စံပြစစ်ဆင်ရေးအတွက်အသံချဲ့စက် (စံပြ op-AMPS) -TINA နှင့် TINACloud

စံပြ op-AMPS

ဤအပိုင်းကိုတစ်ဦးကိုအသုံးပြုသည် စနစ်တွေ စံပြစစ်ဆင်ရေးအတွက်အသံချဲ့စက်၏အခြေခံတင်ဆက်ဖို့ချဉ်းကပ်မှု။ ထိုကဲ့သို့သောအဖြစ်ကျနော်တို့ input ကိုနှင့် output ကိုဆိပ်ကမ်းနဲ့ပိတ်ပင်တားဆီးမှုအဖြစ် op-amp စဉ်းစားပါ။ ကျနော်တို့လက်ရှိ op-amp အတွင်းတစ်ဦးချင်းစီအီလက်ထရောနစ်ထုတ်ကုန်နှင့်အတူသက်ဆိုင်ရာကြသည်မဟုတ်။

တစ်ဦး op-amp မကြာခဏနှစ်ဦးစလုံးအပြုသဘောနှင့်အပျက်သဘောထောက်ပံ့ရေး voltages ကိုစွမ်းအားဖြင့်ကြောင်းတစ်အသံချဲ့စက်ဖြစ်ပါတယ်။ ဒါက output ကိုဗို့အားမြေပြင်အလားအလာအထက်နှင့်အောက်တွင်ဖော်ပြထားသောနှစ်ဦးစလုံးလွှဲဖို့ခွင့်ပြုပါတယ်။ အဆိုပါ op-amp အများအပြား linear အီလက်ထရောနစ်စနစ်များအတွက်ကျယ်ပြန့် application ကိုတွေ့။

နာမတော်ကိုအမှီ ပြု. လုပ်ငန်းလည်ပတ်အသံချဲ့စက် op-amp ဆားကစ်၏မူလအသုံးပြုမှုများ၏တဦးတည်းမှဆင်းသက်လာသည်, သင်္ချာဆိုင်ရာဖျော်ဖြေဖို့ စစ်ဆင်ရေး Analog စကွန်ပျူတာများကိုပါ။ ဒီအစဉ်အလာအလျှောက်လွှာနောက်ပိုင်းတွင်ဤအခနျးတှငျဆှေးနှေးဖြစ်ပါတယ်။ အစောပိုင်း op-AMPS တစ်ခုတည်းပြောင်းပြန်လှန် input ကိုအသုံးပြုခဲ့သည်။ အဆိုပါ input ကိုမှာတစ်ဦးအပြုသဘောဗို့အားအပြောင်းအလဲ output ကိုမှာအနုတ်လက္ခဏာပြောင်းလဲမှုစေ၏။

ထို့ကွောငျ့ op-amp ၏စစ်ဆင်ရေးနားလည်ရန်, ကသူတို့ op-amp မော်ဒယ်၏အခြေခံဖွဲ့စည်းကတည်းကပထမဦးဆုံးထိန်းချုပ်ထား (မှီခို) သတင်းရင်းမြစ်များ၏အယူအဆတွေနဲ့အကျွမ်းတဝင်ဖြစ်လာရန်လိုအပ်ပေသည်။

