নিয়ন্ত্রণ তত্ত্ব ব্যতীত ওপ অ্যাম্প প্রতিক্রিয়া চিত্রিত করা

Question

আমরা ক্যালকুলাসের আগে একটি হাই স্কুল ক্লাসে ওপ এম্পস পড়ছি। সুতরাং আমরা কীভাবে amp amps প্রতিক্রিয়া জানায় তা নিয়ন্ত্রণের তত্ত্ব ব্যবহার করতে পারি না। সর্বোপরি, আমি কীভাবে একটি প্রতিক্রিয়ার সার্কিট কাজ করে তার জন্য একটি স্বজ্ঞাত ব্যাখ্যা দিতে চাই। উদাহরণস্বরূপ, নেতিবাচক প্রতিক্রিয়া নিন। V + এবং V- এর মধ্যে ব-দ্বীপের প্রাথমিক পার্থক্য কীভাবে আউটপুটে খুব বড় (G (V + - V-)) পার্থক্যের দিকে পরিচালিত করে, তারপরে কী স্পষ্ট উপায় রয়েছে তা দেখাতে ... আমি হতে চাই সেই যুক্তিটি নিতে সক্ষম হয়েছে এবং আউটপুটটির ভোল্টেজ কীভাবে স্ট্যান্ডার্ড ভার্চুয়াল সংক্ষিপ্ত আর্গুমেন্টের সাথে রূপান্তরিত করে তা দেখাতে সক্ষম।

কেউ কি এটিকে স্পষ্টভাবে ব্যাখ্যা করতে পারেন?

Comments

লিভার সহ সম্ভবত কিছু? বা আক্ষরিক ভারসাম্য: একটি কাউন্টার ওয়েট ধরে ধরে নীচে দীর্ঘ বাহুযুক্ত একটি উচ্চ তারের কিছু। ছোট বিচ্যুতি ওজনে একটি বড় দোল তৈরি করে, যা সিস্টেমটিকে ভারসাম্যে ফিরিয়ে দেয়। অবশ্যই, আপনার ব্যালেন্সিং সিস্টেমে একটি ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়া থাকবে ...

— pjc50

আমি সম্মত, যদিও এই পৃষ্ঠাটি কেবল ইনভার্টিং ইনপুট ব্যবহার করে এবং + ভিত্তিযুক্ত, পূর্ণ স্থিতিশীলকে অবশ্যই একটি স্থিতিশীল ভারসাম্য সরবরাহ করতে + ইনপুট হিসাবে সমান নিম্ন প্রতিবন্ধী ইনপুট উপস্থাপন করতে হবে। অবশ্যই আপনি স্থল স্থানান্তর করতে পারেন এবং আউটপুট উত্থিত হবে এবং পৃথিবী চলার সাথে একতা লাভের সাথে পতিত হবে। allaboutcircits.com/vol_3/chpt_8/6.html এবং মিলের অনুপাতগুলি প্রতিবন্ধী অনুপাতের মতো যা জলের প্যাডেলের মতো প্রতিরোধী বা ক্যাপাসিটিভ হতে পারে।

— টনি স্টিয়ার্ট সানিসস্কিগুয়ে EE75

অসীম লাভের চিত্র চিত্রিত করা শক্ত, তবে মহাকর্ষ হিসাবে এটি কল্পনা করুন এবং অফসেটটি শূন্য না হওয়া পর্যন্ত ফুলক্রামের উপর একটি বল ভারসাম্য বজায় রাখা যদি লাভটি অসীম না হয় এবং কোনও অফসেট আউটপুটটিকে প্রসারিত করে যেদিকে এটি পড়ে যায়। যখন একটি টিটার টোটার অনুপাতের প্রতিক্রিয়া সহ ব্যবহৃত হয় তখন ডিফারেনশিয়াল আউটপুট ভোল্টেজটি দৈর্ঘ্যের অনুপাত দ্বারা নির্ধারিত এক পক্ষের শক্তি। ধরুন টিটার-টোটারটি ওজনহীন।

