ওপ আম্পস সহ সিগন্যাল প্রসেসিং

Question

আমাকে নিম্নলিখিত সংকেতটি পুনরুত্পাদন করার দায়িত্ব দেওয়া হয়েছে

শুধুমাত্র ওপ আম্পস (এবং প্রতিরোধক) ব্যবহার করে।

আমি নিশ্চিত যে আমার দুটি সংকেত অবশ্যই বর্গক্ষেত্র এবং ত্রিভুজাকার তরঙ্গরূপ যুক্ত করতে হবে, -8 ভি থেকে 0 ভি পর্যন্ত কীভাবে সিগন্যালটি মোচড় করতে হবে তা নির্ধারণ করা খুব শক্ত hard

আমি বর্গাকার তরঙ্গরূপের সংকেত ভি 2 (-6 ভি মিনিট থেকে 0 ভি সর্বোচ্চ, ফ্রিক = = 1 হার্জ) এবং ট্রিংগুলার ওয়েভফর্ম ভি 1 (0 ভি মিনিট, 2 ভি সর্বাধিক, ফ্রিক = 1Hz) অনুযায়ী স্থানান্তর ফাংশনটি পাওয়ার চেষ্টা করেছি, আমি এটি পেয়েছি নিম্নলিখিত আউটপুট ভিও:

ভো = -2 ভি 1-2 ভি 2-4

যা নীচের টেবিলটি পয়েন্ট ভি 1 = 0, ভি 2 = 0 ছাড়াই সন্তুষ্ট করে

    V1  V2   V0
    2   -6   8
    2   -6   4
    2    0  -8
    0    0  -4   <---HERES THE PROBLEM ! (Should be zero)
    0   -6   8

আমি কি করবো?

---

বর্গক্ষেত্র এবং ত্রিভুজ উভয়ই ইনপুট সংকেত হিসাবে সরবরাহ করা হয়, সার্কিট তাদের উত্পন্ন করে না কেবল ফলাফল হিসাবে চিত্রটিতে প্রদর্শিত সংকেত দেওয়ার জন্য তাদের প্রক্রিয়া করে। এটি একটি প্রকল্পের জন্য তাই এটি একধরনের হোম ওয়ার্ক এবং আমি এখনই এটিতে কঠোর পরিশ্রম করছি। এমপ্লিটড এবং টাইম ডোমেন উভয়ই সমানভাবে গুরুত্বপূর্ণ।

Comments

বর্গাকার তরঙ্গ একটি ইনপুট সিগন্যাল হিসাবে সরবরাহ করা হয়েছে বা সার্কিটটিও কি এটিকে উত্পন্ন করা উচিত? এটা কি হোমওয়ার্কের প্রশ্ন? প্রশস্ততা বা সময়-ডোমেন বিশ্বস্ততা আরও গুরুত্বপূর্ণ?

— markrages

কেবল অপ-অ্যাম্পস ব্যবহার করছেন? অবশ্যই আপনি পাশাপাশি প্রতিরোধক ব্যবহার করতে পারবেন?

— সিলিকো

হ্যাঁ অবশ্যই, সীমাবদ্ধতাগুলি কেবলমাত্র opamps এবং প্রতিরোধক।

— ফ্যাভনার

Answer 1

ত্রিভুজ তরঙ্গের ধনাত্মক opeালটিকে নেতিবাচক opeালের দ্বিগুণ লাভের প্রয়োজন, এটি কোনও কৌশল ছাড়াই একটি ওপ্যাম্প এবং প্রতিরোধক সার্কিটে করা যায় না:

সিগন্যাল এস 1 = ত্রিভুজ তরঙ্গ, 0 ভি থেকে +4
ভি
সিগন্যাল এস 2 = বর্গাকার তরঙ্গ, 0 ভি থেকে +12 ভি সিগন্যাল এস 3 = এস 1/2 + এস 2/2, 0 ভি থেকে +8 ভি

$\pm$

$\times$

পরিকল্পনামূলক , মাত্র 2 টি ওপ্যাম্প এবং 9 টি প্রতিরোধক:

Comments

উজ্জ্বল! এটি একটি দুর্দান্ত সমাধান।

— অ্যাডাম লরেন্স

প্রকৃতপক্ষে এটি একটি দুর্দান্ত 'সরল' সমাধান (ইন্টিগ্রেটর, অর্ধ তরঙ্গ সংশোধনকারী ইত্যাদি ব্যবহার না করে) আমি কি ঠিক বলেছি যদি আপনি পছন্দসই প্রশস্ততা আউটপুটটির জন্য সংকেতগুলি সংমিশ্রণ করে এবং প্রশস্ততার সাথে সামঞ্জস্য করছেন এবং আপনি অবশেষে সেই সূক্ষ্ম কৌশলটি খুঁজে পেয়েছেন । আমি এই জিজ্ঞাসা করছি যেহেতু এই নির্দিষ্ট ক্ষেত্রে অপ-এম্পস দিয়ে নকশা করার জন্য কোনও প্রযুক্তি (পছন্দসইভাবে একটি পরিচিত কৌশল) তৈরি করা বা বের করার প্রয়োজন রয়েছে। ধন্যবাদ.

