নন-ইনভার্টিং সামিং অ্যামপ্লিফায়ার: সার্কিট, ডেরিভেশন, ট্রান্সফার ফাংশন, বনাম ইনভার্টিং সামিং এবং এর প্রয়োগ

কর্মক্ষম পরিবর্ধক বিভিন্ন কনফিগারেশনে উপলব্ধ। ক সারসংক্ষেপ পরিবর্ধক একটি একক ও/পি ভোল্টেজে ন্যূনতম দুই বা তার বেশি ইনপুটগুলিতে উপলব্ধ ভোল্টেজগুলিকে একত্রিত করার জন্য ব্যবহৃত হয়। ইনভার্টিং অপ-অ্যাম্পের একটি একক ইনপুট ভোল্টেজ থাকে যা ইনভার্টিং ইনপুট টার্মিনালে সরবরাহ করা হয়। যদি আমরা ইনভার্টিং ইনপুট টার্মিনালে বেশ কয়েকটি ইনপুট প্রতিরোধক দেই, প্রতিটি ইনপুট মূল ইনপুট প্রতিরোধকের মানের সমতুল্য, যা সমমঙ্গল পরিবর্ধক হিসাবে পরিচিত। এই পরিবর্ধক ভোল্টেজ যোগ এবং বিয়োগ প্রক্রিয়া. দুই ধরনের সামিং এমপ্লিফায়ার আছে; inverting এবং non-inverting. এই নিবন্ধটি একটি সম্পর্কে সংক্ষিপ্ত তথ্য প্রদান করে নন-ইনভার্টিং সমীকরণ পরিবর্ধক , কাজ, এবং এর অ্যাপ্লিকেশন।

একটি নন-ইনভার্টিং সামিং এমপ্লিফায়ার কি?

এক ধরনের Op-Amp সার্কিট কনফিগারেশন যা একটি সমষ্টিগত আউটপুট প্রদান করতে ব্যবহৃত হয়, একই ফেজ বা পোলারিটি একটি নন-ইনভার্টিং সামিং এমপ্লিফায়ার হিসাবে পরিচিত। এই ধরনের সংক্ষিপ্ত পরিবর্ধক সরাসরি কাপলিং কৌশল ব্যবহার করে, যা নির্দেশ করে যে উৎস সংকেতগুলি সংযুক্ত এবং অপ-অ্যাম্পের সাথে নির্দেশিত।

এই ধরনের অপ-অ্যাম্প কনফিগারেশনে, অপ-অ্যাম্পের ইনভার্টিং ইনপুট গ্রাউন্ড করা হয়। নন-ইনভার্টিং ইনপুট ইনপুট ভোল্টেজের সাথে একটি প্রতিরোধকের মাধ্যমে বা সরাসরি সংযুক্ত থাকে। এই নন-ইনভার্টিং সামিং এমপ্লিফায়ারের আউটপুট ভোল্টেজ নিম্নলিখিত সূত্রটি ব্যবহার করে নির্ধারণ করা যেতে পারে:

Vout = (1+Rf/R1)*Vin

যেখানে 'Rf' হল ফিডব্যাক প্রতিরোধক, 'R1' হল ইনপুট প্রতিরোধক এবং ভিন হল প্রয়োগকৃত ইনপুট ভোল্টেজের সমষ্টি।

নন-ইনভার্টিং সামিং অ্যামপ্লিফায়ার কাজ করছে

একটি নন-ইনভার্টিং সামিং অ্যামপ্লিফায়ার অনুরূপ পোলারিটি (বা) ফেজ সহ i/p সংকেতের একটি সমষ্টিগত o/p প্রদান করে। এই পরিবর্ধকটির বেশ কয়েকটি ইনপুট উত্স এবং একটি একক আউটপুট রয়েছে যেখানে এই ইনপুটগুলি প্রতিরোধকের মাধ্যমে এর নন-ইনভার্টিং টার্মিনালের সাথে সংযুক্ত থাকে।

প্রতিটি ইনপুট সংকেত সরাসরি একটি প্রতিরোধকের সাথে সংযুক্ত থাকে যেখানে প্রতিটি প্রতিরোধকের অপর প্রান্তটি কেবল অপ-অ্যাম্পের নন-ইনভার্টিং টার্মিনালের সাথে সংযুক্ত থাকে। এর পরে, সমীকরণ জংশনটি একটি ফিডব্যাক প্রতিরোধকের মাধ্যমে GND এর সাথে সংযুক্ত থাকে। সুতরাং এই বিন্যাসটি অপারেশনাল এমপ্লিফায়ারকে একটি রোধের মান দ্বারা নির্ধারিত উপযুক্ত ওজনের সাথে বিভিন্ন ইনপুট ভোল্টেজ যোগ করার অনুমতি দেয়।

