এই অপ-এম্পএসের সীমাবদ্ধ কারণগুলি কী কী?

8

আমি একাধিক প্রতিক্রিয়া ব্যান্ড পাস ফিল্টার ডিজাইন করেছি

input voltage = 100kHz sine wave, 80mV amplitude
gain = 2 AV,  
center frequency = 100kHz 
pass-band = 10kHz
output voltage => centered around +2.5V
supply voltage => +5V

ডিজাইন সীমাবদ্ধতা হ'ল আমাকে অবশ্যই একটি একক সরবরাহের ক্রিয়াকলাপ পরিবর্ধক ব্যবহার করতে হবে ।

প্রত্যেকের জন্য গণনাগুলি ওপ- অ্যাম্পস বন্ধ করে দেওয়া হয়েছিল এবং আমি দুটি ওপ্যাম্পের সাথে কাঙ্ক্ষিত ফলাফল পেয়েছি: OP27 এবং OP355NA

পয়েন্ট নোট করুন:

নীচে তালিকাভুক্ত হিসাবে একাধিক জেএফইটি অপ-এম্পস চেষ্টা করেছে
গণনা সঠিক কিনা তা পরীক্ষা করতে আদর্শ অপ-অ্যাম্প ব্যবহৃত Used

নীচের সার্কিটটি প্রোটিয়াস এবং এলটিএসপাইস সফ্টওয়্যার উভয়তেই নির্মিত এবং পরীক্ষিত হয়েছিল। উভয়ই একই ফলাফল দেয়, যা প্রত্যাশিত ছিল।

সার্কিট ডিজাইন :

অ্যানালগ বিশ্লেষণ (2 লাভ, প্রায় 2.5V কেন্দ্রিক)

ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়া (100kHz এ সেন্টার ফ্রে)

সমস্যাটি হ'ল এই অংশগুলি হয় পৃষ্ঠতল (ওপ 355NA) বা খুব ব্যয়বহুল (ওপ 27)) আমি কোনও অপ-অ্যাম্পে 20 ডলারের বেশি দিতে পারি না ।

এগুলি আমার একযোগে উপলব্ধ সিঙ্গল-রেল অপ্প এম্পস এবং এগুলির কোনওটি প্রত্যাশার মতো কাজ করে না!

আমি এখন থেকে সিমুলেট করার জন্য TL071 এবং TL074 ব্যবহার করব।

সমস্ত অপ-এম্পস একটি খুব অনুরূপ ফলাফল আউটপুট করছে, নীচের আউটপুট টিএল 071 থেকে রয়েছে , প্রোটিয়াস এবং এলটিএসপাইস উভয় ক্ষেত্রেই পরীক্ষিত। এখানে, আমি এলটিস্পাইস সংস্করণ উপস্থাপন করছি।

অ্যানালগ বিশ্লেষণ

(ভোল্টেজ পিপি হ্রাস)

ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়া

(কেন্দ্রের ফ্রিকোয়েন্সি বামে স্থানান্তরিত)

হিসাবে দেখা যায়, লাভটি ভুল এবং কেন্দ্রীয় ফ্রিকোয়েন্সিটি বামে স্থানান্তরিত হয়। এটি আমার কাছে উপলব্ধ সমস্ত অপ-এম্পএসের জন্য একটি পুনরাবৃত্তি থিম ছিল ।

আমি জানি যে উপরের তালিকাভুক্ত অপ-এম্পসগুলি সমস্ত আলাদা, তবে তাদের সবারই 100kHz এ 1V এর পিক ভোল্টেজকে আউটপুট শিখর সরবরাহ করতে সক্ষম হওয়া উচিত। নিম্নলিখিত বৈশিষ্ট্যযুক্ত গ্রাফগুলি TL071 এবং TL074 এর জন্য, উভয়ই একই ভুল প্রতিক্রিয়া দেয় ।

ইউটিলিটি-লাভ ব্যান্ডউইথ 3MHz।

অবশ্যই আমি কিছু গুরুত্বপূর্ণ স্পেসিফিকেশন নিখোঁজ করছি, যা আমি বিবেচনায় নিচ্ছি না, তবে আমি এটি খুব আশ্চর্যজনক বলে মনে করি যে উপরের কোনও অপ-এম্পস আমার বর্তমান কাজটির জন্য সঠিকভাবে কাজ করে না।

আমি কেন OP27 (GBW = 8MHz) দিয়ে টিএল 074 বা টিএল 081 দিয়ে নয় সঠিক ফলাফলগুলি অর্জন করতে পারি ?

