আপনি কীভাবে একটি অপ-অ্যাম্প সার্কিটের শব্দটি গণনা করবেন?

আমি মনে করি এটি কীভাবে করতে হয় আমি জানি তবে আপনি অনলাইনে প্রচুর বিভিন্ন নির্দেশাবলী এবং ক্যালকুলেটরগুলি খুঁজে পেতে পারেন যা একে অপরের বিরোধিতা করে। অপ-অ্যাম্প সার্কিটের স্ব-শব্দের গণনা করার জন্য আমার কাছে এখনও একটি পরিষ্কার, সংক্ষিপ্ত প্রক্রিয়া খুঁজে পাওয়া যায় নি (থার্মাল গোলমাল, শট আওয়াজ ইত্যাদি, তবে বাহ্যিক উত্সগুলির হস্তক্ষেপ অন্তর্ভুক্ত নয়), এবং উত্সগুলির মধ্যে একটির মধ্যে অনেকেই স্পষ্টতই উদ্ধৃত করেছেন হয়েছে ত্রুটি সংখ্যা তাই আমি তা এখানে জিজ্ঞাসা কর এবং দেখ যারা সেরা ব্যাখ্যা করতে পারেন পাবেন।

উদাহরণস্বরূপ, আপনি কীভাবে এই সার্কিটের আউটপুট আওয়াজ গণনা করবেন?

একটি ডিফারেনশিয়াল অপ-অ্যাম্প সার্কিট

আপনি কোন শব্দ উত্স অন্তর্ভুক্ত করবেন?

ওপ-এম্প অভ্যন্তরীণ ইনপুট ভোল্টেজ শব্দ
ওপ-অ্যাম্প অভ্যন্তরীণ ইনপুট বর্তমান গোলমাল
প্রতিরোধী তাপ শব্দ
ওপ-অ্যাম্প আউটপুট পর্যায়ের গোলমাল?

আপনি কীভাবে প্রতিটি উপাদানটির অবদান গণনা করবেন? আপনি কীভাবে শব্দের উপাদানগুলি একত্রিত করবেন? ইনপুট সমতুল্য গোলমাল থেকে আউটপুট শব্দ পেতে আপনি কোন লাভ ব্যবহার করেন? লাভ কীভাবে গণনা করবেন? এটি কি সিগন্যাল লাভের মতো? কী ধরণের সরলীকরণ এবং শর্টকাট তৈরি করা যেতে পারে এবং ফলাফলটি বিশ্ব থেকে কতটা আলাদা হবে?

ইত্যাদি ইত্যাদি ইত্যাদি

— endolith
সূত্র

উত্তর:

কোন্ শব্দ উত্সগুলি বিবেচনায় নেওয়া উচিত তা কতটা তীব্র তা নির্ভর করে। আপনার প্রশ্নটি ইঙ্গিত দেয় যে আপনি অপ্প এম্পে উত্পন্ন শব্দের প্রতি আগ্রহী এবং প্রতিবেশী সার্কিটগুলি (অভ্যন্তরীণ / বাহ্যিক শব্দ) এর হস্তক্ষেপের দ্বারা উত্পন্ন শব্দটি নয়।

জিনিসগুলিকে তুলনীয় করে তুলতে, সমস্ত আওয়াজকে অপম্পের ইনপুট (আরটিআই) বলা হয়। তত্ত্ব অনুসারে, আমি অনুমান করি যে আপনার সার্কিটের যে কোনও বিন্দু যতক্ষণ আপনি সমস্ত শব্দ উত্সগুলি সেই বিন্দুতে উল্লেখ করবেন ততক্ষণ কাজ করতে পারে তবে এটি চালানো সাধারণ অনুশীলন যেমন সমস্ত শব্দ উত্স সরাসরি ইনপুট পিনগুলিতে ছিল। সূত্রগুলির মধ্যে প্রতিরোধকগুলিতে শব্দ, ওপ অ্যাম্পের ইনপুট পিনগুলিতে স্রোত প্রবাহিত শব্দ এবং ইনপুট পিনের মধ্যে ভোল্টেজ হিসাবে বিবেচিত হতে পারে এমন শব্দগুলি অন্তর্ভুক্ত।

