డిఫరెన్షియల్ యాంప్లిఫైయర్ సర్క్యూట్ మరియు సమీకరణం అంటే ఏమిటి

ఇంతవరకు మేము యాంప్లిఫైయర్‌కు కనెక్ట్ కావడానికి op-amp i / ps లో ఒకదాన్ని మాత్రమే ఉపయోగించాము. ఆప్-ఆంప్ యొక్క రెండు ఇన్పుట్లకు ఇన్వర్టింగ్ లేదా నాన్-ఇన్వర్టింగ్ టెర్మినల్ అని పేరు పెట్టారు. ఈ టెర్మినల్స్ ఒక i / p ని విస్తరించడానికి ఉపయోగిస్తారు, వ్యతిరేక ఇన్పుట్ భూమికి అనుసంధానించబడి ఉంటుంది. ఏదేమైనా, మేము ప్రతి ఇన్పుట్లకు సంకేతాలను ఒకేసారి కనెక్ట్ చేయగలుగుతాము, ఆప్-ఆంప్ సర్క్యూట్ యొక్క మరొక సాధారణ రూపాన్ని రూపకల్పన చేస్తాము, దీనిని అవకలన యాంప్లిఫైయర్ అని పిలుస్తారు. ఇది ప్రాథమికంగా కార్యాచరణ యాంప్లిఫైయర్ యొక్క బిల్డింగ్ బ్లాక్‌గా ఉపయోగించబడుతుంది కార్యాచరణ యాంప్లిఫైయర్ (op-amp) . అవకలన యాంప్లిఫైయర్ యొక్క ప్రధాన విధి, ఇది రెండు i / p వోల్టేజ్‌ల మధ్య మార్పులను పెంచుతుంది. కానీ, రెండు i / ps కి సాధారణమైన ఏదైనా వోల్టేజ్‌ను జయించింది. ఈ వ్యాసం దాని గణిత వ్యక్తీకరణలతో పాటు అవకలన యాంప్లిఫైయర్ యొక్క అవలోకనాన్ని ఇస్తుంది.

అవకలన యాంప్లిఫైయర్

డిఫరెన్షియల్ యాంప్లిఫైయర్ అంటే ఏమిటి

అన్ని కార్యాచరణ యాంప్లిఫైయర్లు (ఆప్-ఆంప్స్) వాటి ఇన్పుట్ కాన్ఫిగరేషన్ కారణంగా అవకలన యాంప్లిఫైయర్లు. మొదటి వోల్టేజ్ సిగ్నల్ ఇన్పుట్ టెర్మినల్కు అనుసంధానించబడినప్పుడు మరియు మరొక వోల్టేజ్ సిగ్నల్ వ్యతిరేక ఇన్పుట్ టెర్మినల్కు అనుసంధానించబడినప్పుడు, ఫలిత అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ V1 మరియు V2 యొక్క రెండు ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ సిగ్నల్స్ మధ్య వ్యత్యాసానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది. ప్రతి i / p ఇంటర్న్‌ను 0v గ్రౌండ్‌కు కనెక్ట్ చేయడం ద్వారా అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ పరిష్కరించబడుతుంది సూపర్ స్థానం సిద్ధాంతం .

డిఫరెన్షియల్ యాంప్లిఫైయర్‌గా Op-Amp

ఆప్-ఆంప్ అనేది ఒక డిఫరెన్షియల్ యాంప్లిఫైయర్, ఇది అధిక i / p ఇంపెడెన్స్, హై డిఫరెన్షియల్-మోడ్ లాభం మరియు తక్కువ o / p ఇంపెడెన్స్ కలిగి ఉంటుంది. ఈ సర్క్యూట్‌కు ప్రతికూల అభిప్రాయాన్ని వర్తింపజేసినప్పుడు, expected హించిన మరియు స్థిరమైన లాభం నిర్మించవచ్చు. సాధారణంగా, కొన్ని రకాల అవకలన యాంప్లిఫైయర్ వివిధ సరళమైన అవకలన యాంప్లిఫైయర్లను కలిగి ఉంటుంది. ఉదాహరణకు, వివిధ కార్యాచరణ యాంప్లిఫైయర్ల కోసం పూర్తి అవకలన యాంప్లిఫైయర్, ఇన్స్ట్రుమెంటేషన్ యాంప్లిఫైయర్లు మరియు ఐసోలేషన్ యాంప్లిఫైయర్ తరచుగా నిర్మించబడతాయి.

డిఫరెన్షియల్ యాంప్లిఫైయర్‌గా Op-Amp

• ఆప్-ఆంప్‌ను ఉపయోగించడం ద్వారా డిఫరెన్షియల్ యాంప్లిఫైయర్ సిరీస్ నెగటివ్ ఫీడ్‌బ్యాక్ సర్క్యూట్‌గా ఉపయోగించబడుతుంది
• సాధారణంగా, అవకలన యాంప్లిఫైయర్ వాల్యూమ్ మరియు ఆటోమేటిక్ గెయిన్ కంట్రోల్ సర్క్యూట్‌గా ఉపయోగించబడుతుంది
• కొన్ని అవకలన యాంప్లిఫైయర్లను AM కోసం ఉపయోగించవచ్చు ( వ్యాప్తి మాడ్యులేషన్ ).