সম্পাদনা করুন:

সহায়ক মন্তব্য এবং উত্তরের জন্য দেখে মনে হচ্ছে যে আমি আমার সার্কিটের প্রয়োজনীয়তাগুলিকে অবমূল্যায়ন করেছি - মূলত ইনপুট প্রতিরোধের অনুপাত (40 ডিবি) থেকে প্রাপ্ত মনোযোগ

দেখে মনে হচ্ছে আপনি প্রায় 20-40 এর ক্যু পাওয়ার চেষ্টা করছেন, কেবল এটি চোখের জল ফেলে, তাই GBW কেন্দ্রের ফ্রিকোয়েন্সি থেকে অনেক বেশি হতে পারে এবং সম্ভবত 5-10x হতে পারে, তাই 10-40 মেগাহার্টজ এর মতো আরও ।

আমার কেন প্রায় 20-40 এর একটি প্রশ্ন রয়েছে? আমার ক্ষেত্রে কিউ (কেন্দ্রের ফ্রিকোয়েন্সি / বিডাব্লু) বা 100 কে / 10 কে (= 10) নয়?
এছাড়াও, কেন আমার GBW কেন্দ্রের ফ্রিকোয়েন্সি 5-10x এর কাছাকাছি হওয়া উচিত? কোন গণনা আছে যা উল্লেখ করা উচিত বা সাজানোর কিছু?

— rrz0
সূত্র

Ω

$\Omega$

2

TL071 ডেটা শিটটি আক্ষরিক অর্থে "SLOS080N - সেপ্টেম্বর 1978 - জুলাই 2017 পুনর্বিবেচিত" দিয়ে শুরু হয়; সুতরাং, এটি এখন 40 বছরের পুরনো :)

— মারকাস মুলার

1

TL08xx: "SLOS081I - ফেব্রুয়ারী 1977 - মে 2015 এর উপর পর্যালোচনা করা হয়েছে", সুতরাং প্রায় 42 বছর বয়সী।

— মার্কাস মুলার 21

3

(ওহ, এবং একটি ব্যক্তিগত নোটে: এসওআইসি এর মতো এসএমডি প্যাকেজগুলি সোল্ডার করা সত্যিই এতটা কঠিন নয়; চেষ্টা করে দেখুন You আপনি এটি পছন্দ করবেন))

— মার্কাস মুলার

1

ব্রহানস .... তাহলে কি? আপনি কি সত্যিই ভাবেন যে সেগুলি একক সরবরাহের অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য ব্যবহার করা যাবে না?

— LvW

5

দেখে মনে হচ্ছে আপনি প্রায় 20-40 এর ক্যু পাওয়ার চেষ্টা করছেন, কেবল এটি চোখের জল ফেলে, তাই GBW কেন্দ্রের ফ্রিকোয়েন্সি থেকে অনেক বেশি হতে পারে এবং সম্ভবত 5-10x হতে পারে, তাই 10-40 মেগাহার্টজ এর মতো আরও ।

অন্যরা যে "অ্যাটেনশন" সম্পর্কে কথা বলছেন তা হ'ল প্রতিরোধকের অনুপাত যা আপনার উচ্চতর Q পেতে হবে তাই আমি মনে করি না আপনি এটি এড়াতে পারবেন।

— স্পিহ্রো পেফানি
সূত্র

1

হ্যাঁ, এটাই আমি বোঝাতে চাইছিলাম ধন্যবাদ। লোকেরা বুঝতে পারে না যে শব্দগুলি কীভাবে আমার চিন্তাভাবনা থেকে বের করে আনা হয়: ডি এবং হ্যাঁ, উচ্চ-প্রতিবন্ধী উত্সটি একটি পুরোপুরি ভুল না হলেও, একটি রেড হেরিং ছিল। সরিয়ে ফেলবে।