এই প্রশ্নোত্তর ও এ-শৈলীর উত্সটিতে এবং এনালগ ডিভাইসগুলির স্টাফ দ্বারা রচিত 1969 (!) -র এই চমৎকার নিবন্ধে খুব ভাল আলোচনা হয়েছে ।

এই উত্সগুলিতে সবকিছু পুনরায় টাইপ না করে এখানে থাম্বের কিছু নিয়ম রয়েছে:

$\sqrt{4k \cdot T \cdot B \cdot R}.$

আপনি আর কমানোর চেষ্টা করতে পারেন, সম্ভব হলে ব্যান্ডউইথ বি সীমিত করার চেষ্টা করতে পারেন, আপনি তরল নাইট্রোজেন (নিম্ন তাপমাত্রা টি) এ সার্কিট লাগাতে পারেন, তবে আপনি কম বল্টজম্যান ধ্রুবকটির জন্য যেতে পারবেন না, কারণ বল্টজম্যান মারা গেছে (উদ্ধৃতি) অ্যানালগ ডিভাইসগুলিতে চুরি )।

$R_f$ $R_g$

ইনপুট পিনের মধ্যে ভোল্টেজকে সম্পূর্ণরূপে নালায় ফেলতে আসল অপিপি অ্যাম্পের অক্ষমতা থেকে ভোল্টেজ শব্দের ফলাফল।

সমস্ত শব্দ উত্সগুলি তাদের স্কোয়ারের যোগফলের বর্গমূল হিসাবে একত্রিত হতে পারে যেহেতু তারা একে অপরের থেকে স্বতন্ত্র, যা কেবলমাত্র সমস্ত উত্স আরটিআই হলেই কাজ করবে।

— zebonaut
সূত্র

"বোল্টজমান মারা গেছেন" এর জন্য +1, যদিও এটি শীতল লাগছে।

— tyblu

স্বতন্ত্র শব্দের উত্সগুলি একে অপরের থেকে স্বতন্ত্র হওয়ায় তাদের স্কোয়ারের যোগফলের বর্গমূল হিসাবে একত্রী করতে হবে।

— ব্যারি

@ ব্যারি - ধন্যবাদ, আমি উত্তরে আপনার সংশোধন সম্পাদনা করেছি।

— zebonaut

ঠিক আছে, আমি এখন এটি করতে জানি।

শোনার মূলত 3 টি উত্স রয়েছে যা গণনা করা দরকার:

প্রতিরোধকরা নিজেরাই থার্মাল গোলমাল করেন
অপ-অ্যাম্পের নিজেই ভোল্টেজের শব্দ
ওপ-অ্যাম্পের বর্তমান শব্দ, যা প্রতিরোধকের সাথে যোগাযোগ করে একটি ভোল্টেজের শব্দ তৈরি করে

R_{e q} = (R_{m} + R_{s} + R_{p}) ‖ (R_{f} + R_{g})

$R_\mathrm{eq}=(R_\mathrm{m}+R_\mathrm{s}+R_\mathrm{p})\|(R_\mathrm{f}+R_\mathrm{g})$

সুতরাং উদাহরণস্বরূপ, যদি रुपये = 100 Ω, আরএম = আরপি = 1 কে, এবং আরএফ = আরজি = 100 কেΩ হয়, তবে Req = 2.1 kΩ Ω

এই সমতুল্য প্রতিরোধের তাপমাত্রা খুঁজে পেতে, জনসন নাইকুইস্ট সূত্রটি ব্যবহার করুন : for এটি করার জন্য অনলাইনে ক্যালকুলেটর রয়েছে আপনি:

v_{n} = \sqrt{4 k_{B} T R Δ f}

$v_\mathrm{n}={\sqrt {4k_{\text{B}}TR\Delta f}}$

উদাহরণস্বরূপ, ২২ ডিগ্রি সেলসিয়াসে ২.৪ ডিগ্রি সেলসিয়াস রেখের সাথে, ২২ কিলাহার্টজ অডিও ব্যান্ডউইথ সহ, প্রতিরোধকরা 0.87 μV _{আরএমএস} = −121 ডিবিভি ইনপুট শোর অবদান রাখবে ।

