সক্রিয় উপাদান হিসাবে একটি ওপ অ্যাম্প ব্যবহার করে একটি দোলক বিল্ডকে অপ এম্প অম্পিলেটর বলে।
এই পোস্টে আমরা শিখি কিভাবে ওপ্যাম্প ভিত্তিক অসিলেটরগুলি ডিজাইন করা যায় এবং স্থিতিশীল দোলক নকশা তৈরির জন্য প্রয়োজনীয় অনেক সমালোচনামূলক কারণগুলি সম্পর্কে।
ওপ অ্যাম্প ভিত্তিক অসিলেটরগুলি সাধারণত বর্গক্ষেত্র, স্যাটোথুথ, ত্রিভুজাকার এবং সাইনোসয়েডাল হিসাবে নির্দিষ্ট, পর্যায়ক্রমিক তরঙ্গরূপ তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়।
সাধারণত তারা একক সক্রিয় ডিভাইস, বা একটি প্রদীপ বা একটি স্ফটিক ব্যবহার করে এবং আউটপুট তৈরির জন্য কয়েকটি প্যাসিভ ডিভাইস যেমন রেজিস্টার, ক্যাপাসিটার এবং সূচকগুলি দ্বারা যুক্ত।
ওপ-অ্যাম্প অসিলেটর বিভাগসমূহ
আপনি দোলকের কয়েকটি প্রাথমিক গ্রুপ পাবেন: শিথিলকরণ এবং সাইনোসয়েডাল।
রিল্যাক্সেশন দোলকগুলি ত্রিভুজাকার, স্যাটোথুথ এবং অন্যান্য ননসিনুইয়েডাল ওয়েভফর্ম তৈরি করে।
সাইনোসয়েডাল ওসিলেটরগুলি দোলনা তৈরি করতে অভ্যস্ত অতিরিক্ত অংশ বা স্ফটিকগুলিতে অন্তর্নির্মিত দোলনা জেনারেটরগুলি ব্যবহার করে অপ-অ্যাম্পগুলি অন্তর্ভুক্ত করে।
সাইন ওয়েভ দোলকগণ প্রচুর সার্কিট অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে উত্স বা টেস্ট ওয়েভফর্ম হিসাবে নিযুক্ত হয়।
একটি খাঁটি সাইনোসয়েডাল দোলক শুধুমাত্র পৃথক বা বেসিক ফ্রিকোয়েন্সি বৈশিষ্ট্যযুক্ত: আদর্শভাবে কোনও সুরেলা ছাড়াই।
ফলস্বরূপ, সাইনোসয়েডাল তরঙ্গটি কোনও সার্কিটের ইনপুট হতে পারে, বিকৃতির মাত্রা ঠিক করতে গণনা আউটপুট হারমোনিক্স ব্যবহার করে।
শিথিলকরণ দোলকগুলির মধ্যে তরঙ্গগুলি সাইনোসয়েডাল তরঙ্গগুলির মাধ্যমে উত্পাদিত হয় যা নির্ধারিত আকার প্রদানের জন্য যোগ করা হয়।
অসিলেটরগুলি অবিচ্ছিন্ন প্রবণতা তৈরি করতে সহায়ক যা অডিও, ফাংশন জেনারেটর, ডিজিটাল সিস্টেম এবং যোগাযোগ সিস্টেমের মতো অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে রেফারেন্স হিসাবে ব্যবহৃত হয়।
সাইন ওয়েভ অসিলেটর
সাইনোসয়েডাল দোলনকারীগুলি আরসি বা এলসি সার্কিট ব্যবহার করে অপ-এম্পস সমন্বিত করে যা স্থায়ী দোলন ফ্রিকোয়েন্সিগুলি ধারণ করে, বা একটি পূর্বনির্ধারিত দোলন ফ্রিকোয়েন্সি সহ স্ফটিক রয়েছে।
দোলনের ফ্রিকোয়েন্সি এবং প্রশস্ততা কেন্দ্রীয় অপ-অ্যাম্পের সাথে আবদ্ধ প্যাসিভ এবং সক্রিয় অংশগুলির নির্বাচনের মাধ্যমে প্রতিষ্ঠিত হয়।
অপ-অ্যাম্প ভিত্তিক দোলকগুলি অস্থির হওয়ার জন্য তৈরি করা সার্কিট। ল্যাবগুলিতে অপ্রত্যাশিতভাবে বিকশিত বা নকশাকৃত সময়ে নয়, বরং অস্থির বা দোলন অবস্থায় থাকতে ইচ্ছাকৃতভাবে নির্মিত এমন প্রকারগুলি নয়।