— মার্কাস মুলার 21

ডাঙ্গিত, আপনি ঠিক বলেছেন, এবং আমার উত্তর সম্পূর্ণ ভুল ছিল। আমি সবে এটি মুছে ফেলেছি।

— টিমউইস্কট

1

@ স্পেহরো পেফানি আপনার উত্তরের জন্য ধন্যবাদ। আপনি কীভাবে এই সিদ্ধান্তে পৌঁছতে পারেন যে আমি প্রায় 20-40 এর কাছাকাছি পাওয়ার চেষ্টা করছি? আমার ক্ষেত্রে কিউ (কেন্দ্রের ফ্রিকোয়েন্সি / বিডাব্লু) বা 100 কে / 10 কে নয়? এছাড়াও, আপনি কীভাবে কোনও জিবিডাব্লু যা কেন্দ্রের ফ্রিকোয়েন্সি 5-10x হয়? কোন গণনা আছে যা উল্লেখ করা উচিত বা সাজানোর কিছু?

— rrz0

1

টিম ওয়েসকোট, তিনি এই সিদ্ধান্তে পৌঁছেছিলেন যে আমি প্রায় ২০-৪০ এর একটি কিউ চাই, না? এছাড়াও, এজন্যই আমি জিজ্ঞাসা করছি। যে চিরকালের জন্য এটি করছে না সে কীভাবে একই সিদ্ধান্তে পৌঁছতে পারে।

— rrz0

1

যদি সার্কিটটি না দেখে থাকে তবে আপনি ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়া দেখে কিউটি খুঁজে পান। আপনি যখন এটি চিরকালের জন্য করছেন, আপনি কেবল দেখবেন। আপনি যখন চিরকালের জন্য এটি না করে থাকেন তখন আপনি প্রতিক্রিয়া 3 ডিবি থেকে শীর্ষস্থান থেকে নীচে টিক চিহ্ন (সত্য বা ভার্চুয়াল) রাখেন, তারপরে আপনি তাদের মধ্যে ফ্রিকোয়েন্সি স্প্যানটি পরিমাপ করেন (বা আইবল)। (কেন্দ্রের ফ্রিকোয়েন্সি) / (3 ডিবি ব্যান্ডউইথ) কম বা বেশি সমান প্রশ্ন

— টিমউইস্কট

2

আমি টিমের সাথে একমত; অকারণে ইনপুট সিগন্যালকে তুচ্ছ করবেন না।

তারপরে, আপনার একমাত্র পছন্দটি হ'ল প্রায় 100 কেজি হার্জ এবং আরও বেশি লাভের সাথে।

ভাগ্যক্রমে, আপনি যে সমস্ত ওপ্যাম্প পরীক্ষা করেছেন সেগুলি বেশ লো ব্যান্ডউইথ (তাদের কয়েকটি 40 বছরেরও বেশি পুরানো)। 10 মেগাহার্জ গেইন-ব্যান্ডউইথ-প্রোডাক্ট বিকল্পের সাথে, আপনার সম্ভবত বেশ ভাল হওয়া উচিত:

যেমন TL972 এই অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ঠিক আছে হওয়া উচিত এবং (ফ্রি শিপিং) এ $ 0.67 জনপ্রতি ছিল যাবে নামকরা পরিবেশকদের। তবে এটি কোনও জেফইটি ইনপুট নয় - আমার সন্দেহ হ'ল ইনপুট কারেন্ট পর্যাপ্ত পরিমাণে কম হওয়া পর্যন্ত আপনি প্রকৃতপক্ষে যত্ন নেন না।

— মার্কাস মোলার
সূত্র

1

Rrz0 .... আমাকে আপনার শেষ দুটি প্রশ্নের উত্তর দিন:

(1) যদি লাভ-ব্যান্ডউইথ-পণ্যটি যথেষ্ট পরিমাণে বড় না হয় তবে আপনার অতিরিক্ত (ওপ্যাম্পের কারণে) ফেজ শিফট থাকতে হবে। সাধারণ প্রভাব: অযাচিত প্রশ্নোত্তর বৃদ্ধি। অতিরিক্ত ধাপের শিফটটি ফেজ মার্জিনকে হ্রাস করে এবং মেরুটিকে আরও কাল্পনিক অক্ষে স্থানান্তরিত করবে - যা মেরু-কিউকে প্রসারিত করে (ব্যান্ডপাস-কিউয়ের সমান)।

(২) জিবিডাব্লুটি 10 মেগাহার্জ হয়ে গেলে 100kHz এ ওপেন-লুপ লাভ অ্যাপ্লিকেশনটি হবে। 40 ডিবি (100) এটি যথেষ্ট নয়। যাইহোক, সমস্ত গণনা কোনও অযাচিত ফেজ শিফট ছাড়াই আইডিয়াল ওপ্যাম্পের উপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয়েছে, উপরে আমার মন্তব্যটি (1) এর অধীনে দেখুন see এমনকি 5 ডিগ্রি অতিরিক্ত ফিজ শিফট। একটি গুরুতর কি-বর্ধন ঘটায়।

(3) দয়া করে নোট করুন যে নির্বাচিত ফিল্টার টপোলজি অ-আদর্শ ওপ্যাম্প ডেটার প্রতি অত্যন্ত সংবেদনশীল (কারণ এটি ওপেন-লুপ লাভের উপর ভিত্তি করে)। অন্যান্য ফিল্টার কাঠামো রয়েছে (স্যালেন-কী বা জিআইসি-ভিত্তিক) যা অ-আদর্শ ওপ্যাম্প প্যারামিটারগুলির তুলনায় কম সংবেদনশীল।

(৪) এটি উল্লেখ করার মতো যে আপনাকে তথাকথিত "একক সরবরাহ" ওপ্যাম্পগুলি ব্যবহার করার প্রয়োজন হবে না। সমস্ত ওপ্যাম্পগুলি কেবল একটি একক সরবরাহের ভোল্টেজের সাথে পরিচালিত হতে পারে। সর্বাধিক গুরুত্বপূর্ণ ডেটা: জিবিডাব্লু (যতটা সম্ভব বৃহত্তর) এবং পর্যাপ্ত স্লিভ রেট (বৃহত সংকেত অপারেশন)।

সম্পাদনা / আপডেট

নিম্নলিখিত কাগজটিতে এমএফবি-ব্যান্ডপাস সার্কিটের উপর সীমাবদ্ধ এবং ফ্রিকোয়েন্সি ওপেন-লুপ লাভের প্রভাবের জন্য গাণিতিক চিকিত্সা রয়েছে।

https://www.researchgate.net/publication/281437214_INVERTING_BAND-PASS_FILTER_WITH_REAL_OPERATIONAL_AMPLIFIER

ফলাফল : জিবিডাব্লু এবং ডিজাইন পিক ফ্রিকোয়েন্সি মধ্যে 100 এর একটি ফ্যাক্টর অ্যাপ্লিকেশনটির একটি ফ্রিকোয়েন্সি বিচ্যুতি বাড়ে। 15% ( 85 থেকে 15% থেকে সংশোধন )

— LvW
সূত্র

আমার শেষ দুটি প্রশ্নের উত্তর দেওয়ার জন্য ধন্যবাদ। এই প্রাথমিক প্রশ্নটি ক্ষমা করুন তবে পয়েন্ট 4 সম্পর্কিত, যদি আমি ওপ 27 ব্যবহার করার সিদ্ধান্ত নিয়ে থাকি যা "ডুয়াল-সরবরাহ" অপি- অ্যাম্প হিসাবে তালিকাভুক্ত হয় তবে আমি এখনও সাধারণ 0-5 ভি বিদ্যুত সরবরাহ সরবরাহ করতে সক্ষম হব? ? যদি তা হয় তবে কেন এটি উভয়ই একক এবং দ্বৈত সরবরাহের ওপ্যাম্প হিসাবে তালিকাভুক্ত নয়?

