7। अन्य Op-amp अनुप्रयोगहरू

आवेदन

तलको लिङ्क क्लिक गरेर TINACloud सर्किट सिमुलेटरको साथ निम्न सर्किट अनलाइन अनलाईन गर्नुहोस्।

1- नकारात्मक प्रतिबाधा सर्किट सिमुलेशन

7.2 निर्भर-हालको जेनरेटर

चित्रा 18 - निर्भर वर्तमान जनरेटर

मानौं हामी गरौं R_F = आर_A। समीकरण (47) त्यसपछि इंगित गर्दछ कि op-amp सर्किटको इनपुट प्रतिरोध (ड्यास बक्समा संलग्न) हो। -R। त्यसपछि इनपुट 18 (बी) मा देखापरेको इनपुट सर्किट सरलीकृत गर्न सकिन्छ। हामी गणना गर्न चाहन्छौं i_लोड, वर्तमान मा R_लोड। जे होस् प्रतिरोध नकारात्मक छ, सामान्य किर्चहोफको कानून अझै लागू हुन्छ किनकि तिनीहरूको व्युत्पन्नमा केहि पनि सकारात्मक प्रतिरोधकर्ता मानिदैन। वर्तमान इनपुट, i_in, त्यसपछि एक एकल अवरोध मा रिजर्वेज को संयोजन गरेर मिलयो छ, R_in.

(48)

त्यसपछि हामी हालको विभाजन बीचको वर्तमान विभागीय अनुपात लागू गर्दछौं R_लोड र -आर प्राप्त गर्नुहोस्

(49)

यसैले ओप्-एम्प सर्किट को अतिरिक्त को प्रभाव वर्तमान वोल्टेज को भार आनुपातिक मा बनाउन को लागी छ। यसले लोड प्रतिरोधको मूल्यमा निर्भर गर्दैन, R_लोड। हाल लोड प्रतिरोधमा परिवर्तनहरूको स्वतन्त्र छ। ओप्-एम्प सर्किटले प्रभाव प्रतिरोधलाई प्रभावकारी बनाउँछ। चूंकि वर्तमान लोड को स्वतन्त्र छ तर इनपुट भोल्टेज मा मात्र निर्भर गर्दछ, हामी यो कल गर्छौं वर्तमान जनरेटर (वा भोल्टेज-देखि-वर्तमान कन्वर्टर)।

यस सर्किटका थुप्रै अनुप्रयोगहरूमध्ये एक हो dc विनियमित भोल्टेज स्रोत। यदि हामीले गरौं भने v_in = ई (एक निरन्तर), वर्तमान मार्फत R_लोड निरंतरता को विविधता देखि स्वतंत्र छ R_लोड.

आवेदन

तलको लिङ्क क्लिक गरेर TINACloud सर्किट सिमुलेटरको साथ निम्न सर्किट अनलाइन अनलाईन गर्नुहोस्।

2- निर्भर वर्तमान जेनरेटर सर्किट सिमुलेशन

7.3 वर्तमान देखि वोल्टेज कनवर्टर

चित्र १ - - वर्तमान-बाट भोल्टेज रूपान्तरण

चित्र (१)) को सर्किटले निर्गत भोल्टेज उत्पादन गर्दछ जुन आगत वर्तमानमा आंशिक हुन्छ (यो पनि a को रूपमा देख्न सकिन्छ एकता-लाभ उल्टाउने एम्पलीफायर)। हामी यस सर्किटको विश्लेषण गर्दछौ आदर्श अप-एम्प्सको गुणहरू प्रयोग गरेर। हामी इनपुट टर्मिनलमा भोल्टेजहरू फेला पार्नका लागि समाधान गर्दछौं

(50)

यसैले, आउटपुट भोल्टेज, v_{बाहिर} = -i_inR, वर्तमान इनपुट को अनुपात आनुपातिक छ, i_in.

