স্কিমেট-ট্রিগার মোডে আমি কীভাবে একটি ওপ্যাম্প তুলক কাজ করব?

Question

আমি একটি ছোট 12 ভি কেস ফ্যান নিয়ন্ত্রণ করতে চাই। আমি আর মান সেট হবে ₁ , আর ₂ এবং R ₃ , যাতে ফ্যান তাপমাত্রা 40 উপরে কাজ করবে ^ণ সি

আমি বুঝতে পারি যে এই ধরণের সিস্টেমে একটি অনিবার্য অঞ্চল থাকবে যেখানে তুলনামূলক আউটপুট দ্রুত উচ্চ এবং নিম্নের মধ্যে পরিবর্তিত হবে। এই বাস্তব ক্ষেত্রে, তাপমাত্রা 40 সান্নিধ্যের মধ্যে যখন ^ণ সি, একটি অস্থির আচরণ করা হবে।

সেখানে করতে কোন উপায় স্মিট ট্রিগার মোডে এই বর্তনী কাজ (যেমন; 38 অধীনে স্টপ ^ণ সি, 42 উপরে শুরু ^ণ C, 38 মধ্যে পূর্বের অবস্থায় রাখা ^ণ সি এবং 42 ^ণ সি) সম্ভব হিসাবে সামান্য হিসাবে এটিকে পরিবর্তন করা, এবং কোনও স্কিমিট ট্রিগার লজিক গেট ব্যবহার না করে।

Comments

আপনার অনুরোধটি বোঝা যাচ্ছে তবে 40 থেকে 42 :-) অবধি আপনার একটি মৃত অঞ্চল রয়েছে। || বেসিক নীতিটি কেস 1: "পজিটিভ ফিডব্যাক" যুক্ত করতে যাতে আউটপুট বেশি চলে এলে আপাত ইনপুট আরও বেশি যায় এবং যখন ইনপুট কম যায় আপাত ইনপুট আরও কম যায়। বা কেস 2: রেফারেন্সে নেতিবাচক প্রতিক্রিয়া যুক্ত করুন যাতে আউটপুট বেশি গেলে ট্রিগার পয়েন্টটি কম যায় যাতে সিস্টেমটি আবার ট্রিগার পয়েন্টে পৌঁছানোর আগে শীতল হতে হয় || কেস 1: অপ্যাম্প আউটপুট থেকে নন-ইনভ ইনপুট প্রতিরোধক। বা কেস 2: এম 1 ড্রেন থেকে ইনভার্টিং ইনপুট প্রতিরোধক।

— রাসেল ম্যাকমাহন

নোট করুন যে ওপ

— অ্যাম্প তুলকগুলির তুলকের

Answer 1

শিমিট-ট্রিগার তৈরি করতে আপনাকে ওপ্যাম্পের আউটপুট থেকে নন-ইনভার্টিং ইনপুট পর্যন্ত ইতিবাচক প্রতিক্রিয়া সরবরাহ করতে হবে। সাধারণত এই ইনপুটটি প্রান্তিক ভোল্টেজ হবে এবং ওপ্যাম্পের আউটপুটটির উপর নির্ভর করে এটি দুটি মানগুলির মধ্যে একটি (এটি হিস্টেরিসিস) নেবে।

আপনার ক্ষেত্রে অ-ইনভার্টিং ইনপুটটিতে আপনার সিগন্যাল রয়েছে। আপনি এটিকে এ ভাবে কাজ করতে পারেন তবে আমি আপনাকে উভয় ইনপুট পরিবর্তন করতে পরামর্শ দিই এবং আর 1 এবং পিটিসি অদলবদল করার ক্ষেত্রেও একই আচরণ রয়েছে: একটি উচ্চতর পিটিসি প্রতিরোধের ইনভার্টিং ইনপুট হ্রাস পাবে এবং যখন এটি প্রান্তে পৌঁছবে তখন ফ্যানটি হবে চালু আছে। সুতরাং আসুন এটি করা যাক, এবং R2 / R3 নোড থেকে আউটপুট থেকে একটি R5 যুক্ত করুন।

আপনি হিস্ট্রেসিসটি ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডে উল্লেখ করেছেন তবে আমাদের ভোল্টেজের প্রয়োজন। আসুন একটি দিয়ে একটি তাত্ত্বিক গণনা করি$V_H$ এবং $V_L$থ্রেশহোল্ড হিসাবে এবং একটি রেল থেকে রেল আউটপুট ধরে নেয় ass তারপরে আমাদের দুটি পরিস্থিতি রয়েছে: উচ্চ এবং নিম্ন প্রান্তিক এবং তিনটি ভেরিয়েবল: আর 2, আর 3 এবং যুক্ত আর 5। সুতরাং আমরা প্রতিরোধকগুলির মধ্যে একটি চয়ন করতে পারি, আসুন আর 2 ঠিক করুন।