1.1 မှီခိုသတင်းရပ်ကွက်များ

မှီခို (သို့မဟုတ်ထိန်းချုပ်ထား) သတင်းရပ်ကွက်များအဘယ်သူ၏တန်ဖိုးကိုတစ်ဗို့အားကဆုံးဖြတ်ပါသို့မဟုတ်ဆားကစ်အတွက်အခြားနေရာတစ်ခုအတွက်တည်ဆဲလက်ရှိဖြစ်ပါတယ်တစ်ဗို့သို့မဟုတ်လက်ရှိထုတ်လုပ်ပေးသည်။ ဆနျ့ကငျြ, passive devices များအဘယ်သူ၏တန်ဖိုးကိုတိုက်နယ်အတွက်တူညီတဲ့တည်နေရာမှာတည်ဆဲတစ်ဗို့သို့မဟုတ်လက်ရှိအားဖြင့်ဆုံးဖြတ်တဲ့ဗို့သို့မဟုတ်လက်ရှိထုတ်လုပ်ပေးသည်။ လွတ်လပ်သောနှင့်မှီခိုနှစ်ဦးစလုံးဗို့အားနှင့်လက်ရှိသတင်းရင်းမြစ် active element များဖြစ်ကြသည်။ သည်, သူတို့ကတချို့ပြင်ပကိရိယာမှအာဏာကိုပေးအပ်နိုင်စွမ်းရှိပါတယ်။ capacitors နှင့် inductors နှင့်အတူအမှုဖြစ်သကဲ့သို့သူတို့တစ်အကြာမှာတစ်ကြိမ်မှာဖြန့်ဝေဘို့စွမ်းအင်ကိုသိုလှောင်ထားနိုင်ပါတယ်ပေမယ့် passive ဒြပ်စင်, ပါဝါထုတ်လုပ်နိုင်စွမ်းမရှိကြပေ။

အောက်ကပုံကိုမကြာခဏ circuit ကိုခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာများတွင်အသုံးပြုထားတဲ့အသံချဲ့စက်ကိရိယာ၏တစ်ဦးနှင့်ညီမျှ circuit ကို configuration ကိုဖော်ပြသည်။ အဆိုပါ rightmostresistor ဝန်ဖြစ်ပါတယ်။ ကျနော်တို့ဗို့အားနှင့်ဤစနစ်၏လက်ရှိအမြတ်ကိုရှာဖွေပါလိမ့်မယ်။ ဗို့အားအမြတ်, AV input ကိုဗို့မှအထွက်ဗို့အား၏အချိုးအဖြစ်သတ်မှတ်ထားသည်။ အလားတူပင်လက်ရှိအမြတ်, အာဣမြို့ input ကိုကလက်ရှိမှ output ကိုလက်ရှိများ၏အချိုးဖြစ်ပါတယ်။

တစ်ဦး Solid-State အသံချဲ့စက်ကိရိယာ၏ပုံ 1- Equivalent circuit ကို

အဆိုပါ input ကိုကလက်ရှိဖြစ်ပါသည်:

ဒုတိယ resistor အတွက်လက်ရှိ, i₁, Ohm ၏တရားမှတိုက်ရိုက်တွေ့ရှိ:

(2)

အဆိုပါ output ကိုဗို့အားထို့နောက်အားဖြင့်ပေးထား:

(3)

ညီမျှခြင်း (3) ခုနှစ်, ‖ resistors တစ် ဦး အပြိုင်ပေါင်းစပ်ဖော်ပြသည်။ Output current ကို Ohm's law မှတိုက်ရိုက်တွေ့ရှိနိုင်သည်။

(4)

အဆိုပါဗို့အားနှင့်လက်ရှိအကျိုးအမြတ်ထို့နောက်အချိုးဖွဲ့စည်းတွေ့နေကြသည်:

(5)

(6)

1.2 စစ်ဆင်ရေးအတွက်ချဲ့ထွင် Equivalent တိုက်နယ်

ပုံ 2- စစ်ဆင်ရေးအတွက်အသံချဲ့စက်နှင့်ညီမျှ circuit ကို

F2 igure (က) အဆိုပါလုပ်ငန်းလည်ပတ်အသံချဲ့စက်များအတွက်သင်္ကေတလက်ဆောင်နှင့်ပုံ 2 (ခ) က၎င်း၏ညီမျှ circuit ကိုပြသသည်။ အဆိုပါ input ကိုဆိပ်ကမ်းများမှာ v₊ နှင့် v_-. အဆိုပါ output ကို terminal ကိုဖြစ်ပါတယ် v_ထွက်။ ပါဝါထောက်ပံ့ရေးဆက်သွယ်မှုမှာဖြစ်ကြောင်း +V, -V နှင့်မြေပြင်ဆိပ်ကမ်း။ ပါဝါထောက်ပံ့ရေးဆက်သွယ်မှုမကြာခဏများမှာ သိထားရေးဆွဲရာမှချန်လှပ်။ က output ဗို့အား၏တန်ဖိုးအားဖြင့်ကာရံထားခြင်းခံရသည် +V နှင့် -V ဤအတိုက်နယ်အတွက်အများဆုံးအပြုသဘောနှင့်အပျက်သဘော voltages ကိုဖြစ်ကြသည်ကတည်းက။