এই পরিবর্ধকটির মোট আউটপুট হল সমস্ত সংযুক্ত ইনপুট ভোল্টেজের সমষ্টি যেখানে পৃথক ওজন সমতুল্য ইনপুটগুলির সাথে সংযুক্ত প্রতিরোধকের উপর নির্ভরশীল। সুতরাং এই পরিবর্ধকটির ইনপুট এবং আউটপুট 0° সহ পর্যায়ক্রমে রয়েছে।

অপ এম্প ব্যবহার করে নন-ইনভার্টিং সামিং এমপ্লিফায়ার

নন-ইনভার্টিং সামিং অ্যামপ্লিফায়ার সার্কিট ডায়াগ্রামটি নীচে দেখানো হয়েছে। এই পরিবর্ধক কনফিগারেশনটি নন-ইনভার্টিং অ্যামপ্লিফায়ারের মতো। এই এমপ্লিফায়ারের ইনপুট ভোল্টেজগুলি Op Amp-এর নন-ইনভার্টিং ইনপুট টার্মিনালে দেওয়া হয়। এই পরিবর্ধকের আউটপুট ইনভার্টিং ইনপুট টার্মিনালে ভোল্টেজ ডিভাইডার বায়াস ফিডব্যাকের মাধ্যমে ফেরত দেওয়া হয়। এই সার্কিটে তিনটি ইনপুট আছে শুধুমাত্র স্বাচ্ছন্দ্যের জন্য, তবে ইনপুটের সংখ্যাও যোগ করা যেতে পারে। এই এমপ্লিফায়ারের আউটপুট ভোল্টেজ গণনা নীচে আলোচনা করা হয়েছে।

যদি 'VIN'-এর মতো ইনপুট ভোল্টেজ সমস্ত ইনপুট সংকেত সংমিশ্রণ হয়, তাহলে এটি অপ-অ্যাম্পের নন-ইনভার্টিং পিনে দেওয়া যেতে পারে। উপরের নন-ইনভার্টিং সামিং অ্যামপ্লিফায়ার সার্কিট থেকে, আমরা ইনপুট পিন ভিআইএন দিয়ে এই এমপ্লিফায়ারের আউটপুট ভোল্টেজ গণনা করতে পারি এবং ফিডব্যাক ডিভাইডারে, Rf এবং Ri প্রতিরোধক ব্যবহার করা হয়। সুতরাং আউটপুট ভোল্টেজ হিসাবে পরিণত হবে;

VOUT = VIN (1 + (Rf / Ri))

যখনই এই এমপ্লিফায়ারের আউটপুট ভোল্টেজ বের করা হয়, তখনই আমাদের ভিআইএন মান নির্ধারণ করতে হবে। যদি তিনটি প্রধান ইনপুট উত্স V1, V2 এবং V3 হয় এবং ইনপুট প্রতিরোধ হয়; R1, R2 এবং R3 তারপর সংশ্লিষ্ট চ্যানেল ইনপুটগুলি হল VIN1, VIN2 এবং VIN3 যখন অন্যান্য সমতুল্য চ্যানেলগুলি গ্রাউন্ড করা হয়। এইভাবে,

VIN = VIN1 + VIN2 + VIN3

এখানে, যখন ভার্চুয়াল গ্রাউন্ড আইডিয়া প্রযোজ্য হয় না, তখন সমস্ত চ্যানেল বাকি চ্যানেলগুলিকে প্রভাবিত করে। প্রথমত, আমাদের ভিআইএন-এর ভিআইএন 1 অংশ গণনা করতে হবে এবং সহজ গণিত দ্বারা; আমরা সহজেই VIN2 এবং VIN3 এর অবশিষ্ট দুটি মান পেতে পারি।

V2 এবং V3 যখনই VIN1-এ এসে গ্রাউন্ডেড হয়, তখন তাদের সমতুল্য প্রতিরোধকগুলিকে একটি ভোল্টেজ বিভাজক নেটওয়ার্কের আকার হিসাবে উপেক্ষা করা যায় না। অতএব,

VIN1 = V1 [(R2 || R3) / (R1 + (R2 || R3))]

একইভাবে, আমরা অন্য দুটি VIN2 এবং VIN3 মান হিসাবে গণনা করতে পারি

VIN2 = V2 [(R1 || R3) / (R2 + (R1 || R3))]
VIN3 = V3 [(R1 || R2) / (R3 + (R1 || R2))]

অতএব,

VIN = VIN1 + VIN2 + VIN3

VIN = V1 [(R2 || R3) / (R1 + (R2 || R3))] + V2 [(R1 || R3) / (R2 + (R1 || R3))] + V3 [(R1 || R2) / (R3 + (R1 || R2))]।

শেষ পর্যন্ত, আমরা আউটপুট ভোল্টেজ হিসাবে গণনা করতে পারি;

VOUT = VIN (1 + (Rf / Ri))

VOUT = (1 + (Rf / Ri)) {V1 [(R2 || R3) / (R1 + (R2 || R3))] + V2 [(R1 || R3) / (R2 + (R1 || R3) ))] + V3 [(R1 || R2) / (R3 + (R1 || R2))]}