এখন, আর 2 / আর 3 / আর 5 নোডের জন্য কেসিএল (কার্চফের বর্তমান আইন) প্রয়োগ করুন:

$\dfrac{12 V - V_L}{R3} + \dfrac{0 V - V_L}{R5} = \dfrac{V_L}{R2}$

এবং

$\dfrac{12 V - V_H}{R3} + \dfrac{12 V - V_H}{R5} = \dfrac{V_H}{R2}$

এটি দুটি ভেরিয়েবলের মধ্যে রৈখিক সমীকরণের একটি সেট: আর 3 এবং আর 5, আপনি যদি এর জন্য প্রকৃত ভোল্টেজগুলি পূরণ করতে পারেন তবে সমাধান করা সহজ solve $V_H$ এবং $V_L$ এবং অবাধে নির্বাচিত আর 2।

আসুন যুক্তি দেখানোর জন্য ধরুন যে 38 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডে আপনার ইনভার্টিং ইনপুটটিতে 6 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড থাকে এবং 42 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডে আপনার 5 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড থাকে$\Omega$আর 2 এর মান তারপরে উপরের সমীকরণগুলি হয়ে যায়

$\begin{cases} \dfrac{12 V - 5 V}{R3} + \dfrac{0 V - 5 V}{R5} = \dfrac{5 V}{10 k\Omega} \\ \\ \\ \dfrac{12 V - 6 V}{R3} + \dfrac{12 V - 6 V}{R5} = \dfrac{6 V}{10 k\Omega} \end{cases}$

অথবা

$\begin{cases} \dfrac{7 V}{R3} - \dfrac{5 V}{R5} = \dfrac{5 V}{10 k\Omega} \\ \\ \\ \dfrac{6 V}{R3} + \dfrac{6 V}{R5} = \dfrac{6 V}{10 k\Omega} \end{cases}$

তারপরে কিছু প্রতিস্থাপন এবং বদলে যাওয়ার পরে আমরা খুঁজে পাই

$\begin{cases} R3 = 12 k\Omega \\ R5 = 60 k\Omega \end{cases}$

---

আমি ইতিমধ্যে বলেছি এটি কম সাধারণ, তবে আপনি বর্তমান স্কিম্যাটিকটিও ব্যবহার করতে পারেন, এবং গণনাও একই রকম। আবার, আউটপুট এবং নন-ইনভার্টিং ইনপুটগুলির মধ্যে একটি আর 5 প্রতিক্রিয়া প্রতিরোধক যুক্ত করুন। এখন রেফারেন্স ইনপুটটি আর 2 / আর 3 অনুপাত দ্বারা স্থির হয়েছে, এবং হিস্টেরেসিস আপনার মাপা ভোল্টেজকে উপরে এবং নীচে স্থানান্তর করবে, যা - আমার পক্ষে কমপক্ষে - কিছুটা অভ্যস্ত হওয়া প্রয়োজন needs

ধরা যাক আমরা আর 2 এবং আর 3 সমান করে 6 ভিতে রেফারেন্স ভোল্টেজটি ঠিক করি। আবার আমরা নোড পিটিসি / আর 1 / আর 5 তে স্রোত গণনা করি, যেখানে পিটিসি$_L$ এবং পিটিসি$_H$38 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড এবং 42 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডে পিটিসি মান হয় এবং আর 1 এবং আর 5 আমাদের অজানা। তারপর

$\begin{cases} \dfrac{6 V}{PTC_H} = \dfrac{12 V - 6 V}{R1} + \dfrac{0 V - 6 V}{R5} \\ \\ \\ \dfrac{6 V}{PTC_L} = \dfrac{12 V - 6 V}{R1} + \dfrac{12 V - 6 V}{R5} \end{cases}$

আবার, আর 1 এবং আর 5 এর জন্য সমাধান করুন।

Comments

@ কর্টুক - ওহ, বাজে! :-) হ্যাঁ, আপনি ঠিক বলেছেন, আমি এগুলি যুক্ত করব। মাত্র এক মিনিট (বা 2, 3 ...)

