செயல்பாட்டு பெருக்கி ஒருங்கிணைப்பு சுற்று: கட்டுமானம், வேலை மற்றும் பயன்பாடுகள்

ஒப்-ஆம்ப் அல்லது செயல்பாட்டு பெருக்கி என்பது அனலாக் எலக்ட்ரானிக்ஸின் முதுகெலும்பாகும் மற்றும் சம்மிங் ஆம்ப்ளிஃபயர், டிஃபெரென்ஷியல் ஆம்ப்ளிஃபையர், இன்ஸ்ட்ரூமென்டேஷன் ஆம்ப்ளிஃபையர், ஒப்-ஆம்ப் போன்ற பல பயன்பாடுகளில் அனலாக் தொடர்பான பயன்பாட்டில் மிகவும் பயனுள்ள சுற்று ஆகும்.

எளிய ஒப்-ஆம்ப் பயன்பாடுகளில், வெளியீடு உள்ளீட்டு வீச்சுக்கு விகிதாசாரமாகும். ஒப்-ஆம்ப் ஒரு ஒருங்கிணைப்பாளராக உள்ளமைக்கப்படும் போது, உள்ளீட்டு சமிக்ஞையின் காலமும் கருதப்படுகிறது. ஆகையால், ஒரு ஒப்-ஆம்ப் அடிப்படையிலான ஒருங்கிணைப்பாளர் நேரத்தைப் பொறுத்து கணித ஒருங்கிணைப்பைச் செய்ய முடியும். ஒருங்கிணைப்பாளருக்காக உள்ளீடு மின்னழுத்தம் ஒருங்கிணைந்த நேரடியாக விகித சமமாக இருக்கிறது ஆப்-ஆம்ப், முழுவதும் ஒரு வெளியீடு மின்னழுத்தத்தை; எனவே வெளியீடு ஒரு குறிப்பிட்ட காலத்திற்குள் உள்ளீட்டு மின்னழுத்தத்தைப் பொறுத்தது.

ஒப்-ஆம்ப் ஒருங்கிணைப்பான் சுற்று கட்டுமானம் மற்றும் வேலை

ஒப்-ஆம்ப் எலக்ட்ரானிக்ஸில் மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் கூறு மற்றும் பல பயனுள்ள பெருக்கி சுற்றுகளை உருவாக்க பயன்படுகிறது.

கட்டுமான ஆப்-ஆம்ப் பயன்படுத்தி எளிய தொகையிடுபொருள் சுற்று இரண்டு செயலற்ற கூறுகள் ஒரு செயலாற்றும் கூறு தேவைப்படுகிறது. இரண்டு செயலற்ற கூறுகள் மின்தடை மற்றும் மின்தேக்கி ஆகும். மின்தடை மற்றும் மின்தேக்கி செயலில் உள்ள கூறு ஒப்-ஆம்ப் முழுவதும் முதல்-வரிசை குறைந்த பாஸ் வடிப்பானை உருவாக்குகின்றன. ஒருங்கிணைப்பாளர் சுற்று என்பது ஒப்-ஆம்ப் வேறுபாடு சுற்றுக்கு நேர் எதிரானது.

ஒரு எளிய ஒப்-ஆம்ப் உள்ளமைவு இரண்டு மின்தடைகளைக் கொண்டுள்ளது, இது பின்னூட்டப் பாதையை உருவாக்குகிறது. ஒருங்கிணைப்பான் பெருக்கியின் விஷயத்தில், பின்னூட்ட மின்தடை ஒரு மின்தேக்கியுடன் மாற்றப்படுகிறது.

மேலே உள்ள படத்தில், ஒரு அடிப்படை ஒருங்கிணைப்பாளர் சுற்று மூன்று எளிய கூறுகளுடன் காட்டப்பட்டுள்ளது. மின்தடை R1 மற்றும் மின்தேக்கி சி 1 ஆகியவை பெருக்கி முழுவதும் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. பெருக்கி தலைகீழ் உள்ளமைவில் உள்ளது.

