Op-amp पलटनेवाला बफर के बाद। क्यों?

Question

योजनाबद्ध तरीके से मैं समझने की कोशिश कर रहा हूं कि मैं इस उप-सर्किट में आया हूं:

यह एक ऑप-इनवर्टर है जो सीधे एक बफर द्वारा पीछा किया जाता है। VIN एक माइक्रोकंट्रोलर में DAC से आता है और यह सर्किट एक VOUT का उत्पादन करता है जो कि नकारात्मक VIN है। ऑप-एम्प को सकारात्मक और नकारात्मक रेल द्वारा आपूर्ति की जाती है (यहां नहीं दिखाया गया है)। अब तक सब ठीक है।

लेकिन मैं पूरी तरह से इस सर्किट में OA2 का उपयोग करने का औचित्य नहीं देखता। एकमात्र कारण जो मैं देख सकता हूं, वह यह है: बिना बफर (OA2) VOUT में अचानक लोड VIN से करंट खींचेगा जब तक कि op-amp OA1 फीडबैक समायोजित नहीं होता (लगभग 1 sees)। बफर (OA2) के साथ ऐसा नहीं है। क्या मुझे यह सही समझ रहा है? या क्या मैं कुछ न कुछ भूल रहा हूं?

Comments

क्या दोनों प्रतिरोधक निश्चित रूप से 10 कोहम हैं?

— एंडी उर्फ

R1 = R2 को उचित रूप से चुना जा सकता है

— mcmayer

क्या आपने योजनाबद्ध तरीके से देखा था। मैं इसका कारण पूछता हूं।

— एंडी उर्फ

हाँ, यह 10k था।

— mcmayer

उच्च लाभ के साथ एक पलटनेवाला के लिए op-amp का उत्पादन प्रतिबाधा आवृत्ति बढ़ जाती है (op-amp लाभ-बैंडविड्थ-उत्पाद पर सीमाओं के कारण) के रूप में काफी अधिक हो सकता है और, अगर एक एकता लाभ चरण जोड़ा जाता है, तो आप एक बहुत तंग हो जाते हैं उच्च आवृत्तियों पर नियंत्रित कम उत्पादन प्रतिबाधा।

— एंडी उर्फ

Answer 1

तुम सही हो। ज्यादातर मामलों में यह मूर्खतापूर्ण है, ऑफसेट वोल्टेज जोड़ता है, और दूसरे भाग का उपयोग करता है। सबसे अधिक संभावना है कि यह किसी के घुटने की झटका प्रतिक्रिया है, या आँख बंद करके "हमेशा सिग्नल को बफर करना" के नियम का पालन करना है, इसके बारे में बहुत मुश्किल सोचने के बिना। सभी योजनाबद्ध नहीं हैं, अच्छे डिजाइन के परिणाम हैं।

दूसरे बफर-ओनली ओप्पम के कुछ सूक्ष्म फायदे हैं:

1. प्रतिक्रिया चालू थ्रू आर 2 OA1 की कुल उत्पादन वर्तमान क्षमता में खाती है। OA2 में आउटपुट चालू करने के लिए अपनी सभी मौजूदा क्षमता उपलब्ध है।

   इस मामले में आर 2 के 10 k being होने के साथ, यह एक कमजोर तर्क है क्योंकि फीडबैक करंट अधिकांश ऑप्‍पों की क्षमता के सापेक्ष इतना छोटा है। कभी-कभी ऐसा एक सर्किट होता है क्योंकि R2 पहले बहुत कम था, और एक डिजाइन परिवर्तन के बाद दूसरा opamp हटाया नहीं गया था जिसने R2 को उठाया।

2. OA2 इनपुट सिग्नल को आउटपुट सिग्नल के दुरुपयोग से बचाता है। जब तक OA1 बंद लूप ऑपरेशन में अभिनय कर रहा है विन केवल R1 के नियत प्रतिबाधा को देखता है। यदि कोई चीज Vout को लोड करती है ताकि OA1 उसे वांछित वोल्टेज पर न चला सके, तो OA1 का नकारात्मक इनपुट 0 V पर नहीं है, और Thevenin बराबर है कि Vin बदलाव कर रहा है।

   इस सर्किट में, OA1 के आउटपुट को प्रभावित किए बिना OA2 के आउटपुट का दुरुपयोग किया जा सकता है, जो बदले में विन को प्रभावित नहीं करेगा, हो सकता है । मेरे कारण "शायद" यह है कि कुछ नस्लों में उनके इनपुट के बीच बैक टू बैक डायोड हैं। मैंने आपका opamp नहीं देखा, इसलिए मुझे नहीं पता कि क्या यहां मामला है। यदि ऐसा है, तो वाउट का दुरुपयोग OA2 के सकारात्मक इनपुट को वापस मिलेगा, जो विन को वापस मिल जाएगा।

   यह फिर से एक कमजोर तर्क है इस बिंदु पर एक opamp उत्पादन लोड करने के बाद जहां यह वांछित वोल्टेज को ड्राइव नहीं कर सकता है आमतौर पर opamp की कल्पना की जा रही है।

Answer 2

यह प्रदर्शन पर बहुत अधिक प्रभाव नहीं डालता है, सिवाय इसके कि इसे कुछ धीमा कर दें क्योंकि हस्तांतरण समारोह में दो ध्रुव हैं।

संभावना यह है कि डिजाइनर को केवल दोहरे में एक ऑप-एम्पी की आवश्यकता थी और शेष एम्पलीफायर के साथ कुछ सौम्य करने के लिए इसे परेशानी से बाहर रखने के लिए चुना। यह LM324 क्वाड और LM358 दोहरे एम्पलीफायर के साथ एक सामान्य स्थिति है।

