विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक्स
ऑप-एम्प गेन और फ़ीडबैक कैलकुलेटर
इनवर्टिंग या नॉन-इनवर्टिंग ऑप-एम्प का गेन और आउटपुट निकालें, या लक्ष्य गेन के लिए मानक प्रतिरोध जोड़े खोजें।
आपके इनपुट
आपके परिणाम
- वोल्टेज गेन
- —
- आदर्श आउटपुट वोल्टेज
- —
- सीमित आउटपुट का अनुमान
- —
- फ़ीडबैक प्रतिरोध
- —
G = 1 + Rf / Rgसर्वोत्तम प्रतिरोधक जोड़े
| Rg | Rf | वोल्टेज गेन | लक्ष्य से त्रुटि · % | जोड़ा उपयोग करें |
|---|
ऑप-एम्प गेन सेट करें और फ़ीडबैक प्रतिरोधकों के जोड़ों की तुलना करें
इनवर्टिंग या नॉन-इनवर्टिंग एम्पलीफ़ायर का आदर्श बंद लूप गेन और आउटपुट वोल्टेज निकालें। संदर्भ वोल्टेज शामिल करें, पसंदीदा फ़ीडबैक प्रतिरोधकों की तुलना करें और चाहें तो अपनी दी हुई सीमाओं से आउटपुट सीमित करें। टूल एक आदर्श एम्पलीफ़ायर और स्थिर आउटपुट सीमा का मॉडल बनाता है; यह बैंडविड्थ, स्लू रेट, इनपुट दायरे की पाबंदियों या लोड पर निर्भर आउटपुट स्विंग की गणना नहीं करता।
चरण-दर-चरण
- एम्पलीफ़ायर की संरचना और गणना मोड चुनें। इनपुट वोल्टेज और संदर्भ वोल्टेज दर्ज करें, फिर Rin या Rg और फ़ीडबैक प्रतिरोध Rf दर्ज करें। प्रतिरोध फ़ील्ड की डिफ़ॉल्ट इकाई kΩ है।
- चाहें तो आउटपुट सीमाएँ चालू करें और आउटपुट की वास्तविक निचली तथा ऊपरी सीमा दर्ज करें जिन्हें मॉडल में रखना चाहते हैं। आदर्श आउटपुट की तुलना सीमित आउटपुट से करें और देखें कि स्थिति क्लिपिंग दिखाती है या नहीं।
- प्रतिरोधकों के जोड़ों की तुलना करने के लिए खोज मोड चुनें, लक्ष्य गेन का परिमाण, प्रतिरोध का पैमाना और पसंदीदा श्रेणी दर्ज करें। सूची में दी गई गेन त्रुटियाँ देखें; कोई जोड़ा इस्तेमाल करके गणना मोड पर लौटें और उसका आउटपुट जाँचें।
सेटिंग और सीमाएँ
- गेन और संदर्भ
- इनवर्टिंग गेन G = −Rf / Rin है; नॉन-इनवर्टिंग गेन G = 1 + Rf / Rg है। आउटपुट Vout = Vref + G × (Vin − Vref) है। इनवर्टिंग परिपथ में संदर्भ नॉन-इनवर्टिंग इनपुट से जुड़ा होता है, या नॉन-इनवर्टिंग परिपथ में Rg के निचले सिरे से।
- आउटपुट सीमाएँ
- निचली सीमा ऊपरी सीमा से कम होनी चाहिए। मॉडल आदर्श आउटपुट को दर्ज किए गए इन मानों तक सीमित करता है; वह उन्हें सप्लाई रेलों से नहीं निकालता। वास्तविक आउटपुट स्विंग चुने गए एम्पलीफ़ायर और संचालन स्थितियों पर निर्भर करता है, इसलिए उसके विनिर्देशों से उपयुक्त सीमाएँ लें।
- प्रतिरोधकों की खोज
- खोज इनवर्टिंग एम्पलीफ़ायर के लिए भी गेन का धनात्मक परिमाण इस्तेमाल करती है; सूची में इनवर्टिंग गेन ऋणात्मक होता है। नॉन-इनवर्टिंग लक्ष्य गेन कम से कम 1 होना चाहिए। सीमित खोज पसंदीदा मानों के अधिकतम पाँच जोड़े दिखाती है और सापेक्ष गेन त्रुटि बताती है; इसमें प्रतिरोधकों का टॉलरेंस या एम्पलीफ़ायर की त्रुटियाँ शामिल नहीं हैं।
हल किया हुआ उदाहरण
Vin = 0.2 V, Vref = 0 V, Rg = 10 kΩ और Rf = 90 kΩ के साथ नॉन-इनवर्टिंग गणना चुनें। 0 V और 3.3 V की आउटपुट सीमाएँ चालू करें। गेन 10 V/V और आउटपुट 2 V है।
| Vin | G | Vout* | Vout (0–3.3 V) |
|---|---|---|---|
| 0.2 V | 10 V/V | 2 V | 2 V |
| 0.4 V | 10 V/V | 4 V | 3.3 V |
प्रतिरोधक बदले बिना Vin को 0.4 V तक बढ़ाएँ। आदर्श आउटपुट 4 V हो जाता है, लेकिन सीमित परिणाम 3.3 V है और स्थिति क्लिपिंग दिखाती है। गेन की गणना वही रहती है; दर्ज की गई आउटपुट की ऊपरी सीमा मॉडल के आउटपुट को आदर्श मान के साथ बढ़ने से रोकती है।
सवाल और समस्या समाधान
इनवर्टिंग परिणाम ऋणात्मक क्यों है?
शून्य संदर्भ के साथ धनात्मक इनपुट, ऋणात्मक गेन के कारण ऋणात्मक आदर्श आउटपुट देता है। एकल सप्लाई वाला परिपथ शायद उस मान तक न पहुँच सके। परिणाम को संचालन बिंदु मानने से पहले उपयुक्त संदर्भ और वास्तविक आउटपुट सीमाएँ तय करें।
क्या प्रतिरोधकों का सही अनुपात अपेक्षित सिग्नल की गारंटी देता है?
अनुपात इस आदर्श स्थिर गेन को तय करता है। आवृत्ति प्रतिक्रिया, इनपुट कॉमन-मोड दायरा, आउटपुट लोड, बायस प्रभाव और स्थिरता के लिए वास्तविक एम्पलीफ़ायर के विनिर्देश चाहिए। सिग्नल की गति की इन सीमाओं को समझने के लिए अलग बैंडविड्थ और स्लू-रेट टूल इस्तेमाल करें।
खोज के परिणाम या गणना किए गए मान खाली क्यों हैं?
धनात्मक इनपुट प्रतिरोधक, गैर-ऋणात्मक फ़ीडबैक प्रतिरोधक, वैध इकाइयाँ और क्रम में रखी आउटपुट सीमाएँ जाँचें। खोज के लिए वैध गेन परिमाण और प्रतिरोध का पैमाना भी चाहिए। इनपुट और संदर्भ वोल्टेज धनात्मक या ऋणात्मक हो सकते हैं, लेकिन अमान्य प्रतिरोध या लक्ष्य प्रविष्टियों को सुधारना होगा।