కాని

ఆప్-యాంప్, కార్యాచరణ యాంప్లిఫైయర్ కోసం చిన్నది అనలాగ్ ఎలక్ట్రానిక్స్ యొక్క వెన్నెముక. కార్యాచరణ యాంప్లిఫైయర్ అనేది DC- కపుల్డ్ ఎలక్ట్రానిక్ భాగం, ఇది నిరోధక అభిప్రాయాన్ని ఉపయోగించి అవకలన ఇన్పుట్ నుండి వోల్టేజ్‌ను విస్తరిస్తుంది. ఆప్-ఆంప్స్ దాని బహుముఖ ప్రజ్ఞకు ప్రాచుర్యం పొందాయి, ఎందుకంటే అవి అనేక విధాలుగా కాన్ఫిగర్ చేయబడతాయి మరియు వాటిని వివిధ కోణాల్లో ఉపయోగించవచ్చు. ఆప్-ఆంప్ సర్క్యూట్‌లో బ్యాండ్‌విడ్త్, ఇన్‌పుట్ మరియు అవుట్పుట్ ఇంపెడెన్స్, లాభం మార్జిన్ వంటి కొన్ని వేరియబుల్స్ ఉంటాయి. ఆ వేరియబుల్స్ ఆధారంగా వేర్వేరు తరగతి ఆప్-ఆంప్స్ వేర్వేరు స్పెసిఫికేషన్లను కలిగి ఉంటాయి. వేర్వేరు ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ (ఐసి) ప్యాకేజీలో ఆప్-ఆంప్స్ పుష్కలంగా అందుబాటులో ఉన్నాయి, కొన్ని ఆప్-ఆంప్ ఐసిలలో ఒకే ప్యాకేజీలో రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ ఆప్-ఆంప్స్ ఉన్నాయి. LM358, LM741, LM386 సాధారణంగా ఉపయోగించే కొన్ని Op-amp IC లు. మా Op-amp సర్క్యూట్ల విభాగాన్ని అనుసరించడం ద్వారా మీరు Op-amps గురించి మరింత తెలుసుకోవచ్చు.

ఒక ఆప్-ఆంప్‌లో రెండు అవకలన ఇన్‌పుట్ పిన్‌లు మరియు పవర్ పిన్‌లతో పాటు అవుట్పుట్ పిన్ ఉన్నాయి. ఆ రెండు అవకలన ఇన్పుట్ పిన్స్ విలోమ పిన్ లేదా నెగటివ్ మరియు నాన్-ఇన్వర్టింగ్ పిన్ లేదా పాజిటివ్. ఒక ఆప్-ఆంప్ ఈ రెండు ఇన్పుట్ పిన్స్ మధ్య వోల్టేజ్ వ్యత్యాసాన్ని విస్తరిస్తుంది మరియు దాని వోట్ లేదా అవుట్పుట్ పిన్ అంతటా విస్తరించిన అవుట్పుట్ను అందిస్తుంది.

ఇన్పుట్ రకాన్ని బట్టి, op-amp ను ఇన్వర్టింగ్ లేదా నాన్-ఇన్వర్టింగ్ అని వర్గీకరించవచ్చు. ఈ ట్యుటోరియల్‌లో, నాన్ఇన్వర్టింగ్ కాన్ఫిగరేషన్‌లో op-amp ని ఎలా ఉపయోగించాలో నేర్చుకుంటాము.

నాన్-ఇన్వర్టింగ్ కాన్ఫిగరేషన్‌లో, ఆప్-ఆంప్ యొక్క ఇన్వర్టింగ్ కాని ఇన్పుట్ టెర్మినల్ (పాజిటివ్ టెర్మినల్) అంతటా ఇన్పుట్ సిగ్నల్ వర్తించబడుతుంది. ఈ కారణంగా, విస్తరించిన అవుట్పుట్ ఇన్పుట్ సిగ్నల్తో " దశ " అవుతుంది.

మేము ఇంతకుముందు చర్చించినట్లుగా , ఇన్పుట్ సిగ్నల్ను విస్తరించడానికి Op-amp కి అభిప్రాయం అవసరం. వోల్టేజ్ డివైడర్ నెట్‌వర్క్‌ను ఉపయోగించి, అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ యొక్క చిన్న భాగాన్ని తిరిగి ఇన్వర్టింగ్ పిన్‌కు (ఇన్వర్టింగ్ కాని కాన్ఫిగరేషన్ విషయంలో) లేదా నాన్-ఇన్వర్టింగ్ పిన్ (ఇన్వర్టింగ్ పిన్ విషయంలో) లో ఉపయోగించడం ద్వారా ఇది సాధారణంగా సాధించబడుతుంది.