အဆိုပါမော်ဒယ်အဘယ်သူ၏ဗို့အကြား input ကိုဗို့အားကွာခြားချက်ပေါ်တွင်မူတည်သည်တစ်ဦးအပေါ်မှီခိုဗို့အားအရင်းအမြစ်ပါရှိသည် v₊ နှင့် v_-။ အဆိုပါနှစ်ဦးကို input ကိုဆိပ်ကမ်းအဖြစ်လူသိများကြသည် Non-ပြောင်းပြန်လှန် နှင့် inverting အသီးသီးသွင်းအားစု။ အကောင်းဆုံးကတော့သည်အသံချဲ့စက်၏ output နှစ်ခု input ကို voltages ကို၏ပြင်းအားပေါ်ပေမယ့်မှသာ၎င်းတို့အကြားခြားနားချက်အပေါ်မူတည်မထားဘူး။ ကျနော်တို့သတ်မှတ် differential ကို input ကိုဗို့အား, v_dအဆိုပါခြားနားချက်အဖြစ်,

(7)

အဆိုပါ output ကိုဗို့အားအဆိုပါ differential ကို input ကိုဗို့မှအချိုးကျဖြစ်ပါတယ်, ငါတို့သည် output ကိုဗို့အားသည် Open-loop ကိုအမြတ်, အရှင် G. အ, အဖြစ်အချိုးအစားသတ်မှတ်

(8)

ဥပမာတစ်ခု, တစ်ဦး input ကိုအမျှ (E , ရပ်နားထားရသည့် inverting terminal ကိုအတူ non-inverting input ကိုအသုံးချထုတ်လုပ်) များသောအားဖြင့်သေးငယ်တဲ့လွှဲခွင်ဖြစ်ပါသည် က output မှာ။ တူညီတဲ့ source ကို signal ကိုရပ်နားထားရ non-inverting terminal ကိုအတူပြောင်းပြန်လှန် input ကိုအသုံးချခြင်းဖြစ်သည်သောအခါ, output ကိုဖြစ်ပါတယ် .

အဆိုပါ op-amp ၏ input ကို impedance ပုံ 2 (ခ) တွင်တစ်ဦးခုခံအဖြစ်ပြသထားပါသည်။
အဆိုပါ output ကို impedance တစ်ခုခံအဖြစ်ပုံ, Ro အတွက်ကိုယ်စားပြုနေသည်။

အောက်ပါအတိုင်းအဖြစ်စံပြလုပ်ငန်းလည်ပတ်အသံချဲ့စက်သွင်ပြင်လက္ခဏာဖြစ်ပါတယ်:

ဤရွေ့ကားများသောအားဖြင့်အစစ်အမှန် op-AMPS ၏ parameters တွေကိုကောင်းခန့်မှန်းခြေအားဖြင့်ဖြစ်ကြသည်။ အစစ်အမှန် op-AMPS ၏ပုံမှန် parameters တွေကိုနေသောခေါင်းစဉ်:

အစစ်အမှန် op-AMPS ဆုံးခနျ့မှနျးဖို့စံပြ op-AMPS အသုံးပြုခြင်းထို့ကြောင့် circuit ကိုခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာများအတွက်တန်ဖိုးရှိတဲ့ရိုးရှင်းလွယ်ကူတာဖြစ်ပါတယ်။
ကျွန်တော်တို့ကိုအဆုံးမဲ့ဖြစ်ခြင်း open-ကွင်းဆက်အမြတ်၏ဆိုလိုစူးစမ်းလေ့လာကြပါစို့။ ကျနော်တို့ညီမျှခြင်း (8) ပြန်ရေးလိုလျှင် အောက်မှာဖော်ပြထားတဲ့အတိုင်း:

(9)

