اوپی ایم پی ایس کے لیے بنیادی تجزیہ کا طریقہ: ورچوئل اوپن سرکٹ، ورچوئل شارٹ سرکٹ۔ ناواقف op amp ایپلیکیشن سرکٹس کے لیے، تجزیہ کا یہ بنیادی طریقہ استعمال کریں۔
Op amps بڑے پیمانے پر استعمال ہونے والے آلات ہیں۔ مناسب فیڈ بیک نیٹ ورکس سے منسلک ہونے پر، وہ درستگی AC اور DC یمپلیفائرز، ایکٹو فلٹرز، آسیلیٹرز، اور وولٹیج کمپریٹرز کے طور پر استعمال ہو سکتے ہیں۔
- فعال فلٹرنگ میں او پی ایم پیز کا اطلاق
اوپر کی تصویر ایک عام ایکٹو فلٹر سرکٹ ہے (سرون کیل سرکٹ، بٹر ورتھ سرکٹ کی ایک قسم)۔ فعال فلٹرنگ کا فائدہ یہ ہے کہ یہ کٹ آف فریکوئنسی کے خاتمے سے زیادہ تیزی سے سگنل بنا سکتا ہے، اور فلٹرنگ کی خصوصیات کو زیادہ گنجائش اور مزاحمت کی ضرورت نہیں ہوتی ہے۔
اس سرکٹ کے ڈیزائن پوائنٹس یہ ہیں: مناسب کٹ آف فریکوئنسی کو پورا کرنے کی شرط کے تحت، R233 اور R230 کی مزاحمتی قدروں کو ہر ممکن حد تک مستقل طور پر منتخب کیا جانا چاہیے، اور C50 اور C201 کی گنجائش کو ہم آہنگ کے طور پر منتخب کیا جانا چاہیے (جب دو مرحلوں کی مزاحمت اور اہلیت کی قدریں ہوں)، اس لیے اسے Sakron سرکٹ کہا جاتا ہے، اس لیے اسے Sakron سرکٹ کہا جاتا ہے۔ فلٹرنگ کی کارکردگی کو پورا کرتے ہوئے آلات کو معمول پر لایا جا سکتا ہے۔ ان میں سے، ریزسٹر R280 ان پٹ کو معطل ہونے سے روکتا ہے، جو op amp کی غیر معمولی آؤٹ پٹ کا سبب بنے گا۔
فلٹرنگ کے لیے تین سب سے زیادہ استعمال ہونے والے سیکنڈ آرڈر کے فعال کم پاس فلٹر سرکٹس ہیں: بٹر ورتھ، یکسر گھٹتا ہوا، فلیٹ اور ہموار ترین وکر؛
Butterworth کم پاس فلٹرنگ میں سب سے زیادہ استعمال کیا جاتا ہے Saron-Kayl سرکٹ، جو کہ نقلی سرکٹ ہے۔
فلٹر کے لیے، آپ کو اس کی کٹ آف فریکوئنسی جاننے کی ضرورت ہے، یا آپ ٹرانسفر فنکشن اور فریکوئنسی جواب لکھ سکتے ہیں۔
اگر فلٹر میں ایمپلیفیکیشن فنکشن بھی ہے، تو آپ کو فلٹر کا فائدہ جاننے کی ضرورت ہے۔
جب دو مراحل والے RC سرکٹ کی مزاحمت اور اہلیت کی قدریں برابر ہوں تو اسے سیرینکا سرکٹ کہا جاتا ہے۔ اعلی تعدد کی حد میں آؤٹ پٹ وولٹیج کو تیزی سے گرانے کے لیے دوسرے آرڈر کے فعال سرکٹ میں ایک منفی تاثرات متعارف کرائے جاتے ہیں۔
دوسرے آرڈر کے فعال لو-پاس فلٹر سرکٹ کا پاس بینڈ حاصل 1+Rf/R1 ہے، جو کہ پہلے آرڈر کے لو-پاس فلٹر سرکٹ کے برابر ہے۔
نوٹ کریں کہ m کی اکائی اوہم ہے اور N کی اکائی u ہے۔
لہذا کٹ آف فریکوئنسی کا حساب لگایا جاتا ہے۔
