op amps కోసం ప్రాథమిక విశ్లేషణ పద్ధతి: వర్చువల్ ఓపెన్ సర్క్యూట్, వర్చువల్ షార్ట్ సర్క్యూట్. తెలియని op amp అప్లికేషన్ సర్క్యూట్ల కోసం, ఈ ప్రాథమిక విశ్లేషణ పద్ధతిని ఉపయోగించండి.
ఆప్ ఆంప్స్ అనేవి విస్తృతంగా ఉపయోగించే పరికరాలు. తగిన ఫీడ్బ్యాక్ నెట్వర్క్లకు కనెక్ట్ చేసినప్పుడు, వాటిని ప్రెసిషన్ AC మరియు DC యాంప్లిఫైయర్లు, యాక్టివ్ ఫిల్టర్లు, ఓసిలేటర్లు మరియు వోల్టేజ్ కంపారిటర్లుగా ఉపయోగించవచ్చు.
- యాక్టివ్ ఫిల్టరింగ్లో op amps యొక్క అప్లికేషన్
పైన ఉన్న బొమ్మ ఒక సాధారణ యాక్టివ్ ఫిల్టర్ సర్క్యూట్ (సరోన్-కైల్ సర్క్యూట్, ఒక రకమైన బటర్వర్త్ సర్క్యూట్). యాక్టివ్ ఫిల్టరింగ్ యొక్క ప్రయోజనం ఏమిటంటే ఇది కటాఫ్ ఫ్రీక్వెన్సీ కంటే ఎక్కువ సిగ్నల్లను త్వరగా క్షీణింపజేస్తుంది మరియు ఫిల్టరింగ్ లక్షణాలకు అధిక కెపాసిటెన్స్ మరియు నిరోధకత అవసరం లేదు.
ఈ సర్క్యూట్ యొక్క డిజైన్ పాయింట్లు: తగిన కటాఫ్ ఫ్రీక్వెన్సీని చేరుకునే పరిస్థితిలో, R233 మరియు R230 యొక్క నిరోధక విలువలను సాధ్యమైనంత స్థిరంగా ఎంచుకోవాలి మరియు C50 మరియు C201 యొక్క కెపాసిటెన్స్ను స్థిరంగా ఎంచుకోవాలి (రెండు-దశల RC సర్క్యూట్ యొక్క నిరోధకం మరియు కెపాసిటెన్స్ విలువలు సమానంగా ఉన్నప్పుడు, దీనిని సరోన్-కైల్ సర్క్యూట్ అంటారు), తద్వారా ఫిల్టరింగ్ పనితీరును చేరుకునేటప్పుడు పరికరాల రకాలను సాధారణీకరించవచ్చు. వాటిలో, రెసిస్టర్ R280 ఇన్పుట్ను సస్పెండ్ చేయకుండా నిరోధిస్తుంది, ఇది op amp యొక్క అసాధారణ అవుట్పుట్కు కారణమవుతుంది.
వడపోత కోసం సాధారణంగా ఉపయోగించే మూడు రెండవ-ఆర్డర్ యాక్టివ్ లో-పాస్ ఫిల్టర్ సర్క్యూట్లు: బట్టర్వర్త్, ఏకరీతిగా తగ్గుతున్న, చదునైన మరియు సున్నితమైన వక్రత;
బటర్వర్త్ లో-పాస్ ఫిల్టరింగ్లో ఎక్కువగా ఉపయోగించేది సరోన్-కేల్ సర్క్యూట్, ఇది సిమ్యులేటెడ్ సర్క్యూట్.
ఫిల్టర్ కోసం, మీరు దాని కటాఫ్ ఫ్రీక్వెన్సీని తెలుసుకోవాలి లేదా మీరు బదిలీ ఫంక్షన్ మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ ప్రతిస్పందనను వ్రాయవచ్చు.
ఫిల్టర్కు యాంప్లిఫికేషన్ ఫంక్షన్ కూడా ఉంటే, మీరు ఫిల్టర్ యొక్క లాభం తెలుసుకోవాలి.
రెండు-దశల RC సర్క్యూట్ యొక్క నిరోధకత మరియు కెపాసిటెన్స్ విలువలు సమానంగా ఉన్నప్పుడు, దానిని సెరెంకా సర్క్యూట్ అంటారు. అధిక ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధిలో అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ వేగంగా తగ్గడానికి రెండవ-ఆర్డర్ యాక్టివ్ సర్క్యూట్లో ప్రతికూల అభిప్రాయాన్ని ప్రవేశపెడతారు.