నాన్-ఇన్వర్టింగ్ ఆపరేషనల్ యాంప్లిఫైయర్ కాన్ఫిగరేషన్

ఎగువ చిత్రంలో, నాన్-ఇన్వర్టింగ్ కాన్ఫిగరేషన్‌తో ఒక ఆప్-ఆంప్ చూపబడుతుంది. ఆప్-ఆంప్ ఉపయోగించి విస్తరించాల్సిన సిగ్నల్ ఆప్-ఆంప్ సర్క్యూట్ యొక్క సానుకూల లేదా నాన్-ఇన్వర్టింగ్ పిన్లోకి ఫీడ్ అవుతుంది, అయితే వోల్టేజ్ డివైడర్ రెండు రెసిస్టర్లు R1 మరియు R2 ను ఉపయోగించి అవుట్పుట్ యొక్క చిన్న భాగాన్ని విలోమానికి అందిస్తుంది op-amp సర్క్యూట్ యొక్క పిన్. ఈ రెండు రెసిస్టర్లు op-amp కి అవసరమైన అభిప్రాయాన్ని అందిస్తున్నాయి. ఆదర్శవంతమైన స్థితిలో, op-amp యొక్క ఇన్పుట్ పిన్ అధిక ఇన్పుట్ ఇంపెడెన్స్ను అందిస్తుంది మరియు అవుట్పుట్ పిన్ తక్కువ అవుట్పుట్ ఇంపెడెన్స్లో ఉంటుంది.

వోల్టేజ్ డివైడర్ కాన్ఫిగరేషన్‌గా అనుసంధానించబడిన రెండు ఫీడ్‌బ్యాక్ రెసిస్టర్‌ల (R1 మరియు R2) పై యాంప్లిఫికేషన్ ఆధారపడి ఉంటుంది. R2 ను Rf (ఫీడ్‌బ్యాక్ రెసిస్టర్) గా సూచిస్తారు

వోల్టేజ్ డివైడర్ అవుట్పుట్ యాంప్లిఫైయర్ యొక్క నాన్-ఇన్వర్టింగ్ పిన్లోకి ఇవ్వబడుతుంది, ఎందుకంటే విన్ మరియు వోల్టేజ్ డివైడర్ యొక్క జంక్షన్ పాయింట్లు ఒకే గ్రౌండ్ నోడ్లో ఉన్నాయి.

ఈ కారణంగా, మరియు వోట్ ఫీడ్‌బ్యాక్ నెట్‌వర్క్‌పై ఆధారపడి ఉంటుంది కాబట్టి, క్లోజ్డ్ లూప్ వోల్టేజ్ లాభాలను మేము క్రింద లెక్కించవచ్చు.

నాన్-ఇన్వర్టింగ్ Op-amp యొక్క లాభం

వోల్టేజ్ డివైడర్ అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ వలె ఉంటుంది , డివైడర్ వోట్ = విన్

కాబట్టి, Vin / Vout = R1 / (R1 + Rf) లేదా, Vout / Vin = (R1 + Rf) / R1

యాంప్లిఫైయర్ (Av) యొక్క మొత్తం వోల్టేజ్ లాభం Vout / Vin

కాబట్టి, Av = Vout / Vin = (R1 + Rf) / R1

ఈ సూత్రాన్ని ఉపయోగించి, విలోమ రహిత కార్యాచరణ యాంప్లిఫైయర్ యొక్క క్లోజ్డ్ లూప్ వోల్టేజ్ లాభం,

Av = Vout / Vin = 1 + (Rf / R1)

కాబట్టి, ఈ కారకం ద్వారా, op-amp లాభం ఐక్యత లాభం లేదా 1 కంటే తక్కువగా ఉండకూడదు. అలాగే, లాభం సానుకూలంగా ఉంటుంది మరియు ఇది ప్రతికూల రూపంలో ఉండకూడదు. లాభం నేరుగా Rf మరియు R1 నిష్పత్తిపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

ఇప్పుడు, ఆసక్తికరమైన విషయం, మేము చూడు నిరోధకం లేదా విలువ ఉంచితే Rf వంటి 0, లాభం ఉంటుంది 1 లేదా ఐక్యత. మరియు ఉంటే R1 అవుతుంది 0, అప్పుడు పెరుగుట ఉంటుంది అనంతం. కానీ అది సిద్ధాంతపరంగా మాత్రమే సాధ్యమవుతుంది. వాస్తవానికి, ఇది op-amp ప్రవర్తన మరియు ఓపెన్-లూప్ లాభంపై విస్తృతంగా ఆధారపడి ఉంటుంది.