అంతర్గతంగా, ఇక్కడ చాలా ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు అవకలనను ఉపయోగిస్తాయి యాంప్లిఫైయర్లు . ఆదర్శ అవకలన యాంప్లిఫైయర్ o / p చే ఇవ్వబడింది

Vout = ప్రకటన (వైన్ + -వైన్-)

పై సమీకరణంలో, A అనేది అవకలన లాభం మరియు Vin + మరియు Vin- i / p వోల్టేజీలు. ఆచరణలో, లాభం ఇన్పుట్లకు సమానం కాదు. ఉదాహరణకు, రెండు i / p వోల్టేజీలు సమానంగా ఉంటే, o / p సున్నా కాదు, అవకలన యాంప్లిఫైయర్ కోసం మరింత ఖచ్చితమైన వ్యక్తీకరణ రెండవ పదాన్ని కలిగి ఉంటుంది.

పై సమీకరణంలో “Ac” అనేది అవకలన యాంప్లిఫైయర్ యొక్క సాధారణ మోడ్ లాభం. ఈ యాంప్లిఫైయర్‌లను తరచూ బయాస్ వోల్టేజ్‌లకు లేదా i / ps రెండింటిలో కనిపించే శబ్దాన్ని శూన్యంగా ఉపయోగించినప్పుడు, తక్కువ సాధారణ మోడ్ లాభం సాధారణంగా కోరుకుంటారు.

CMRR అనేది సాధారణ మోడ్ తిరస్కరణ నిష్పత్తి తప్ప మరొకటి కాదు, MMR యొక్క నిర్వచనం, ఇది నిష్పత్తి b / n అవకలన మోడ్ లాభం & ఒక సాధారణ మోడ్ లాభం, i / ps రెండింటికీ సాధారణమైన వోల్టేజ్‌లను ఖచ్చితంగా రద్దు చేయడానికి యాంప్లిఫైయర్ యొక్క సామర్థ్యాన్ని నిర్దేశిస్తుంది. . CMMR గా నిర్వచించబడింది

ఆదర్శ అవకలన యాంప్లిఫైయర్లో, Ac సున్నా మరియు (CMRR) అనంతం.

డిఫరెన్షియల్ యాంప్లిఫైయర్ ట్రాన్స్ఫర్ ఫంక్షన్ లెక్కింపు

అవకలన యాంప్లిఫైయర్ యొక్క T / F ను డిఫరెన్స్ యాంప్లిఫైయర్ అని కూడా పిలుస్తారు మరియు అవకలన యాంప్లిఫైయర్ సమీకరణం యొక్క బదిలీ ఫంక్షన్ క్రింద చూపబడింది

Vout = v1.R2 / R1 + R2 (1 + R4 / R3) -V2.R4 / R3

పై సూత్రం నిష్క్రియ కార్యాచరణ యాంప్లిఫైయర్‌కు మాత్రమే సంబంధించినది, ఇది పెద్ద లాభం (అనంతంగా పరిగణించబడుతుంది) మరియు i / p ఆఫ్‌సెట్ చిన్నది (సున్నాగా పరిగణించబడుతుంది). ఉదాహరణకు, కింది సర్క్యూట్లో i / p వోల్టేజ్ స్థాయిలు కొన్ని వోల్ట్ల చుట్టూ ఉంటాయి మరియు op-amp యొక్క ఇన్పుట్ ఆఫ్‌సెట్ మిల్లివోల్ట్‌లు, అప్పుడు మనం i / p ఆఫ్‌సెట్‌ను విస్మరించడం ద్వారా సున్నాగా పరిగణించవచ్చు.

నిష్క్రియ కార్యాచరణ యాంప్లిఫైయర్

అవకలన యాంప్లిఫైయర్ యొక్క బదిలీ ఫంక్షన్ సూపర్పొజిషన్ సిద్ధాంతం నుండి ఉద్భవించింది, ఇది ఒక సరళ సర్క్యూట్లో అన్ని మూలాల ప్రభావం ఒక్కొక్కటిగా తీసుకున్న ప్రతి మూలం యొక్క ప్రభావాల బీజగణిత మొత్తం అని పేర్కొంది. పై సర్క్యూట్లో, మేము V1 ను తీసివేసి, షార్ట్ సర్క్యూట్ చేసినప్పుడు, అప్పుడు o / p వోల్టేజ్ లెక్కించబడుతుంది. అదే పద్ధతిలో V2 ను తొలగించండి. అవకలన యాంప్లిఫైయర్ యొక్క o / p వోల్టేజ్ అనేది o / p వోల్టేజ్‌ల మొత్తం.

