டிரான்சிம்படென்ஸ் பெருக்கி

எளிமையான சொற்களில் விளக்க ஒரு டிரான்சிம்படென்ஸ் பெருக்கி என்பது ஒரு மாற்றி சுற்று ஆகும், இது உள்ளீட்டு மின்னோட்டத்தை விகிதாசார வெளியீட்டு மின்னழுத்தமாக மாற்றுகிறது. ஒரு மின்தடையின் மூலம் மின்னோட்டம் பாயும் போது நமக்குத் தெரியும், இது மின்தடையின் குறுக்கே ஒரு மின்னழுத்த வீழ்ச்சியை உருவாக்குகிறது, இது மின்னோட்டத்தின் மதிப்பு மற்றும் மதிப்பு மின்தடையின் விகிதாசாரமாக இருக்கும். இங்கே, மின்தடையின் மதிப்பு மிகவும் மாறாமல் இருப்பதாகக் கருதினால், மின்னழுத்தத்தின் மதிப்பின் அடிப்படையில் மின்னோட்டத்தின் மதிப்பைக் கணக்கிட ஓம்ஸ் சட்டத்தைப் பயன்படுத்தலாம். இது மின்னழுத்த மாற்றிக்கான மிக அடிப்படையான மின்னோட்டமாகும், இதை நிறைவேற்ற நாங்கள் ஒரு மின்தடையத்தை (செயலற்ற உறுப்பு) பயன்படுத்தியுள்ளதால், இது மின்னழுத்த மாற்றிக்கு செயலற்ற மின்னோட்டமாக அழைக்கப்படுகிறது.

மறுபுறம், டிரான்சிம்பெடென்ஸ் பெருக்கி மின்னழுத்த மாற்றிக்கு செயலில் உள்ள மின்னோட்டமாகும், ஏனெனில் இது உள்ளீட்டு மின்னோட்டத்தை விகிதாசார வெளியீட்டு மின்னழுத்தமாக மாற்ற ஒப்-ஆம்ப் போன்ற செயலில் உள்ள கூறுகளைப் பயன்படுத்துகிறது. BJT கள், IGBT கள், MOSFET கள் போன்ற பிற செயலில் உள்ள கூறுகளைப் பயன்படுத்தி செயலில் I முதல் V மாற்றிகள் உருவாக்குவதும் சாத்தியமாகும். மின்னோட்டத்திலிருந்து மின்னழுத்த மாற்றிக்கு பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் டிரான்சிம்பெடென்ஸ் பெருக்கி (TIA) ஆகும், எனவே இந்த கட்டுரையில் இதைப் பற்றி மேலும் அறிந்து கொள்வோம் உங்கள் சுற்று வடிவமைப்புகளில் அதை எவ்வாறு பயன்படுத்துவது.

டிரான்சிம்பெடன்ஸ் பெருக்கியின் முக்கியத்துவம்

மின்னோட்டத்தை மின்னழுத்தமாக மாற்ற ஒரு மின்தடையம் கூட பயன்படுத்தப்படலாம் என்பது இப்போது நமக்குத் தெரியும், ஒப்-ஆம்பைப் பயன்படுத்தி மின்னழுத்த மாற்றிகளுக்கு செயலில் மின்னோட்டத்தை ஏன் உருவாக்க வேண்டும்? செயலற்ற V to I மாற்றிகள் மீது என்ன நன்மை மற்றும் முக்கியத்துவம் உள்ளது?

அதற்கு பதிலளிக்க, ஒரு ஒளிச்சேர்க்கை டையோடு (தற்போதைய மூல) அதன் முனையத்தில் அதன் மீது விழும் ஒளியைப் பொறுத்து மின்னோட்டத்தை வழங்குகிறது மற்றும் ஒளி மின்னோட்டத்தை ஒரு எளிய குறைந்த மதிப்பு மின்தடை இணைக்கப்பட்டுள்ளது. கீழே உள்ள படம்.