आवेदन

तलको लिङ्क क्लिक गरेर TINACloud सर्किट सिमुलेटरको साथ निम्न सर्किट अनलाइन अनलाईन गर्नुहोस्।

3- भोल्टेज कन्वर्टरको लागि हाल सर्किट सिमुलेशन

7.4 भोल्टेज-टू-वर्तमान कन्वर्टर

चितवन 20 - हालको कन्वर्टरलाई भोल्टेज

चित्रा (20) चित्रा, भोल्टेज-देखि-वर्तमान कनवर्टर हो। हामी यस सर्किटको रूपमा निम्नानुसार विश्लेषण गर्छौं:

(51)

समीकरण (51) बाट हामी फेला पार्छौं,

(52)

यसैले, लोड लोड लोड अवरोध को स्वतंत्र छ, R_लोड, र लागू भोल्टेज को आनुपातिक छ, v_in। यो सर्किटले वोल्टेज नियन्त्रित वर्तमान स्रोत विकास गर्दछ। तथापि, यो सर्किटको एक व्यावहारिक कमी यो हो कि लोड लोड अवरोधको अन्तमा ग्रस्त हुन सक्छ।

चित्रा 21 - भोल्टेज-देखि-वर्तमान कनवर्टर

हामी यस सर्किट को विश्लेषण गरेर नोड समीकरण को रूप मा निम्नानुसार विश्लेषण गर्दछौं:

(53)

अन्तिम समानताको तथ्य यो प्रयोग गर्दछ v₊ = v_-। यी समीकरणहरूमा पाँच अज्ञात छन् (v₊, v_in, v_{बाहिर}, v, र i_लोड)। हामी समाप्त गर्छौं v₊ र v_{बाहिर} प्राप्त गर्न,

(54)

लोड वर्तमान, i_लोड, भार देखि स्वतंत्र छ, R_लोड, र केवल भोल्टेज को एक समारोह हो, (v_in - v).

आवेदन

तलको लिङ्क क्लिक गरेर TINACloud सर्किट सिमुलेटरको साथ निम्न सर्किट अनलाइन अनलाईन गर्नुहोस्।

4 - हालको कनवर्टर सर्किट सिमुलेशनमा भोल्टेज

7.5 सामान्यकृत प्रतिबिम्ब संग एम्पलीफायर घुसाउनुहोस्

चित्रा 22 - प्रतिरोधको स्थानमा सामान्यकृत प्रतिबाधाको प्रयोग

समीकरण (17) को सम्बन्ध सजिलै संग गैर प्रतिरोधी घटक समावेश गर्न को लागि विस्तारित गरिन्छ R_j प्रतिबाधाद्वारा प्रतिस्थापन गरिएको छ, Z_j, र R_F द्वारा प्रतिस्थापन गरिएको छ Z_F। एक इनपुटको लागी, चित्र 22 (ए) मा देखाईएको अनुसार, उत्पादन घट्छ

(55)

चूंकि हामी फ्रिक्वेन्सी डोमेनमा काम गरिरहेका छौं, हामी भोल्टेज अक्षरहरू वाल्टेज र धाराहरूका लागि प्रयोग गर्दछौं, यसैले प्रतिनिधित्व गर्दछ जटिल एम्पलीयस.

एक उपयोगी सर्किट समीकरणमा आधारित (55) हो मिलर एकीकृत, चित्र 22 (बी) मा देखाईएको छ। यस अनुप्रयोगमा, प्रतिक्रिया घटक एक संधारित्र हो, C, र इनपुट घटक एक resistor छ, R, यसैले

(56)

समीकरण (56) मा, s  Laplace ट्रांसफार्मर अपरेटर हो। Sinusoidal संकेतहरुको लागि,  । जब हामी यी प्रतिबाधाहरू समीकरणमा (55) मा बदल्छौं, हामी प्राप्त गर्छौं

(57)