V1 మరియు R1 లేకుండా Op-Amp

దిగువ సర్క్యూట్లో R1 మరియు V1 ను తొలగించడానికి అనుమతిస్తుంది. ఎందుకంటే మొదటి సర్క్యూట్లో దాని ద్వారా విద్యుత్ ప్రవాహం ఉంది. కాబట్టి, రెసిస్టర్ R1 ను గ్రౌండ్ చేయండి. మేము సర్క్యూట్ను గమనించినప్పుడు, అది ఇన్వర్టర్ అవుతుంది. ఈ సర్క్యూట్ నాన్ఇన్వర్టింగ్ ఐ / పి టెర్మినల్ రెసిస్టర్లు R1 మరియు R2 ద్వారా గ్రౌండ్ టెర్మినల్‌కు అనుసంధానించబడి ఉంది. అప్పుడు Vout ఉంది
Vout2 = -V2. (R4 / R3)
ఇప్పుడు భూమి R3 ను చూద్దాం మరియు దిగువ సర్క్యూట్లో చూపిన V2 ను తొలగించండి.

నాన్ ఇన్వర్టింగ్ యాంప్లిఫైయర్

ఈ సర్క్యూట్ నాన్ ఇన్వర్టింగ్ యాంప్లిఫైయర్, మరియు ఆదర్శవంతమైన ఆప్-ఆంప్ కోసం, వౌట్ అనేది V యొక్క ఫంక్షన్, ఇది ఆప్-ఆంప్ యొక్క నాన్ ఇన్వర్టింగ్ టెర్మినల్ వద్ద భూమికి అనుసంధానించబడిన వోల్టేజ్
Vout1 = V. (1 + R4 / R3)
R1, R2 రెసిస్టర్లు V1 కోసం ఒక అటెన్యూయేటర్, కాబట్టి V కింది సమీకరణంలో వలె V ని నిర్ణయించవచ్చు.
V = V1.R2 / R1 + R2

Vout యొక్క సమీకరణంలో V సమీకరణాన్ని ప్రత్యామ్నాయం చేయడం ద్వారా, అది అవుతుంది
Vout1 = V1.R2 / R1 + R2. (1 + R4 / R3)

ఇప్పుడు మనకు Vout1 మరియు Vout2 ఉన్నాయి, సూపర్పోజిషన్ సిద్ధాంతం ప్రకారం Vout అనేది Vout1 & Vout2 యొక్క మొత్తం

పై సమీకరణం ఐడి డిఫరెన్షియల్ యాంప్లిఫైయర్ యొక్క బదిలీ ఫంక్షన్.

వీట్‌స్టోన్ వంతెనను ఉపయోగించి డిఫరెన్షియల్ యాంప్లిఫైయర్

విలక్షణమైన డిఫరెన్షియల్ యాంప్లిఫైయర్ సర్క్యూట్ ఇప్పుడు ఒక i / p వోల్టేజ్‌ను మరొకదానికి “పోల్చడం” ద్వారా అవకలన వోల్టేజ్ కంపారిటర్‌గా మారుతుంది. ఇక్కడ, ఉదాహరణకు, ఒక ఇన్పుట్ నిరోధక వంతెన n / w యొక్క ఒక కాలుపై ఏర్పాటు చేసిన స్థిర వోల్టేజ్ సూచనతో అనుసంధానించబడి ఉంటుంది మరియు మరొక ఇన్పుట్ “ లైట్ డిపెండెంట్ రెసిస్టర్ ”లేదా“ థర్మిస్టర్ ”. ది యాంప్లిఫైయర్ సర్క్యూట్ o / p వోల్టేజ్ నిరోధక వంతెన యొక్క చురుకైన కాలులో మార్పుల యొక్క సరళ విధిగా మారడంతో తక్కువ లేదా అధిక ఉష్ణోగ్రత స్థాయిలు లేదా కాంతిని గుర్తించడానికి ఉపయోగిస్తారు.

వీట్‌స్టోన్ బ్రిడ్జ్ డిఫరెన్షియల్ యాంప్లిఫైయర్

అందువలన, ఇది అన్ని గురించి అవకలన యాంప్లిఫైయర్ సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం మరియు దాని సమీకరణం. అవకలన ఫంక్షన్ యొక్క బదిలీ ఫంక్షన్‌ను ఎలా లెక్కించాలో మీకు మంచి అవగాహన లభించిందని మేము ఆశిస్తున్నాము. అంతేకాకుండా, అవకలన యాంప్లిఫైయర్ యొక్క అనువర్తనాలకు సంబంధించి ఏవైనా సందేహాలు మరియు ఎలక్ట్రానిక్స్ ప్రాజెక్టులు . దయచేసి దిగువ వ్యాఖ్య విభాగంలో మీ వ్యాఖ్యలను ఇవ్వండి. ఇక్కడ మీ కోసం ఒక ప్రశ్న ఉంది, ప్రధాన వ్యత్యాసం ఏమిటి b / n అవకలన మోడ్ మరియు సాధారణ మోడ్ ఇన్పుట్ సిగ్నల్స్.