آپریشنل امپلیفائرز

آپریشنل امپلیفائر کیا ہیں؟

آپریشنل امپلیفائر بنیادی عمارت کے بلاکس ہیں ینالاگ الیکٹرانک سرکٹس . وہ ڈی سی یمپلیفائر کی تمام خصوصیات والے لکیری ڈیوائسز ہیں۔ ہم اوپی امپ میں بیرونی ریزسٹرس یا کیپسیٹر استعمال کرسکتے ہیں ان کو مختلف طرح کے یمپلیفائف بنانے کے طریقے ہیں جیسے انورٹنگ ایمپلیفائر ، نان انورٹنگ ایمپلیفائر ، وولٹیج فالوور ، کمپیریٹر ، ڈیفرنٹئبل ایمپلیفائر ، سمنگ یمپلیفائر ، انٹیگریٹر وغیرہ۔ اوپی اے ایم پی سنگل ہوسکتی ہے۔ ڈوئل ، کواڈ وغیرہ جیسے CA3130 ، CA3140 ، TL0 71 ، LM311 وغیرہ جیسے OPAMPs میں بہت کم ان پٹ موجودہ اور وولٹیج کے ساتھ بہترین کارکردگی ہے۔ مثالی اوپ امپ میں دیگر ٹرمینلز کے علاوہ تین اہم ٹرمینلز ہیں۔ ان پٹ ٹرمینلز انورٹنگ ان پٹ اور نان الورٹنگ ان پٹ ہیں۔ تیسرا ٹرمینل آؤٹ پٹ ہے جو ڈوب سکتا ہے اور موجودہ اور وولٹیج کو منبع کرسکتا ہے۔ آؤٹ پٹ سگنل ان پٹ سگنل کی قدر سے ضرب پذیری کا حصول ہے۔

ایک اوپ امپ کے 5 مثالی کردار:

1. کھلی لوپ حاصل

اوپن لوپ حاصل کرنا مثبت یا منفی آراء کے بغیر اوپ امپ کا حاصل ہے۔ ایک مثالی اوپی امپ میں لامحدود کھلی لوپ حاصل ہونی چاہئے لیکن عام طور پر اس کی حد 20،000 اور 2،000 00 کے درمیان ہوتی ہے۔

2. ان پٹ مائبادا

یہ ان پٹ وولٹیج کا تناسب موجودہ ان پٹ سے ہے۔ یہ لامحدود ہونا چاہئے بغیر کسی رسد کے رساو کی فراہمی سے۔ لیکن بیشتر اوپ امپس میں چند پکو ایمپیئر موجودہ رساو ہوں گے۔

3. آؤٹ پٹ مائبادا

مثالی اوپ امپ میں کسی بھی داخلی مزاحمت کے بغیر صفر آؤٹ پٹ مائبادہ ہونا چاہئے۔ تاکہ یہ آؤٹ پٹ سے منسلک بوجھ کو پورا موجودہ فراہم کرے۔

4. بینڈ کی چوڑائی

مثالی اوپی امپ میں ایک لامحدود تعدد ردعمل ہونا چاہئے تاکہ یہ DC سگنل سے لے کر اعلی AC تعدد تک کسی بھی تعدد کو بڑھا سکے۔ لیکن زیادہ تر اوپ امپس میں محدود بینڈوتھ ہے۔

5. آفسیٹ

جب آدانوں کے درمیان وولٹیج کا فرق صفر ہو تو اوپ امپ کا آؤٹ پٹ صفر ہونا چاہئے۔ لیکن زیادہ تر اوپ امپس میں ، آؤٹ پٹ آف ہونے پر صفر نہیں ہوگا بلکہ اس سے ایک منٹ کی وولٹیج ہوگی۔

اوپامپ کنفیگریشن:

ایک عام اوپ امپ میں 8 پن ہوں گے۔ یہ ہیں

پن 1 - آفسیٹ نال

پن 2 - انورٹنگ ان پٹ INV

پن 3 - غیر الٹی ان پٹ غیر INV

پن 4 - گراؤنڈ- منفی فراہمی

پن 5 - آفسیٹ نال

پن 6 - آؤٹ پٹ

پن 7 - مثبت فراہمی

پن 8 - اسٹروب

اوپی اے ایم پی میں 4 قسم کے فائدہ:

وولٹیج حاصل - وولٹیج میں اور وولٹیج آؤٹ

موجودہ فائدہ - موجودہ اور موجودہ باہر

Transconductance - وولٹیج میں اور موجودہ

ٹرانس مزاحمت - موجودہ میں اور وولٹیج آؤٹ

آپریشنل امپلیفائر کا کام:

یہاں ہم نے LM358 کا آپریشنل یمپلیفائر استعمال کیا۔ عام طور پر ایک غیر inverting ان پٹ ایک biasing کو دینا پڑتا ہے اور inverting کی ان پٹ اصل ایمپلیفائر ہوتی ہے جو اسے آؤٹ پٹ سے ان پٹ میں 60k ریسسٹر کی رائے سے منسلک کرتا ہے۔ اور ایک ریسسٹر 10 ک سیریز میں ایک کیپسیٹر کے ساتھ جڑا ہوا ہے اور سرکٹ کو 1V سائن لہر کی سپلائی دی جاتی ہے ، اب ہم دیکھیں گے کہ R2 / R1 = 60k / 10k = 6 حاصل کرکے کس طرح فائدہ حاصل کیا جائے گا ، پھر آؤٹ پٹ 6V ہے . اگر ہم 40 سے فائدہ تبدیل کرتے ہیں تو آؤٹ پٹ 4V ویو کی ہوتی ہے۔

آپریشنل امپلیفائر کے کام کرنے پر ویڈیو

عام طور پر ، یہ ایک دوہری بجلی کی فراہمی یمپلیفائر ہے ، یہ آسانی سے ایک ریسرٹر نیٹ ورک کے استعمال سے کسی ایک بجلی کی فراہمی کے لئے تشکیل شدہ ہے۔ اس میں ، ریسٹر R3 اور R4 نان الورٹنگ ان پٹ کے پار سپلائی وولٹیج کے نصف کی وولٹیج کو رکھتا ہے جس کی وجہ سے آؤٹ پٹ وولٹیج سپلائی وولٹیج کا نصف بھی ہوجاتا ہے جس میں تعصب وولٹیج ریسٹرز R3 کی ایک قسم تشکیل پاتا ہے اور R4 سے کوئی قیمت ہوسکتی ہے۔ 1k سے 100k لیکن تمام معاملات میں ان کے برابر ہونا چاہئے۔ ترتیب سے ہونے والے شور کو کم کرنے کے لئے غیر اضافی ان پٹ میں ایک اضافی ، 1 ایف کاپاکیٹر شامل کیا گیا ہے۔ اس تشکیل کے ل input ان پٹ اور آؤٹ پٹ کے لئے یوگمن کیپسیٹرز کا استعمال ضروری ہے۔

3 اوپام ایپلی کیشنز:

1. تخصیص

اوپ امپ سے بڑھا ہوا آؤٹ پٹ سگنل دو ان پٹ سگنل کے مابین فرق ہے۔

اوپر دکھایا گیا آریھ آپیپ امپ سادہ کنیکشن ہے۔ اگر دونوں آدانوں کو ایک ہی وولٹیج کے ساتھ سپلائی کی جاتی ہے تو ، اوپ امپ پھر ان دونوں وولٹیج کے درمیان فرق لے گا اور یہ 0 ہو جائے گا۔ اوپ امپ اس کو 1،000،000 سے حاصل کرکے اس میں ضرب لگائے گا لہذا آؤٹ پٹ وولٹیج 0 ہے۔ دوسرے میں ایک ان پٹ اور 1 وولٹ کو دیا جاتا ہے ، اس کے بعد اوپ امپ اپنا فرق لے گا اور فائدہ کے ساتھ ضرب لگائے گا۔ وہ 1 وولٹ ایکس 1،000،000 ہے۔ لیکن یہ فائدہ بہت زیادہ ہے لہذا فائدہ کم کرنے کے ل the ، آؤٹ پٹ سے ان پٹ تک آرا رائے عام طور پر ایک رزسٹر کے ذریعہ کی جاتی ہے۔