जटिल आवृत्ति डोमेनमा, 1 / s समय डोमेनमा एकीकरण गर्न मिल्छ। यो एक छ इन्टरनेट अन्वेषक किनभने अभिव्यक्तिमा नकारात्मक चिन्ह समावेश छ। यसैले आउटपुट भोल्टेज हो

(58)

जहाँ v_{बाहिर}(0) प्रारम्भिक अवस्था हो। को मूल्य v_{बाहिर} संधारित्र भर भोल्टेज को रूप मा विकसित गरिएको छ, C, समयमा t = 0। भोल्टेजमा भोल्टेजमा संधारित्र चार्ज गर्न स्विच बन्द छ v_{बाहिर}(0) र त्यसपछि t = 0 स्विच खुला छ। हामी इलेक्ट्रोनिक स्विचहरू प्रयोग गर्दछौं, जुन हामी अध्याय 16 मा थप पूर्णतया छलफल गर्दछौं। घटनामा प्रारम्भिक अवस्था शून्य छ, स्विचमा अझै पनि समीकरणकर्ता शून्य आउटपुट भोल्टेजमा रिसेट गर्न प्रयोग गरिन्छ t = 0.

चित्र २ - - एक उल्टो भिन्नकर्ताको उदाहरण

यदि प्रतिक्रिया तत्व एक अवरोधक हो, र आगत तत्व एक संधारित्र हो, जस्तै चित्र (23) मा देखाईएको छ, इनपुट-आउटपुट सम्बन्ध हुन्छ।

(59)

समयको डोमेनमा, यो हुन्छ

(60)
आवेदन

तलको लिङ्क क्लिक गरेर TINACloud सर्किट सिमुलेटरको साथ निम्न सर्किट अनलाइन अनलाईन गर्नुहोस्।

5- उल्टो भेदभाव सर्किट सिमुलेशनको उदाहरण

सर्किट एक को रूप मा काम गरिरहेको छ विभेदक उल्टाउने। ध्यान दिनुहोस् कि इनपुट संधारित्र, Z_a = 1 / एससी, को लागि एक मार्ग प्रदान गर्दैन dc। यसले परिणामलाई प्रभाव पार्दैन किनकि निरन्तरको व्युत्पन्न शून्य हो। सादगीको लागि, चलो sinusoidal इनपुट संकेत प्रयोग गरौं। रेयरिंग समीकरण (59) र यो सर्किटको लागि संख्यात्मक मानहरू प्रतिस्थापन गर्दै हामी प्राप्त गर्छौं

(61)

इनपुट भोल्टेज यस सर्किट द्वारा उल्टो (180 ° पारी) हुन्छ र फेरि स्केल र फेरि सारियो (90 ° द्वारा j-ओपरेटर) को मूल्यले RCs जहाँ .

चित्रा (24) मा सिमुलेसनको परिणामहरू देखाइएका छन्।

चित्रा 24 - विभेदक उल्टाउनको लागि अनुकरण परिणाम

0.5 भोल्टमा इनपुट तरफ चोटहरू। आउटपुट भोल्टेजले 90 डिग्रीको नेट पारी (देरी) र लगभग 0.314 भोल्टमा आउटपुट भोल्टेज चोटहरू छ। यो समीकरण (61) को परिणाम संग राम्रो सम्झौता हो।

हामी waveforms को उपयोग गर्न को लागि यो पनि दिखा सकते हो कि यस सर्किट विभेदक को रूपान्तरण को कार्य गर्दछ। हामी पुष्टि गर्नेछौं कि आउटपुट waveform इनपुट संकेत संकेत को ढलान को एक निरंतर प्रतिनिधित्व गर्दछ। सर्किट को निरंतर भोल्टेज लाभ हो। आगत भोल्टेजको परिवर्तनको सबैभन्दा ठूलो दर यसको शून्य-क्रसमा हुन्छ। यो समयसँग मेल खान्छ कि आउटपुट वेवफ अधिकतम अधिकतम (वा न्यूनतम) पुग्छ। एक प्रतिनिधि बिन्दुलाई, समय 0.5 एमएसमा भन्नुहोस्, र ग्राफिकल प्रविधिहरू प्रयोग गरी, हामी इनपुट भोल्टेज तरंगको ढालको कम्पोज्ट बनाउँछौं।