மேலேயுள்ள சுற்று கோட்பாட்டின் மூலம் நன்றாக வேலை செய்யக்கூடும், ஆனால் நடைமுறையில் செயல்திறன் சிதைக்கப்படும், ஏனெனில் புகைப்பட-டையோடு தவறான கொள்ளளவு எனப்படும் சில தேவையற்ற கொள்ளளவு பண்புகளையும் கொண்டிருக்கும். உணர்வு மின்தடையின் சிறிய மதிப்புக்கு இது காரணமாக, நேர மாறிலி (t) (t = உணர்வு எதிர்ப்பு x தவறான கொள்ளளவு) சிறியதாக இருக்கும், எனவே ஆதாயம் குறைவாக இருக்கும். உணர்வு எதிர்ப்பு அதிகரித்தால், ஆதாயம் அதிகமாக இருக்கும், மேலும் நேர மின்தடை சிறிய மின்தடை மதிப்பை விடவும் அதிகமாக இருக்கும். இந்த சீரற்ற ஆதாயம் சத்தம் விகிதத்திற்கு போதுமான சமிக்ஞைக்கு வழிவகுக்கும்மற்றும் வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்தின் நெகிழ்வுத்தன்மை குறைவாக உள்ளது. எனவே, மோசமான ஆதாயம் மற்றும் சத்தம் தொடர்பான சிக்கல்களை சரிசெய்ய, ஒரு டிரான்சிம்பெடென்ஸ் பெருக்கி பெரும்பாலும் விரும்பப்படுகிறது. டிரான்சிம்பெடென்ஸ் பெருக்கியில் இதைச் சேர்த்து, வடிவமைப்பாளர் தேவைக்கேற்ப அலைவரிசை மற்றும் சுற்றுக்கான ஆதாய பதிலையும் கட்டமைக்க முடியும்.

டிரான்சிம்படென்ஸ் பெருக்கியின் வேலை

டிரான்சிம்படென்ஸ் பெருக்கி சுற்று என்பது எதிர்மறையான பின்னூட்டங்களைக் கொண்ட எளிய தலைகீழ் பெருக்கி ஆகும். பெருக்கியுடன், கீழே காட்டப்பட்டுள்ளபடி ஒற்றை பின்னூட்ட மின்தடை (ஆர் 1) பெருக்கியின் தலைகீழ் முனையுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது.

ஒப்-ஆம்பின் உள்ளீட்டு மின்னோட்டம் அதன் உயர் உள்ளீட்டு மின்மறுப்பின் காரணமாக பூஜ்ஜியமாக இருக்கும் என்பது எங்களுக்குத் தெரியும், எனவே எங்கள் தற்போதைய மூலத்திலிருந்து வரும் மின்னோட்டம் மின்தடை R1 வழியாக முழுமையாக கடந்து செல்ல வேண்டும். இந்த மின்னோட்டத்தை Is என்று கருதுவோம். இந்த கட்டத்தில், ஒப்-ஆம்பின் வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்தை (Vout) கீழே உள்ள சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி கணக்கிட முடியும் -

Vout = -Is x R1

இந்த சூத்திரம் ஒரு சிறந்த சுற்றுக்கு உண்மையாக இருக்கும். ஆனால் ஒரு உண்மையான சுற்றுவட்டத்தில், ஒப்-ஆம்ப் அதன் உள்ளீட்டு ஊசிகளில் உள்ளீட்டு கொள்ளளவு மற்றும் தவறான கொள்ளளவின் சில மதிப்பைக் கொண்டிருக்கும், இது வெளியீட்டு சறுக்கல் மற்றும் ஒலிக்கும் ஊசலாட்டத்தை ஏற்படுத்தக்கூடும், இதனால் முழு சுற்று நிலையற்றதாக இருக்கும். இந்த சிக்கலை சமாளிக்க, ஒரு செயலற்ற கூறுக்கு பதிலாக, டிரான்சிம்பெடென்ஸ் சுற்றுவட்டத்தின் சரியான வேலைக்கு இரண்டு செயலற்ற கூறுகள் தேவைப்படுகின்றன. அந்த இரண்டு செயலற்ற கூறுகளும் முந்தைய மின்தடையம் (ஆர் 1) மற்றும் கூடுதல் மின்தேக்கி (சி 1) ஆகும். மின்தேக்கி மற்றும் மின்தேக்கி இரண்டும் பெருக்கிகள் எதிர்மறை உள்ளீடுக்கும் வெளியீடுக்கும் இடையில் இணையாக இணைக்கப்பட்டுள்ளன.