অপ-অ্যাম্প অসিলেটরগুলি ফ্রিকোয়েন্সি রেঞ্জের নীচের প্রান্তে আবদ্ধ থাকে কারণ ওপ্যাম্পগুলিতে উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিগুলিতে লো ফেজ শিফট বাস্তবায়নের জন্য প্রয়োজনীয় ব্যান্ডউইথের অভাব রয়েছে।
ভোল্টেজ-প্রতিক্রিয়া ওপ্যাম্পগুলি কম kHz ব্যাপ্তিতে সীমাবদ্ধ কারণ তাদের প্রধান, ওপেন-লুপের পোল প্রায়শই 10 হার্জ হিসাবে ছোট হয়।
আধুনিক বর্তমান-প্রতিক্রিয়া ওপ্যাম্পগুলি উল্লেখযোগ্যভাবে বিস্তৃত ব্যান্ডউইথের সাথে ডিজাইন করা হয়েছে, তবে এগুলি অসিলেটর সার্কিটগুলিতে বাস্তবায়ন করা অবিশ্বাস্যরকম কারণ তারা প্রতিক্রিয়া ক্যাপাসিট্যান্সের প্রতি সংবেদনশীল।
কয়েকশ মেগাহার্টজ ব্যাপ্তির সীমাতে উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে স্ফটিক দোলকগুলির প্রস্তাবিত হয়।
বেসিক প্রয়োজনীয়তা
সর্বাধিক প্রাথমিক ধরণের, যাকে ক্যানোনিকাল টাইপও বলা হয় একটি নেতিবাচক প্রতিক্রিয়া পদ্ধতি ব্যবহৃত হয়।
চিত্র 1-এ যেমন দেখানো হয়েছে দোলন শুরু করার জন্য এটি পূর্বশর্ত হয়ে ওঠে এখানে আমরা এই জাতীয় পদ্ধতির জন্য ব্লক ডায়াগ্রামটি দেখি যেখানে ইনপুট ভোল্টেজ হিসাবে ভিআইএন স্থির করা হয়।
ভাউট ব্লক এ থেকে আউটপুট নির্দেশ করে V
the সিগন্যাল বোঝায়, প্রতিক্রিয়া ফ্যাক্টরও বলা হয়, যা সংমিশ্রণ জংশনে সরবরাহ করা হয়।
ই প্রতিক্রিয়া ফ্যাক্টরের যোগফল এবং ইনপুট ভোল্টেজের সমতুল্য ত্রুটির উপাদানটিকে বোঝায়।
অসিলেটর সার্কিটের ফলাফলের সমীকরণগুলি নীচে দেখা যাবে। প্রথম সমীকরণটি গুরুত্বপূর্ণ যা আউটপুট ভোল্টেজকে সংজ্ঞায়িত করে। সমীকরণ 2 ত্রুটি ফ্যাক্টর দেয়।
ভুট = ই এক্স এ ------------------------------ (1)
ই = ভিন + βআউটআউট -------------------------- (দুটি)
উপরের সমীকরণগুলি থেকে ত্রুটি ফ্যাক্টর E নির্মূল করা
ভুট / এ = ভিন - আউটআউট ----------------- (3)
ভাউটে উপাদানগুলি বের করে দেয়
ভিন = ভুট (1 / এ + β) --------------------- (4)
উপরের সমীকরণের শর্তাবলী পুনর্গঠন আমাদের # 5 সমীকরণের মাধ্যমে নিম্নলিখিত ধ্রুপদী প্রতিক্রিয়া সূত্র সরবরাহ করে
ভুট / ভিন = এ / (1 + এβ) ---------------- (5)
অসিলেটররা কোনও বাহ্যিক সংকেতের সাহায্য ছাড়াই কাজ করতে সক্ষম হয়। বরং, আউটপুট পালসের একটি অংশ ফিডব্যাক নেটওয়ার্কের মাধ্যমে ইনপুট হিসাবে ব্যবহৃত হয়।
প্রতিক্রিয়া স্থিতিশীল স্থিতিশীল অবস্থা অর্জন করতে ব্যর্থ হলে একটি দোলন শুরু করা হয়। এটি হ'ল কারণ স্থানান্তর ক্রিয়াটি সম্পন্ন হয় না।