(62)

परिवर्तनको यो दर स्केलिंग (यानी, ) समीकरण (60) को अनुसार सर्किट भोल्टेज लाभ को द्वारा हामी चोटी आउटपुट भोल्टेज को अपेक्षा गर्छन

(63)

7.6 एनालॉग कम्प्युटर अनुप्रयोगहरू

यस खण्डमा हामी एन्जुले कम्प्यूटर बनाउन जुन कन्फिगरेसन समीकरणको समाधान गर्न प्रयोग गरिन्छ को लागी इन्टरनेट र एन्टिटेटरहरू, इन्टरनेट जडान गरिएको एप-एएमपी सर्किटको प्रयोग प्रस्तुत गर्दछ। धेरै भौतिक प्रणाली रैखिक अंतर समीकरण द्वारा वर्णन गरिन्छ, र यसैले सिस्टम को एनालॉग कम्प्यूटर को सहायता संग विश्लेषण गरिन सक्छ।

चित्र २ 25 - एनालग कम्प्युटर अनुप्रयोग

चित्रा 25 को सर्कलमा हाल, i (t) को लागि समाधान गर्नुहोस्। इनपुट भोल्टेज ड्राइभिङ्ग प्रकार्य हो र प्रारम्भिक अवस्था शून्य हो। हामी यस सर्किट को लागि अंतर समीकरण को रूप मा निम्नानुसार लिखछन:

(64)

अब डी / डीटी को लागि सुलझाएर हामी प्राप्त गर्छौं

(65)

हामी जान्दछौं कि t> ० को लागि,

(66)

समीकरण (65) बाट हामी देख्छौं कि -di / dt गठित तीन सर्तहरू संक्षेप गरेर, जुन चित्रा 26 मा पहिलो एकीकरण एम्पलीफायरमा इनपुटमा पाइन्छ।

चित्र २ 26 - चित्र २ 25 को लागी एनालग कम्प्युटर समाधान

यी तीन सर्तहरू निम्न प्रकारका छन्:

1। ड्राइभिङ्ग प्रकार्य, -V (t) / L, ग्यारेन्टी ग्रीष्म (ग्रीष्मकालीन) को माध्यम ले लाभ, 1 / एल को माध्यम ले v (टी) लाई गुजरने को द्वारा बनाईएको छ।
2। Ri / L पहिलो संयोजक एम्पलीफायर (इन्टिटेटर 1) को उत्पादन गरेर र संक्षेप एम्पलीफायर (ग्रीष्मकालीन) को आउटपुट को लागि एम्पलीफायर इनपुट मा जोडेर गठित गरीएको छ।
3। अवधि

(67)
दोस्रो एकाइटरको उत्पादन हो (इन्टिलेटर 2)। चूंकि हस्ताक्षर परिवर्तन हुनु पर्छ, हामी यसलाई ग्रीष्म ऋतु उर्जा प्रदान गर्दछौं (समर)।
पहिलो संयोजकको उत्पादन + i, जस्तै समीकरण (66) बाट देखाइएको छ। अंतर समीकरणमा अवरोधहरू एनालॉग कम्प्युटरको प्रतिरोधक र capacitors को उचित चयन द्वारा स्थापित गरिन्छ। शून्य प्रारम्भिक अवस्थाहरू capacitors भरमा स्विच द्वारा पूरा गरिन्छ, जस्तै चित्र 22 (बी) मा देखाइएको छ।

