অপ-অ্যাম্প সার্কিটগুলিতে প্রতিক্রিয়া কেন প্রয়োজন?

Question

আমি বুঝতে পেরেছি যে কোনও অপ-অ্যাম্প সঠিকভাবে কাজ করার জন্য, ডিসি ফিডব্যাক লুপ আউটপুট থেকে হয় ইনভার্টিং বা নন-ইনভার্টিং ইনপুট (বাহ্যিক সার্কিটির উপর নির্ভর করে) আবশ্যক।

অপ-এম্পএস ব্যবহার করার সময় ডিসি প্রতিক্রিয়াটির উদ্দেশ্য কী? কেন এটি প্রয়োজনীয় এবং এর প্রভাবগুলি ছাড়া কী হবে?

Comments

সম্পর্কিত: electronics.stackexchange.com/questions/13610/...

— clabacchio

এটি প্রতিরোধক নির্মাতাদের একটি সংস্থার ষড়যন্ত্র।

— অলিন ল্যাথ্রপ

কারণ এটি আশ্চর্যজনকভাবে ভাল কাজ করে। বেশিরভাগ ইঞ্জিনিয়ারের এই অভিজ্ঞতাটি না থাকলেও: আদর্শ আদর্শ অনুমান ব্যতিরেকে আসলে নোডাল বিশ্লেষণ ব্যবহার করুন। এটি একটি সীমাবদ্ধ লাভ পরিবর্ধক হিসাবে আচরণ করুন। আপনি দেখতে পাবেন যে আপনি একই রকম ফলাফল পাবেন, যখন আপনি অনুমান করবেন যে লাভটি অসীম, আপনি একটি আদর্শ ওপ্যাম্প পাবেন।

— সাইবারমেন

@ অলিনলথ্রপ কীভাবে তারা ভোল্টেজ অনুসরণকারীদের নিষিদ্ধ করেন নি?

— দিমিত্রি গ্রিগরিএভ

Answer 1

একটি আদর্শ ওপ্যাম্পের অসীম লাভ রয়েছে। এটি + এবং - পিনের মধ্যে ভোল্টেজের পার্থক্যটিকে প্রশস্ত করে। অবশ্যই বাস্তবে এই লাভ অসীম নয়, তবে এখনও বেশ বড়।

ওপ্যাম্পের আউটপুট (কিছু এক্সটেন্টগুলিতে ইনপুটটিও) বিদ্যুৎ সরবরাহ দ্বারা সীমাবদ্ধ হয়, আমরা সরবরাহের ভিতরে রাখার চেয়ে বেশি বের করতে পারি না।

যদি আমরা সহজেই কোনও প্রতিক্রিয়া ছাড়াই ওপ্যাম্পে সিগন্যালগুলি রাখি তবে এটি তাদের অনন্ত দ্বারা গুণ করে এবং একটি বাইনারি আউটপুট পাবেন (এটি সরবরাহের রেলগুলিতে পরিপূর্ণ হবে)

সুতরাং, আমাদের লাভটি নিয়ন্ত্রণের কিছু উপায় প্রয়োজন। মতামত এটি কি করে।

প্রতিক্রিয়া (ডিসি পাশাপাশি এসি) ইনপুট থেকে পরিবর্ধিত আউটপুটের অংশ নেয়, যেমন ফিডব্যাক নেটওয়ার্ক দ্বারা লাভটি আরও অনেকটা সীমাবদ্ধ করা হয়, যা পূর্বাভাসযোগ্য, এবং বৃহত্তর (এবং প্রত্যাশিত) উন্মুক্ত লুপ লাভের দ্বারা অনেক কম।

এমনকি এসি কেবলমাত্র একটি সার্কিটে আমাদের এখনও ডিসিডে জিরো প্রতিক্রিয়া প্রয়োজন (জিরো হার্জেড) বা প্রাপ্তি কেবল ডিসি সিগন্যালের জন্য উন্মুক্ত লুপের হতে পারে। আপনার এসি সিগন্যালটি ডিসি ওপেন লুপ লাভের ফলে সীমাবদ্ধ থাকবে।

Comments

প্রতিক্রিয়া ব্যতীত OpAmp তুলনাকারী হিসাবে কাজ করে, সুতরাং আউটপুট সম্পূর্ণ অর্থহীন নয়।