এই অস্থিরতাটি ঘটে যখন সমীকরণ # 5 এর ডিনোমিনেটর শূন্য হয়ে যায়, নীচে দেখানো হয়েছে:
1 + এβ = 0, বা এβ = -1।
অসিলেটর সার্কিট ডিজাইনের সময় গুরুত্বপূর্ণ বিষয় হ'ল Aβ = -1 নিশ্চিত করা। এই অবস্থাকে বলা হয় বরখাউসেন মানদণ্ড ।
এই শর্তটি পূরণ করার জন্য, এটি প্রয়োজনীয় 180 ডিগ্রি পর্যায়ের শিফটের মাধ্যমে লুপ লাভের মান একতাতে থাকা অপরিহার্য হয়ে ওঠে। এটি সমীকরণের নেতিবাচক চিহ্ন দ্বারা উপলব্ধি করা হয়েছে।
জটিল বীজগণিতের প্রতীকগুলি ব্যবহার করে উপরের ফলাফলগুলি বিকল্পভাবে নীচে প্রদর্শিত হিসাবে প্রকাশ করা যেতে পারে:
এβ = 1 ㄥ -180 ° °
ইতিবাচক প্রতিক্রিয়া দোলক ডিজাইন করার সময় উপরের সমীকরণটি এইভাবে লেখা যেতে পারে:
এβ = 1 ㄥ 0 ° ° যা সমীকরণে Aβ শব্দটিকে # 5 negativeণাত্মক করে তোলে।
যখন Aβ = -1 প্রতিক্রিয়া আউটপুট একটি অসীম ভোল্টেজের দিকে অগ্রসর হয়।
যখন এটি সর্বাধিক + বা - সরবরাহের স্তরে পৌঁছায়, সার্কিটগুলিতে লাভ স্তরের সক্রিয় ডিভাইসগুলি পরিবর্তিত হয়।
এর ফলে এ এর মান Aβ ≠ -1 হয়ে যায়, প্রতিক্রিয়া অসীম ভোল্টেজ পদ্ধতির গতি কমিয়ে দেয় এবং শেষ পর্যন্ত এটিকে থামিয়ে দেয়।
এখানে আমরা তিনটি সম্ভাবনার মধ্যে একটির সন্ধান করতে পারি:
- অ-লিনিয়ার স্যাচুরেশন বা কাট-অফের ফলে দোলক স্থিতিশীল এবং লক হয়ে যায়।
- সিস্টেমটি আবার লিনিয়ার হয়ে ওঠার আগে এবং বিপরীত সরবরাহ রেলের কাছে আসতে শুরু করার আগে সিস্টেমটিকে দীর্ঘ সময়ের জন্য পরিপূর্ণ করতে বাধ্য করে।
- সিস্টেমটি রৈখিক অঞ্চলে অবিরত থাকে, এবং বিপরীত সরবরাহের রেলের দিকে ফিরে যায়।
দ্বিতীয় সম্ভাবনার ক্ষেত্রে আমরা একটি বিরাট বিকৃত দোলনা পাই, সাধারণত আধা বর্গ তরঙ্গ আকারে।
Aβ = 1 180 -180 the সমীকরণের 180 ° পর্যায়ের শিফটটি সক্রিয় এবং প্যাসিভ উপাদানগুলির মাধ্যমে তৈরি করা হয়েছে।
ঠিক কোনও ডিজাইন করা প্রতিক্রিয়া সার্কিটের মতো, দোলকগুলি প্যাসিভ উপাদানগুলির ফেজ শিফটের উপর ভিত্তি করে নির্মিত হয়।
এটি কারণ প্যাসিভ অংশগুলি থেকে ফলাফলগুলি সুনির্দিষ্ট এবং কার্যতঃ ড্রিফ্টমুক্ত। সক্রিয় উপাদানগুলি থেকে অধিগ্রহণ করা ফেজ শিফট বেশিরভাগ কারণের কারণে বেশিরভাগই সঠিক c
এটি তাপমাত্রা পরিবর্তনের সাথে বয়ে যেতে পারে, প্রারম্ভিক সহনশীলতা প্রদর্শন করতে পারে এবং ফলাফলগুলি ডিভাইসের বৈশিষ্ট্যের উপর নির্ভর করতে পারে।
ওপ এম্পসগুলি দোলনের ফ্রিকোয়েন্সিতে ন্যূনতম ফেজ শিফট আনতে পারে তা নিশ্চিত করার জন্য চয়ন করা হয়।
একটি একক মেরু আরএল (প্রতিরোধক-সূচক) বা আরসি (প্রতিরোধক-ক্যাপসিটার) সার্কিট প্রায় মেরুতে প্রায় 90 ° ফেজ শিফট নিয়ে আসে।