— স্টিভেনভ

@ কর্টুক - সেখানে, সম্পন্ন হয়েছে। খুশি? :-)

— স্টিভেনভ

এখনও কিছুটা সংক্ষিপ্ত :) আপনি সম্ভবত খেয়াল করেছেন আমি আসলে নিচে নামি নি।

— কর্টুক

@ কর্টুক - হ্যাঁ, আমি জানতাম আপনি তা করবেন না। আমি মনে করি আপনি প্রথমে জিজ্ঞাসা করেছেন তা জানতে এখনই আমি আপনাকে যথেষ্ট ভালভাবে জানি। ;-)

— স্টিভেনভ

আপনার উত্তরটি স্কিমেটিক ব্যতীত যথেষ্ট ভাল ছিল, আমি কেবল এটি একটি সামান্য উন্নতি হিসাবে ভেবেছিলাম, আপনার উত্তরটি ইতিমধ্যে আমার কাছ থেকে একটি উত্সাহ পেয়েছিল।

— কর্টুক

Answer 2

ওপ্যাম্পে হিস্টেরেসিস যুক্ত করতে আপনাকে বেশ কয়েকটি ইতিবাচক প্রতিক্রিয়া প্রতিরোধক যুক্ত করতে হবে।

চিত্র উত্স

Answer 3

এটি এর মধ্যে সবচেয়ে সাধারণ সমীকরণ $V_{in}$ নোড যা কার্চফের বর্তমান আইন থেকে এসেছে:

$\dfrac{V_{in} - V_{dd}}{R_1} + \dfrac{V_{in} - V_{ss}}{R_2} + \dfrac{V_{in} - V_{out}}{R_f} = 0$

ওপ্যাম্প বৈশিষ্ট্যগুলি থেকে আমরা এটি জানি:

Vin <= VIL ==> Vout = VOL (Low  State)
Vin >= VIH ==> Vout = VOH (High State)

সুতরাং আমরা এই দুটি রাজ্যের জন্য দুটি পৃথক সমীকরণ লিখতে পারি।

$\dfrac{V_{IL} - V_{dd}}{R_1} + \dfrac{V_{IL} - V_{ss}}{R_2} + \dfrac{V_{IL} - V_{OL}}{R_f} = 0 \\ \dfrac{V_{IL}}{R_1 // R_2 // R_f} = \dfrac{V_{dd}}{R_1} + \dfrac{V_{ss}}{R_2} + \dfrac{V_{OL}}{R_f} \\ V_{IL} = (R_1 // R_2 // R_f) \left[ \dfrac{V_{dd}}{R_1} + \dfrac{V_{ss}}{R_2} + \dfrac{V_{OL}}{R_f} \right] \\ V_{IH} = (R_1 // R_2 // R_f) \left[ \dfrac{V_{dd}}{R_1} + \dfrac{V_{ss}}{R_2} + \dfrac{V_{OH}}{R_f} \right] \\ $

উদাহরণ:

R1  = 100k
R2  = 100k
Vdd = +15V
Vss = -15V
VOH = +13V
VOL = -13V

% Matlab code for the plotting

R1              = 100000;
R2              = 100000;
Vdd             = +15;
Vss             = -15;
VOH             = +13;
VOL             = -13;

RMIN            = 10000;        % 10k
RMAX            = 10000000;     % 10M
VMIN            = -10.0;
VMAX            = +10.0;
POINTS          = (RMAX - RMIN) / 100;

Rf              = linspace(RMIN, RMAX, POINTS);
VIL             = zeros(1, POINTS);
VIH             = zeros(1, POINTS);

for i = 1 : 1 : POINTS
    VIL(i) = 1 / ((1/R1) + (1/R2) + (1/Rf(i))) * ((Vdd/R1) + (Vss/R2) + (VOL/Rf(i)));
    VIH(i) = 1 / ((1/R1) + (1/R2) + (1/Rf(i))) * ((Vdd/R1) + (Vss/R2) + (VOH/Rf(i)));
end;

close all;
hFig = figure;
hold on;
plot([0 10], [0 0], 'Color', [0.75 0.75 0.75]);
plot(Rf/1000000, VIL, 'Color', [0 0 1]);
plot(Rf/1000000, VIH, 'Color', [1 0 0]);
xlim([RMIN/1000000, RMAX/1000000]);
ylim([VMIN, VMAX]);
xlabel('R_f (M\Omega)');
ylabel('VIL & VIH (V)');
hold off;

Answer 4

আগে মন্তব্য হিসাবে, মতামত ব্যবহার অপি-এম্পস ব্যবহার করে হিস্টেরেসিস আর্কাইভের মূল বিষয়।

অ্যালবার্ট লি এর এই নিবন্ধটি ব্যবহারিক পদ্ধতিতে দেখায় যে এটি কীভাবে করা যায় এবং কীভাবে গণিতটি সিস্টেমে কাঙ্ক্ষিত হিস্টেরেসিসের স্তরগুলি গণনা করতে পারে।