ఓప్-అంప్ (O-Pamp) ఎలా పని చేస్తుంది?

ఒప్షనల్ అమ్ప్లిఫైర్ ఎలా పనిచేస్తుంది?

ఒప్షనల్ అమ్ప్లిఫైర్ (ఓప్-అమ్ప్) ఒక ఉత్తమ సమగ్రీకృత విద్యుత్ ఘటనాంకం, ఇది సిగ్నల్ అమ్ప్లిఫైన్, ఫిల్టరింగ్, ఇంటిగ్రేషన్, డిఫరెన్షియేషన్ మరియు అనేక ఇతర ప్రయోజనాలకు వైద్యుత పరికరాలలో వ్యాపకంగా ఉపయోగించబడుతుంది. దీని ప్రధాన పని ఇది రెండు ఇన్‌పుట్ టర్మినల్‌ల మధ్య వోల్టేజ్ తేడాను అమ్ప్లిఫై చేయడం. ఇక్కడ ఒప్షనల్ అమ్ప్లిఫైర్ ఎలా పనిచేస్తుంది మరియు కీ భావనల వివరణ ఇవ్వబడుతుంది:

1. ప్రాథమిక నిర్మాణం

• ఒప్షనల్ అమ్ప్లిఫైర్ సాధారణంగా ఐదు పిన్‌లను కలిగి ఉంటుంది:

• నాన్-ఇన్వర్టింగ్ ఇన్‌పుట్ (V+): పాజిటివ్ ఇన్‌పుట్ టర్మినల్.

• ఇన్వర్టింగ్ ఇన్‌పుట్ (V−): నెగెటివ్ ఇన్‌పుట్ టర్మినల్.

• ఔట్పుట్ (Vout ): అమ్ప్లిఫై చేయబడిన ఔట్పుట్ సిగ్నల్.

• పాజిటివ్ సప్లై (Vcc ): పాజిటివ్ పవర్ సప్లై వోల్టేజ్.

• నెగెటివ్ సప్లై (Vee ): నెగెటివ్ పవర్ సప్లై వోల్టేజ్.

2. పని సిద్ధాంతం

ఒప్షనల్ అమ్ప్లిఫైర్ యొక్క ఆధార గమనికలు

• అనంత గేన్: ఆధారంగా, ఓప్-అమ్ప్ యొక్క గేన్ A అనంతం.

• అనంత ఇన్‌పుట్ ఇంపీడన్స్: ఇన్‌పుట్ ఇంపీడన్స్ Rin అనంతం, ఇది ఇన్‌పుట్ కరెంట్ లోపం అని అర్థం.

• శూన్య ఔట్పుట్ ఇంపీడన్స్: ఔట్పుట్ ఇంపీడన్స్ Rout శూన్యం, ఇది ఔట్పుట్ కరెంట్ ఏదైనా అంతరంలో ఉంటుందని అర్థం.

• అనంత బాండ్విడ్థ్: ఆధారంగా, ఓప్-అమ్ప్ ఏ తరంగదైరా వ్యతిరేకంగా పనిచేయవచ్చు.

వాస్తవిక ఒప్షనల్ అమ్ప్లిఫైర్ యొక్క లక్షణాలు

• సంఖ్యాత్మక గేన్: వాస్తవంలో, ఓప్-అమ్ప్ యొక్క గేన్ A సంఖ్యాత్మకం, సాధారణంగా పది నుండి వేయికీ పది నుండి ఆరవ శక్తి వరకు ఉంటుంది.

• సంఖ్యాత్మక ఇన్‌పుట్ ఇంపీడన్స్: నిజమైన ఇన్‌పుట్ ఇంపీడన్స్ అనంతం కాదు, కానీ చాలా ఎక్కువ (మెగాహమ్ స్థాయి).

• శూన్యం కాని ఔట్పుట్ ఇంపీడన్స్: నిజమైన ఔట్పుట్ ఇంపీడన్స్ శూన్యం కాదు, కానీ చాలా తక్కువ.

• సంఖ్యాత్మక బాండ్విడ్థ్: ఓప్-అమ్ప్ యొక్క నిజమైన బాండ్విడ్థ్ సంఖ్యాత్మకం, సాధారణంగా లక్షాల కిలోహర్ట్‌ల నుండి మెగాహర్ట్‌ల వరకు ఉంటుంది.

3. ప్రాథమిక పని మోడ్లు

ఓపెన్-లూప్ కన్ఫిగరేషన్

ఓపెన్-లూప్ గేన్: ఓపెన్-లూప్ కన్ఫిగరేషన్లో, ఓప్-అమ్ప్ యొక్క గేన్ A డిఫరెన్షియల్ ఇన్‌పుట్ వోల్టేజ్‌ను నేరుగా అమ్ప్లిఫై చేస్తుంది

స్థిరమైన స్థితి: ఉత్తమ గేన్ A వల్ల, చాలా చిన్న ఇన్‌పుట్ వోల్టేజ్ తేడా కూడా ఔట్పుట్ వోల్టేజ్‌ను పవర్ సప్లై వోల్టేజ్‌ల ఎదురు చేరువలను (అంటే Vcc లేదా Vee ) చేరువలను చేయవచ్చు.