రెండవ-ఆర్డర్ యాక్టివ్ లో-పాస్ ఫిల్టర్ సర్క్యూట్ యొక్క పాస్బ్యాండ్ లాభం 1+Rf/R1, ఇది మొదటి-ఆర్డర్ లో-పాస్ ఫిల్టర్ సర్క్యూట్కు సమానం;
m యొక్క యూనిట్ ఓం మరియు N యొక్క యూనిట్ u అని గమనించండి.
కాబట్టి కటాఫ్ ఫ్రీక్వెన్సీని ఇలా లెక్కించారు
చెబిషెవ్, వేగంగా క్షీణిస్తోంది, కానీ పాస్బ్యాండ్లో అలలతో;
బెస్సెల్ (ఎలిప్టికల్), దశ మార్పు ఫ్రీక్వెన్సీకి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది మరియు సమూహ ఆలస్యం తప్పనిసరిగా స్థిరంగా ఉంటుంది.
2. వోల్టేజ్ కంపారిటర్లో op amp యొక్క అప్లికేషన్
ఈ సర్క్యూట్ వాస్తవానికి జీరో-క్రాసింగ్ కంపారిటర్ మరియు డీప్ యాంప్లిఫైయర్ సర్క్యూట్ కలయిక.
అవుట్పుట్ (1+R292/R273) ద్వారా విస్తరించబడుతుంది. యాంప్లిఫికేషన్ ఫ్యాక్టర్ ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, చదరపు తరంగం యొక్క పెరుగుతున్న అంచు అంత ఏటవాలుగా ఉంటుంది.
ఈ సర్క్యూట్లో శ్రద్ధ వహించాల్సిన కీలక భాగం నిరోధక విలువ కూడా ఉంది, అది R275, ఇది చదరపు తరంగం యొక్క పెరుగుతున్న వేగాన్ని నిర్ణయిస్తుంది.
3. స్థిరమైన విద్యుత్ వనరు సర్క్యూట్ రూపకల్పన
చిత్రంలో చూపిన విధంగా, స్థిర విద్యుత్ సూత్ర విశ్లేషణ ప్రక్రియ క్రింది విధంగా ఉంటుంది:
U5B (పై చిత్రంలో దిగువ op amp) ఒక వోల్టేజ్ ఫాలోవర్, కాబట్టి V1=V4;
ఆపరేషనల్ యాంప్లిఫైయర్ యొక్క వర్చువల్ షార్ట్ సూత్రం ప్రకారం, op amp U4A (పై చిత్రంలో ఎగువ op amp) కోసం: V3=V5;
పై సమీకరణాలను కలిపితే, మనకు లభిస్తుంది:
రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్ Vref 1.8V వద్ద స్థిరపరచబడినప్పుడు, రెసిస్టర్ R30 3.6, మరియు కరెంట్ అవుట్పుట్ 0.5mA వద్ద స్థిరంగా ఉంటుంది.
ఈ స్థిరమైన విద్యుత్ సరఫరా సర్క్యూట్ను ఇతర విద్యుత్ సరఫరాల స్థిరమైన విద్యుత్ సరఫరా మూలాలను రూపొందించడానికి ఉపయోగించవచ్చు. ప్రాథమిక ఆలోచన ఏమిటంటే: అన్ని రెసిస్టర్లు స్థిరమైన ప్రతిఘటన విలువలతో అధిక-ఖచ్చితత్వ రెసిస్టర్లను ఉపయోగించాలి. ఇన్పుట్ రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్ (ప్రత్యేక రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్ చిప్ని ఉపయోగించి) అవుట్పుట్ కరెంట్ను పొందడానికి నిరోధక విలువతో విభజించబడింది.
అయితే, వాస్తవ ఉపయోగంలో, స్థిర విద్యుత్ మూల సర్క్యూట్ను రక్షించడానికి, డయోడ్ మరియు రెసిస్టర్ సాధారణంగా అవుట్పుట్ చివరలో సిరీస్లో అనుసంధానించబడి ఉంటాయి. దీని మొదటి ప్రయోజనం ఏమిటంటే, స్థిర విద్యుత్ మూల సర్క్యూట్లోకి బాహ్య జోక్యం ప్రవేశించకుండా నిరోధించడం, తద్వారా స్థిర విద్యుత్ మూల సర్క్యూట్కు నష్టం వాటిల్లడం మరియు రెండవది, స్థిర విద్యుత్ మూల సర్క్యూట్కు నష్టం జరగకుండా బాహ్య లోడ్ షార్ట్-సర్క్యూట్ కాకుండా నిరోధించడం.