နှင့်ပါစေ G ချဉ်းကပ်မှုအသင်္ချေ, ငါတို့သိမြင်

(10)

ညီမျှခြင်း (10) ကို output ကိုဗို့အားအဆုံးမဲ့မဖွစျနိုငျကွောငျးကိုစောင့်ကြည့်ခြင်းဖြင့်ရလဒ်များ။ က output ဗို့အား၏တန်ဖိုးသည်အပြုသဘောနှင့်အပျက်သဘောဆောင်သောပါဝါထောက်ပံ့ရေးတန်ဖိုးများအားဖြင့်ကာရံထားခြင်းခံရသည်။ ညီမျှခြင်း (10) နှစ်ခုဆိပ်ကမ်းမှာ voltages ကိုအတူတူပင်ဖြစ်ကြောင်းညွှန်ပြ:

(11)

ထို့ကြောင့်, ညီမျှခြင်း (11) ၏တန်းတူရေးအတွက် input ကိုဆိပ်ကမ်းအကြားတစ်ဦးကို virtual တိုတောင်းတိုက်နယ်ရှိပြောကျွန်တော်တို့ကိုဦးဆောင်နေသည်။

စံ op-amp ၏ input ကိုခုခံအဆုံးမဲ့ဖြစ်ပါတယ်ကတည်းကတစ်ဦးချင်းစီရဲ့ input သို့လက်ရှိ, terminal ကိုနှင့် Non-inverting terminal ကို inverting, သုညဖြစ်ပါတယ်။
အစစ်အမှန် op-AMPS ဟာ linear amplification mode ကိုအသုံးပြုကြသည်သောအခါ, အမြတ်အလွန်ကြီးမားသည်နှင့်ညီမျှခြင်း (11) တစ်ဦးကောင်းအကြမ်းဖျင်းပါပဲ။ သို့သျောလညျးကိုမှန်ကန် op-AMPS များအတွက်အများအပြား applications များဟာ nonlinear mode မှာ device ကိုအသုံးပြုပါ။ ညီမျှခြင်း (11) ၏အကြမ်းဖျင်းသည်ဤဆားကစ်များအတွက်တရားဝင်မဟုတ်ပါဘူး။
လက်တွေ့ကျတဲ့ op-AMPS မြင့်မားသောဗို့အားအမြတ်ရှိပေမယ့်, ဒီအမြတ်ကြိမ်နှုန်းတွေနဲ့ကွဲပြားခြားနားသည်။ ဤအကြောင်းကြောင့်တစ်ဦး op-amp ပုံမှန်အားဖြင့်ပုံ 2 (က) မှာပြထားတဲ့ပုံစံများတွင်အသုံးပြုသည်မဟုတ်။ output ကိုဆီက input ရန်မတုံ့ပြန်ချက်စရာရှိသောကြောင့်ဤအစီစဉ်ဖွဲ့စည်းမှုကိုပွင့်လင်းကွင်းဆက်အဖြစ်လူသိများသည်။ ကျနော်တို့ Open-ကွင်းဆက် configuration ကိုနှိုင်းယှဉ် application များအတွက်အသုံးဝင်သည်နေချိန်မှာ, linear application များအတွက်ပိုမိုဘုံ configuration ကိုတုန့်ပြန်ချက်နှင့်အတူတံခါးပိတ်-ကွင်းဆက်ဆားကစ်ဖြစ်ပါတယ်, အဲဒီနောက်ပိုင်းမှာကိုကြည့်ပါ။

External element များကို input မှ output signal ၏တစိတ်တပိုင်းကို“ feedback” ရန်အသုံးပြုသည်။ အကယ်၍ feedback element များအား output နှင့် inverting input အကြားထားရှိပါက output ၏အစိတ်အပိုင်းတစ်ခုအနေဖြင့် input မှနှုတ်ယူပြီးမှသာ closed-loop gain ကိုလျော့ချနိုင်သည်။ တုံ့ပြန်မှုသည်စုစုပေါင်းအမြတ်ကိုလျော့နည်းစေရုံသာမက G ၏တန်ဖိုးကိုလျော့နည်းစေသည်ကိုလည်းတုံ့ပြန်မှုများနောက်မှတွေ့ရလိမ့်မည်။ တုံ့ပြန်ချက်များအရ၊ closed-loop gain သည် feedback circuit element များပေါ်တွင်အခြေခံသည်။ amp voltage voltage, G. အမှန်မှာ၊ closed-loop gain သည် G ၏တန်ဖိုးနှင့်အမှီအခိုကင်းသည်။ ၎င်းသည် external circuit element များ၏တန်ဖိုးများပေါ်တွင်သာမူတည်သည်။