క్లోజ్డ్-లూప్ కన్ఫిగరేషన్

నెగెటివ్ ఫీడ్బ్యాక్: నెగెటివ్ ఫీడ్బ్యాక్ చేర్చడం ద్వారా, ఓప్-అమ్ప్ యొక్క గేన్‌ను ఒక సమర్థ రేంజ్‌లో నియంత్రించవచ్చు.

నెగెటివ్ ఫీడ్బ్యాక్ సర్క్యూట్: సాధారణ నెగెటివ్ ఫీడ్బ్యాక్ సర్క్యూట్లు ఇన్వర్టింగ్ అమ్ప్లిఫైర్స్, నాన్-ఇన్వర్టింగ్ అమ్ప్లిఫైర్స్, మరియు డిఫరెన్షియల్ అమ్ప్లిఫైర్స్ ఉంటాయ.

విర్చువల్ షార్ట్ మరియు విర్చువల్ ఓపెన్: నెగెటివ్ ఫీడ్బ్యాక్ సర్క్యూట్లో, ఓప్-అమ్ప్ యొక్క రెండు ఇన్‌పుట్ టర్మినల్‌ల వోల్టేజ్‌లు దీనికంటే చాలా సమానం (విర్చువల్ షార్ట్), మరియు ఇన్‌పుట్ కరెంట్ దీనికంటే చాలా తక్కువ (విర్చువల్ ఓపెన్).

4. సాధారణ అనువర్తన సర్క్యూట్లు

ఇన్వర్టింగ్ అమ్ప్లిఫైర్

సర్క్యూట్ నిర్మాణం: ఇన్‌పుట్ సిగ్నల్ R1 రిజిస్టర్ ద్వారా ఇన్వర్టింగ్ ఇన్‌పుట్ V − కు ప్రవహిస్తుంది, మరియు ఫీడ్బ్యాక్ రిజిస్టర్ Rf ఔట్పుట్ Vout ను ఇన్వర్టింగ్ ఇన్‌పుట్ V- కు కనెక్ట్ చేస్తుంది.

నాన్-ఇన్వర్టింగ్ అమ్ప్లిఫైర్

సర్క్యూట్ నిర్మాణం: ఇన్‌పుట్ సిగ్నల్ R1 రిజిస్టర్ ద్వారా నాన్-ఇన్వర్టింగ్ ఇన్‌పుట్ V + కు ప్రవహిస్తుంది, మరియు ఫీడ్బ్యాక్ రిజిస్టర్ Rf ఔట్పుట్ Vout ను ఇన్వర్టింగ్ ఇన్‌పుట్ V− కు కనెక్ట్ చేస్తుంది.

డిఫరెన్షియల్ అమ్ప్లిఫైర్

సర్క్యూట్ నిర్మాణం: రెండు ఇన్‌పుట్ సిగ్నల్స్ నాన్-ఇన్వర్టింగ్ ఇన్‌పుట్ V+ మరియు ఇన్వర్టింగ్ ఇన్‌పుట్ V− కు ప్రవహిస్తాయి, మరియు ఫీడ్బ్యాక్ రిజిస్టర్ Rf ఔట్పుట్ V out ను ఇన్వర్టింగ్ ఇన్‌పుట్ V − కు కనెక్ట్ చేస్తుంది.

5. సారాంశం

ఒప్షనల్ అమ్ప్లిఫైర్ దాని రెండు ఇన్‌పుట్ టర్మినల్‌ల మధ్య వోల్టేజ్ తేడాను అమ్ప్లిఫై చేస్తుంది, దీని ముఖ్య పని ఉత్తమ గేన్ మరియు నెగెటివ్ ఫీడ్బ్యాక్ మెకనిసమ్స్ మీద ఆధారపడి ఉంటుంది. వివిధ సర్క్యూట్ కన్ఫిగరేషన్లను ఉపయోగించడం ద్వారా, ఓప్-అమ్ప్లిఫైర్లు అమ్ప్లిఫైన్, ఫిల్టరింగ్, ఇంటిగ్రేషన్, డిఫరెన్షియేషన్ వంటి వివిధ ప్రయోజనాలను నిర్వహించవచ్చు. ఓప్-అమ్ప్లిఫైర్ల పని సిద్ధాంతాలు మరియు సాధారణ అనువర్తన సర్క్యూట్లను అర్థం చేసుకోవడం వివిధ వైద్యుత పరికరాలను డిజైన్ చేయడం మరియు ట్రబుల్షూటింగ్ చేయడంలో అవసరమైనది.