— স্টার ব্লু

সমস্ত ওপ্যাম্পগুলি কোনও তুলনামূলক কাজ করবে না, কোনও তুলনাকারীর জন্য আপনার ঠিক এটি ব্যবহার করা উচিত। অনেক তুলনাকারী খুব ভাল ওপ্যাম্প হিসাবে কাজ করবে না। এটি কিছুটা বলার মতো একটি প্রতিরোধক ঠিক একটি ফিউজের মতো কাজ করে। হ্যাঁ এটি করে তবে এটি সাধারণত ভাল ধারণা নয়। (যদিও আমি এটি কমপক্ষে একটি

— জেসন মরগান

.... সম্ভবত আমার অন্তর্ভুক্ত করা উচিত ছিল যে কিছু ওপ্যাম্পগুলি রেলগুলিতে চালিত হওয়ার সময় বা তাদের সিএম পরিসীমা ছাড়িয়ে যাওয়ার সময় খুব অদ্ভুত কাজ করে।

— জেসন মরগান

আপনি এখনও এটা করতে পারেন, সম্পাদনা উত্তর: আপনার কাছে সম্পাদনার (পাঠ্য বাম নীচে বোতাম) এর মাধ্যমে আপনার পোস্ট উন্নত করার পরামর্শ দেওয়া হয়

— clabacchio

@ জেসনমোরগান: সমস্যাটি কেবল সাধারণ-মোডের ব্যাপ্তি নয়। যদি ইনপুটগুলির মধ্যে ভোল্টেজের পার্থক্য খুব বেশি হয়ে যায় তবে কিছু অপিপি এম্পস অদ্ভুত আচরণ করবে, এমনকি উভয় ইনপুট ডিভাইসটি পরিচালনা করতে পারে এমন সীমার মধ্যে থাকলেও।

— সুপারক্যাট

Answer 2

আপনি ইতিমধ্যে জানেন যে একটি ওপ্যাম্পে খুব উচ্চ ওপেন-লুপ প্রশস্তকরণ থাকে, সাধারণত 100 000 বার। আসুন সর্বাধিক সাধারণ প্রতিক্রিয়ার পরিস্থিতিটি দেখুন:

ওপ্যাম্পটি এবং ভি এর মধ্যে পার্থক্যকে বাড়িয়ে তুলবে - : $V_+$$V_-$

$V_{OUT} = 100 000 \times (V_+ - V_-)$

এখন এবং ভি - = ভি ও ইউ টি , তারপরে$V_+ = V_{IN}$$V- = V_{OUT}$

$V_{OUT} = 100 000 \times (V_{IN} - V_{OUT})$

বা, পুনর্বিন্যাস:

$V_{OUT} = \dfrac{100 000}{100 000 + 1} \times V_{IN}$

যে হিসাবে ভাল

$V_{OUT} = V_{IN}$

এটি একটি ভোল্টেজ অনুগামী , একটি 1 পরিবর্ধক, যা বেশিরভাগ ক্ষেত্রে উচ্চ ইনপুট প্রতিবন্ধকতা এবং কম আউটপুট প্রতিবন্ধকতা পেতে ব্যবহৃত হয়।$\times$

প্রতিক্রিয়া খুব উচ্চ ওপেন-লুপ প্রশস্তিটি 1 এ হ্রাস করে Note দ্রষ্টব্য যে V O U T যতটা সম্ভব V I N এর কাছাকাছি পাওয়ার জন্য উচ্চ প্রশস্তকরণের প্রয়োজন ।$\times$$V_{OUT}$$V_{IN}$

প্রতিক্রিয়াতে আউটপুট ভোল্টেজের কেবল একটি ভগ্নাংশ ব্যবহার করে এখন সম্পাদনা করুন আমরা প্রশস্তকরণটি নিয়ন্ত্রণ করতে পারি।

আবার

, $V_{OUT} = 100 000 \times (V_+ - V_-)$

তবে এখন এবং ভি - = আর $V_+ = V_{IN}$, তারপর$V- = \dfrac{R1}{R1+R2} \times V_{OUT}$

$V_{OUT} = 100 000 \times (V_{IN} - \dfrac{R1}{R1+R2} \times V_{OUT})$

বা:

$V_{OUT} = \dfrac{100000 \times V_{IN}}{\dfrac{R1}{R1+R2} \times 100000 + 1}$

"1" শব্দটি এড়ানো যায়, তাই

$V_{OUT} = \dfrac{R1+R2}{R1} \times V_{IN}$

লক্ষ্য করুন যে ভোল্টেজ অনুসরণকারী এবং এই নন-ইনভার্টিং এম্প্লিফায়ার উভয় ক্ষেত্রেই ওপ্যাম্প বাতিল হওয়ার প্রকৃত পরিবর্ধক উপাদানটি সরবরাহ করা হয়েছে যে এটি পর্যাপ্ত পরিমাণে বেশি রয়েছে (>> 1)।

Answer 3

The ideal op-amp has infinite gain, and this is of little use in analog electronics. The feedback is used to limit the gain of the circuit. You can find many examples in the wiki article.

Consider the simple feedback loop:

$Vout = A \cdot Vx$

$Vf = F \cdot Vout$

$Vx = Vin - Vf = Vin - FVout$

$Vout = A \cdot Vin - A \cdot F \cdot Vout$

$Av = \frac{Vout}{Vin} = \frac{A}{1+AF}$

In the case of the op-amp, its gain defines A: it will be a quite nasty function, because these amplifier are made for just giving brutal gain, and won't have a nice linear function. Luckily, if you look at Av, if A is big enough it will cancel the 1 and itself leaving 1/F to determine the gain.

In the case of the non-inverting amplifier, the block F is a voltage divider, so it will be something like 1/X. This will set the gain of the amplifier to X.

In the case of real op-amps, A won't be infinite, but big enough to allow cancelling it in the DC gain equation. And the advantages of feedback are even more, like increasing bandwith, linearity, S/N ratio and more. For instance, in a closed loop the gain is determined only by the inverse of the feedback gain, provided that the op-amp gain is big enough.

Actually, one resistor only is not that useful as a feedback, as it behaves the same as a short circuit. A voltage divider to ground makes it behave like a fixed ratio multiplier of the same factor (for the same reason mentioned above).

Comments

Thanks, I understand that a feedback is primarily needed to control the gain of the amplifier, so whatever the feedback gain, the amplifier gain will be equal to its inverse. Is that correct?

— ব্যবহারকারীর 1083734

And do I understand correctly that the single resistor between output and input is not effective because it will not alter/divide up Vout and so the amplifier gain will be the same as its open loop gain, without any feedback. I am not sure on this last point.

— user1083734

@user1083734 it's right: if you understand how the op-amp works, and what is the transfer function of the feedback circuit, you are a step closer to understand the whole circuit

— ক্লাবচিও

Is the feedback transfer function the same as the transfer function of the whole circuit? I can calculate the latter, but do not know how to calculate the former.

— user1083734

Answer 4

The purpose of DC feedback is to define what you want the op-amp to do, i.e. what its output voltage will be. Without it, the output will rise or fall until it hits the power rails.

This can be useful, and there is a large market for op-amps specialized to work this way, called "comparators".

A comparator is simple: if the + input is greater than the - input, the output is +Vcc. Otherwise, the output is −Vee. The schematic symbol is the same as an op-amp, and they can even with sufficient effort be coaxed into working in both roles, but in practice, the two types are highly specialized, and such efforts are not really worth it.

With the DC feedback path, an op-amp can be stable at some point other than "output hard against the rails", and the circuit is generally designed to find that point.

স্থিতিশীলভাবে এটি সম্পর্কে চিন্তা করার পরিবর্তে, একটি অপারেটর হিসাবে একটি অপ-অ্যাম্প সম্পর্কে চিন্তা করুন। যখনই এর + ইনপুট এর - ইনপুট এর চেয়েও বেশি হয়, একটি অপ-এম্পের আউটপুট দ্রুত বাড়বে। এই উত্থানটি ইনপুটগুলি একসাথে হওয়া উচিত, শেষ পর্যন্ত তারা সমান হলে থামবে। তেমনিভাবে, + ইনপুট এর চেয়ে কম - ইনপুট আউটপুট হ্রাস পাবে। প্রতিক্রিয়াটি সাধারণত - ইনপুটটিতে হয় কারণ এইভাবে কাজ করে এমন একটি সার্কিট তৈরি করার সহজতম উপায়।