الٹ کرنے والے یمپلیفائر:

سرکٹ اوپر دکھایا گیا ایک inverting یمپلیفائر ہے جو زمین سے منسلک نون inverting ان پٹ کے ساتھ ہے۔ دو مزاحمتی آر 1 اور آر 2 سرکٹ میں اس انداز میں جڑے ہوئے ہیں کہ R1 ان پٹ سگنل کو کھلاتا ہے جبکہ R2 آؤٹ پٹ کو انورٹنگ ان پٹ میں واپس کرتا ہے۔ یہاں جب ان پٹ سگنل مثبت ہے تو آؤٹ پٹ منفی اور اس کے برعکس ہوگا۔ ان پٹ کے مقابلے میں آؤٹ پٹ میں وولٹیج کی تبدیلی مزاحمت کرنے والے R1 اور R2 کے تناسب پر منحصر ہے۔ R1 کو 1K اور R2 کو 10K منتخب کیا گیا ہے۔ اگر ان پٹ کو 1 وولٹ ملتا ہے تو ، پھر R1 کے ذریعہ 1 ایم اے موجودہ ہو گا اور R2 کے ذریعہ 1 ایم اے کرنٹ سپلائی کرنے اور انورٹنگ ان پٹ پر صفر وولٹیج کو برقرار رکھنے کے لئے 10 وولٹ بننا پڑے گا۔ لہذا وولٹیج کا فائدہ R2 / R1 ہے۔ وہ 10K / 1K = 10 ہے

غیر الورٹنگ یمپلیفائر:

سرکٹ اوپر دکھایا گیا ہے نون انورٹنگ ایمپلیفائر۔ یہاں نون انورٹنگ ان پٹ سگنل وصول کرتا ہے جبکہ انورٹنگ ان پٹ R2 اور R1 کے درمیان منسلک ہوتا ہے۔ جب ان پٹ سگنل مثبت یا منفی حرکت پذیر ہوتا ہے تو ، آؤٹ پٹ مرحلے میں ہوگا اور وولٹیج کو انورٹنگ ان پٹ پر رکھتا ہے جیسا کہ نان الورٹنگ ان پٹ کی طرح ہے۔ اس معاملے میں وولٹیج کا فائدہ ہمیشہ 1 سے زیادہ رہے گا (1 + R2 / R1)۔

دو وولٹیج پیروکار

سرکٹ اوپر ایک وولٹیج پیروکار ہے۔ یہاں یہ اعلی ان پٹ مائبادا ، کم آؤٹ پٹ مائبادہ فراہم کرتا ہے .جب ان پٹ وولٹیج میں تبدیلی آجائے گی تو ، آؤٹ پٹ اور انورٹنگ ان پٹ یکساں طور پر تبدیل ہوجائے گا۔

3۔ موازنہ کرنے والا

آپریشنل امپلیفائر ایک ان پٹ پر لگائے جانے والے وولٹیج کا دوسرے ان پٹ پر لگائے جانے والے وولٹیج سے موازنہ کرتا ہے۔ وولٹیج کے درمیان کبھی بھی کوئی فرق ہے اگر یہ چھوٹی سی ہے تو اوپیمپ سنترپتی میں چلا جاتا ہے۔ جب دونوں آدانوں کو فراہم کردہ وولٹیجز ایک ہی طول و عرض اور یکساں قطبیت کے ہوتے ہیں ، تب آپپی امپ آؤٹ پٹ 0 وولٹس ہوتا ہے۔

