परिचालन एम्पलीफायर के साथ समायोज्य रैखिक विनियमित बिजली आपूर्ति और सिग्नल जनरेटर का निर्माण

ऑप एम्प एक उच्च लाभ इलेक्ट्रॉनिक घटक है जिसका उपयोग मुख्य रूप से वोल्टेज सिग्नल को बढ़ाने के लिए किया जाता है।यह एक अंतर एम्पलीफायर है और आउटपुट दो इनपुट के बीच वोल्टेज अंतर पर निर्भर करता है (सकारात्मक + और नकारात्मक -)ऑपरेशनल एम्पलीफायर में उच्च लाभ की विशेषताएं होती हैं। आदर्श परिस्थितियों में, ओपन-लूप लाभ बहुत अधिक होता है (सैद्धांतिक रूप से अनंत के करीब) । जब इनपुट प्रतिबाधा अधिक होती है, तो इनपुट प्रतिबाधा बहुत अधिक होती है।यह लगभग इनपुट करंट को अवशोषित करता है और फ्रंट-एंड सर्किट के साथ हस्तक्षेप से बचता हैजब आउटपुट प्रतिबाधा कम होती है, तो यह सीधे पोस्ट-स्टेज सर्किट को चला सकता है, और यह डबल इनपुट और सिंगल आउटपुट को लागू कर सकता है। आउटपुट = लाभ × (सकारात्मक इनपुट - नकारात्मक इनपुट)

सामान्य परिचालन एम्पलीफायर अनुप्रयोग और प्रकार
ऑपरेशनल एम्पलीफायरों के सामान्य अनुप्रयोगों में वोल्टेज एम्पलीफायर, फिल्टर (लो-पास, हाई-पास, बैंडपास), सिग्नल कंपेरेटर (कंपेरेटर से संबंधित), इंटीग्रेटर और डिफरेंशियल शामिल हैं।बफर (वोल्टेज ट्रैकर)सामान्य सर्किट में इन्वर्टर एम्पलीफायर शामिल हैं, जिनमें इनवर्टर के अंत में इनपुट और रिवर्स एम्पलीफिकेशन फंक्शन जुड़ा होता है।और इन-फेज एम्पलीफायर, सकारात्मक छोर पर इनपुट और आउटपुट और इनपुट एक ही चरण में जुड़े हुए हैं। वोल्टेज अनुवर्ती सर्किट में, सकारात्मक चरण इनपुट = आउटपुट,वोल्टेज एम्पलीफिकेशन के बिना प्रतिबाधा रूपांतरण प्रदान करना.

इन-फेज एम्पलीफायर सर्किट के उदाहरण
इन-फेज एम्पलीफायर सर्किट के उदाहरण

उपरोक्त चित्र में इन-फेज एम्पलीफायर सर्किट को उदाहरण के रूप में लिया गया है। बंद-लूप लाभ फीडबैक प्रतिरोध Rf और वोल्टेज डिवाइडर Rg द्वारा निर्धारित किया जाता है।इनपुट सिग्नल और इन-फेज एम्पलीफायर के आउटपुट सिग्नल एक ही चरण में हैं.

उलटा एम्पलीफायर सर्किट के उदाहरण
उलटा एम्पलीफायर सर्किट के उदाहरण

उदाहरण के रूप में ऊपर चित्र में इन्वर्टर एम्पलीफायर सर्किट ले लो. यह मान लें कि इस एम्पलीफायर सर्किट एक आदर्श एम्पलीफायर का उपयोग करता है,बंद-लूप लाभ प्रतिक्रिया प्रतिरोध Rf और इनपुट प्रतिरोध Rin द्वारा निर्धारित किया जाता हैइनवर्टर एम्पलीफायर के इनपुट सिग्नल और आउटपुट सिग्नल के बीच चरण अंतर 180 डिग्री है।

परिचालन एम्पलीफायर के साथ समायोज्य रैखिक विनियमित बिजली आपूर्ति का डिजाइन
समायोज्य रैखिक विनियमित बिजली की आपूर्ति का उद्देश्य स्थिर और समायोज्य आउटपुट वोल्टेज प्रदान करना है, और इनपुट वोल्टेज या लोड में परिवर्तन होने पर भी आउटपुट स्थिर रहता है।समायोज्य रैखिक विनियमित बिजली की आपूर्ति की बुनियादी संरचना में एक संदर्भ वोल्टेज स्रोत (जैसे TL431) शामिल है, ज़ेनर डायोड या सटीक संदर्भ आईसी), एक त्रुटि एम्पलीफायर (ऑपरेशनल एम्पलीफायर), एक विनियमन घटक (आमतौर पर पावर बीजेटी या एमओएसएफईटी),एक प्रतिक्रिया प्रतिरोध वोल्टेज डिवाइडर नेटवर्क (आउटपुट वोल्टेज सेट करना).