LM358 के समान सामान्य सस्ता कोई एकल एम्पलीफायर नहीं है- कोई भी अन्य भाग अधिक महंगा होता है और / या किसी तरह से सीमित हो सकता है (जैसे कि कम से कम अधिकतम आपूर्ति वोल्टेज) इसलिए यदि LM358 काफी अच्छा है तो आप साथ ही इसका उपयोग कर सकते हैं और 2 वें एम्पलीफायर को बर्बाद कर सकते हैं।

Answer 3

"बफ़र" बस वहाँ है, जैसा कि नाम का अर्थ है, "बफ़र" आउटपुट।

चूंकि OA1 एक प्रतिक्रिया नेटवर्क का हिस्सा है, इसलिए इसका कुछ आउटपुट पहले से ही उपयोग किया जाता है (R2 और R1 के माध्यम से खो जाता है।) जिसका अर्थ है कि OA1 में ड्राइव की क्षमता कम है। इसलिए यदि आप OA1 को सर्किट के किसी अन्य भाग से जोड़ते हैं, तो अनपेक्षित चीजें हो सकती हैं। OA2 बस OA1 के आउटपुट का "अनुसरण करता है" या "बफ़र्स", और इसमें शून्य आउटपुट लोड होता है, इसलिए इसमें पूर्ण ड्राइव क्षमता होती है। यह "बफ़रिंग" आमतौर पर देखा और उपयोग किया जाता है, और सर्किट के संचालन को अधिक मजबूत और विश्वसनीय बनाता है।

इसके अलावा, बफ़र्स देरी के मामले में मायने रखते हैं। डिजिटल और एनालॉग सर्किट डिजाइन दोनों में, उच्च गति वाले सिग्नल सर्किट तत्वों द्वारा काफी देरी कर सकते हैं। कभी-कभी, कई बफ़र्स का उपयोग किया जाता है - बिना किसी उद्देश्य के साथ प्रतीत होता है - देरी को लागू करने के अलावा। यह आमतौर पर किया जाता है ताकि दो सिग्नल टाइम डोमेन में "फिर से मिलें"।

Comments

ठीक है मैं समझा। लेकिन अगर मुझे लगता है कि VIN = 10V OA1 का फीडबैक लूप 1mA की आवश्यकता है। तब OA2 बफर मुझे ओवरकिल की तरह लग रहा है।

— mcmayer

इस सर्किट के लिए, यह संभावना है। लेकिन यह भी इस्तेमाल किए गए ऑप-amp पर निर्भर करता है; अगर op-amp केवल 5mA ड्राइव कर सकता है, तो फीडबैक रोकनेवाला पहले से ही इसकी उत्पादन क्षमता का 20% उपभोग कर रहा है। आगे लोडिंग के कारण यह सिग्नल को तिरछा कर सकता है; जैसा कि आउटपुट ठीक से नहीं चल सकता है, फीडबैक इनपुट में यह त्रुटि होगी। एक बफर जोड़े जाने के साथ, अधिक आउटपुट ड्राइव उपलब्ध है, और उस आउटपुट को लोड करना OA1 के संचालन को प्रभावित नहीं करता है। फायदे का सौदा। :)

— rdtsc

Answer 4

जब बिजली चालू होती है, तो दूसरे पोस्टरों की तरह कम अंतर होना चाहिए।

जब बिजली को बंद कर दिया जाता है, तो दूसरे संस्करण में आउटपुट के वापस इनपुट में आने की संभावना कम होती है और संभवतः आउटपुट कनेक्शन से इनपुट लोड को स्वतंत्र कर देगा। कुछ अनुप्रयोगों (ऑडियो?) के लिए, यह एक वांछनीय संपत्ति हो सकती है। क्या यह वास्तव में यहां मामला है, यह प्रश्न में ओपैंप की आंतरिक सर्किटरी पर निर्भर करता है। चूंकि एक विशिष्ट प्रकार दिया गया है, यह वास्तव में डिजाइन का हिस्सा हो सकता है।

Answer 5

योजनाबद्ध रूप से आपने जो ड्रा किया है, जैसा कि अन्य लोगों ने उत्तर दिया है, इस लेआउट से इतना लाभ नहीं है।

यदि फिर भी दो अलग-अलग मॉडल ऑप-एम्प्स हैं और रोकनेवाला मान भिन्न हैं, तो इस तरह के लेआउट का उपयोग करने के लिए अच्छे कारण हो सकते हैं। मैंने एक समान सर्किट बनाया, जिसे अपेक्षाकृत उच्च आवृत्ति सिग्नल को बढ़ाना था, और फिर आउटपुट को 50 ओम लोड पर ड्राइव करना था। इन दो कार्यों के लिए अलग-अलग विशेषताओं के साथ ऑप-एम्प की आवश्यकता होती है। पहले ऑप-एम्प के लिए, उच्च आवृत्तियों पर लाभ के किसी भी नुकसान के बिना उच्च आवृत्ति को बढ़ाने के लिए इसे उच्च बैंडविड्थ की आवश्यकता होती है। दूसरे ऑप-एम्प के लिए, यह अधिकतम आउटपुट वोल्टेज पर 50 ओम लोड ड्राइव करने में सक्षम होने के लिए उच्च रेटेड आउटपुट करंट होना चाहिए था, लेकिन इसे ऐसे उच्च बैंडविड्थ की आवश्यकता नहीं थी क्योंकि इसमें केवल 1 का लाभ था।