ایک موازنہ کرنے والا محدود آؤٹ پٹ وولٹیج تیار کرتا ہے جو آسانی سے ڈیجیٹل منطق کے ساتھ انٹرفیس کرسکتا ہے ، حالانکہ مطابقت کی تصدیق کرنے کی ضرورت ہے۔

آپریشنل امپلیفائر پر ایک کمپیریٹر سرکٹ ڈایاگرام کے بطور ویڈیو

یہاں ہمارے پاس ایک آپٹ امپ ہے جس کا موازنہ انورٹنگ اور نان الورٹنگ ٹرمینلز کے ساتھ کیا جاتا ہے اور ان سے کچھ ممکنہ ڈویڈر اور میٹر اور آؤٹ پٹ میں وولٹ میٹر منسلک ہوتا ہے۔ کرنے کے لئے کی قیادت کی آؤٹ پٹ۔ موازنہ کرنے والا بنیادی فارمولا یہ ہے کہ جب ’+‘ ‘‘ سے زیادہ ہوتا ہے تو پیداوار زیادہ ہوتی ہے (ایک) ، ورنہ آؤٹ پٹ صفر ہوتا ہے۔ جب منفی ان پٹ پر وولٹیج حوالہ وولٹیج کے نیچے ہوتا ہے تو ، پیداوار زیادہ ہوتی ہے اور جب منفی ان پٹ مثبت پر وولٹیج سے اوپر جاتا ہے تو ، پیداوار کم ہوجاتی ہے۔

اوپی اے ایم پی کے لئے 3 ضروریات:

1۔ آفسیٹ نولنگ

زیادہ تر اوپامپ کی پیداوار میں آفسیٹ وولٹیج موجود ہے چاہے ان پٹ وولٹیج ایک ہی ہوں۔ آؤٹ پٹ کو صفر وولٹیج میں کرنے کے ل the ، آفسیٹ نولنگ طریقہ استعمال کیا جاتا ہے۔ زیادہ تر آپپس میں ان کی موروثی جائداد اور ان پٹ تعصب کے انتظام میں مماثل ہونے کی وجہ سے ایک چھوٹی سی آفسیٹ ہوتی ہے۔ لہذا ایک چھوٹی آؤٹ پٹ وولٹیج کچھ Op-amps کی آؤٹ پٹ پر دستیاب ہے یہاں تک کہ اگر ان پٹ سگنل صفر ہے۔ اس خرابی کو آدانوں کو ایک چھوٹا سا آفسیٹ وولٹیج فراہم کرکے بہتر کیا جاسکتا ہے۔ اسے ان پٹ آفسیٹ وولٹیج کہا جاتا ہے۔ آفسیٹ کو ہٹانے یا نول کرنے کیلئے ، زیادہ تر آپپس میں آفسیٹ کولنگ کو قابل بنانے کے لئے دو پن ہیں۔ اس کے ل 100 ، ایک برتن یا پیش سیٹ جس کی عمومی قیمت 100K ہے پنوں 1 اور 5 کے درمیان اس کے وائپر کو زمین سے جوڑنا چاہئے۔ پیش سیٹ ایڈجسٹ کرکے ، آؤٹ پٹ کو زیرو وولٹیج پر سیٹ کیا جاسکتا ہے۔

دو اسٹروبنگ یا فیز معاوضہ

اوپ امپ کبھی کبھی غیر مستحکم ہوسکتا ہے اور انہیں پورے فریکوئینسی بینڈ کے لئے مستحکم بنانے کے ل usually ایک اسٹوریب پن 8 اور پن 1 کے درمیان عام طور پر ایک کیپ جڑا ہوتا ہے۔ عام طور پر ایک 47pF ڈسک کپیسیٹر شامل کیا جاتا ہے مرحلہ معاوضہ تاکہ OpAmp مستحکم رہے۔ یہ سب سے اہم ہے اگر آپپ امپ کو حساس یمپلیفائر کے طور پر استعمال کیا جائے۔

