लगभग सभी इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों को ऑपरेशनल एम्पलीफायर, ऑपरेशनल एम्पलीफायर (ऑपरेशनल एम्पलीफायर के रूप में संदर्भित) का उपयोग करने की आवश्यकता होती है, इसका पूरा अंग्रेजी नाम ऑपरेशन एम्पलीफायर है, जिसे ओपीएएम के रूप में संक्षिप्त किया जाता है, जो डीसी कपलिंग, अंतर मोड इनपुट और आमतौर पर एकल के साथ एक उच्च-लाभ वोल्टेज एम्पलीफायर है -समाप्त आउटपुट. आज हम आपको ऑपरेशन के बारे में कुछ बुनियादी जानकारी देंगे।

एनालॉग इलेक्ट्रॉनिक प्रौद्योगिकी की सभी पुस्तकों और पाठ्यक्रमों को देखते हुए, परिचालन एम्पलीफायर सर्किट को पेश करते समय, यह पहले सर्किट को परिभाषित करने से ज्यादा कुछ नहीं है। उदाहरण के लिए, यह एक नॉन-इनवर्टिंग एम्पलीफायर है, फिर इसके आउटपुट और इनपुट के बीच संबंध को घटाएं, और फिर Vo=(1+Rf)Vi प्राप्त करें, जो कि एक इनवर्टिंग एम्पलीफायर है, और फिर VO = 0-RF * VI प्राप्त करें। अंत में, छात्रों को अक्सर यह आभास हो जाता है कि सूत्र याद रखना ही काफी है! यदि हम सर्किट को थोड़ा बदल दें, तो वे उत्तर की ओर अपना रास्ता नहीं खोज पाएंगे! मैंने इलेक्ट्रॉनिक्स विषय के लिए कॉलेज डिग्री या उससे ऊपर के कम से कम 100 उम्मीदवारों का साक्षात्कार लिया है। परिणामस्वरूप, मैं अपने द्वारा दिए गए परिचालन एम्पलीफायर सर्किट का पूरी तरह से विश्लेषण कर सकता हूं। 10 से अधिक उम्मीदवार नहीं हैं! यह कल्पना की जा सकती है कि अन्य बड़ी कंपनियों ने स्नातक किया है।

       आज, मैं तुम्हें दो अजेय तरकीबें सिखाऊंगा। ये दो तरकीबें ऑपरेशनल एम्पलीफायर सर्किट की सभी शिक्षण सामग्रियों में स्पष्ट रूप से लिखी गई हैं, अर्थात् "वर्चुअल शॉर्ट" और "वर्चुअल ब्रेक"। हालाँकि, यदि आप उनका शानदार ढंग से उपयोग करना चाहते हैं, तो आपके पास एक गहरी नींव होनी चाहिए।

जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है, एक ऑपरेशनल एम्पलीफायर का नॉन-इनवर्टिंग टर्मिनल ग्राउंडेड = 0V है, और इनवर्टिंग टर्मिनल और नॉन-इनवर्टिंग टर्मिनल छोटा है, इसलिए यह भी 0V है। इनवर्टिंग इनपुट टर्मिनल का इनपुट प्रतिरोध बहुत अधिक है, और लगभग कोई करंट इंजेक्शन या बहिर्वाह नहीं है। फिर R1 और R2 श्रृंखला कनेक्शन के बराबर हैं, और श्रृंखला सर्किट में प्रत्येक घटक के माध्यम से बहने वाली धारा समान है, अर्थात, R1 और R2 के माध्यम से बहने वाली धारा समान है। R1 से प्रवाहित होने वाली धारा i1 = (VI-V-)/R1 ... A R2 से प्रवाहित होने वाली धारा I2 = (V-VOUT)/R2 ... BV-= V+= 0 ... Ci1 = I2 .. .D Vout = (-R2/R1)*Vi उपरोक्त जूनियर मिडिल स्कूल बीजगणितीय समीकरण को हल करके प्राप्त किया जाता है। यह प्रसिद्ध रिवर्स एम्पलीफायर का इनपुट-आउटपुट संबंध है।