ပုံ (3) တစ်ခုတည်းဇာတ်စင်အနုတ်လက္ခဏာတုံ့ပြန်ချက် op-amp circuit ကိုဖော်ပြသည်။

ပုံ 3- အဆိုပါ inverting op-amp

ထို့ကွောငျ့ကြှနျုပျတို့ကိုနောက်အပိုင်း၌ဤ circuit ကိုခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာပါလိမ့်မယ်။ ယခုအဘို့, တစ်တစ်ခုတည်း resistor ကိုသတိပြုပါ, R_F, ထို output ကိုဗို့အားနှင့်ချိတ်ဆက်ရန်အသုံးပြုသည်, v_ထွက် အဆိုပါ inverting input ကိုမှ, v_-.

နောက်ထပ် resistor, R_a အဆိုပါ inverting input ကိုကနေချိတ်ဆက်, v_-အဆိုပါ input ကိုဗို့အားရန်, v_a။ တစ်ဦးကတတိယ resistor, R non-ပြောင်းပြန်လှန် input ကိုများနှင့်မြေပြင်အကြားထားရှိခြင်းဖြစ်သည်။
op-AMPS, resistors နှင့် capacitors သုံးပြီး circuits ထိုကဲ့သို့သော, ကဉျြးခြုပျနုတ်, ပေါင်းစပ်, ကွာခြား, filtering, နှိုင်းယှဉ်ခြင်း, အသံချဲ့စက်အဖြစ်အများအပြားအသုံးဝင်သောစစ်ဆင်ရေးဖျော်ဖြေဖို့ configured နိုင်ပါသည်။

1.3 analysis Method ကို

ကျနော်တို့နှစ်ဦးကိုအရေးကြီးသောစံပြ op-amp ဂုဏ်သတ္တိများကို အသုံးပြု. ဆားကစ်ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာ:

အကြားဗို့ v₊ နှင့် v_- သုညဖြစ်ပါသည်, သို့မဟုတ် v₊ = v_-.
အဆိုပါနှစ်ဦးစလုံးသို့လက်ရှိ v₊ နှင့် v_- Terminal ကိုသုညဖြစ်ပါတယ်။

ဒီရိုးရှင်းတဲ့လေ့လာတွေ့ရှိချက်အောက်ပါအတိုင်းဆိုစံပြ op-amp circuit ကိုခွဲခြားစိတ်ဖြာများအတွက်လုပ်ထုံးလုပ်နည်းဖို့ဦးဆောင်လမ်းပြ:

non-inverting terminal ကိုမှာ Kirchhoff လက်ရှိဥပဒ node ကိုညီမျှခြင်းရေးရန်, v₊.
အဆိုပါ inverting terminal ကိုမှာ Kirchhoff လက်ရှိဥပဒ node ကိုညီမျှခြင်းရေးရန်, v_-.
အစုံ v₊ = v_- နှင့်တပ်မက်လိုချင်သောအတံခါးပိတ်-ကွင်းဆက်အကျိုးအမြတ်များအတွက်ဖြေရှင်း။

Kirchhoff ရဲ့ဥပဒေတွေကိုလိုက်နာကျင့်သုံးတဲ့အခါ၊ v₊ နှင့် v_- Terminal ကိုသုညဖြစ်ပါတယ်။

PREVIOUS- စံပြစစ်ဆင်ရေးအတွက်အသံချဲ့စက်နိဒါန်း

NEXT ကို-2 ။ အဆိုပါပြောင်းပြန်လှန်အသံချဲ့စက်