তারপরে ডেটাশিটে অপ-অ্যাম্পের ভোল্টেজ এবং বর্তমান শব্দটি সন্ধান করুন। সাধারণত:

যদি small ছোট হয়, আপনি একটি বিজেটি-ইনপুট ওপ-অ্যাম্প চান, এতে কম ভোল্টেজের শব্দ রয়েছে (0.7-5 এনভি / √Hz), তবে উচ্চতর বর্তমান শব্দ (500-4000 fA / √Hz)) $R_\mathrm{eq}$
যদি বড় হয়, আপনি একটি এফইটি-ইনপুট ওপ-অ্যাম্প চান, এতে কম বর্তমানের শব্দ (1-10 fA / √Hz) রয়েছে তবে উচ্চতর ভোল্টেজের শব্দ (3-15 এনভি / √Hz)। $R_\mathrm{eq}$

ভুতুড়ে ঘনত্ব রূপান্তর করতে একটি ভোল্টেজ (v করা (NV / √Hz মধ্যে) _{আরএমএস} :), আপনি ব্যান্ডউইথ বর্গমূল দ্বারা গুন প্রয়োজন সুতরাং উদাহরণস্বরূপ, অপি-অ্যাম্প যদি 7 টি এনভি / √Hz এর সমতুল্য ইনপুট নয়েজ ভোল্টেজের ঘনত্ব সহ একটি TLC071 হয়, অপ-অ্যাম্পের ভোল্টেজের শব্দটি 7 এনভি / √Hz z √ অবদান রাখে (22) kHz) = 1.04 μV _{আরএমএস} = −120 ডিবিভি। $\tilde v$

v_{R M S} = \tilde{v} \cdot \sqrt{Δ f}

$v_\mathrm{RMS}=\tilde v \cdot \sqrt{\Delta f}$

রেজিস্টার শোর এবং অপ-অ্যাম্প শব্দটি একই স্তরের, যার অর্থ তারা প্রায় 3 ডিবি উচ্চতর বা 117 ডিবিভিতে একত্রিত করবেন। তাদের সংমিশ্রণটি হুবহু গণনার জন্য, যেহেতু তারা নিবিড় সম্পর্কযুক্ত নয়, আপনাকে মূল অঙ্কের স্কোয়ার ব্যবহার করতে হবে: সুতরাং √ (0.87 ² +1.04 ² ) = 1.36 μV _{আরএমএস} = −117 ডিবিভি, অনুমান হিসাবে।

v_{t o t a l} = \sqrt{{v_{R}}^{2} + {v_{O P}}^{2}}

$v_\mathrm{total}=\sqrt{{v_\mathrm{R}}^2+{v_\mathrm{OP}}^2}$

বর্তমানের শব্দটি সম্ভবত কোনও এফইটি-ইনপুট ওপ-অ্যাম্পের জন্য অপ্রাসঙ্গিক, সুতরাং আমরা আউটপুট শব্দটি গণনা করতে এড়াতে পারি: কেবল পরিবর্ধকটির সাহায্যে ইনপুট গোলমালকে গুন করুন। যাইহোক, আপনাকে " গোলমাল লাভ" দ্বারা গুণ করতে হবে , সংকেত লাভ নয়। অ্যাম্পের শব্দটি খুঁজে পেতে আপনার বিদ্যমান উত্সগুলিকে শর্ট সার্কিটে রূপান্তর করুন এবং অ্যাম্পের অ-ইনভার্টিং ইনপুটটির সাথে সিরিজটিতে একটি পরীক্ষার ভোল্টেজ উত্সটি ডানদিকে রাখুন:

সুতরাং অপ-অ্যাম্প ইনভার্টিং ইনপুটটিকে নন-ইনভার্টিং ইনপুটটির সমান করতে যা করবে তা করবে। এখানে একটি বর্তমান পাথ থাকবে: এবং এটি to এর সাথে সম্পর্কিত : সংযুক্তি এবং সমাধান হচ্ছে: R + আর_ th গণিত সুতরাং আমাদের ক্ষেত্রে এটি noise .2.২ × = +39.7 ডিবি এর শব্দের লাভ, এবং আমাদের ইনপুট শোনায় −117 ডিবিভি আউটপুটে −77 ডিবিভি হয়ে যায়। (একটি টিআইএনএ সিমুলেশন তুলনা করার জন্য 137.5 μV _{আরএমএস} = −77 ডিবিভি দেয় ))

I = \frac{V_{o u t}}{R_{f} + R_{m} + R_{s} + R_{p} + R_{g}}

$I=\frac{V_\mathrm{out}}{R_\mathrm{f}+R_\mathrm{m}+R_\mathrm{s}+R_\mathrm{p}+R_\mathrm{g}}$

V_{t}

$V_\mathrm{t}$

V_{t} = I (R_{m} + R_{s} + R_{p})

$V_\mathrm{t}=I(R_\mathrm{m}+R_\mathrm{s}+R_\mathrm{p})$

\frac{V_{o u t}}{V_{t}} = \frac{R_{f} + R_{m} + R_{s} + R_{p} + R_{g}}{R_{m} + R_{s} + R_{p}}

$\frac {V_\mathrm{out}}{V_\mathrm{t}} = \frac {R_\mathrm{f}+R_\mathrm{m}+R_\mathrm{s}+R_\mathrm{p}+R_\mathrm{g}}{R_\mathrm{m}+R_\mathrm{s}+R_\mathrm{p}}$

আরও বিস্তারিত পদক্ষেপ

আপনার গণনা আরও নির্ভুল করতে আপনি করতে পারেন এমন আরও কয়েকটি পদক্ষেপ রয়েছে:

অপ-এম্পের বর্তমান শব্দের প্রভাব গণনা করতে, বর্তমান গোলমালটি নিন এবং এটি আগে গণনা করা সমতুল্য প্রতিরোধের দ্বারা গুণ করুন। TLC071 এর জন্য এটি 0.6 fA / √Hz। সুতরাং, ২.১ কেএল এর আর_ with এর সাথে একত্রিত হয়ে আমরা 0.00126 এনভি / √Hz পাই। স্পষ্টতই এটি অপ-অ্যাম্পের ভোল্টেজ শব্দের চেয়ে অনেক ছোট, সুতরাং উদাহরণের ফলাফলের উপর এর কোনও প্রভাব পড়বে না। বড় সহ ক্ষেত্রে এটির প্রভাব থাকবে। আপনি এটিকে এই উপায়ে গণনা করতে এবং উপরে দেখানো হিসাবে এটি অন্যান্য উত্সগুলির সাথে একত্রিত করতে পারেন: $R_\mathrm{eq}$ $R_\mathrm{eq}$

v_{t o t a l} = \sqrt{{v_{R}}^{2} + {v_{V}}^{2} + {v_{I}}^{2}}

$v_\mathrm{total}=\sqrt{{v_\mathrm{R}}^2+{v_\mathrm{V}}^2+{v_\mathrm{I}}^2}$ আপনার প্রভাব পরিমাপের সরঞ্জামগুলির ব্যান্ডউইদথও সম্ভবত প্রভাব ফেলবে। পূর্ববর্তী পরিমাপগুলি 22 কিলাহার্টজ এ একটি ইটওয়াল ফিল্টার ধরে নেয়, তবে ইটওয়াল ফিল্টারগুলি বাস্তবে থাকতে পারে না। সমমানের শোনার ব্যান্ডউইদথ (ENBW) গণনা করে আপনি একটি বাস্তব-জীবন ফিল্টারটির পতনের জন্য সংশোধন করতে পারেন। অর্ডারের তুলনায় ENBW ফিল্টার সংশোধন কারণের একটি সারণী এখানে । আরও দেখুন কেন ENBW সংশোধন কারণের দুটি সেট রয়েছে?