— ফ্যাভনার

@ ম্যাডম্যান - আপনাকে ধন্যবাদ! যদিও আমি মনে করি এটি একটি উজ্জ্বল :-) এর চেয়ে নোংরা কৌশল বেশি। আমি তাড়াতাড়ি বুঝতে পারলাম এটি এমন কিছু হতে হবে। আমি এটি সম্পর্কে সমস্ত দিন ভেবেছিলাম, এবং আমি অন্য কোনও সমাধান দেখতে পাচ্ছি না, কমপক্ষে কেবল প্রতিরোধকের সাথে নয়। (অলির এক প্রতারক! :-))

— স্টিভেনভ

@ স্টেভেন্ভ: সীমাবদ্ধতার মধ্যে চতুর সমাধানের ভিত্তিতে অনুদান প্রদান করা হয়। ডায়োড হিসাবে ওপ্যাম্পের আসল ব্যবহারের জন্য অলি গ্লেজারের জন্য কুদোস।

— ফেডেরিকো রুসো

Answer 2

আর একটি বিকল্প হ'ল এই সার্কিট, যা স্টিভেন্স হিসাবে একই সংখ্যক ওপ্যাম্প ব্যবহার করে তবে কিছুটা ভিন্নভাবে কাজ করে।
এটি ইতিবাচক / নেতিবাচক দোলগুলির জন্য বিভিন্ন লাভের উপর নির্ভর করে (ফিডব্যাক সার্কিটের ডায়োডের সাথে অর্জন করেছে)
আর 2, আর 5 এবং আর 11 টি -2 ভি -2 ভিতে -6 ভি-0 ভি সিগন্যালটি স্থানান্তরিত করে, যখন ওপ্যাম্পে 1kΩ এর প্রতিবন্ধকতা উপস্থাপন করবে ইনপুট. আর 7 এবং আর 8 হ'ল ধনাত্মক / নেতিবাচক দোলগুলির জন্য আলাদা লাভ সেট করে।
চূড়ান্ত সংকেতের দুটি উপাদান (প্যাসিভ / নেগেটিভ "পয়েন্টগুলি" পস "এবং" এনইজি "থেকে ট্যাপ করা হয়) তারপরে ওপ্যাম্প ইউ 2 দ্বারা সংক্ষেপে এবং উল্টানো হয় এবং আপনার আউটপুট সিগন্যাল রয়েছে।

সিমুলেশন:

উপরের গ্রাফে আপনি ইনপুট সংকেতগুলি (নীল / লাল) এবং আউটপুট সিগন্যাল দেখতে পাবেন। নীচে আপনি ইতিবাচক এবং নেতিবাচক উপাদানগুলি দেখতে পারেন (গোলাপী / হালকা নীল) যা ইউ 2 দ্বারা সংক্ষেপিত হয়।

সম্পাদনা - তাহলে ডায়োড নেই?

কেবল মজাদার জন্য এবং সীমাবদ্ধতার মধ্যে রাখতে, এখানে একই সার্কিট কিন্তু পরিবর্তে ইনপুট সুরক্ষা ডায়োড সহ একটি ওপ্যাম্প ব্যবহার করা হচ্ছে ;-)

এবং এখানে সিমুলেশন:

আমি ডায়োড অ্যাকশনটি দেখানোর জন্য ওপ্যাম্প ইনপুটগুলির মাধ্যমে বর্তমানটি অন্তর্ভুক্ত করেছি। আউটপুট প্রথম সার্কিটের সমান। ইন তত্ত্ব এই রেল ইনপুট সুরক্ষা অ বর্তমান সীমিত ডায়োডের সঙ্গে কোনো opamp সঙ্গে কাজ করা উচিত।

Comments

সীমাবদ্ধতাগুলি কেবল ওপ্যাম্প এবং প্রতিরোধক, তবে আমার নোংরা কৌশল ছাড়া আর কোনও সমাধান আছে কিনা তা আমি জানি না। আমি যদিও এটি দেখতে চাই।