ఆప్-యాంప్‌ను రెండు యాడ్ వోల్టేజ్ ఇన్‌పుట్ వోల్టేజ్‌ను సమ్మింగ్ యాంప్లిఫైయర్‌గా కూడా ఉపయోగించవచ్చు.

నాన్-ఇన్వర్టింగ్ యాంప్లిఫైయర్ యొక్క ప్రాక్టికల్ ఉదాహరణ

ఇన్పుట్ వోల్టేజ్తో పోల్చితే అవుట్పుట్ వద్ద 3x వోల్టేజ్ లాభాలను ఉత్పత్తి చేసే నాన్-ఇన్వర్టింగ్ ఆప్-ఆంప్ సర్క్యూట్ను మేము డిజైన్ చేస్తాము.

మేము op-amp లో 2V ఇన్పుట్ చేస్తాము. మేము 3x లాభ సామర్థ్యాలతో నాన్ఇన్వర్టింగ్ కాన్ఫిగరేషన్‌లో op-amp ని కాన్ఫిగర్ చేస్తాము. మేము R1 రెసిస్టర్ విలువను 1.2k గా ఎంచుకున్నాము, మేము Rf లేదా R2 రెసిస్టర్ యొక్క విలువను కనుగొంటాము మరియు విస్తరణ తర్వాత అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ను లెక్కిస్తాము.

లాభం రెసిస్టర్‌లపై ఆధారపడి ఉంటుంది మరియు సూత్రం Av = 1 + (Rf / R1)

మా సందర్భంలో, లాభం ఉంటుంది 3 మరియు విలువ R1 ఉంది 1. 2 కే. కాబట్టి, Rf యొక్క విలువ, 3 = 1 + (Rf / 1.2k) 3 = 1 + (1.2k + Rf / 1.2k) 3.6k = 1.2k + Rf 3.6k - 1.2k = Rf Rf = 2.4k

విస్తరణ తరువాత, అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ ఉంటుంది

Av = Vout / Vin 3 = Vout / 2V Vout = 6V

ఉదాహరణ సర్క్యూట్ పై చిత్రంలో చూపబడింది. R2 అనేది చూడు నిరోధకం మరియు విస్తరించిన అవుట్పుట్ ఇన్పుట్ కంటే 3 రెట్లు ఉంటుంది.

వోల్టేజ్ అనుచరుడు లేదా యూనిటీ లాభం యాంప్లిఫైయర్

ముందు చర్చించినట్లుగా, మేము Rf లేదా R2 ను 0 గా చేస్తే, అంటే R2 లో ప్రతిఘటన లేదు, మరియు రెసిస్టర్ R1 అనంతానికి సమానం, అప్పుడు యాంప్లిఫైయర్ యొక్క లాభం 1 అవుతుంది లేదా అది ఐక్యత లాభం సాధిస్తుంది. R2 లో ప్రతిఘటన లేనందున, అవుట్పుట్ op-amp యొక్క ప్రతికూల లేదా విలోమ ఇన్పుట్తో చిన్నదిగా ఉంటుంది. లాభం 1 లేదా ఐక్యత కాబట్టి, ఈ కాన్ఫిగరేషన్‌ను ఐక్యత లాభం యాంప్లిఫైయర్ కాన్ఫిగరేషన్ లేదా వోల్టేజ్ అనుచరుడు లేదా బఫర్ అంటారు.

మేము ఆప్-ఆంప్ యొక్క సానుకూల ఇన్పుట్ అంతటా ఇన్పుట్ సిగ్నల్ను ఉంచినప్పుడు మరియు అవుట్పుట్ సిగ్నల్ 1x లాభంతో ఇన్పుట్ సిగ్నల్తో దశలో ఉన్నందున, మేము అదే సిగ్నల్ను యాంప్లిఫైయర్ అవుట్పుట్లో పొందుతాము. అందువలన అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ వలె ఉంటుంది. వోల్టేజ్ అవుట్ = వోల్టేజ్ ఇన్.