আসলে, অপ-অ্যাম্পের ভোল্টেজ শোর আসলে কোনও ধ্রুবক নয়। এটি ফ্রিকোয়েন্সি সহ পরিবর্তিত হয়, তাই আরও ভাল হিসাবে লেখা হয় । আপনি সংখ্যার একীকরণের সাথে এটি আরও নির্ভুলভাবে গণনা করতে পারেন। গোলমাল দেখুন এবং ভি / √Hz আসলে কী বোঝায়? $\tilde v(f)$

— endolith
সূত্র

আমি জানি এটি একটি পুরানো থ্রেড, তবে আমি এখন নিজেই একই রকমের মুখোমুখি হয়েছি। আপনি যখন উত্তরের সমতুল্য প্রতিরোধের গণনা করেছেন তখন আমি বিভ্রান্ত হয়ে পড়েছি। আপনি বলছেন যে (এম + এস + পি) (এফ + জি) এর সাথে সমান্তরালে রয়েছে ... আপনি কীভাবে এটি দেখতে পারেন তা ব্যাখ্যা করার জন্য বা সম্ভবত একটি মৌলিক সমতুল্য চিত্রটি যুক্ত করতে যথেষ্ট দয়া করবেন? আরপি এবং রুপি উভয়ই কি গ্রাউন্ডে শর্ট হয়ে যায়, পাশাপাশি ওপ অ্যাম্প আউটপুটও এটি দেখতে সক্ষম হয়?

— teeeeee

@tieeee "আপনি ওপ-অ্যাম্পের ইনপুট থেকে বাহ্যিক দিকে সার্কিটের দিকে তাকানো সমতুল্য প্রতিরোধের সন্ধান করতে চান, ভোল্টেজ উত্সগুলি শর্ট সার্কিট (স্থলভাগে) রূপান্তরিত করে।"

— এন্ডোলিথ

অন্য কথায় @eeeeee, অপ-এম্পটি সরিয়ে ফেলুন, এমন একটি স্থল রাখুন যেখানে এটির আউটপুট ব্যবহৃত হত (যেহেতু এটি একটি নিয়ন্ত্রিত ভোল্টেজ উত্স) এবং তারপরে ইনপুট টার্মিনালগুলি যেখানে ব্যবহৃত হত সেখানে একটি ওহমিটার সংযুক্ত করুন। আরগিকে আরজির মতো গ্রাউন্ড করা হবে, সুতরাং এগুলি একসাথে

— শর্ট করা হবে

দয়া করে এটির সাথে আমার লড়াইটি ক্ষমা করুন, তবে আমি এখনও এটি দেখছি না। আপনি কি বোঝাতে চাইছেন যে প্রতিটি ইনপুট, তাদের নেতিবাচক দিকগুলি স্থল করে সিরিজে কোনও ওহমমিটার রাখুন? বা একটি একক যা কার্যকরভাবে পিনগুলি জুড়ে অপ্ট অ্যাম্পের ভিতরে থাকবে? ওপ অ্যাম্পের ইনপুট বর্তমান শব্দটি কী পরিমাণ প্রভাব ফেলবে তা গণনা করার লক্ষ্যটি কি এখানে নয়? এছাড়াও, আপনি কি ভোল্টেজ উত্সটি সরান এবং পাশাপাশি এটি সংক্ষিপ্ত করতে চান? আপনার যদি সময় থাকে তবে সম্ভবত একটি স্কেচ আমাকে সাহায্য করবে। আপনি কি আমাকে এমন একটি রেফারেন্সে নির্দেশ করতে পারেন যেখানে ওহমিটার যুক্ত করার এবং আউটপুট সরবরাহ করার এই কৌশলটি ব্যাখ্যা করা হয়েছে? আপনার প্রশংসার জন্য ধন্যবাদ!

— teeeeee

@tieeee উত্তরে একটি চিত্র যুক্ত করেছে

— এন্ডোলিথ