— স্টিভেনভ

@ স্টিভেন - আহ, আমি ধরে নিচ্ছিলাম যে এটি প্রতিরোধকারীদের চেয়ে বরং ওপ্যাম্পস এবং প্যাসিভ উপাদান ছিল, যেহেতু প্রথমদিকে প্রশ্নটি কেবল "কেবল ওপ্যাম্পস" বলেছিল, তারপরে "এবং প্রতিরোধক" অন্তর্ভুক্ত ছিল যখন সিলিকো মন্তব্য করেছিল। আশাকরি ওপি ডায়োডগুলি অনুমোদিত কিনা তা স্পষ্ট করে দিতে পারে। আমি মনে করি আপনার যে কোনও উপায়ে একটি দুর্দান্ত সমাধান, আমি কেবল আগ্রহের বিকল্প যুক্ত করছিলাম।

— অলি গ্লেজার

@ অলি গ্লেজার ইন সিলিকোর মন্তব্য দেখে আমি "(এবং প্রতিরোধক)" যুক্ত করে আমার মূল প্রশ্নটি সম্পাদনা করেছি। সীমাবদ্ধতাগুলি সর্বদা ওপ্যাম্প এবং প্রতিরোধক ছিল (এবং স্পষ্টতই ইনপুট সিগন্যালগুলি) তবে এটির অনুমতি ছিল না তবে তা এই কুৎসিত / লোমশ সমস্যার আরেকটি ভাল বিকল্প :)

— ফ্যাভনার

@ অলি গ্লেজার - আপনি সেখানে কোন সিমুলেটর ব্যবহার করেছেন?

— ফ্যাভনার

@Aaargh! এটা আমার চেয়েও খারাপ একটি ঠক! :-) যদিও আপনার জন্য দুটি অতিরিক্ত ওপ্যাম্প খরচ হয়। হয়তো আপনি পাশাপাশি প্রতিরোধকগুলি ওপ্যাম্পগুলি প্রতিস্থাপন করতে পারেন? ;-)

— স্টিভেনভ

Answer 3

এই সমস্যাটি কী জটিল করে তোলে তা হ'ল আপনার কাছে কেবল ত্রিভুজ তরঙ্গ এবং বর্গাকার তরঙ্গের যোগফল নেই। বর্গাকার তরঙ্গের নেতিবাচক পদক্ষেপগুলি -12 ভি, তবে ইতিবাচক পদক্ষেপগুলি কেবলমাত্র +8 ভি।

স্টিভেন এবং অলি প্রস্তাবিত হিসাবে বেশ কয়েকটি সংকেতের সংমিশ্রণ হিসাবে চূড়ান্ত সংকেত তৈরি করার চেষ্টা নিখুঁতভাবে বৈধ এবং বাস্তবে এটি সর্বোত্তম উত্তর হতে পারে। যাইহোক, এই সমস্যাটি সম্পর্কে চিন্তা করার আলাদা উপায়।

এমন একটি ক্যাপাসিটার বিবেচনা করুন যা স্থির স্রোতের সাথে চার্জ করা যায় এবং ছেড়ে দেওয়া যেতে পারে এবং উচ্চতর এবং নিম্ন "তাত্ক্ষণিকভাবে" +8 এবং -8 ভোল্টেও চাপানো যেতে পারে। কেবল কিছু বাছাই করার জন্য, উদাহরণস্বরূপ একটি 10 ​​এনএফ ক্যাপাসিটার ব্যবহার করুন। এটি 1 এমএসে 4 ভি দ্বারা স্রাব করতে -40 µA প্রয়োজন। এটির জন্য 1 এমএসে 8 ভি চার্জ করতে +80 .A প্রয়োজন হবে। আপনার কাছে পৃথক -40 এবং +80 মাইক্রোম্প্যাম্প উত্স থাকতে পারে যা সঠিক সময়ে সক্ষম করা আছে। তবে, নির্দিষ্ট -40 µA উত্স এবং একটি পরিবর্তনযোগ্য +120 µএ উত্স পাওয়া সম্ভবত সহজ।