যেহেতু 180 for দোলনের জন্য প্রয়োজনীয়, একটি দোলক ডিজাইনের সময় সর্বনিম্ন দুটি খুঁটি নিযুক্ত করা হয়।
একটি এলসি সার্কিটের 2 টি খুঁটি রয়েছে তাই এটি প্রতিটি পোল জুটির জন্য প্রায় 180 ° ফেজ শিফট সরবরাহ করে।
তবে আমরা ব্যয়বহুল, ভারী এবং অবাঞ্ছিত হতে পারে এমন কম ফ্রিকোয়েন্সি ইন্ডাক্টরের জড়িত সংখ্যার কারণে আমরা এখানে এলসি ভিত্তিক নকশাগুলি নিয়ে আলোচনা করব না।
এলসি ওসিলেটরগুলি উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য লক্ষ্যযুক্ত, এটি ভোল্টেজ প্রতিক্রিয়া নীতিটির ভিত্তিতে ওপ্যাম্পগুলির ফ্রিকোয়েন্সি রেঞ্জের ওপরে এবং তার বেশি হতে পারে।
এখানে আপনি সূচক আকার, ওজন এবং ব্যয় খুব বেশি গুরুত্ব পাবে না।
পর্যায় শিফট দোলনের ফ্রিকোয়েন্সি নির্ধারণ করে যেহেতু সার্কিট ডালগুলি ফ্রিকোয়েন্সিতে 180 ডিগ্রাসের একটি পর্যায় শিফ্ট নিয়ে আসে। Df / dt বা যে হারে ফেজ শিফট ফ্রিকোয়েন্সি সহ পরিবর্তিত হয়, ফ্রিকোয়েন্সি স্থায়িত্ব স্থির করে।
যখন ক্যাসকেড বাফার্ড আরসি বিভাগগুলি হাইপিনপুট এবং নিম্ন-আউটপুট প্রতিবন্ধকতা সরবরাহ করে, ওপ্যাম্প আকারে ব্যবহৃত হয়, তখন ফেজ শিফটটি বিভাগগুলির সংখ্যা দ্বারা বহুগুণ হয়, এন (নীচের চিত্র দেখুন)।
দুটি ক্যাসকেড আরসি বিভাগ 180 ডিগ্রি পর্বের শিফট উপস্থিত থাকা সত্ত্বেও, আপনি দোলক ফ্রিকোয়েন্সিতে ন্যূনতম / ডিটি পেতে পারেন।
ফলস্বরূপ দুটি ক্যাসকেড আরসি বিভাগগুলির অফার ব্যবহার করে নির্মিত দোলকরা অপর্যাপ্ত ফ্রিকোয়েন্সি স্থায়িত্ব।
তিনটি অভিন্ন ক্যাসকেড আরসি ফিল্টার বিভাগ একটি বর্ধিত dФ / dt সরবরাহ করে, অসিলেটরটিকে বর্ধিত ফ্রিকোয়েন্সি স্থায়িত্ব সহ সক্ষম করে।
তবে, একটি চতুর্থ আরসি বিভাগ চালু করে একটি দিয়ে একটি দোলক তৈরি করে অসামান্য dФ / তারিখ
সুতরাং এটি একটি অত্যন্ত স্থিতিশীল দোলক সেটআপ হয়ে যায়।
চারটি বিভাগ পছন্দসই পরিসীমা হিসাবে দেখা যায় মূলত কারণ কোয়াড প্যাকেজগুলিতে অপ্যাম্পগুলি উপলব্ধ।
এছাড়াও, চার-বিভাগের দোলক 4 টি সাইন ওয়েভ তৈরি করে যা 45 ° পর্যায়ের একে অপরের রেফারেন্স সহ স্থানান্তরিত হয় যার অর্থ এই দোলক আপনাকে সাইন / কোসাইন বা চতুষ্পদ সাইন ওয়েভ ধরে রাখতে সক্ষম করে।
স্ফটিক এবং সিরামিক রেজনেটর ব্যবহার করে
স্ফটিক বা সিরামিক রেজনেটরগুলি আমাদেরকে সবচেয়ে স্থিতিশীল দোলক সরবরাহ করে। এটি কারণ কারণ অনুরণনকারীরা তাদের অলৈখিক বৈশিষ্ট্যগুলির ফলাফল হিসাবে অবিশ্বাস্যভাবে উচ্চ ডি / ডিটি নিয়ে আসে।
