٹیج میں تبدیل ہوجائے گا۔ ٹرانسمیپڈینس یمپلیفائر کے آؤٹ پٹ وولٹیج کا تعین کرنے کے لئے ان پٹ کرنٹ کی قیمت اور ریزٹر (R1) کی ویلیو کا استعمال کیا جاسکتا ہے۔

آؤٹ پٹ وولٹیج نہ صرف رائے مزاحم پر منحصر ہے ، بلکہ اس کا تاثرات کیپسیسیٹر سی 1 کی قدر کے ساتھ بھی ایک رشتہ ہے۔ سرکٹ بینڈوتھ کی رائے کاپاکیٹر قیمت C1 پر انحصار ہے ، لہذا یہ سندارتر قیمت مجموعی سرکٹ کی بینڈوتھ کو تبدیل کرسکتی ہے۔ پورے بینڈوتھ میں سرکٹ کے مستحکم آپریشن کے لئے ، مطلوبہ بینڈوتھ کے لئے کیپسیٹر ویلیو کا حساب لگانے کے فارمولے ذیل میں دکھائے گئے ہیں۔

C1 ≤ 1 / 2π x R1 xf _p

جہاں ، R1 رائے کو روکنے والا ہے اور f _p مطلوبہ بینڈوتھ کی فریکوئنسی ہے۔

ایک حقیقی صورتحال میں ، پیراجیٹک اہلیت اور یمپلیفائر کی ان پٹ گنجائش ٹرانسپیڈینس امپلیفائر کے استحکام میں اہم کردار ادا کرتی ہے۔ سرکٹ کا شور حاصل کرنے والا ردعمل بھی سرکٹ مرحلے شفٹ مارجن کی وجہ سے عدم استحکام پیدا کرتا ہے اور اوور شٹ قدم کے جوابی رویے کا سبب بنتا ہے۔

ٹرانسپیڈنس امپلیفائر ڈیزائن

عملی ڈیزائنوں میں ٹی آئی اے کو کس طرح استعمال کرنا ہے اس کو سمجھنے کے ل let's ، آئیے ایک سنگل ریزسٹر اور کیپسیٹر استعمال کرکے ڈیزائن کریں اور اس کے کام کو سمجھنے کے لئے اس کی نقالی کریں۔ اوپی- AMP کا استعمال کرتے ہوئے موجودہ سے وولٹیج کنورٹر کیلئے مکمل سرکٹ ذیل میں دکھایا گیا ہے

مذکورہ بالا سرکٹ عام کم طاقت یمپلیفائر LM358 استعمال کرتا ہے۔ ریزسٹر آر 1 ایک ردعمل مزاحم کی حیثیت سے کام کر رہا ہے اور کیپسیٹر رائے کیپسیٹر کے مقصد کے لئے کام کر رہا ہے۔ یمپلیفائر LM358 منفی آراء ترتیب میں منسلک ہے۔ منفی ان پٹ پن مستقل موجودہ ذرائع سے منسلک ہوتا ہے اور مثبت پن زمین سے یا 0 صلاحیت میں منسلک ہوتا ہے۔ چونکہ یہ ایک نقالی ہے اور مجموعی طور پر سرکٹ ایک مثالی سرکٹ کے طور پر قریب سے کام کر رہا ہے کیپسیٹر کی قیمت زیادہ اثر نہیں پائے گی لیکن اگر سرکٹ جسمانی طور پر تعمیر ہو تو یہ ضروری ہے۔ 10 پی ایف ایک معقول قیمت ہے لیکن سرکیٹری کی فریکوئنسی بینڈوڈتھ کے حساب سے کیپسیٹر کی قیمت کو تبدیل کیا جاسکتا ہے جس کا حساب کتاب C1 ≤ 1 / 2π x R1 xf _p کا استعمال کرکے کیا جاسکتا ہے جیسا کہ پہلے زیر بحث آیا ہے۔

کامل آپریشن کے ل the ، اوپی امپ کو دوہری پاور ریل فراہمی سے بھی بجلی ملتی ہے جو +/- 12V ہے۔ آراء مزاحم کرنے والی قدر 1k کے طور پر منتخب کی گئی ہے۔

ٹرانسپیڈنس امپلیفائر انکار

مندرجہ بالا سرکٹ اس کی جانچ پڑتال کے لئے تیار کیا جاسکتا ہے کہ آیا توقع کے مطابق ڈیزائن کام کرتا ہے۔ ہمارے ٹرانسمیپیڈینس یمپلیفائر کے آؤٹ پٹ وولٹیج کی پیمائش کرنے کے لئے ڈی سی وولٹ میٹر آپٹ امپ آؤٹ پٹ کے اس پار جڑا ہوا ہے۔ اگر سرکٹ ٹھیک سے کام کر رہا ہے تو ، پھر وولٹومیٹر پر آؤٹ پٹ وولٹیج کی قیمت اوپ-امپ کے انورٹنگ پن پر لگائے جانے والے موجودہ کے متناسب ہونا چاہئے۔