7.7 गैर-इन्भेरिंग मिलर इन्टरटेटर

चितवन 27 - गैर इनभाउन इन्टेलेटर

हामी अघिल्लो खण्डको निर्भर ईन्टररेटरको एक संशोधन प्रयोग गर्न को लागी गैर-इनवर्ण्ट एन्टेटरको विकास गर्न प्रयोग गर्दछौं। चित्रा 27 मा देखाइएको सर्किट कन्फिगर गरिएको छ।
यो चित्रा 21 को सर्किट जस्तै छ, तर भार प्रतिरोध प्रतिस्थापन द्वारा प्रतिस्थापित गरिएको छ। अब हामी हाल, आईलोड गर्छौं। उल्टो भोल्टेज, V-, Vo र V को बीच भोल्टेज विभाजनबाट पाइन्छ।

(68)

V + = V- देखि, हामी समाधान र खोज्छौं
IL = Vin / R। ध्यान दिनुहोस् कि

(69)

जहां Laplace ट्रांसफार्मर ओपरेटर हो। Vout / Vin प्रकार्य हो

(70)

यसरी, समयको डोमेनमा हामीसँग छ

(71)

यसैले सर्किट एक गैर-इनवर्टरिंग integrator हो।

आवेदन

तलको लिङ्क क्लिक गरेर TINACloud सर्किट सिमुलेटरको साथ निम्न सर्किट अनलाइन अनलाईन गर्नुहोस्।

6-Non-Inverting Integrator Circuit Simulation

सारांश

परिचालन एम्पलीफायर इलेक्ट्रनिक प्रणालीको लागि धेरै उपयोगी इमारत ब्लक हो। वास्तविक एम्पलीफायरले धेरै उच्च लाभ र लगभग अनंत इनपुट प्रतिबाधाको साथ लगभग एक आदर्श एम्पलीफायरको रूपमा सञ्चालन गर्दछ। यस कारणको लागि, हामी सर्किट घटकहरूको व्यवहार गर्दछ जस्तो व्यवहार गर्न सक्छौं। त्यसो भए, हामी एम्पलीफायरलाई आंतरिक कन्फिगरेसन र इलेक्ट्रोनिक विशेषताहरू अध्ययन गर्नु अघि उपयोगी कन्फिगरेसनमा समावेश गर्न सक्दछौं। टर्मिनल विशेषताहरू पहिचान गरेर, हामी एम्पलीफायरहरू र अन्य उपयोगी सर्किट कन्फिगर गर्न सक्षम छौं।
यो अध्याय आदर्श परिचालन एम्पलीफायरको विश्लेषणको साथ सुरु भयो, र आश्रित स्रोतहरु प्रयोग गरी समकक्ष सर्किट मोडेलको विकास संग। हामीले यस अध्यायमा प्रारम्भ गरिएका निर्भर निर्भर स्रोतहरू हामी यस पाठमा पढ्ने धेरै इलेक्ट्रोनिक उपकरणहरूका लागि बराबर सर्किटहरूको निर्माण अवरुद्ध गर्दछौं।
त्यसपछि हामीले ओभर-एम्प्प इन्भाइभ एम्प्लीफायर, एक गैर-उल्टाउने एम्पलीफायर र एक बहु इनपुट एम्पलीफायरमा बनाउनको लागि बाह्य जडानहरू खोज्थ्यो। हामीले एकसाथ समीकरणको ठूलो प्रणाली सुल्झाउने आवश्यकतालाई मेटाउने एक सुविधाजनक डिजाइन प्रविधिको विकास गर्नुभयो।
अन्तमा, हामीले देखेका थियौँ कि क्याप्पेटहरू नकारात्मक प्रतिबन्धहरू (जसलाई सकारात्मक बाधाहरूको प्रभाव रद्द गर्नको लागि प्रयोग गर्न सकिन्छ), एकाइहरू र भेदभावहरू सहित विभिन्न जटिल सर्किटहरू निर्माण गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ।

PREVIOUS- 6। OP-AMP सर्किटहरूको डिजाइन

NEXT- 1। आदर्श अप-एप्सहरू