— টনি স্টিয়ার্ট সানিসস্কিগুয়ে EE75

আপনার কি সিমুলেশন সরঞ্জামগুলিতে অ্যাক্সেস আছে? আমি যদি আপনি কিছু করতে পারেন।

— ম্যাট ইয়ং

কি ধরনের? আমার অষ্টভ আছে, এবং এক্সটেন্ডসিমটি পেতে পারি

— ডভ

Answer 1

প্রাথমিক প্রতিক্রিয়া সমীকরণের জন্য কোনও ক্যালকুলাস বা উন্নত গণিতের প্রয়োজন হয় না, কেবল সাধারণ বীজগণিত। এটি হাই স্কুল স্তর গণিতের মধ্যে ভাল হওয়া উচিত। আমি সমীকরণগুলি আরও ভালভাবে কাজ করতে দেখি যদি আপনি প্রথমে কথায় কী চলছে তা বর্ণনা করেন, তারপরে সমীকরণটি লিখে তা অনুসরণ করুন। এমনকি আপনি মৌখিক বিবরণকে মডেল করে শিক্ষার্থীদের সমীকরণের জন্য আসতে আমন্ত্রণ জানাতে পারেন। আমি সাধারণত মতামতের কিছু ব্যাখ্যা করি:

একটি ওপ্যাম্প একটি খুব সাধারণ বৈদ্যুতিন বিল্ডিং ব্লক যা দুটি ভোল্টেজের চেয়ে বৃহত লাভের মধ্যে পার্থক্য নেয়:

$$Out = G(Vp - Vm)$$

হ্যাঁ, এটি সত্যই সহজ। জি একটি খুব বড় সংখ্যা, সাধারণত কমপক্ষে 100,000 তবে আরও বেশি হতে পারে। এটি নিজে থেকে দরকারী হিসাবে এটি খুব বেশি, এবং এটি একেক অংশ থেকে আলাদা হতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, আমরা যদি মাইক্রোফোন প্র্যাম্পের মতো কিছু তৈরি করতে চাই, তবে আমরা কেবলমাত্র প্রায় 1000 এর লাভ চাই So এর অর্থ কী ওপ্যাম্পগুলি অল্প ব্যবহার হয়? মোটেও নয়, কারণ ভাল আচরণ এবং অনুমানযোগ্য লাভের সাথে একটি সার্কিট তৈরি করার জন্য ওপ্যাম্পের বুনো এবং পশমের কাঁচা লাভের জন্য কৌশল রয়েছে a সেই কৌশলটিকে নেতিবাচক প্রতিক্রিয়া বলা হয় ।

নেতিবাচক প্রতিক্রিয়া মানে আউটপুট এর একটি অংশ ইনপুট থেকে বিয়োগ করা হয়। প্রথমে আপনার মনকে জড়িয়ে রাখা কিছুটা কঠিন, তাই আসুন এই সার্কিটটি বিবেচনা করুন:

লক্ষ করুন যে কীভাবে আর 1 এবং আর 2 ভোল্টেজ বিভাজক তৈরি করে যা আমরা গত সপ্তাহে কথা বলেছিলাম। এই উদাহরণস্বরূপ, ভোল্টেজ ডিভাইডারের আউটপুট 1/10 এর আউটপুট তৈরি করে। যেহেতু এটি ওপ্যাম্পের নেতিবাচক ইনপুটটিতে যাচ্ছে তাই লাভ দ্বারা গুণিত হওয়ার আগে এটি ইনপুট (ভিপি) থেকে বিয়োগ করা হচ্ছে। গাণিতিক পদে এটি রাখা:

$$Vm = \frac{Out}{10}$$

এটি নিজেই কার্যকর নয় কারণ আমরা যা জানতে চাই তা হ'ল আউটপুটটি ইনপুটটির একটি ফাংশন হিসাবে কী, যা আমরা ভিপি কল করি। কীভাবে এগিয়ে যেতে হয় তার কোন ধারণা আছে? (আশা করি শিক্ষার্থীদের মধ্য থেকে একজন এটি বর্ণনা করে বা এই পদক্ষেপটি ক্লাসটি দেখানোর জন্য বোর্ডে আসে)।