चित्र 2 में, Vi और V- काल्पनिक लघु हैं, इसलिए Vi = V- a काल्पनिक है। रिवर्स इनपुट टर्मिनल पर कोई करंट इनपुट और आउटपुट नहीं है, और R1 और R2 के माध्यम से करंट बराबर है। मान लीजिए कि यह धारा I है, जो ओम के नियम से प्राप्त होती है: I = Vout/(R1+R2) b ViR2 पर वोल्टेज विभाजन के बराबर, अर्थात Vi = I*R2 ……c Vout=Vi*(R1+R2)/R2 abc सूत्र द्वारा प्राप्त किया जाता है। यह प्रसिद्ध नॉन-इनवर्टिंग एम्पलीफायर का सूत्र है।

चित्र 3 में, इसे काल्पनिक संक्षेप से जाना जाता है: V- = V+ = 0 ……a काल्पनिक ब्रेक और किरचॉफ के नियम से जाना जाता है, और R2 और R1 के माध्यम से धाराओं का योग R3 के माध्यम से वर्तमान के बराबर है, इसलिए (V1– V-)/R1+(V2–V-)/R2 = (V–VOUT)/R3 …… B को फॉर्मूला A में प्रतिस्थापित किया जाता है, और फॉर्मूला B बन जाता है

कृपया चित्र 4 देखें। वर्चुअल ब्रेक के कारण, परिचालन एम्पलीफायर के गैर-इनवर्टिंग टर्मिनल के माध्यम से कोई भी धारा प्रवाहित नहीं होती है, इसलिए आर 1 और आर 2 के माध्यम से बहने वाली धाराएं बराबर होती हैं, और इसी तरह, आर 4 और आर 3 के माध्यम से बहने वाली धाराएं भी बराबर होती हैं। इसलिए, (v1–v+)/R1 = (v+-v2)/R2 … A (vout–v-)/R3 = v-/R4 … B को काल्पनिक संक्षेप से जाना जाता है: v+= v-… C यदि R1= R2 और R3=R4, फिर V+= (v1

चित्र 5 से पता चलता है कि R1 के माध्यम से प्रवाहित धारा R2 के माध्यम से प्रवाहित धारा के बराबर है, और इसी तरह, R4 के माध्यम से प्रवाहित धारा R3 के माध्यम से प्रवाहित धारा के बराबर है, इसलिए (V2-V+)/R1 = V+/R2 ... A (V1) हैं –V-)/R4 = (V-VOUT)/R3 … B यदि R1=R2, तो V+= V2/2. फिर v-= (vout+v1)/2 ...d को काल्पनिक संक्षिप्त v+= v-...e से जाना जाता है इसलिए Vout=V2-V1। यह पौराणिक घटावकर्ता है.

चित्र 6 में दिखाए गए सर्किट में, रिवर्स इनपुट टर्मिनल पर वोल्टेज उसी दिशा टर्मिनल पर वोल्टेज के बराबर है, और आर1 के माध्यम से करंट सी1 के माध्यम से करंट के बराबर है। वर्तमान I से R1 = v1/R1 और वर्तमान I से C1 = c * duc/dt =-c * dvout/dt, इसलिए Vout=((-1/(R1*C1))∫V1dt का आउटपुट वोल्टेज है समय के साथ इनपुट वोल्टेज के एकीकरण के लिए आनुपातिक यह पौराणिक एकीकरण सर्किट है। यदि V1 एक स्थिर वोल्टेज U है, तो उपरोक्त सूत्र Vout = -U*t/(R1*C1) t समय में बदल जाता है, और Vout का आउटपुट वोल्टेज 0 से नकारात्मक बिजली आपूर्ति वोल्टेज तक एक सीधी रेखा है।

चित्र 7 में, संधारित्र C1 और प्रतिरोधक R2 के माध्यम से धारा बराबर है, और एक ही टर्मिनल और परिचालन एम्पलीफायर के रिवर्स टर्मिनल पर वोल्टेज बराबर है। फिर: Vout = -i * R2 = -(R2*C1)dV1/dt यह एक विभेदक सर्किट है। यदि V1 एक DC वोल्टेज है जो अचानक जोड़ा जाता है, तो आउटपुट Vout V1 के विपरीत दिशा के साथ एक पल्स से मेल खाता है।