— rrz0

এছাড়াও ওপ27-তে কেবল একটি 8 মেগাহার্জ গিগাবাইটাব্লু রয়েছে তবে সিমুলেশনটিতে ভাল কাজ করে (বৃহত্তর জিবিডাব্লুয়ের সাথে পরীক্ষিত অপ-এম্পএসের বিপরীতে)। সুতরাং এটি হতে পারে যে আপনি পয়েন্ট 3 তে উল্লিখিত হিসাবে, আমার সার্কিটের মুখোমুখি অন্যান্য আরও অনেক বড় বড় সমস্যা রয়েছে যা

— জিবিডাব্লু

কারণ এটি প্রাথমিক জ্ঞান যে প্রতিটি ওপ্যাম্প একক ঘন দ্বৈত সরবরাহের সাথে পরিচালিত হতে পারে। পার্থক্যটি হ'ল ডিসি বায়াস পয়েন্ট। কিছু ওপ্যাম্পগুলি এমনভাবে ডিজাইন করা হয়েছে যাতে আউটপুট প্রশস্ততা (প্রায়) পাওয়ার রেল সীমাতে পৌঁছে যায় - এবং "অতএব, উপযুক্ত" - যথাসম্ভব ভাল - "একক সরবরাহ" অপারেশনের জন্য। এটাই একমাত্র পার্থক্য।

— LvW

আমি ওপি -27 দিয়ে আপনার সার্কিটের একটি সিমুলেশন (পিএসপিস) করেছি। ফলাফল: 89.4 kHz।

— LvW

0

এখানে ব্যান্ডপাস ফিল্টারগুলির একটি পূর্ব আলোচনা রয়েছে। সিগন্যাল চেইন এক্সপ্লোরার সরঞ্জাম ব্যবহার করে উত্তরটি বিভিন্ন ইউনিটি গেইন ব্যান্ডউইথ ওপ্যাম্পগুলির প্রভাব উপস্থাপন করে।

একাধিক প্রতিক্রিয়া ব্যান্ড-পাস ফিল্টার সিমুলেট এবং বিল্ডিং

— analogsystemsrf
সূত্র

3

এটি একটি দুর্দান্ত মন্তব্য করবে, তবে এটি একটি সুন্দর খারাপ উত্তর। একটি মন্তব্যে রূপান্তর করার, এবং উত্তর মুছার পরামর্শ দিন। বিকল্পভাবে, দয়া করে প্রসারিত করুন।

— স্কট সিডম্যান

0

আমি আমার প্রশ্নের বেশ কয়েকটি চমৎকার মন্তব্য এবং উত্তর পেয়েছি, তবে আমি সম্পূর্ণ উত্তরটিতে বিভিন্ন উত্তর এবং বেশ কয়েকটি পাঠ্য বইয়ের থেকে কী বুঝতে পেরেছি তা যুক্ত করতে চাই। নীচের তথ্যগুলি আমাকে আমার সমস্যাগুলি সমাধান করতে সহায়তা করেছে।

$Q$ $A_v$ $f_m$

$A_v= -2Q^2$ $Q = 10$ $200$ $A_v$ $Q$

$100$

এছাড়াও, কেন আমার GBW কেন্দ্রের ফ্রিকোয়েন্সি 5-10x এর কাছাকাছি হওয়া উচিত? কোন গণনা আছে যা উল্লেখ করা উচিত বা সাজানোর কিছু?

স্থিতিশীলতা কম এবং বিকৃতি কম রাখার জন্য সাধারণত, 5 থেকে 10 এর মধ্যে একটি সুরক্ষা ফ্যাক্টর (এসএফ) অন্তর্ভুক্ত থাকে।

GBW গণনা করতে:

$GBW > sf*f_oA_v$

$GBW > sf*100k*102$

অতএব জিবিডাব্লু 50-100MHz এর পরিসীমা হতে হবে।

উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি, উচ্চ- কিউ কাজের জন্য এই ধরণের ফিল্টার ব্যবহার করা সম্ভব নয়, শীঘ্রই স্ট্যান্ডার্ড ওপ এমপিগুলি শীঘ্রই "বাষ্পের বাইরে চলে যাবে"। এই অসুবিধা একদিকে ফেলে, কিউর জন্য এমনকি মধ্যপন্থী মান দ্বারা উত্পাদিত উচ্চ উপকারিতা অযৌক্তিক হতে পারে। অতএব আমাদের অবশ্যই ইনপুট সংকেতকে কমাতে হবে।