500 হার্জ বর্গ তরঙ্গ থেকে সমস্ত কিছুই চালিত হতে পারে। বর্গাকার তরঙ্গ ধনাত্মক হলে (আপনার ডায়াগ্রামে 1-2 এমএস এবং 3-4 মিমি চলাকালীন) 120 µA বর্তমান উত্সটি সক্ষম করা হয়। বর্গাকার তরঙ্গের উত্থিত প্রান্ত থেকে অল্প সময়ের জন্য নিম্ন পাশের ক্ল্যাম্প সক্ষম করা হয়েছে এবং পতনশীল প্রান্ত থেকে উচ্চ প্রশস্ত ক্ল্যাম্প রয়েছে। যেহেতু একবারে মিলি সেকেন্ডে একবারে ক্ল্যাম্পের সীমাতে ভোল্টেজ পুনরায় সেট করা হয়, তাই যদি পদক্ষেপ এবং র‌্যাম্পগুলি প্রতি চক্রের একেবারে শূন্যের সাথে যোগ না করে তবে এই পদ্ধতিটি খুব ভালভাবে পালানো এড়ানো যায়।

এটি কোনও পরিকল্পনাকারী নয়, সাধারণ ধারণার একটি চিত্র মাত্র। আমার কাছে কেবল সাধারণ ধারণাটি দেখানোর জন্য ক্ল্যাম্পগুলির জন্য এনপিএন এবং পিএনপি ট্রানজিস্টর রয়েছে। ডায়োড এবং / বা রোধকের মতো আরও প্রয়োজনীয় প্রয়োজন হবে পরবর্তী সময়ে বাইপোলার ট্রানজিস্টর ব্যবহার করা হলে পরবর্তী সময়ে সি 2 এবং সি 3 পুনরায় সেট করতে। বর্তমান উত্সগুলি ওপ্যাম্পগুলি দিয়ে তৈরি করা যেতে পারে এবং একটি চালু এবং বন্ধ করার বিভিন্ন উপায় রয়েছে।

আবার এটি অনুশীলন হিসাবে রেখে যাওয়া বিশদগুলির সাথে একটি ধারণা। যাইহোক, আমি মনে করি যে আপনি আমাদের জানাননি এমন অনেকগুলি স্টাফের উপর নির্ভর করে এটি কার্যকর হয়ে উঠতে পারে যেমন যথার্থতা, আউটপুট ড্রাইভ, প্রান্তগুলির গতি ইত্যাদি I আপনি যদি আগ্রহী হন তবে এটি যদি আমি আরও স্পেসিফিকেশনে যেতে পারি।

Comments

আমি কি আপনাকে সঠিকভাবে বুঝতে পারি যে বর্তমান উত্সগুলি slালু, এবং পদক্ষেপগুলির জন্য ট্রানজিস্টর / ক্যাপাসিটারগুলির জন্য? আমি জানি এটি কেবল একটি ধারণা, তবে এটি কী প্রতিক্রিয়া জানাতে পারে যাতে এটি পালিয়ে যায় না, যেমন negativeণাত্মক পদক্ষেপগুলি ইতিবাচক দিক থেকে কেবলমাত্র 2 ভি আলাদা হবে?

— ফেডেরিকো রুসো

@ ফেডেরিকো: হ্যাঁ, বর্তমান উত্সগুলি র‌্যাম্পগুলি এবং দুটি ক্ল্যাম্পগুলিকে "তাত্ক্ষণিক" পদক্ষেপ সরবরাহ করে। আমি যেমন বলেছি, প্রতি এমএসে একবার আউটপুট একটি নির্দিষ্ট ভোল্টেজের কাছে চাপ দেওয়া থেকে এটি পালাচ্ছে না। বাতা ক্ল্যাম্প ইভেন্টগুলি অতীতে জমে না।

— অলিন ল্যাথ্রপ

Answer 4

স্কোম ওয়েভকে অসম্পূর্ণ করে তুলতে কোনও অফসেট যুক্ত করার বিষয়ে কী হবে, তারপরে এটিকে একটি অপম্প দিয়ে সংহত করে এবং এটি মূল বর্গাকার তরঙ্গ থেকে বিয়োগ করে। আমি এটি বেশ কার্যকর করতে পারি না, তবে এটি একটি কার্যকর ব্যবহারের মতো বলে মনে হয়।

Comments

সংহতকরণের জন্য ক্যাপাসিটারের দরকার হয়, সুতরাং এটি কোনও নন। তদুপরি, একটি অসমীয় আয়তক্ষেত্র তরঙ্গ বিভিন্ন উত্থানের সৃষ্টি করবে এবং পতিত opালগুলি 1 এমএস লম্বা হবে না, সুতরাং 50% বর্গাকার তরঙ্গে এগুলি যুক্ত করা আপনাকে একটি দুর্দান্ত ফলাফল দেয় না।

— স্টিভেনভ