এই সার্কিটটি আসলে কী করছে তা বোঝার জন্য, যার অর্থ ভিপি'র ফাংশন হিসাবে আউট কী তা জানা, আমরা কেবল ভিএম এর সমীকরণটি উপরের ওপ্যাম্প সমীকরণটিতে প্লাগ করি:

$$Out = G \Big(Vp - \frac{Out}{10} \Big)$$

কিছু পুনরায় সাজানোর পরে

$$Out = \frac{10}{1 + \dfrac{10}{G}} Vp$$

এটি অগোছালো দেখাচ্ছে, তবে জি বড় হওয়ার পরে এর সত্যিকার অর্থ কী তা নিয়ে চিন্তা করুন, যা প্রথম স্থানে ছিল আমাদের সমস্যা। 10 / জি শব্দটি খুব ছোট, সুতরাং 1 এ যোগ করা এখনও বেশিরভাগই 1 টি। ভিপি থেকে আউটপুট পর্যন্ত সামগ্রিক লাভটি তখন প্রায় 10 এর মধ্যে প্রায় 10, সুতরাং মূলত 10. আমরা সার্কিটটি দেখে এটিও দেখতে পারি। ধরা যাক আমরা 1 ভোল্ট সহ ভিপি চালাই। আউটপুট হলে কি হবে, বলুন, 5 ভোল্ট? ভিএমের অর্ধ ভোল্ট থাকত। তাহলে আফিম কী করবে? এটি ভোল্টের 1 ভোল্ট নেয়, এটি থেকে ভিএমের অর্ধ ভোল্টটি বিয়োগ করে, এবং বৃহত্তর সংখ্যায় অর্ধ ভোল্টের ফলে বহুগুণ হয়। জি যদি 100,000 হয়, তবে ওপ্যাম্প 50,000 ভোল্ট আউটপুট তৈরি করতে চায়। এটি এটি করতে পারে না, সুতরাং এটি আউটপুটটিকে যতটা সম্ভব বড় করে তুলবে। তাহলে ভিএম এর কি হবে? এটি উপরে যাবে। শেষ পর্যন্ত এটি ভিপির 1 ভোল্টের স্তরে পৌঁছে যাবে। এই মুহুর্তে ওম্প্যাম্প একটি বড় আউটপুট ভোল্টেজ তৈরি করার চেষ্টা বন্ধ করে দেয়। যদি আউটপুটটি খুব বেশি চলে যায়, ভিএম ভিপির তুলনায় বেশি হবে, ওপ্যাম্প তার বৃহত লাভের মাধ্যমে সেই পার্থক্যটিকে (এখন নেতিবাচক) বহুগুণ করবে এবং এখন আউটপুট কম স্ল্যাম করবে।

সুতরাং আমরা দেখতে পাচ্ছি যে ওপ্যাম্প যদি আউটপুট তৈরি করে যাতে ভিপি ভিপির তুলনায় উচ্চতর হয়, এটি দ্রুত আউটপুটটিকে কম ড্রাইভ করবে। যদি এটি খুব কম হয় এবং ভিএম ভিপির তুলনায় কম হয় তবে এটি আউটপুটকে আরও বেশি চালিত করবে। এই তাত্ক্ষণিকভাবে উপরে এবং ডাউন টুইটগুলি এটি আউটপুটটিকে যা কিছু হতে হবে তা তৈরি করতে বাধ্য করবে যাতে ভিএম বেশিরভাগ ভিপি অনুসরণ করে। আমি বলছি "বেশ অনেকটা" কারণ এখনও এখনও ভিপি এবং ভিএম এর মধ্যে একটি ছোট পার্থক্য থাকা দরকার আসলে ওপ্যাম্প আউটপুটটিকে ডান আউট থেকে চালিত করতে, তবে আপনি দেখতে পাচ্ছেন এই পার্থক্যটি খুব ছোট হবে কারণ জি এত বড়। সামগ্রিক সার্কিট সমীকরণের 10 / জি আমাদের বলার চেষ্টা করছিল সেই সামান্য পার্থক্য।

