ऑप एम्प वा ऑपरेशनल एम्प्लिफायर

एक ऑपरेशनल एम्प्लिफायर वा ओप एम्प एउटा डीसी कपल्ड वोल्टेज एम्प्लिफायर हो जसको वोल्टेज गेन धेरै उच्च हुन्छ।

ओप एम्प मुख्यतया एउटा मल्टिस्टेज एम्प्लिफायर हो जहाँ केही संख्यामा एम्प्लिफायर स्टेजहरू एक धेरै जटिल तरिकाले एक पछि एक जोडिएको छन्। यसको आन्तरिक सर्किट धेरै ट्रान्झिस्टर, FETs र रेझिस्टरहरू भित्र्यो। यी सबै बहुधा ठूलो जगह ल्याउँदैन। त्यसैले, यो एउटा सानो पैकेजमा राखिएको छ र इन्टिग्रेटेड सर्किट (IC) रूपमा उपलब्ध छ। शब्द ओप एम्प एउटा एम्प्लिफायरलाई जसलाई विभिन्न ऑपरेशनहरू जस्तै एम्प्लिफिकेशन, घटाउ, डिफरेन्सिएशन, जोड, इन्टिग्रेशन आदि गर्न सकिने रूपमा कन्फिगर गर्न सकिन्छ। एउटा उदाहरण धेरै प्रचलित IC 741 हो।

चिन्ह र यसको वास्तविक रूप यसरी देखाउने छ:

ऑपरेशनल एम्प्लिफायरको इनपुट र आउटपुट टर्मिनलहरू

एउटा ओप-एम्प दुई इनपुट टर्मिनल र एउटा आउटपुट टर्मिनल छ। ओप-एम्पमा ऊपर देखिएको अनुसार दुई वोल्टेज सप्लाइ टर्मिनल छन्। दुई इनपुट टर्मिनलले डिफरेन्सियल इनपुट बनाउँछन्। हामीले नेगेटिभ (-) चिन्ह लगाएको टर्मिनललाई इनवर्टिङ टर्मिनल र पोजिटिभ (+) चिन्ह लगाएको टर्मिनललाई नन-इनवर्टिङ टर्मिनल भन्छौं ऑपरेशनल एम्प्लिफायरको। यदि हामी इनवर्टिङ टर्मिनल (-) मा इनपुट सिग्नल लगाउँछौं भने एम्प्लिफायड आउटपुट सिग्नल इनपुट सिग्नलको साथ 180o फेज मेटाफर छ। यदि हामी नन-इनवर्टिङ टर्मिनल (+) मा इनपुट सिग्नल लगाउँछौं भने आउटपुट सिग्नल इनपुट सिग्नलको साथ फेज मेटाफर छैन, यानी यसमा कुनै पनि फेज शिफ्ट छैन।

ऑपरेशनल एम्प्लिफायरको वोल्टेज सप्लाइ

सर्किट सिम्बल देख्नुहोस्, यसमा दुई इनपुट वोल्टेज सप्लाइ टर्मिनल +VCC र –VCC छन्। ओप-एम्पको कार्यान्वयनका लागि डुअल पोलारिटी DC सप्लाइ आवश्यक छ। डुअल पोलारिटी सप्लाइमा, हामी +VCC धनात्मक DC सप्लाइमा र –VCC टर्मिनललाई ऋणात्मक DC सप्लाइमा जोड्दछौं। तर केही ओप-एम्पहरू एकल पोलारिटी सप्लाइमा पनि काम गर्न सक्छन्। ध्यान दिनुहोस्, ओप-एम्पहरूमा कुनै सामान्य ग्राउन्ड टर्मिनल छैन त्यसैले ग्राउन्ड बाहिरै स्थापना गर्नुपर्छ।

ओप-एम्पको कार्य तत्त्व

ऑपरेशनल एम्प्लिफायरको ओपन लूप कार्यान्वयन

ऊपर भनिएको अनुसार, एउटा ओप-एम्प डिफरेन्सियल इनपुट र सिंगल एन्डेड आउटपुट छ। त्यसैले, यदि हामी इनवर्टिङ र नन-इनवर्टिङ टर्मिनलमा दुई सिग्नल लगाउँछौं, तब एउटा आदर्श ओप-एम्प दुई लगाएको इनपुट सिग्नलहरूको फरकलाई एम्प्लिफाय गर्छ। हामीले यी दुई इनपुट सिग्नलहरूको फरकलाई डिफरेन्सियल इनपुट वोल्टेज भन्छौं। तल दिइएको समीकरणले ओपरेशनल एम्प्लिफायरको आउटपुट दिन्छ।यहाँ, VOUT ओप-एम्पको आउटपुट टर्मिनलको वोल्टेज हो। AOL दिइएको ओप-एम्पको ओपन-लूप गेन हो र यो नियत (आदर्श रूपमा) हुन्छ। IC 741को लागि AOL 2 x 105 हुन्छ।
V1 नन-इनवर्टिङ टर्मिनलको वोल्टेज हो।
V2 इनवर्टिङ टर्मिनलको वोल्टेज हो।
(V1 – V2) डिफरेन्सियल इनपुट वोल्टेज हो।
यस समीकरणले यस बारेमा स्पष्ट गर्दछ कि यदि र तभै यदि डिफरेन्सियल इनपुट वोल्टेज शून्य छैन (V1 र V2 समान छैन), तब आउटपुट शून्य हुनेछ न, र यदि V1 र V2 समान हुनेछ भने आउटपुट शून्य हुनेछ। ध्यान दिनुहोस्, यो आदर्श शर्त हो, वास्तविक रूपमा ओप-एम्पमा ठोस असंतुलनहरू छन्। ओप-एम्पको ओपन-लूप गेन धेरै उच्च हुन्छ। त्यसैले, एउटा ओपन-लूप ओपरेशनल एम्प्लिफायर एउटा छोटो लगाएको डिफरेन्सियल इनपुट वोल्टेजलाई धेरै बढाउँछ।
यसैले, यदि हामी छोटो डिफरेन्सियल इनपुट वोल्टेज लगाउँछौं, तब ओपरेशनल एम्प्लिफायरले यसलाई धेरै बढाउँछ तर यी धेरै बढेको आउटपुट ओप-एम्पको सप्लाइ वोल्टेजको बाहिर जान सक्दैन। त्यसैले, यो ऊर्जा संरक्षणको नियमलाई उल्लंघन गर्दैन।

बन्द लूप कार्यान्वयन

यहाँ व्याख्या गरिएको ओप-एम्पको कार्यान्वयन ओपन-लूप रूपमा थियो, यानी फिडबैक छैन। हामी बन्द लूप रचनामा फिडबैक परिचालन गर्छौं। यो फिडबैक पथले आउटपुट सिग्नललाई इनपुटमा फिड कर्छ। त्यसैले, इनपुटमा एक पटक दुई सिग्नलहरू उपस्थित छन्। एउटा उनीहरूले लगाएको मूल सिग्नल हो, र अर्को फिडबैक सिग्नल हो। तल दिइएको समीकरणले बन्द लूप ओप-एम्पको आउटपुट दिन्छ।