இங்கே செயல்பாட்டு பெருக்கி மீண்டும் எதிர்மறை பின்னூட்ட நிலையில் மின்தடை R1 மற்றும் மின்தேக்கி சி 1 மூலம் பின்னூட்டமாக இணைக்கப்பட்டுள்ளது. டிரான்சிம்பெடன்ஸ் பெருக்கியின் இன்வெர்டிங் முள் பயன்படுத்தப்படும் தற்போதைய (Is) வெளியீட்டு பக்கத்தில் Vout ஆக சமமான மின்னழுத்தமாக மாற்றப்படும். டிரான்சிம்பெடென்ஸ் பெருக்கியின் வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்தை தீர்மானிக்க உள்ளீட்டு மின்னோட்டத்தின் மதிப்பு மற்றும் மின்தடையின் (ஆர் 1) மதிப்பு ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தலாம்.

வெளியீட்டு மின்னழுத்தம் பின்னூட்ட மின்தடையத்தை சார்ந்தது மட்டுமல்ல, இது பின்னூட்ட மின்தேக்கி சி 1 இன் மதிப்புடன் ஒரு உறவையும் கொண்டுள்ளது. சுற்று அலைவரிசை பின்னூட்ட மின்தேக்கி மதிப்பு C1 ஐ நம்பியுள்ளது, எனவே இந்த மின்தேக்கி மதிப்பு ஒட்டுமொத்த சுற்றுகளின் அலைவரிசையை மாற்றும். முழு அலைவரிசையிலும் சுற்றுகளின் நிலையான செயல்பாட்டிற்கு, தேவையான அலைவரிசைக்கான மின்தேக்கி மதிப்பைக் கணக்கிடுவதற்கான சூத்திரங்கள் கீழே காட்டப்பட்டுள்ளன.

சி 1 ≤ 1 / 2π x ஆர் 1 எக்ஸ்எஃப் _ப

எங்கே, R1 என்பது பின்னூட்ட மின்தடை மற்றும் f _p என்பது தேவையான அலைவரிசை அதிர்வெண் ஆகும்.

ஒரு உண்மையான சூழ்நிலையில், ஒட்டுண்ணி கொள்ளளவு மற்றும் பெருக்கியின் உள்ளீட்டு கொள்ளளவு டிரான்சிம்பெடென்ஸ் பெருக்கியின் ஸ்திரத்தன்மைக்கு முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. சர்க்யூட்டின் இரைச்சல் ஆதாய மறுமொழி சுற்று கட்ட மாற்ற விளிம்பு காரணமாக உறுதியற்ற தன்மையை உருவாக்குகிறது மற்றும் அதிகப்படியான படி பதில் நடத்தைக்கு காரணமாகிறது.

டிரான்சிம்படென்ஸ் பெருக்கி வடிவமைப்பு

நடைமுறை வடிவமைப்புகளில் TIA ஐ எவ்வாறு பயன்படுத்துவது என்பதைப் புரிந்துகொள்வதற்கு ஒற்றை மின்தடையம் மற்றும் மின்தேக்கியைப் பயன்படுத்தி ஒன்றை வடிவமைத்து அதன் செயல்பாட்டைப் புரிந்துகொள்வதற்கு அதை உருவகப்படுத்தலாம். ஒப்-ஆம்பைப் பயன்படுத்தி மின்னோட்டத்திலிருந்து மின்னழுத்த மாற்றிக்கான முழுமையான சுற்று கீழே காட்டப்பட்டுள்ளது