కాబట్టి, ఇది ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ను అనుసరిస్తుంది మరియు దాని అవుట్పుట్ అంతటా అదే ప్రతిరూప సిగ్నల్ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. అందుకే దీనిని వోల్టేజ్ ఫాలోయర్ సర్క్యూట్ అంటారు.

ఇన్పుట్ నిరోధకత యొక్క op-amp ఒక ఉన్నప్పుడు చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది వోల్టేజ్ అనుచరుడు లేదా ఐక్యత పెరుగుట ఆకృతీకరణ ఉపయోగిస్తారు. కొన్నిసార్లు ఇన్పుట్ ఇంపెడెన్స్ 1 మెగోహ్మ్ కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. కాబట్టి, అధిక ఇన్పుట్ ఇంపెడెన్స్ కారణంగా, మేము ఇన్పుట్ అంతటా బలహీనమైన సంకేతాలను వర్తింపజేయవచ్చు మరియు సిగ్నల్ మూలం నుండి యాంప్లిఫైయర్ వరకు ఇన్పుట్ పిన్లో కరెంట్ ప్రవహించదు. మరోవైపు, అవుట్పుట్ ఇంపెడెన్స్ చాలా తక్కువగా ఉంటుంది మరియు ఇది అవుట్పుట్లో అదే సిగ్నల్ ఇన్పుట్ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

పై చిత్రంలో వోల్టేజ్ అనుచరుడు కాన్ఫిగరేషన్ చూపబడింది. అవుట్పుట్ నేరుగా op-amp యొక్క ప్రతికూల టెర్మినల్ అంతటా అనుసంధానించబడి ఉంది. ఈ కాన్ఫిగరేషన్ యొక్క లాభం 1x.

మనకు తెలిసినట్లు, లాభం (అవ) = వౌట్ / విన్ కాబట్టి, 1 = వౌట్ / విన్ విన్ = వౌట్.

అధిక ఇన్పుట్ ఇంపెడెన్స్ కారణంగా, ఇన్పుట్ కరెంట్ 0, కాబట్టి ఇన్పుట్ శక్తి కూడా 0 గా ఉంటుంది. వోల్టేజ్ అనుచరుడు దాని ఉత్పత్తిలో పెద్ద శక్తిని పొందుతాడు. ఈ ప్రవర్తన కారణంగా, వోల్టేజ్ అనుచరుడు బఫర్ సర్క్యూట్‌గా ఉపయోగించబడ్డాడు.

అలాగే, బఫర్ కాన్ఫిగరేషన్ మంచి సిగ్నల్ ఐసోలేషన్ కారకాన్ని అందిస్తుంది. ఈ లక్షణం కారణంగా, వోల్టేజ్ అనుచరుడు సర్క్యూట్ సాలెన్-కీ రకం క్రియాశీల ఫిల్టర్లలో ఉపయోగించబడుతుంది, ఇక్కడ వోల్టేజ్ అనుచరుడు ఆప్-ఆంప్ కాన్ఫిగరేషన్ ఉపయోగించి వడపోత దశలు ఒకదానికొకటి వేరుచేయబడతాయి.

74LS125, 74LS244 మొదలైన డిజిటల్ బఫర్ సర్క్యూట్లు కూడా అందుబాటులో ఉన్నాయి.

నాన్ఇన్వర్టింగ్ యాంప్లిఫైయర్ యొక్క లాభాలను మేము నియంత్రించగలిగినందున, మేము బహుళ రెసిస్టర్‌ల విలువలను ఎంచుకోవచ్చు మరియు వేరియబుల్ లాభ పరిధితో నాన్-ఇన్వర్టింగ్ యాంప్లిఫైయర్‌ను ఉత్పత్తి చేయవచ్చు.

నాన్-ఇన్వర్టింగ్ యాంప్లిఫైయర్లను ఆడియో ఎలక్ట్రానిక్స్ రంగాలలో, అలాగే స్కోప్, మిక్సర్లు మరియు అనలాగ్ ఎలక్ట్రానిక్స్ ఉపయోగించి డిజిటల్ లాజిక్ అవసరమయ్యే వివిధ ప్రదేశాలలో ఉపయోగిస్తారు.