$A_v=-2$ $Q=10$

আমরা এটি তৈরি করতে 100 (আর 7 / আর 5) এর একটি রেজিস্টার অনুপাত দ্বারা প্রবৃদ্ধি করি।

অবশ্যই আমি কিছু গুরুত্বপূর্ণ স্পেসিফিকেশন নিখোঁজ করছি, যা আমি বিবেচনায় নিচ্ছি না, তবে আমি এটি খুব আশ্চর্যজনক বলে মনে করি যে উপরের কোনও অপ-এম্পস আমার বর্তমান কাজটির জন্য সঠিকভাবে কাজ করে না।

$40dB$ $6dB$

@ মারকাস মুলার যেমন উল্লেখ করেছেন, আমি প্রাচীন অপ-এম্পএস ব্যবহার করছিলাম। TL972 এর মতো আরও ভাল বিকল্প রয়েছে ।

@ এলভিডাব্লু যেমন উল্লেখ করেছে, যখন লাভ-ব্যান্ডউইথ যথেষ্ট পরিমাণে বড় না হয়, তখন ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়াটি একটি ফেজ শিফট অনুভব করে। এছাড়াও, সঠিকভাবে উল্লেখ করা হয়েছে যে "নির্বাচিত ফিল্টার টপোলজি অ-আদর্শ ওপ্যাম্প ডেটা (যেহেতু এটি ওপেন-লুপ লাভের উপর ভিত্তি করে) সংবেদনশীল।"

এখানে আমি প্রত্যেকের জন্য অপ্যাম্পস থেকে একটি অংশ সরবরাহ করি ।

$100$ $100$

— rrz0
সূত্র

1

Rrz0_one অতিরিক্ত মন্তব্য: বৃহত্তর কিউ-মানগুলির জন্য, এটি নেতিবাচক আরসি-প্রতিক্রিয়া পাথ ছাড়াও একটি ছোট পজিটিভ (প্রতিরোধমূলক) প্রতিক্রিয়া ব্যবহার করা একটি সুপরিচিত পদ্ধতি। ক্লাসিকাল এমএফবি-ব্যান্ডপাসের এই সম্প্রসারণ ডেলিয়ানিসের কারণে। এই ক্ষেত্রে, মিডব্যান্ড লাভটি কেবলমাত্র এম = 2 * এসকিউআরটি (2) * প্রশ্ন - 1. এই ক্ষেত্রে, আর 5 মুছে ফেলা হয়।

— LvW

একদিকে, "আমার ক্ষেত্রে ক্যাপাসিটারগুলি 100 এর ফ্যাক্টর দ্বারা আরও বড়" এর পরিবর্তে আপনি আরও ছোট বোঝায়, তবে এটি ঠিক আছে। আপনার উত্তরটি সংশোধন করার জন্য যথেষ্ট কাছে, তবে আপনার বিভাগটি ১ 16.৮.৪ পড়তে হবে, যা আপনার সমস্যাগুলি জুড়ে। এটি আপনার সার্কিটের জন্য সর্বনিম্ন প্রায় 20 মেগাহার্টজ গিগাব্লুডাব্লু প্রস্তাব দেয় (1% যথার্থতা অনুমান করে)। এবং এটি অবশ্যই আপনি যে অপিপ এমপিগুলির দিকে তাকিয়ে ছিলেন তার বাইরে way

— হোয়াটআরফাইস্ট

@ হোয়াটআরবিস্ট হ্যাঁ, আপনি ঠিক বলেছেন, সংশোধন করেছেন। আমার ডিজাইন শুরু করার পরে আমি সেই বিভাগটি পেরিয়ে এসেছি, পরিবর্তে আগের মতো হওয়া উচিত ছিল। পয়েন্টার জন্য ধন্যবাদ।

— rrz0