ஒப்-ஆம்ப் ஆதாயம் எல்லையற்றது, எனவே பெருக்கியின் தலைகீழ் உள்ளீடு ஒரு மெய்நிகர் மைதானமாகும். R1 முழுவதும் ஒரு மின்னழுத்தம் பயன்படுத்தப்படும்போது, ​​மின்தேக்கி மிகக் குறைந்த எதிர்ப்பைக் கொண்டிருப்பதால் தற்போதைய மின்தடையின் வழியாகப் பாயத் தொடங்குகிறது. மின்தேக்கி பின்னூட்ட நிலையில் இணைக்கப்பட்டுள்ளது மற்றும் மின்தேக்கியின் எதிர்ப்பு அற்பமானது.

இந்த சூழ்நிலையில், பெருக்கி ஆதாய விகிதம் கணக்கிடப்பட்டால், இதன் விளைவாக ஒற்றுமையை விட குறைவாக இருக்கும். ஏனென்றால், ஆதாய விகிதம், எக்ஸ் _சி / ஆர் ₁ மிகவும் சிறியது. நடைமுறையில், மின்தேக்கி தட்டுகளுக்கு இடையில் மிகக் குறைந்த எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் R1 மதிப்பு எதுவாக இருந்தாலும், எக்ஸ் _சி / ஆர் ₁ இன் வெளியீட்டு முடிவு மிகக் குறைவாக இருக்கும்.

மின்தேக்கி உள்ளீட்டு மின்னழுத்தத்தால் சார்ஜ் செய்யத் தொடங்குகிறது மற்றும் அதே விகிதத்தில், மின்தேக்கி மின்மறுப்பும் அதிகரிக்கத் தொடங்குகிறது. சார்ஜிங் வீதம் ஆர்.சி மற்றும் சி 1 இன் நேர மாறிலியால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. ஒப்-ஆம்ப் மெய்நிகர் பூமி இப்போது தடைபட்டுள்ளது மற்றும் எதிர்மறையான பின்னூட்டம் உள்ளீடு முழுவதும் மெய்நிகர் பூமியின் நிலையை பராமரிக்க ஒப்-ஆம்ப் முழுவதும் வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்தை உருவாக்கும்.

மின்தேக்கி முழுமையாக சார்ஜ் ஆகும் வரை ஒப்-ஆம்ப் ஒரு வளைவு வெளியீட்டை உருவாக்குகிறது. மெய்நிகர் பூமிக்கும் எதிர்மறை வெளியீட்டிற்கும் இடையிலான சாத்தியமான வேறுபாட்டின் செல்வாக்கால் மின்தேக்கி கட்டணம் மின்னோட்டம் குறைகிறது.

Op-amp Integrator Circuit இன் வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்தைக் கணக்கிடுகிறது

மேலே விளக்கப்பட்ட முழுமையான பொறிமுறையை கணித உருவாக்கம் மூலம் விவரிக்க முடியும்.

மேலே உள்ள படத்தைப் பார்ப்போம். ஐஆர் 1 என்பது மின்தடையின் வழியாக பாயும் மின்னோட்டமாகும். ஜி என்பது மெய்நிகர் மைதானம். Ic1 என்பது மின்தேக்கி வழியாக பாயும் மின்னோட்டமாகும்.

மெய்நிகர் மைதானமான ஜி சந்தி முழுவதும் கிர்ச்சோப்பின் தற்போதைய சட்டம் பயன்படுத்தப்பட்டால், ஐ.ஆர் 1 என்பது இன்வெர்டிங் முனையத்தில் (ஒப்-ஆம்ப் பின் 2) உள்ளீடு மற்றும் மின்தேக்கி சி 1 வழியாக செல்லும் தற்போதைய தொகை ஆகும்.

iR ₁ = i _{தலைகீழ் முனையம்} + iC ₁

ஒப்-ஆம்ப் ஒரு சிறந்த ஒப்-ஆம்ப் மற்றும் ஜி முனை ஒரு மெய்நிகர் மைதானம் என்பதால், ஒப்-ஆம்பின் தலைகீழ் முனையத்தின் வழியாக எந்த மின்னோட்டமும் பாயவில்லை. எனவே, நான் _{முனையம்} = 0 ஐ _{தலைகீழாக மாற்றுகிறேன்}

iR ₁ = iC ₁

மின்தேக்கி சி 1 ஒரு மின்னழுத்த-தற்போதைய உறவைக் கொண்டுள்ளது. சூத்திரம் -

I _C = C (dV _C / dt)