مکمل تخروپن ویڈیو ذیل میں پایا جاسکتا ہے

ٹیسٹ کیس 1 میں ، آپٹ ایم پی میں ان پٹ کرنٹ 1mA کے طور پر دیا گیا ہے۔ چونکہ آپٹیمپ کی ان پٹ مائبادا بہت زیادہ ہے ، فیڈ بیک ریسٹٹر کے ذریعہ بہاؤ کا موجودہ آغاز اور آؤٹ پٹ وولٹیج فیڈ بیک ریسٹٹر ویلیو اوقات کے مطابق انحصار کرتا ہے ، جس میں فارمول Vout = -Is x R1 کے ذریعہ حکمرانی ہے۔ ہم نے پہلے تبادلہ خیال کیا۔

ہمارے سرکٹ میں ریزسٹر R1 کی ویلیو 1k ہے۔ لہذا ، جب ان پٹ موجودہ 1mA ہے ، تو ووٹ ہوگا ،

ووٹ = -Is x R1 Vout = -0.001 Amp x 1000 ohms Vout = 1 وولٹ

اگر ہم اپنے کرنٹ ٹو وولٹیج انکولیشن کے نتیجہ کو دیکھیں تو ، اس سے بالکل مماثل ہے۔ آؤٹ پٹ ٹرانسپیڈنسی امپلیفائر کے اثر سے مثبت ہوا۔

ٹیسٹ کیس 2 میں ، آپٹ امپ میں ان پٹ کرنٹ.05mA یا 500 مائکرو پیمیر کے طور پر دیا جاتا ہے۔ لہذا آؤٹ پٹ وولٹیج کی قدر کا حساب کیا جاسکتا ہے۔

ووٹ = -Is x R1 Vout = -0.0005 Amp x 1000 ohms Vout =.5 وولٹ

اگر ہم تخروپن کا نتیجہ دیکھیں تو ، یہ بھی بالکل مماثل ہے۔

ایک بار پھر یہ ایک نقالی نتیجہ ہے. جبکہ سرکٹ کی تعمیر عملی طور پر آسان آوارہ اہلیت اس سرکٹ میں وقت مستقل اثر پیدا کرسکتی ہے۔ جسمانی طور پر تعمیر کرتے وقت ڈیزائنر کو درج ذیل نکات کے بارے میں محتاط رہنا چاہئے۔

1. روٹی بورڈ یا تانبے کے پوش بورڈ یا کسی دوسرے پٹی بورڈ سے کنکشن کے ل. پرہیز کریں۔ صرف پی سی بی پر سرکٹ بنائیں ۔
2. اوپ امپ کو آئی سی ہولڈر کے بغیر براہ راست پی سی بی کو سولڈرڈ کرنے کی ضرورت ہے ۔
3. آراء والے راستوں اور ان پٹ موجودہ ماخذ کے لئے مختصر نشانات استعمال کریں (فوٹوڈیڈ یا اسی طرح کی چیزیں جو ٹرانسپیڈنس امپلیفائر کے ذریعہ ماپنے کی ضرورت ہیں)۔
4. آپریشنل یمپلیفائر کے قریب تاثرات کو روکنے والا اور کیپسیٹر رکھیں ۔
5. شارٹ لیڈ ریزسٹرس استعمال کرنا اچھا ہے ۔
6. بجلی کی فراہمی کی ریل میں دونوں بڑی اور چھوٹی اقدار کے ساتھ مناسب فلٹر کیپسیٹرز شامل کریں ۔
7. ڈیزائن کی سادگی کے ل the ایمپلیفائر کے اس مقصد کے لئے خصوصی طور پر ڈیزائن کردہ مناسب آپٹ امپ کا انتخاب کریں۔

ٹرانسپیڈنس امپلیفائر کی درخواستیں

ٹرانسمیپڈنس امپلیفائر روشنی سینسنگ سے متعلقہ آپریشن کے ل signal سب سے ضروری موجودہ سگنل پیمائش کا آلہ ہے ۔ یہ بڑے پیمانے پر کیمیائی انجینئرنگ ، پریشر ٹرانس ڈوسیسر ، مختلف قسم کے ایکسلومیٹر ، ڈرائیور ایڈوانس ایڈوانس سسٹم اور لیڈار ٹکنالوجی میں استعمال ہوتا ہے جو خود مختار گاڑیوں میں استعمال ہوتا ہے۔

ٹرانسمیپڈنس سرکٹ کا سب سے اہم حصہ ڈیزائن استحکام ہے۔ یہ پرجیوی اور شور سے متعلق امور کی وجہ سے ہے۔ ڈیزائنر کو صحیح یمپلیفائر کے انتخاب کے بارے میں محتاط رہنا چاہئے اور پی سی بی کی مناسب ہدایات کو استعمال کرنے میں محتاط رہنا چاہئے۔