चित्र 8 में, Vx = V1 ……a Vy = V2 ……b को काल्पनिक दोष से जाना जाता है। यदि परिचालन एम्पलीफायर के इनपुट के माध्यम से कोई करंट प्रवाहित नहीं होता है, तो R1, R2 और R3 को श्रृंखला कनेक्शन के रूप में माना जा सकता है, और प्रत्येक अवरोधक के माध्यम से करंट समान है। वर्तमान I = (VX-VY)/R2 ... C है: VO1-VO2 = I * (R1+R2+R3) = (VX-VY) (R1+R2+R3)/R2 ... D है काल्पनिक गलती से जाना जाता है, और R6 के माध्यम से बहने वाली धारा R7 के माध्यम से बहने वाली धारा के बराबर है। यदि R6=R7, VW = फिर vout-vu = vu-vo1, इसलिए vu = (vout+vo1)/2 … f को काल्पनिक संक्षिप्त रूप से जाना जाता है, Vu = Vw ……g efg का vout = VO2-vo1 है … h vout = (Vy -Vx) है ) (R1+R2+R3)/R2 of dh उपरोक्त सूत्र में (R1+) यह सर्किट पौराणिक विभेदक एम्पलीफायर सर्किट है।

एक ऐसे सर्किट का विश्लेषण करें जिससे हर कोई अधिक संपर्क में आता है। कई नियंत्रक विभिन्न परीक्षण उपकरणों से 0~20mA या 4~20mA करंट स्वीकार करते हैं। सर्किट इस करंट को वोल्टेज में परिवर्तित करता है और फिर इसे डिजिटल सिग्नल में परिवर्तित करने के लिए ADC को भेजता है। चित्र 9 ऐसा ही एक विशिष्ट सर्किट है। जैसा कि चित्र 4~20mA में दिखाया गया है, नमूना 100Ω अवरोधक R1 के माध्यम से प्रवाहित होता है, और R0.4 पर 2~1V का वोल्टेज अंतर उत्पन्न होगा। अनुमान से यह ज्ञात होता है कि यदि परिचालन एम्पलीफायर के इनपुट के माध्यम से कोई धारा प्रवाहित नहीं होती है, तो R3 और R5 के माध्यम से बहने वाली धाराएँ समान हैं, और R2 और R4 के माध्यम से बहने वाली धाराएँ समान हैं। इसलिए: (V2-VY)/R3 = VY/R5 … A (V1-VX)/R2 = (VX-VOUT)/R4 … B: Vx = Vy ……c करंट 0 से 20 mA तक भिन्न होता है, फिर v1 = v2+(0.4 ~ 2) ... d को cd सूत्र को B सूत्र में प्रतिस्थापित करके प्राप्त किया जाता है (v2+(0.4 ~ 2)-vy)/R2 = (vy-vout)/R4 ... e यदि R3=R2 और R4=R5, तो EA द्वारा Vout =-(0.4 ~ 2) प्राप्त होता है। सूत्र f Vout = -(0.88~4.4)V, यानी 4~20mA करंट को -0.88 ~ -4.4V वोल्टेज में परिवर्तित किया जाता है, जिसे प्रोसेसिंग के लिए ADC को भेजा जा सकता है।

करंट को वोल्टेज में बदला जा सकता है और वोल्टेज को करंट में भी बदला जा सकता है। चित्र 10 एक ऐसा परिपथ है। चित्र में नकारात्मक प्रतिक्रिया सीधे अवरोधक के माध्यम से वापस नहीं दी जाती है, लेकिन ट्रांजिस्टर Q1 का उत्सर्जक जंक्शन श्रृंखला में जुड़ा हुआ है। ऐसा मत सोचो कि यह एक तुलनित्र है. जब तक यह एक एम्पलीफायर सर्किट है, वर्चुअल शॉर्ट और वर्चुअल ब्रेक का नियम अभी भी अनुरूप है!

अनुमान से यह ज्ञात होता है कि परिचालन एम्पलीफायर के इनपुट के माध्यम से कोई धारा प्रवाहित नहीं होती है।,

तब (VI–v1)/R2 = (v1–v4)/R6 … a
उसी तरह (v3–v2)/r5 = v2/R4 … बी
वर्चुअल शॉर्ट द्वारा v1 = v2 ... c जानना।
यदि R2=R6 और R4=R5, V3-V4=Vi abc सूत्र द्वारा

उपरोक्त सूत्र से पता चलता है कि यदि R7 पर वोल्टेज इनपुट वोल्टेज Vi के बराबर है, तो R7 के माध्यम से वर्तमान I = VI/R7 है, और यदि लोड Rl << 100 kω है, तो RL और R7 के माध्यम से वर्तमान मूल रूप से समान है।

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