இப்போது இந்த சூத்திரத்தை ஒரு நடைமுறை சூழ்நிலையில் பயன்படுத்துவோம். தி

முன்பு காட்டப்பட்ட அடிப்படை ஒருங்கிணைப்பாளர் சுற்று, ஒரு குறைபாட்டைக் கொண்டுள்ளது. மின்தேக்கி டி.சி.யைத் தடுக்கிறது, இதன் காரணமாக, ஒப்-ஆம்ப் சுற்றுகளின் டி.சி ஆதாயம் எல்லையற்றதாகிறது. எனவே, ஒப்-ஆம்ப் உள்ளீட்டில் எந்த டிசி மின்னழுத்தமும், ஒப்-ஆம்ப் வெளியீட்டை நிறைவு செய்கிறது. இந்த சிக்கலை சமாளிக்க, மின்தேக்கியுடன் இணையாக எதிர்ப்பைச் சேர்க்கலாம். மின்தடை சுற்று டிசி ஆதாயத்தை கட்டுப்படுத்துகிறது.

ஒருங்கிணைப்பாளர் உள்ளமைவில் உள்ள ஒப்-ஆம்ப் வெவ்வேறு வகையான உள்ளீட்டு சமிக்ஞையில் வெவ்வேறு வெளியீட்டை வழங்குகிறது. சைன் அலை உள்ளீடு, சதுர அலை உள்ளீடு அல்லது முக்கோண அலை உள்ளீட்டின் ஒவ்வொரு விஷயத்திலும் ஒரு ஒருங்கிணைப்பான் பெருக்கியின் வெளியீட்டு நடத்தை வேறுபட்டது.

சதுர அலை உள்ளீட்டில் ஒப்-ஆம்ப் ஒருங்கிணைப்பாளர் நடத்தை

சதுர அலை ஒருங்கிணைப்பான் பெருக்கியின் உள்ளீடாக வழங்கப்பட்டால், உற்பத்தி செய்யப்பட்ட வெளியீடு ஒரு முக்கோண அலை அல்லது பல் அலைகளாக இருக்கும். அத்தகைய சந்தர்ப்பத்தில், சுற்று ஒரு வளைவு ஜெனரேட்டர் என்று அழைக்கப்படுகிறது . சதுர அலைகளில், மின்னழுத்த அளவுகள் குறைந்த முதல் உயர் அல்லது உயர்வாக மாறுகின்றன, இது மின்தேக்கி சார்ஜ் செய்யப்படுகிறது அல்லது வெளியேற்றப்படுகிறது.

சதுர அலையின் நேர்மறையான உச்சத்தின் போது, ​​மின்னோட்டம் மின்தடையின் வழியாகப் பாயத் தொடங்குகிறது மற்றும் அடுத்த கட்டத்தில், மின்தேக்கி வழியாக தற்போதைய ஓட்டம். ஒப்-ஆம்ப் வழியாக தற்போதைய ஓட்டம் பூஜ்ஜியமாக இருப்பதால், மின்தேக்கி சார்ஜ் செய்யப்படுகிறது. சதுர அலை உள்ளீட்டின் எதிர்மறை உச்சத்தின் போது தலைகீழ் விஷயம் நடக்கும். அதிக அதிர்வெண்ணிற்கு, மின்தேக்கி முழுமையாக சார்ஜ் செய்ய மிகக் குறைந்த நேரத்தைப் பெறுகிறது.

சார்ஜ் மற்றும் வெளியேற்றுகிறது விகிதம் மின்தடை-மின்தேக்கி அமப்பு சார்ந்தது. சரியான ஒருங்கிணைப்புக்கு, உள்ளீட்டு சதுர அலையின் அதிர்வெண் அல்லது குறிப்பிட்ட நேரம் சுற்று நேர மாறியை விட குறைவாக இருக்க வேண்டும், இது குறிப்பிடப்படுகிறது: T என்பது CR (T <= CR) ஐ விட குறைவாகவோ அல்லது சமமாகவோ இருக்க வேண்டும்.

சதுர அலை ஜெனரேட்டர் சுற்று சதுர அலைகளை உருவாக்க பயன்படுத்தலாம்.

