ஓப்-ஆம்ப் இணைப்பாளர்: கணித இணைப்பு செயல்பாட்டை நிகழ்த்தும் வடிவம்

ஒப்-ஆம்ப் இணைகரம் என்றால் என்ன?

ஒப்-ஆம்ப் இணைகரம் (op-amp integrator) என்பது நிரல்பு விளம்பியா (op-amp) மற்றும் கூட்டுத்தளவு உபயோகித்து கணித செயலான இணைகரத்தை செயல்படுத்தும் வடிவமைப்பு ஆகும். இணைகரம் என்பது வளைவரை அல்லது செயலின் கீழ் உள்ள பரப்பை கால அளவில் கண்டறியும் செயல் ஆகும். ஒப்-ஆம்ப் இணைகரம் உள்ளீடு வோல்ட்டேஜின் எதிர் இணைகரத்துக்கு விகிதசம வெளியீடு வோல்ட்டேஜை உருவாக்குகிறது, இதன் விளைவாக வெளியீடு வோல்ட்டேஜ் உள்ளீடு வோல்ட்டேஜின் அளவு மற்றும் கால அளவில் மாறுகிறது.

ஒப்-ஆம்ப் இணைகரம் பல பயன்பாடுகளுக்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது, எடுத்துக்காட்டாக, அலகியை டிஜிட்டல் மாற்றிகள் (ADCs), அலகி கணினிகள், மற்றும் அலை வடிவமைப்பு வடிவமைப்புகள். உதாரணத்திற்கு, ஒப்-ஆம்ப் இணைகரம் ஒரு சதுர அலை உள்ளீட்டை முக்கோண அலை வெளியீடாக மாற்றிக்கொள்ளலாம், அல்லது சைன் அலை உள்ளீட்டை கோசைன் அலை வெளியீடாக மாற்றிக்கொள்ளலாம்.

ஒப்-ஆம்ப் இணைகரம் எப்படி வேலை செய்கிறது?

ஒப்-ஆம்ப் இணைகரம் நீளமாக்கும் விளம்பியா வடிவமைப்பில் அமைந்துள்ளது, இதில் பின்திருப்பு வித்தியாசமான மின்தடை கூட்டுத்தளவால் மாற்றப்படுகிறது. கூட்டுத்தளவு ஒரு அதிர்வை அடிப்படையாக கொண்ட உறுப்பு மற்றும் இதன் மின்தடை (Xc) உள்ளீடு அலையின் அதிர்வை (f) எதிர்த்த விகிதத்தில் மாறுகிறது. கூட்டுத்தளவின் மின்தடை:

இங்கு C என்பது கூட்டுத்தளவின் கூட்டுத்தளவாகும்.

ஒப்-ஆம்ப் இணைகரத்தின் வடிவமைப்பு அமைப்பு படம் கீழே காட்டப்பட்டுள்ளது:

உள்ளீடு வோல்ட்டேஜ் (Vin) ஒரு மின்தடை (Rin) வழியாக ஒப்-ஆம்பின் நீளமாக்கும் உள்ளீடு துறைக்கு தரப்படுகிறது. நீளமாக்காத உள்ளீடு துறை மேற்கொள்ளும் மேற்கொள்ளும், இது ஒப்-ஆம்பின் உள்ளீடு துறைகளில் மின் மறுக்க ஏற்படும். வெளியீடு வோல்ட்டேஜ் (Vout) ஒப்-ஆம்பின் வெளியீடு துறையிலிருந்து பெறப்படுகிறது, இது பின்திருப்பு வடிவமைப்பில் கூட்டுத்தளவு © உடன் இணைக்கப்படுகிறது.

ஒப்-ஆம்ப் இணைகரத்தின் வேலை தொடர்பு Kirchhoff’s மின்னோட்டம் விதி (KCL) மூலம் 1 என்ற முனையில் (Rin, C, மற்றும் நீளமாக்கும் உள்ளீடு துறையின் இணைக்கும் முனை) விளக்கப்படுகிறது. ஒப்-ஆம்பின் துறைகளில் மின்னோட்டம் வெளிவருவதில்லை, எனவே நாம் பின்வருமாறு எழுதலாம்:

சுலுக்கி மற்றும் மாற்றி, நாம் பின்வருமாறு பெறுகிறோம்:

இந்த சமன்பாடு வெளியீடு வோல்ட்டேஜ் உள்ளீடு வோல்ட்டேஜின் எதிர் வகைக்கெழுவுக்கு விகிதசம என்பதை காட்டுகிறது. கால அளவில் வெளியீடு வோல்ட்டேஜை கண்டறிய, நாம் சமன்பாட்டின் இரு பக்கங்களையும் இணைகரமாக்க வேண்டும்:

இங்கு V0 என்பது t = 0 இல் தொடக்க வெளியீடு வோல்ட்டேஜ் ஆகும்.

இந்த சமன்பாடு வெளியீடு வோல்ட்டேஜ் உள்ளீடு வோல்ட்டேஜின் எதிர் இணைகரத்துக்கு விகிதசம என்பதை காட்டுகிறது. மாறிலி V0 கூட்டுத்தளவின் தொடக்க நிலையை அடிப்படையாகக் கொண்டு செயல்படுகிறது, இதனை ஒரு வேறுபாடு வோல்ட்டேஜ் உத்தேக மூலம் அல்லது வோல்ட்டேஜ் வித்தியாசமான மின்தடை மூலம் சீராக்கலாம்.

ஒப்-ஆம்ப் இணைகரத்தின் சில பண்புகளும் எல்லைகளும் என்ன?

ஒரு மாதிரிக்கான ஒப்-ஆம்ப் இணைகரம் முடிவிலியான உயர்வு மற்றும் அதிர்வைக் கொண்டுள்ளது, இது எந்த அதிர்வு மற்றும் அளவு உள்ளீடு சிக்கல்களையும் விகித மாற்றங்களோ அல்லது குறைவாக்கங்களோ இல்லாமல் இணைகரத்தின் தாக்கத்தை செயல்படுத்தும். ஆனால், உண்மையில், ஒப்-ஆம்ப் இணைகரத்தின் செயல்பாடு மற்றும் துல்லியத்தை கட்டுப்படுத்தும் சில காரணிகள் உள்ளன, அவை:

• ஒப்-ஆம்ப் பண்புகள்: ஒப்-ஆம்ப் தனியாக முடிவுறு உயர்வு, அதிர்வு, உ