एक समायोज्य रैखिक विनियमित बिजली आपूर्ति सर्किट का उदाहरण
एक समायोज्य रैखिक विनियमित बिजली आपूर्ति सर्किट का उदाहरण

उदाहरण के रूप में उपरोक्त चित्र में समायोज्य रैखिक बिजली आपूर्ति सर्किट लेते हुए, इस सर्किट का कोर LM358, नियामक डायोड, ट्राइड और नकारात्मक प्रतिक्रिया सर्किट से बना है,R9 और D9 एक वोल्टेज स्थिर सर्किट का गठन. डी9 का ब्रेकडाउन वोल्टेज 2.5V है। ऑपरेशनल एम्पलीफायर के उच्च इनपुट प्रतिबाधा के कारण, इसे बहुत अधिक धारा प्रदान करने के लिए वोल्टेज स्थिर करने वाले डायोड की आवश्यकता नहीं है। इस समय, डी9 का ब्रेकडाउन वोल्टेज 2.5V है।ऑपरेशनल एम्पलीफायर का IN1+ 2 है.5V. ऑपरेशनल एम्पलीफायर, ट्रायोड, R12 और RP3 एक नकारात्मक फीडबैक लूप बनाते हैं। गणना की गई वोल्टेज रेंज 2.5V और 15V के बीच होनी चाहिए।चूंकि परिचालन एम्पलीफायर का वास्तविक बिजली आपूर्ति वोल्टेज ± 12V है, डेटा तालिका से ज्ञात है कि पावर रेल के सापेक्ष परिचालन एम्पलीफायर का आउटपुट स्विंग 1.35V से 1.61V है। D882 का अधिकतम Vce वोल्टेज 0.5V है।Vout की गणना की गई अधिकतम आउटपुट रेंज 9 के बीच होनी चाहिए.89V और 10.15V. इसलिए, वास्तविक आउटपुट वोल्टेज रेंज 2.5V और 10.15V के बीच होनी चाहिए।

समायोज्य रैखिक विनियमित बिजली आपूर्ति सर्किट के डिजाइन में संदर्भ वोल्टेज की स्थिरता पर ध्यान दिया जाना चाहिए।निम्न तापमान बहाव और उच्च स्थिरता संदर्भ स्रोत (जैसे TL431 या LM4040) का उपयोग किया जाना चाहिए।परिचालन प्रवर्धक के प्रकार का चयन करते समय, आउटपुट वोल्टेज रेंज कम ऑफसेट वोल्टेज और कम बहाव विशेषताओं के साथ आउटपुट अंत (रेल-टू-रेल) को कवर करेगी।बिजली घटकों के प्रकार का चयन करते समय, उपयुक्त बीजेटी या एमओएसएफईटी का चयन आउटपुट धारा के अनुसार किया जाना चाहिए ताकि इसकी गर्मी अपव्यय और सुरक्षित कार्य सीमा सुनिश्चित हो सके। थर्मल सुरक्षा और स्थिरता पर भी ध्यान दिया जाना चाहिए।उच्च धारा के लिए, हीट डिंक का प्रयोग किया जाएगा और आरसी मुआवजा को उतार-चढ़ाव से बचने के लिए माना जाएगा। फीडबैक प्रतिबाधा की सेटिंग के लिए,स्थिरता और शोर प्रतिरोध क्षमता में सुधार के लिए बहुत अधिक R1 और R2 प्रतिरोध मानों (कई k Ω की सीमा के भीतर की सिफारिश की जाती है) से बचना चाहिए।. और इनपुट वोल्टेज अधिकतम आउटपुट वोल्टेज+वीसीई (संतृप्त वोल्टेज ड्रॉप) या वीडीएस (एमओएसएफईटी) से अधिक होना चाहिए,वर्तमान नमूना प्रतिरोध और माध्यमिक तुलनाकर्ता ओवरकंट्रेंट सुरक्षा समारोह का एहसास करने के लिए जोड़ा जा सकता है.

इस डिजाइन में आउटपुट वोल्टेज का ठीक से समायोजन, पावर ट्रांजिस्टर का उच्च गर्मी उत्पादन, कम दक्षता (रैखिक विशेषताएं), कम शोर और तेज प्रतिक्रिया की विशेषताएं हैं।केवल उस स्थिति पर लागू होता है जब इनपुट वोल्टेज आउटपुट वोल्टेज से अधिक हो, सरल संरचना, आसान एकीकरण, और सुरक्षा तंत्र और अच्छी गर्मी अपव्यय उच्च शक्ति अनुप्रयोग के लिए आवश्यक हैं।