چیبیشیف، تیزی سے زوال پذیر، لیکن پاس بینڈ میں لہروں کے ساتھ؛
بیسل (بیضوی)، فیز شفٹ تعدد کے متناسب ہے، اور گروپ میں تاخیر بنیادی طور پر مستقل ہے۔
2. وولٹیج کمپیریٹر میں op amp کا اطلاق
یہ سرکٹ دراصل ایک زیرو کراسنگ کمپیریٹر اور ڈیپ ایمپلیفائر سرکٹ کا مجموعہ ہے۔
آؤٹ پٹ کو (1+R292/R273) سے بڑھایا جاتا ہے۔ ایمپلیفیکیشن فیکٹر جتنا اونچا ہوگا، مربع لہر کا بڑھتا ہوا کنارہ اتنا ہی تیز ہوگا۔
اس سرکٹ میں ایک اہم جزو مزاحمتی قدر بھی ہے جس پر توجہ دینے کی ضرورت ہے، یعنی R275، جو مربع لہر کی بڑھتی ہوئی رفتار کا تعین کرتا ہے۔
3. مستقل کرنٹ سورس سرکٹ کا ڈیزائن
جیسا کہ شکل میں دکھایا گیا ہے، مستقل موجودہ اصولی تجزیہ کا عمل مندرجہ ذیل ہے:
U5B (مندرجہ بالا تصویر میں نچلا opamp) ایک وولٹیج کا پیروکار ہے، لہذا V1=V4؛
آپریشنل یمپلیفائر کے ورچوئل مختصر اصول کے مطابق، op amp U4A کے لیے (اوپری تصویر میں اوپری op amp): V3=V5؛
مندرجہ بالا مساوات کو یکجا کرتے ہوئے، ہمیں ملتا ہے:
جب حوالہ وولٹیج Vref 1.8V پر طے ہوتا ہے، ریزسٹر R30 3.6 ہے، اور موجودہ آؤٹ پٹ 0.5mA پر مستقل ہے۔
یہ مستقل کرنٹ سورس سرکٹ دیگر کرنٹوں کے مستقل کرنٹ سورس کو ڈیزائن کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ بنیادی خیال یہ ہے کہ: تمام مزاحمت کاروں کو مسلسل مزاحمتی اقدار کے ساتھ اعلیٰ درستگی والے ریزسٹرس استعمال کرنے کی ضرورت ہے۔ آؤٹ پٹ کرنٹ حاصل کرنے کے لیے ان پٹ ریفرنس وولٹیج (ایک خصوصی حوالہ وولٹیج چپ کا استعمال کرتے ہوئے) کو مزاحمتی قدر سے تقسیم کیا جاتا ہے۔
تاہم، اصل استعمال میں، مسلسل کرنٹ سورس سرکٹ کی حفاظت کے لیے، ایک ڈائیوڈ اور ایک ریزسٹر عام طور پر آؤٹ پٹ کے آخر میں سیریز میں جڑے ہوتے ہیں۔ اس کا پہلا فائدہ بیرونی مداخلت کو مستقل کرنٹ سورس سرکٹ میں داخل ہونے سے روکنا ہے، جس سے مستقل کرنٹ سورس سرکٹ کو نقصان پہنچتا ہے، اور دوسرا، بیرونی بوجھ کو شارٹ سرکٹ ہونے سے روکنا، تاکہ مستقل کرنٹ سورس سرکٹ کو نقصان نہ پہنچے۔
5. تھرمل مزاحمت کی پیمائش کا سرکٹ
اوپر کی شکل میں سرکٹ ایک عام تھرمل ریزسٹر/کپل پیمائش کا سرکٹ ہے۔ پیمائش کا خیال یہ ہے: لوڈ میں 1-10mA مستقل کرنٹ سورس شامل کیا جاتا ہے، جو لوڈ پر ایک مخصوص وولٹیج پیدا کرے گا، اور وولٹیج کو فعال طور پر فلٹر کیا جاتا ہے۔ پروسیسنگ کے بعد، سگنل کو ایڈجسٹ کیا جاتا ہے (سگنل ایمپلیفیکیشن یا کشینا)، اور آخر میں سگنل ADC انٹرفیس کو بھیجا جاتا ہے.