আসুন কিছু উদাহরণ দেওয়া যাক। জি যদি 100,000 হয়, ভিপি থেকে আউট পর্যন্ত সার্কিটের সামগ্রিক লাভ কী? ঠিক, 9.9990। এখন জি 500,000 হলে কি হবে? 9,9998। আমরা মাত্র 5 এর গুণক দ্বারা জি পরিবর্তন করেছি, তবে সার্কিট লাভটি .008% দ্বারা পরিবর্তিত হয়েছে। তাহলে জি কি আদৌ কিছু যায় আসে না? আসলেই নয়, যতক্ষণ এটি যথেষ্ট বড়। মনে রাখবেন, ওপ্যাম্পগুলির সাথে এটি অন্যতম সমস্যা ছিল। লাভটি বড়, তবে অনেকগুলি পরিবর্তিত হতে পারে। এক অংশে ১০,০০,০০০ এবং পরের ৫,০০,০০০ লাভ হতে পারে। এই সার্কিটে এটি কিছু যায় আসে না। আমরা মূলত 10 টির একটি দুর্দান্ত এবং স্থিতিশীল লাভ পেয়েছি, বিন থেকে বাছাইয়ের জন্য আমরা কীই করি না। মনে রাখবেন আমরা ঠিক যা করতে পেরেছি তা হ'ল।

কিন্তু অপেক্ষা করো. আমরা কোনও দিনটিকে কল করার আগে এবং বিশ্বের সমস্ত সমস্যার সমাধান করার জন্য নিজেকে অভিনন্দন জানানোর আগে, সেই 10 টি কোথা থেকে এসেছে তা মনে রাখবেন। এটি ছিল ভোল্টেজ ডিভাইডার মান থেকে। আমাদের সামগ্রিক সার্কিট লাভ সেই ভোল্টেজ বিভাজক দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়। প্রকৃতপক্ষে, ইনপুটটিতে ফিরে দেওয়া আউটপুটটির ভগ্নাংশের চেয়ে 1 হয়। আসুন সেই ভগ্নাংশটি F, প্রতিক্রিয়া ভগ্নাংশ বলা যাক যা এই উদাহরণে 1/10। শেষ সমীকরণে ফিরে যাওয়া, সামগ্রিক সার্কিট লাভ মূলত জি / এর তুলনায় যতক্ষণ ছোট হবে ততক্ষণ 1 / এফ হবে? সুতরাং আমাদের যদি সামগ্রিকভাবে 2 এর লাভের প্রয়োজন হয় তবে কী হবে? আমরা এটি পেতে কি পরিবর্তন করতে পারে? হ্যাঁ, আমরা R1 100Ω বা R2 900Ω বানাতে পারি Ω আসলে যতক্ষণ আর 1 এবং আর 2 সমান হয় ততক্ষণ ভোল্টেজ ডিভাইডার 2 দিয়ে ভাগ করবে, এফ হবে 1/2, এবং সামগ্রিক সার্কিট এর ফলে 2 হবে।

স্পষ্টতই এখান থেকে যা বলা এবং অনুসরণ করা যায় তার চেয়ে অনেক বেশি রয়েছে, তবে নেতিবাচক প্রতিক্রিয়া এবং এর পিছনে গণিতের এই প্রাথমিক ভূমিকাটি ছিল একটি যুক্তিসঙ্গত উচ্চ বিদ্যালয় স্তরের মধ্যে। অবশ্যই এটি একটি সত্যিকারের লাইভ ওয়াকের মাধ্যমে অনেক ভাল যা ইন্টারেক্টিভভাবে একটি ওয়েব পৃষ্ঠায় এই একমুখী লেখার চেয়ে শিক্ষার্থীদের জড়িত, তবে আশা করি আপনি ধারণাটি পাবেন get