রেজোনেটরগুলি উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি দোলকগুলিতে প্রয়োগ করা হয়, তবে, কম-ফ্রিকোয়েন্সি দোলক সাধারণত আকার, ওজন এবং ব্যয়ের সীমাবদ্ধতার কারণে রেজোনেটরের সাথে কাজ করে না।
আপনি দেখতে পাবেন যে সিরামিক রেজোনেটর অসিলেটরগুলির সাথে অপ-এম্পগুলি ব্যবহার করা হয় না মূলত কারণ ওপ্যাম্পগুলিতে একটি হ্রাসযুক্ত ব্যান্ডউইথকে অন্তর্ভুক্ত করা হয়।
অধ্যয়নগুলি দেখায় যে উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি স্ফটিক অসিলেটর তৈরি করা এবং কম ফ্রিকোয়েন্সি রেজোনেটর অন্তর্ভুক্ত করার পরিবর্তে কম ফ্রিকোয়েন্সি অর্জনের জন্য আউটপুটটি ছাঁটাই করা কম ব্যয়বহুল।
দোলনদায়ক মধ্যে লাভ
দোলকের লাভ অবশ্যই মিলবে এক দোলন ফ্রিকোয়েন্সি এ। লাভ 1 এর চেয়ে বেশি হয়ে গেলে এবং নকশা স্থগিত হয়ে যায় The
–180 ° এর একটি পর্যায় শিফট সহ লাভ 1 এর উপরে পৌঁছানোর সাথে সাথে অ্যাক্টিভ ডিভাইসের (ওপ্যাম্প) অ লিনিয়ার সম্পত্তি লাভটি 1 এ নামিয়ে দেয়।
সক্রিয় ডিভাইস (ট্রানজিস্টর) লাভের কাট-অফ হ্রাস বা স্যাচুরেশনের কারণে যখন অ-লিনিয়ারিটি সরবরাহ হয় তখন উভয় (+/-) সরবরাহের স্তরের কাছে ওপাম্প দুলতে থাকে।
একটি আশ্চর্যের বিষয় হ'ল খারাপভাবে ডিজাইন করা সার্কিটগুলি তাদের উত্পাদনের সময় 1 টিরও বেশি পরিমাণে প্রান্তিক লাভের দাবি করে।
অন্যদিকে, উচ্চতর লাভ আউটপুট সাইন ওয়েভের জন্য বৃহত্তর পরিমাণে বিকৃতির দিকে পরিচালিত করে।
ক্ষেত্রে যেখানে লাভ সর্বনিম্ন হয়, চরম প্রতিকূল পরিস্থিতিতে দোলন বন্ধ হয়ে যায়।
যখন লাভটি খুব বেশি হয়, তখন আউটপুট তরঙ্গরূপটি সাইন ওয়েভের পরিবর্তে বর্গাকার তরঙ্গের সাথে অনেক বেশি মিলে যায়।
বিকৃতি হ'ল অ্যামপ্লিফায়ারকে বেশি চালনা করার তাত্ক্ষণিক পরিণতি।
সুতরাং, নিম্ন বিকৃতি দোলকগুলি অর্জনের জন্য লাভকে সতর্কতার সাথে পরিচালনা করা উচিত।
ফেজ-শিফট দোলকরা বিকৃতি দেখাতে পারে, তবে তাদের বাফার ক্যাসকেড আরসি বিভাগগুলি ব্যবহার করে কম বিকৃতি আউটপুট ভোল্টেজগুলি অর্জন করার ক্ষমতা থাকতে পারে।
কারণ ক্যাসকেড আরসি বিভাগগুলি বিকৃতি ফিল্টার হিসাবে আচরণ করে। তদুপরি, বাফার ফেজ-শিফট দোলনকারীরা কম বিকৃতি অনুভব করে যেহেতু লাভটি বাফারগুলির মধ্যে পরিচালিত হয় এবং অভিন্ন ভারসাম্যহীন হয়।
উপসংহার
উপরের আলোচনা থেকে আমরা ওপ্যাম্প দোলকগুলির প্রাথমিক কার্যকরী নীতিটি শিখেছি এবং টেকসই দোলনগুলি অর্জনের মৌলিক মানদণ্ড সম্পর্কে বুঝতে পেরেছি। পরবর্তী পোস্টে আমরা শিখব Wien- ব্রিজ দোলক ।
পূর্ববর্তী: ট্রানজিস্টর (বিজেটি) সার্কিটগুলি কীভাবে সমস্যা সমাধান করবেন পরবর্তী: ফেজ শিফট অসিলেটর - উইন-ব্রিজ, বাফার্ড, চতুর্ভুজ, বুব্বা