மேலே உள்ள சுற்று பொதுவான குறைந்த சக்தி பெருக்கி LM358 ஐப் பயன்படுத்துகிறது. மின்தடை R1 ஒரு பின்னூட்ட மின்தடையமாக செயல்படுகிறது மற்றும் மின்தேக்கி ஒரு பின்னூட்ட மின்தேக்கியின் நோக்கத்திற்கு சேவை செய்கிறது. பெருக்கி LM358 எதிர்மறை கருத்து உள்ளமைவில் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. எதிர்மறை உள்ளீட்டு முள் ஒரு நிலையான தற்போதைய மூலத்துடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது மற்றும் நேர்மறை முள் தரையில் அல்லது 0 ஆற்றலுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. இது ஒரு உருவகப்படுத்துதல் மற்றும் ஒட்டுமொத்த சுற்று ஒரு சிறந்த சுற்று என நெருக்கமாக செயல்படுவதால் மின்தேக்கி மதிப்பு பெரிதும் பாதிக்காது, ஆனால் சுற்று உடல் ரீதியாக கட்டப்பட்டால் அது அவசியம். 10pF ஒரு நியாயமான மதிப்பு, ஆனால் மின்தேக்கி மதிப்பை சுற்றுகளின் அதிர்வெண் அலைவரிசையைப் பொறுத்து மாற்றலாம், இது முன்னர் விவாதித்தபடி C1 ≤ 1 / 2π x R1 xf _p ஐப் பயன்படுத்தி கணக்கிட முடியும்.

சரியான செயல்பாட்டிற்கு, ஒப்-ஆம்ப் +/- 12 வி என்ற இரட்டை சக்தி ரயில் விநியோகத்திலிருந்து சக்தியைப் பெறுகிறது. பின்னூட்ட மின்தடை மதிப்பு 1k ஆக தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டுள்ளது.

டிரான்சிம்பெடன்ஸ் பெருக்கி உருவகப்படுத்துதல்

வடிவமைப்பு எதிர்பார்த்தபடி செயல்படுகிறதா என்பதை சரிபார்க்க மேற்கண்ட சுற்று உருவகப்படுத்தலாம். எங்கள் டிரான்சிம்பெடென்ஸ் பெருக்கியின் வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்தை அளவிட டி.சி வோல்ட்மீட்டர் ஒப்-ஆம்ப் வெளியீட்டில் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. சுற்று சரியாக வேலை செய்கிறதென்றால், வோல்ட்மீட்டரில் காட்டப்படும் வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்தின் மதிப்பு ஒப்-ஆம்பின் தலைகீழ் முள் பயன்படுத்தப்படும் மின்னோட்டத்திற்கு விகிதாசாரமாக இருக்க வேண்டும்.

முழுமையான உருவகப்படுத்துதல் வீடியோவை கீழே காணலாம்

சோதனை வழக்கு 1 இல், op-amp முழுவதும் உள்ளீட்டு மின்னோட்டம் 1mA ஆக வழங்கப்படுகிறது. என ஆப்-ஆம்ப் உள்ளீடு மின்மறுப்பு மிகவும் அதிகமாக உள்ளது, தற்போதைய தொடக்கத்தில் கருத்துக்களை மின்தடை பாய்ந்து சென்று மற்றும் வெளியீடு மின்னழுத்தம் சூத்திரம் VOUT = இருக்கிறாரா எக்ஸ், R1 போன்ற ஆளப்படுகிறது, கருத்து மின்தடை மதிப்பு முறை தற்போதைய மின்சாரம் பாய்ந்து மீது நம்பத்தக்கதென நாங்கள் முன்பு விவாதித்தோம்.

எங்கள் சுற்றில் மின்தடை R1 இன் மதிப்பு 1k ஆகும். எனவே, உள்ளீட்டு மின்னோட்டம் 1mA ஆக இருக்கும்போது, ​​Vout இருக்கும், Vout = -Is x R1 Vout = -0.001 Amp x 1000 Ohms Vout = 1 Volt

எங்கள் மின்னோட்டத்திலிருந்து மின்னழுத்த உருவகப்படுத்துதல் முடிவைச் சரிபார்த்தால், அது சரியாக பொருந்துகிறது. டிரான்சிம்பெடன்ஸ் பெருக்கியின் விளைவால் வெளியீடு நேர்மறையானது.