சைன் அலை உள்ளீட்டில் ஒப்-ஆம்ப் ஒருங்கிணைப்பாளர் நடத்தை

ஒப்-ஆம்ப் அடிப்படையிலான ஒருங்கிணைப்பாளர் சுற்று முழுவதும் உள்ளீடு ஒரு சைன் அலை என்றால், ஒருங்கிணைப்பாளர் உள்ளமைவில் உள்ள ஒப்-ஆம்ப் வெளியீடு முழுவதும் 90 டிகிரி கட்ட சைன் அலைகளை உருவாக்குகிறது. இது கொசைன் அலை என்று அழைக்கப்படுகிறது. இந்த சூழ்நிலையில், உள்ளீடு ஒரு சைன் அலையாக இருக்கும்போது, ​​ஒருங்கிணைப்பு சுற்று செயலில் குறைந்த பாஸ் வடிப்பானாக செயல்படுகிறது.

முன்பு விவாதித்தபடி, குறைந்த அதிர்வெண் அல்லது டி.சி.யில், மின்தேக்கி ஒரு தடுப்பு மின்னோட்டத்தை உருவாக்குகிறது, இது இறுதியில் பின்னூட்டத்தை குறைக்கிறது மற்றும் வெளியீட்டு மின்னழுத்தம் நிறைவுற்றது. அத்தகைய சந்தர்ப்பத்தில், மின்தேக்கியுடன் இணையாக ஒரு மின்தடை இணைக்கப்பட்டுள்ளது. இந்த கூடுதல் மின்தடை ஒரு பின்னூட்ட பாதையை வழங்குகிறது.

மேலே உள்ள படத்தில், மின்தேக்கி சி 1 உடன் இணையாக கூடுதல் மின்தடை ஆர் 2 இணைக்கப்பட்டுள்ளது. வெளியீட்டு சைன் அலை 90 டிகிரி கட்டத்திற்கு வெளியே உள்ளது.

சுற்று மூலையில் அதிர்வெண் இருக்கும்

Fc = 1 / 2πCR2

ஒட்டுமொத்த டிசி ஆதாயத்தைப் பயன்படுத்தி கணக்கிடலாம் -

ஆதாயம் = -ஆர் 2 / ஆர் 1

ஒருங்கிணைப்பு உள்ளீட்டிற்கான சைன் அலைகளை உருவாக்க சைன் அலை ஜெனரேட்டர் சுற்று பயன்படுத்தப்படலாம்.

முக்கோண அலை உள்ளீட்டில் ஒப்-ஆம்ப் ஒருங்கிணைப்பாளர் நடத்தை

முக்கோண அலை உள்ளீட்டில், ஒப்-ஆம்ப் மீண்டும் ஒரு சைனூசாய்டல் அலையை உருவாக்குகிறது. பெருக்கி குறைந்த பாஸ் வடிப்பானாக செயல்படுவதால், உயர் அதிர்வெண் ஹார்மோனிக்ஸ் பெரிதும் குறைக்கப்படுகிறது. வெளியீட்டு சைன் அலை குறைந்த அதிர்வெண் ஹார்மோனிக்ஸ் மற்றும் குறைந்த வீச்சுகளின் வெளியீடு ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது.

Op-amp ஒருங்கிணைப்பாளரின் பயன்பாடுகள்

1. ஒருங்கிணைப்பாளர் கருவியின் ஒரு முக்கிய பகுதியாகும் மற்றும் இது வளைவில் உருவாக்கப்படுகிறது.
2. செயல்பாட்டு ஜெனரேட்டரில், முக்கோண அலையை உருவாக்க ஒருங்கிணைப்பு சுற்று பயன்படுத்தப்படுகிறது.
3. வேறு வகையான சார்ஜ் பெருக்கி போன்ற அலை வடிவமைத்தல் சுற்றுகளில் ஒருங்கிணைப்பாளர் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
4. இது அனலாக் கணினிகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது, அங்கு அனலாக் சுற்றுகளைப் பயன்படுத்தி ஒருங்கிணைப்பு செய்யப்பட வேண்டும்.
5. டிஜிட்டல் மாற்றிக்கு அனலாக்ஸில் ஒருங்கிணைப்பு சுற்று பரவலாக பயன்படுத்தப்படுகிறது.
6. பயனுள்ள வெளியீடுகளை இனப்பெருக்கம் செய்ய வெவ்வேறு சென்சார்கள் ஒரு ஒருங்கிணைப்பாளரைப் பயன்படுத்துகின்றன.