5. థర్మల్ రెసిస్టెన్స్ కొలత సర్క్యూట్
పై చిత్రంలో ఉన్న సర్క్యూట్ ఒక సాధారణ థర్మల్ రెసిస్టర్/జంట కొలత సర్క్యూట్. కొలత ఆలోచన ఏమిటంటే: లోడ్కు 1-10mA స్థిరమైన కరెంట్ సోర్స్ జోడించబడుతుంది, ఇది లోడ్పై ఒక నిర్దిష్ట వోల్టేజ్ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది మరియు వోల్టేజ్ చురుకుగా ఫిల్టర్ చేయబడుతుంది. ప్రాసెస్ చేసిన తర్వాత, సిగ్నల్ సర్దుబాటు చేయబడుతుంది (సిగ్నల్ యాంప్లిఫికేషన్ లేదా అటెన్యుయేషన్), మరియు చివరకు సిగ్నల్ ADC ఇంటర్ఫేస్కు పంపబడుతుంది.
ఈ సర్క్యూట్ను ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు, ఇన్పుట్ చివర రక్షణను వర్తింపజేయడంపై శ్రద్ధ వహించండి. TVSని సమాంతరంగా కనెక్ట్ చేయవచ్చు, కానీ కొలత ఖచ్చితత్వంపై కెపాసిటర్ల ప్రభావంపై శ్రద్ధ వహించండి. అయితే, కొన్ని తక్కువ-ధర సందర్భాలలో, పైన పేర్కొన్న సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రాన్ని క్రింది సర్క్యూట్కు సరళీకరించవచ్చు.
ఆపరేషనల్ యాంప్లిఫైయర్ల వాడకంలో, వోల్టేజ్ ఫాలోయర్ ఒక సాధారణ అప్లికేషన్. ఈ సర్క్యూట్ యొక్క ప్రయోజనాలు: మొదటిది, ఇది సిగ్నల్ మూలంపై లోడ్ ప్రభావాన్ని తగ్గిస్తుంది; రెండవది, ఇది లోడ్ను మోయడానికి సిగ్నల్ సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది.
7.ఒకే విద్యుత్ సరఫరా యొక్క అప్లికేషన్
op amps యొక్క వాస్తవ ఉపయోగంలో, op amps యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ లక్షణాలను నిర్వహించడానికి మేము సాధారణంగా ద్వంద్వ విద్యుత్ సరఫరాలను ఉపయోగిస్తాము. అయితే, కొన్నిసార్లు వాస్తవ ఉపయోగంలో, మనకు ఒకే విద్యుత్ సరఫరా మాత్రమే ఉంటుంది మరియు op amp యొక్క సాధారణ ఆపరేషన్ను కూడా సాధించగలము.
ముందుగా, VCC/2 వోల్టేజ్ డివైడర్ను సాధించడానికి మనం op amp ఫాలోవర్ సర్క్యూట్ను ఉపయోగిస్తాము:
అయితే, అవసరాలు చాలా ఎక్కువగా లేకుంటే, +VCC/2 పొందడానికి మనం నేరుగా వోల్టేజ్ను రెసిస్టర్లతో విభజించవచ్చు, కానీ రెసిస్టర్ వోల్టేజ్ విభజన లక్షణాల కారణంగా, దాని డైనమిక్ ప్రతిస్పందన వేగం చాలా నెమ్మదిగా ఉంటుంది, కాబట్టి దయచేసి దానిని జాగ్రత్తగా ఉపయోగించండి.
+VCC/2 పొందిన తర్వాత, క్రింద చూపిన విధంగా సిగ్నల్ యాంప్లిఫికేషన్ ఫంక్షన్ను సాధించడానికి మనం ఒకే విద్యుత్ సరఫరాను ఉపయోగించవచ్చు:
ఈ సర్క్యూట్లో, R66=R67//R68, మరియు సిగ్నల్ యొక్క అవుట్పుట్ లాభం G=-R67/R68.
నిర్దిష్ట అప్లికేషన్ క్రింద ఉన్న చిత్రంలో చూపబడింది: op amp సింగిల్ +5V_AD ద్వారా శక్తిని పొందుతుంది మరియు AD చిప్ యొక్క వోల్టేజ్ 3.3V (రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్ చిప్ REF3033 ద్వారా పొందబడింది). 3.3Vని రెసిస్టర్ల ద్వారా విభజించి, op amp తర్వాత 1.65V పొందబడుతుంది, ఇది op amp యొక్క ఇన్-ఫేజ్ ఇన్పుట్ టెర్మినల్కు ఇవ్వబడుతుంది.