3۔ آراء

جیسا کہ آپ جانتے ہیں ، اوپ-امپ میں عمدہ سطح کی عمومی سطح پر عموما 1،000 1،000،00 بار ہوتا ہے۔ فرض کیج the کہ آپ-امپ میں 10،000 کا فائدہ ہے ، تو آپ-امپ اپنے نان انورٹنگ ان پٹ (V +) اور انورٹنگ ان پٹ (V-) میں وولٹیج کے فرق کو بڑھا دے گا۔ تو آؤٹ پٹ وولٹیج V آؤٹ ہے
10،000 x (V + - V-)

آریھ میں ، سگنل نون انورٹنگ ان پٹ پر لگایا جاتا ہے اور انورٹنگ ان پٹ میں آؤٹ پٹ سے منسلک ہوتا ہے۔ تو V + = V میں اور V- = Vout۔ لہذا ووٹ = 10،000 x (ون - ووٹ) لہذا آؤٹ پٹ وولٹیج ان پٹ وولٹیج کے قریب قریب ہے۔

اب ہم دیکھیں کہ آپ کے تاثرات کیسے کام کرتے ہیں۔ الٹی ان پٹ اور آؤٹ پٹ کے مابین آسانی سے مزاحم کو شامل کرنے سے فائدہ کافی حد تک کم ہوجائے گا۔ انورٹنگ ان پٹ پر آؤٹ پٹ وولٹیج کا ایک حصہ لے کر امپلائزیشن کو کافی حد تک کم کیا جاسکتا ہے۔

پہلے کی مساوات کے مطابق ، V آؤٹ = 10،000 x (V + - V-) لیکن یہاں ایک آراء مزاحم شامل کیا گیا ہے۔ تو یہاں V + ون ہے اور V- R1.R1 + R2 x V باہر ہے۔ لہذا V آؤٹ 10،000 x (Vin - R1.R1 + R2xVout) ہے۔ تو V آؤٹ = R1 + R2.R1x ون

منفی آراء:

یہاں اوپ امپ کی آؤٹ پٹ اس کے انورٹنگ (-) ان پٹ سے منسلک ہے ، اس طرح آؤٹ پٹ کو ان پٹ میں واپس کھلایا جاتا ہے تاکہ ایک توازن تک پہنچ سکے۔ اس طرح نون انورٹنگ (+) ان پٹ پر ان پٹ سگنل آؤٹ پٹ میں ظاہر ہوگا۔ منفی آراء کے ساتھ Op-Amp اس کے آؤٹ پٹ کو ضروری سطح پر لے جا. گا اور اس ل its اس کی inverting اور غیر inverting آدانوں کے درمیان وولٹیج کا فرق تقریبا zero صفر ہوگا۔

مثبت فیڈ بیک:

یہاں آؤٹ پٹ وولٹیج نون انورٹنگ (+) ان پٹ کو کھلایا جاتا ہے۔ ان پٹ سگنل کو انورٹنگ ان پٹ میں کھلایا جاتا ہے۔ مثبت آراء ڈیزائن میں ، اگر انورٹنگ ان پٹ زمین سے منسلک ہوتا ہے تو ، پھر اوپ امپ سے آؤٹ پٹ وولٹیج کا انحصار نان الورٹنگ ان پٹ پر وولٹیج کی شدت اور قطعی پر ہوگا۔ جب ان پٹ وولٹیج مثبت ہے ، تو آپپ-امپ کا آؤٹ پٹ مثبت ہوگا اور اس مثبت وولٹیج کو نان انورٹنگ ان پٹ کو کھلایا جائے گا جس کے نتیجے میں مکمل مثبت آؤٹ پٹ ہوگا۔ اگر ان پٹ وولٹیج منفی ہے ، تو پھر حالت الٹ ہوگی۔