சோதனை வழக்கு 2 இல், op-amp முழுவதும் உள்ளீட்டு மின்னோட்டம்.05mA அல்லது 500 மைக்ரோஆம்பியர்களாக வழங்கப்படுகிறது. எனவே வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்தின் மதிப்பை கணக்கிடலாம்.

Vout = -Is x R1 Vout = -0.0005 Amp x 1000 Ohms Vout =.5 வோல்ட்

உருவகப்படுத்துதல் முடிவை நாங்கள் சரிபார்த்தால், இதுவும் சரியாக பொருந்துகிறது.

மீண்டும் இது ஒரு உருவகப்படுத்துதல் முடிவு. சுற்றுவட்டத்தை உருவாக்கும் போது நடைமுறையில் எளிமையான தவறான கொள்ளளவு இந்த சுற்றுகளில் நேர நிலையான விளைவை ஏற்படுத்தும். வடிவமைப்பாளர் உடல் ரீதியாக கட்டமைக்கும்போது பின்வரும் புள்ளிகளைப் பற்றி கவனமாக இருக்க வேண்டும்.

1. இணைப்பதற்காக பிரட்போர்டுகள் அல்லது செப்பு உடைய பலகைகள் அல்லது வேறு எந்த துண்டு பலகைகளையும் தவிர்க்கவும். பிசிபியில் மட்டுமே சுற்று உருவாக்கவும்.
2. ஐபி வைத்திருப்பவர் இல்லாமல் ஒப்-ஆம்பை ​​நேரடியாக பிசிபிக்கு கரைக்க வேண்டும்.
3. பயன்படுத்தவும் குறுகிய தடயங்கள் கருத்துக்களை பாதைகள் மற்றும் உள்ளீட்டு மின்சாரத்தில் சோர்ஸ் (ஃபோட்டோடயோடு அல்லது ஒரு மின்மறுப்பிற்கு பெருக்கி மூலம் அளவிடப்படுகிறது வேண்டும் என்று ஒத்த விஷயங்களை) உள்ளது.
4. பின்னூட்ட மின்தடையையும் மின்தேக்கியையும் செயல்பாட்டு பெருக்கியுக்கு முடிந்தவரை நெருக்கமாக வைக்கவும்.
5. குறுகிய ஈய மின்தடையங்களைப் பயன்படுத்துவது நல்லது.
6. மின்சாரம் வழங்கல் ரயிலில் பெரிய மற்றும் சிறிய மதிப்புகள் கொண்ட சரியான வடிகட்டி மின்தேக்கிகளைச் சேர்க்கவும்.
7. வடிவமைப்பின் எளிமைக்காக பெருக்கியின் இந்த நோக்கத்திற்காக சிறப்பாக வடிவமைக்கப்பட்ட சரியான ஒப்-ஆம்பைத் தேர்வுசெய்க.

டிரான்சிம்படென்ஸ் பெருக்கியின் பயன்பாடுகள்

ஒளி உணர்திறன் தொடர்பான செயல்பாட்டிற்கு மிகவும் அவசியமான தற்போதைய சமிக்ஞை அளவீட்டு கருவி ஒரு டிரான்சிம்பெடன்ஸ் பெருக்கி. இது வேதியியல் பொறியியல், அழுத்த டிரான்ஸ்யூட்டர்கள், பல்வேறு வகையான முடுக்க மானிகள், மேம்பட்ட இயக்கி உதவி அமைப்புகள் மற்றும் தன்னாட்சி வாகனங்களில் பயன்படுத்தப்படும் லிடார் தொழில்நுட்பத்தில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

டிரான்சிம்படென்ஸ் சுற்றுக்கு மிக முக்கியமான பகுதி வடிவமைப்பு நிலைத்தன்மை. ஒட்டுண்ணி மற்றும் சத்தம் தொடர்பான பிரச்சினைகள் இதற்குக் காரணம். வடிவமைப்பாளர் சரியான பெருக்கியைத் தேர்ந்தெடுப்பதில் கவனமாக இருக்க வேண்டும் மற்றும் சரியான பிசிபி வழிகாட்டுதல்களைப் பயன்படுத்த கவனமாக இருக்க வேண்டும்.