Comments

"এই উত্থানটি ইনপুটগুলির সাথে একত্রে হওয়া উচিত, শেষ পর্যন্ত তারা সমান হলে থামবে stop" কেন হয় তা আপনি ব্যাখ্যা করবেন না ।

— স্টিভেনভ

Answer 5

একটি সাধারণ পাওয়ার সাপ্লাই ত্রুটি পরিবর্ধকের কোনও ডিসি প্রতিক্রিয়া পথ নেই:

আমি আপনাকে আশ্বাস দিতে পারি, তবে এই পরিবর্ধকটি বেশ ভাল কাজ করে।

একটি বাক্স রূপান্তরকারী নিয়ন্ত্রণ করে এই ত্রুটি পরিবর্ধকটি দেখুন । Vcomp একটি স্যুইচ এর শুল্ক চক্র নিয়ন্ত্রণ করতে ব্যবহৃত হত, যা একজন সূচক মাধ্যমে বর্তমান প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করে এবং ভাউট নিয়ন্ত্রণ করে। ভিসিপ যেমন বৃদ্ধি পায় তেমনি শুল্ক চক্রও বৃদ্ধি পায়, যার ফলে ভাউট বাড়ে এবং ভিসিপি হ্রাস পায়। ক্ষতিপূরণ নেটওয়ার্ক একটি নিয়ন্ত্রিত পদ্ধতিতে ভিসিপি বৃদ্ধি বা হ্রাস পাবে, ভাউটকে ভেরেফের সাথে মিলিত হতে বাধ্য করবে (ওপ্যাম্পের যতটা ঘনিষ্ঠভাবে অনুমতি দেবে)।

[অবশ্যই, বিদ্যুৎ ট্রেনটি ডিসি প্রতিক্রিয়াটির কিছুটা সংক্ষিপ্তসার সরবরাহ করছে, তবে আমি ডিগ্রি করি :)]

Comments

আমি মনে করি আপনি ওপি-র উত্তরের ব্যতিক্রম খোঁজার চেষ্টা করছেন এমন বিষয়গুলিকে অতিরিক্ত জটিল করে তুলছেন, বিশেষত কারণ তিনি ফিডব্যাক সম্পর্কে জিজ্ঞাসা করছেন (তাঁর কাছে একজন রেজিস্টারের কথা উল্লেখ করে বিমূর্ত করার চেষ্টা করুন) এবং আপনার সার্কিটটি আসলে প্রতিক্রিয়া দেখিয়েছে, তবে কেবল এসি সংকেতের জন্য।

— ক্লাবচিও

সার্কিটটি ডিসি প্রতিক্রিয়ার উপরও নির্ভর করে। এটি কেবল সার্কিটে দেখানো হয়নি। প্রদর্শিত সার্কিটটি সম্পূর্ণ পরিবর্ধক নয়। ভিসিপি একটি স্যুইচের শুল্কচক্র নিয়ন্ত্রণ করে যা ভাউটকে নিয়ন্ত্রণ করে এবং এটি কার্যকরভাবে একটি ডিসি প্রতিক্রিয়া পথ। ডিসি প্রতিক্রিয়া থাকতে হবে, অন্যথায় কি পরিবর্ধক স্থির করবে? এসি লোকাল প্রতিক্রিয়া এটি করবে না।

— কাজ

@ কাজ আমি অনুমান করি যে অলিনই এখানে একমাত্র মজা করার অনুমতিপ্রাপ্ত person

— অ্যাডাম লরেন্স

Answer 6

স্থিতিশীলতার কারণে অপ-অ্যাম্প ব্যবহারে ডিসি প্রতিক্রিয়া, অপ-এম্প-এম্প লাভও অনেক বেশি তাই আমরা আউটপুটটিতে একটি নির্দিষ্ট লাভ পেতে প্রতিক্রিয়াটি ব্যবহার করি

Comments

"স্থিতিশীলতার কারণে ওপ্যাম্পে ডিসি ফিডব্যাক" কমপক্ষে ইংরেজিতে কোনও বোধগম্য হয় না।

— অলিন ল্যাথ্রপ