Comments

সেরা অংশ: এটি এসিতে সমানভাবে ভাল কাজ করে - এটির জন্য কেবল জটিল সংখ্যার প্রাথমিক ছদ্মবেশ প্রয়োজন (ছদ্মবেশে প্রাথমিক বিদ্যালয়ের বীজগণিত), ক্যালকুলাসের প্রয়োজন নেই!

— মনিকা পুনরায়

Answer 2

প্রতিক্রিয়া সার্কিট কীভাবে কাজ করে তার জন্য আমি একটি স্বজ্ঞাত ব্যাখ্যা দিতে চাই।

শিক্ষার্থীদের কল্পনা করতে সহায়তা করতে পারে এমন একটি পদ্ধতি প্রতিক্রিয়াটি মধ্যে রয়েছে ভোল্টমিটার, শিক্ষার্থী সহায়ক এবং ভেরিয়েবল ভোল্টেজ সরবরাহের সাথে অপ্পের (উদাহরণস্বরূপ, একটি ইনভার্টিং কনফিগারেশন) প্রতিস্থাপনের কল্পনা করা।

ভোল্টমিটারের শীর্ষস্থানগুলি হ'ল "ওপ এমপি" এর ইনপুট টার্মিনাল; লাল সীসা অ-উল্টানো হয় (এবং এই ক্ষেত্রে ভিত্তি করে), কালো সীসা বিপরীত হয় (এবং দুটি প্রতিরোধকের সংযোগের সাথে সংযুক্ত)।

ভেরিয়েবল ভোল্টেজ সরবরাহের ধনাত্মক টার্মিনালটি "ওপ এমপি" এর আউটপুট যখন নেগেটিভ টার্মিনাল স্থল থাকে।

শিক্ষার্থী ভোল্টমিটার নিরীক্ষণ করতে হবে এবং ভেরিয়েবল ভোল্টেজ সরবরাহকে সমন্বয় করতে পারে যাতে ভোল্টমিটার সর্বদা শূন্য ভোল্ট পড়তে পারে।

এটি শিক্ষার্থীদের পক্ষে যথেষ্ট স্পষ্ট হওয়া উচিত যে যদি ইনপুট ভোল্টেজটি ইতিবাচক হয় তবে তারা ভেরিয়েবল ভোল্টেজ সরবরাহ নেতিবাচকভাবে সামঞ্জস্য করতে পারে হয় তবে ভোল্টমিটার পড়ার শূন্য রাখতে পারে।

এবং, এটি যথেষ্ট পরিষ্কার হওয়া উচিত যে, প্রতিক্রিয়া প্রতিরোধক যদি ইনপুট প্রতিরোধকের দ্বিগুণ হয় তবে তাদের ইনপুট ভোল্টেজের দ্বিগুণ (নেগেটিভ) হতে চলক সরবরাহটি সামঞ্জস্য করতে হবে।

সুতরাং, আউটপুট হবে, শিক্ষার্থী সুনির্দিষ্ট এবং দ্রুত যথেষ্ট, ইনপুট ভোল্টেজ -2 গুণ ধরে।

Answer 3

বেসিক ওপ্যাম্প প্রতিক্রিয়া ব্যাখ্যা করতে ক্যালকুলাসের প্রয়োজন হয় না, কেবল সাধারণ বীজগণিত। ক্যালকুলাস কেবল তখনই আসে যখন আপনি প্রতিক্রিয়া-ভিত্তিক সিস্টেমের গতিশীল আচরণ বিশ্লেষণ করার চেষ্টা করবেন যাতে প্রতিক্রিয়াশীল উপাদান (ক্যাপাসিটার এবং কয়েলস) অন্তর্ভুক্ত থাকে।