اس سرکٹ کا استعمال کرتے وقت، ان پٹ کے آخر میں تحفظ کا اطلاق کرنے پر توجہ دیں۔ TVS کو متوازی طور پر منسلک کیا جا سکتا ہے، لیکن پیمائش کی درستگی پر capacitors کے اثرات پر توجہ دیں۔ یقیناً، اگر کچھ کم لاگت والے مواقع میں، مندرجہ بالا سرکٹ ڈایاگرام کو درج ذیل سرکٹ میں آسان بنایا جا سکتا ہے۔
آپریشنل امپلیفائر کے استعمال میں، وولٹیج فالوور ایک عام ایپلی کیشن ہے۔ اس سرکٹ کے فوائد ہیں: سب سے پہلے، یہ سگنل کے ذریعہ پر بوجھ کے اثرات کو کم کرتا ہے۔ دوسرا، یہ سگنل کی بوجھ اٹھانے کی صلاحیت کو بہتر بناتا ہے۔
7. واحد بجلی کی فراہمی کا اطلاق
op amps کے اصل استعمال میں، ہم عام طور پر op amps کی فریکوئنسی خصوصیات کو برقرار رکھنے کے لیے دوہری بجلی کی فراہمی کا استعمال کرتے ہیں۔ تاہم، کبھی کبھی اصل استعمال میں، ہمارے پاس صرف ایک ہی پاور سپلائی ہوتی ہے اور یہ آپشن امپ کے نارمل آپریشن کو بھی حاصل کر سکتے ہیں۔
سب سے پہلے، ہم VCC/2 وولٹیج ڈیوائیڈر حاصل کرنے کے لیے op amp فالور سرکٹ کا استعمال کرتے ہیں:
بلاشبہ، اگر ضروریات بہت زیادہ نہیں ہیں، تو ہم +VCC/2 حاصل کرنے کے لیے ریزسٹرز کے ساتھ وولٹیج کو براہ راست تقسیم کر سکتے ہیں، لیکن ریزسٹر وولٹیج ڈویژن کی خصوصیات کی وجہ سے، اس کی متحرک رسپانس کی رفتار بہت سست ہوگی، اس لیے براہ کرم اسے احتیاط کے ساتھ استعمال کریں۔
+VCC/2 حاصل کرنے کے بعد، ہم سگنل ایمپلیفیکیشن فنکشن حاصل کرنے کے لیے ایک پاور سپلائی استعمال کر سکتے ہیں، جیسا کہ ذیل میں دکھایا گیا ہے:
اس سرکٹ میں، R66=R67//R68، اور سگنل کا آؤٹ پٹ گین G=-R67/R68 ہے۔
مخصوص ایپلی کیشن نیچے دی گئی تصویر میں دکھائی گئی ہے: op amp ایک واحد +5V_AD سے چلتا ہے، اور AD چپ کا وولٹیج 3.3V ہے (ریفرنس وولٹیج چپ REF3033 سے حاصل کیا جاتا ہے)۔ 3.3V کو ریزسٹرز کے ذریعے تقسیم کیا جاتا ہے اور اس کے بعد 1.65V حاصل کرنے کے لیے op amp، جو op amp کے ان فیز ان پٹ ٹرمینل کو دیا جاتا ہے۔