آپریشنل امپلیفائرز کی ایک ایپلی کیشن - آڈیو پریمپلیفائر

فلٹرز اور پری یمپلیفائر:

پری یمپلیفائر کے بعد اور اسپیکر سے پہلے پاور ایمپلیفائر آئیں گے۔ جدید سی ڈی اور ڈی وی ڈی پلیئروں کو پری یمپلیفائر کی ضرورت نہیں ہے۔ انہیں حجم کنٹرول اور ماخذ کے انتخاب کرنے والوں کی ضرورت ہے۔ سوئچنگ کنٹرولز اور غیر فعال حجم کا استعمال کرکے ہم پری امپلیفائرس سے بچ سکتے ہیں۔

آئیے آڈیو پاور ایمپلیفائرز کے بارے میں ایک مختصر تفصیل بتائیں

پاور ایمپلیفائر ایک ایسا جز ہے جو نچلے سطح کے سگنل کو بڑے سگنل میں تبدیل کرکے لاؤڈ اسپیکرز کو چلا سکتا ہے۔ پاور ایمپلیفائرز کا کام نسبتا high زیادہ وولٹیج اور ہائی کرنٹ تیار کررہا ہے۔ عام طور پر وولٹیج حاصل کرنے کی حد 20 سے 30 کے درمیان ہوتی ہے۔ پاور ایمپلیفائر میں آؤٹ پٹ مزاحمت بہت کم ہوتی ہے۔

آڈیو پاور یمپلیفائر کی وضاحتیں

• زیادہ سے زیادہ آؤٹ پٹ پاور:

آؤٹ پٹ وولٹیج چھوٹے اور بڑے دونوں سگنل کے ل load ، بوجھ سے آزاد ہے۔ دیئے گئے وولٹیج کی وجہ سے بوجھ موجودہ کا دوگنا ہوتا ہے۔ اس لئے دو بار بجلی کی فراہمی ہوگی۔ بجلی کی درجہ بندی مسلسل اوسط سائن لہر کی طاقت ہے جس کی طاقت کسی سائن لہر کو ملازمت سے ماپا جاسکتا ہے جس کی RMS وولٹیج طویل مدتی بنیاد پر ماپا جاتا ہے۔

• تعدد جواب:

تعدد کے ردعمل میں مکمل آڈیو بینڈ 20 ہرٹج سے 20 KHz تک توسیع کرنی ہوگی۔ تعدد کے ردعمل میں رواداری 3db ہے۔ بینڈوتھ کی وضاحت کا روایتی طریقہ ایک یمپلیفائر برائے نام 0db سے 3db نیچے ہے۔

• شور:

جب پاور یمپلیفائر اعلی تعدد کے ساتھ استعمال کر رہے ہوں تو پاور ایمپلیفائرز کو کم شور پیدا کرنا چاہئے۔ شور کا پیرامیٹر وزنی یا غیر وزن والا ہوسکتا ہے۔ 20 کلو ہرٹز بینڈوڈتھ سے زیادہ وزن والے شور کی وضاحت کی جائے گی۔ کان کی سنویدنشیلتا کی بنیاد پر شور کے وزن میں اضافے کی تصریح پر غور کیا جائے گا۔ اونچی آواز میں شور کی پیمائش شور کو گھٹانے کے ل. ہوتی ہے لہذا اونٹ شور کی پیمائش غیر وزن والے شور کی پیمائش سے کہیں بہتر ہے۔

• مسخ:

کل ہارمونک مسخ عام طور پر مختلف فریکونسیوں میں مخصوص عام مسخ ہے۔ اس کی وضاحت پاور ليول پر کی جائے گی جو پاور ایمپلیفائر ڈرائیونگ بوجھ رکاوٹ کے ساتھ دی گئی ہے۔