উচ্চতর লাভ + নেতিবাচক প্রতিক্রিয়া কীভাবে "ভার্চুয়াল সংক্ষিপ্ত" ধারণার দিকে নিয়ে যায় তা ব্যাখ্যা করা সহজ।

যদি আপনি ওপ্যাম্পটি হিসাবে সংজ্ঞায়িত করেন

$V_{out} = G \cdot (V+ - V-)$

এবং মতামত হিসাবে

$V- = K \cdot V_{out}$

তারপরে সহজ বিকল্প দেয়

$V+ - V- = \dfrac{V_{out}}{G} = \dfrac{V-}{G \cdot K}$

সমাধানের জন্য $V_-$:

$V- = \dfrac{V+}{1 + \dfrac{1}{G \cdot K}}$

এখন আপনি চিহ্নিত করুন যে জি যদি খুব বড় সংখ্যা হয় (কে এর মান নির্বিশেষে, যা সাধারণত 1 এর চেয়ে কম সংখ্যক হয়), তবে শব্দটি $\dfrac{1}{G \cdot K}$ অবশ্যই খুব অল্প সংখ্যক হতে হবে যার অর্থ হল ভি- এবং ভি + এর মধ্যে পার্থক্যটি মূলত শূন্য - একটি সংক্ষিপ্ত।

জি এর বৃহত্তর মানগুলির (আরও আদর্শ ওপ্যাম্প) জন্য প্রভাব আরও দৃ stronger় হয় এবং এটি কে (দুর্বল প্রতিক্রিয়া) এর ছোট মানগুলির জন্য দুর্বল হয়।

Answer 4

প্রতিক্রিয়া তত্ত্বটি বোঝার একটি সহজ উপায় হ'ল জল পাম্পের কথা ভাবা। এখন, আপনি যদি পাম্পে এসে ট্যাপটি খুলেন তবে এখান থেকে প্রচুর পরিমাণ জল প্রবাহিত হবে। আপনি যদি আরও ট্যাপ খুলেন তবে আরও বেশি জল প্রবাহিত হবে ইত্যাদি on এটি ওপেন লুপ ওপ অ্যাম্প।

এখন, যদি প্রতিক্রিয়া প্রয়োগ করা হয়, এর অর্থ হ'ল যদি আরও বেশি জল পাম্পের বাইরে প্রবাহিত হয়, তবে এটি স্বয়ংক্রিয়ভাবে জলটির প্রবাহ হ্রাস করতে "নীচে" ট্যাপটিকে সরিয়ে ফেলবে। অবশেষে, কতটা কলটি "নীচে" পরিণত হয় তার উপর নির্ভর করে আমরা একটি ছোট্ট জল বেরিয়ে আসতে পারি। এটি বন্ধ লুপ অপ এম্প।

জলের প্রবাহ বৃদ্ধি পেলে ট্যাপটি "ডাউন" করার ক্ষমতাটিকে ফিডব্যাক বলা হয় এবং আমরা অপ্ট এম্পে প্রতিরোধক দ্বারা নিয়ন্ত্রণ করতে পারি। যেহেতু আমরা আউটপুটটিকে ইনপুটগুলিতে ফিরিয়ে দিচ্ছি (পানির স্তরটি ট্যাপে), আমরা এটিকে প্রতিক্রিয়া বলি।

এখন কেন আমাদের স্থিতিশীলতার জন্য নেতিবাচক প্রতিক্রিয়া দরকার? কারণ যখন জলের স্তর বৃদ্ধি পায়, যদি কলটিও বৃদ্ধি পায়, তবে আমরা একটি "বিশাল" প্রবাহ পাব এবং সিস্টেমটি অস্থির (ইতিবাচক প্রতিক্রিয়া)। তবে, জলের স্তরটি যদি আমাদের সর্বোত্তম আউটপুট দেয় তবে নেতিবাচক প্রতিক্রিয়াটি কলটিকে হ্রাস করবে।