আমরা যদি বিশেষ সমতুল্য ওজনযুক্ত অবস্থা বিবেচনা করি যেখানে একই মান সহ সমস্ত প্রতিরোধক, তার পরে VOUT হল:

VOUT = (1 + (Rf / Ri)) ((V1 + V2 + V3)/3)

নন-ইনভার্টিং সামিং সার্কিট ডিজাইন প্রাথমিকভাবে প্রয়োজনীয় ভোল্টেজ লাভের জন্য এই পরিবর্ধকটিকে ডিজাইন করে যোগাযোগ করা হয়। এর পরে, ইনপুট প্রতিরোধকগুলি ব্যবহার করা অপারেশনাল অ্যামপ্লিফায়ারের ধরণের অনুসারে যতটা সম্ভব বড় হিসাবে বেছে নেওয়া হয়।

নন-ইনভার্টিং সামিং অ্যামপ্লিফায়ার ট্রান্সফার ফাংশন

তিনটি ইনপুট সহ নন-ভার্টিং সামিং এমপ্লিফায়ার সার্কিট নীচে দেখানো হয়েছে। যদি আমরা এমপ্লিফায়ারে তিনটি ইনপুট সংকেত যোগ করতে চাই তবে তিনটি ইনপুট নন-ইনভার্টিং সামিং অ্যামপ্লিফায়ারের স্থানান্তর ফাংশন নীচে আলোচনা করা হয়েছে।

সুপারপজিশন উপপাদ্য ব্যবহার করে, প্রথমে, আমরা এই সার্কিটের মধ্যে কেবল 'V1' ছেড়ে দেব, এবং V2 এবং V3 GND-এর সাথে R2 এবং R3 প্রতিরোধকগুলিকে সংযুক্ত করে শূন্য তৈরি করবে।

একটি নিখুঁত অপারেশনাল এমপ্লিফায়ারের জন্য, নন-ইনভার্টিং টার্মিনালের ইনপুট কারেন্টকে শূন্য হিসাবে বিবেচনা করা হয়। সুতরাং, R1, R2 এবং R3 প্রতিরোধকগুলি সমান্তরালে R2 এবং R3 প্রতিরোধকের মাধ্যমে একটি ভোল্টেজ অ্যাটেনুয়েটর তৈরি করবে। তাই ‘Vp’ হল;

Vp = V1 R2 || R3/ R1+ R2 || R3

যেখানে R2 দিয়ে || R3 আমরা লক্ষ্য করেছি যে সমান্তরাল R2 এবং R3 মান।

V1 ইনপুট উত্সের সাথে, একটি অপারেশনাল অ্যামপ্লিফায়ারের আউটপুট VOUT1 এর মাধ্যমে নোট করা যেতে পারে এবং এটি এভাবে লেখা যেতে পারে;

VOUT1 = Vp [1+ Rf2/Rf1]

VOUT1 সমীকরণে Vp মান প্রতিস্থাপন করে, আমরা পেতে পারি;

VOUT1 = V1 (R2 || R3/ R1+ R2|| R3) [1+ Rf2/Rf1]

একইভাবে, আমরা VOUT2 এবং VOUT3 লিখতে পারি যখন শুধুমাত্র ইনপুট সংকেত হয়; V2 এবং V3 অনুরূপভাবে।

VOUT2 = V2 (R1 || R3/ R2+ R1|| R3) [1+ Rf2/Rf1]

VOUT3 = V3 (R1 || R2/ R3+ R1|| R2) [1+ Rf2/Rf1]

উপরের VOUT1, VOUT2 এবং VOUT3 সমীকরণ যোগ করলে, তিনটি ইনপুট সংকেত সহ একটি নন-ইনভার্টিং অ্যামপ্লিফায়ারের স্থানান্তর ফাংশনটি হয়ে যাবে;

VOUT = [1+ Rf2/Rf1] V1 (R2 || R3/ R1+ R2|| R3) + V2 (R1 || R3/ R2+ R1|| R3) + V3 (R1 || R2/ R3+ R1|| R2) .

ইনভার্টিং এবং নন-ইনভার্টিং সামিং এমপ্লিফায়ারের মধ্যে পার্থক্য

ইনভার্টিং এবং নন-ইনভার্টিং সামিং অ্যামপ্লিফায়ারগুলির মধ্যে প্রধান পার্থক্য নীচে আলোচনা করা হয়েছে।

সুবিধাদি

দ্য একটি নন-ইনভার্টিং সামিং এমপ্লিফায়ারের সুবিধা নিম্নলিখিত অন্তর্ভুক্ত.

• এই সমীকরণ পরিবর্ধক ভোল্টেজ লাভ ইতিবাচক।
• আউটপুট সংকেত ফেজ বিপরীত ছাড়া প্রাপ্ত করা যেতে পারে.
• এর ইনপুট প্রতিবন্ধকতার মান বেশি।
• ভোল্টেজ লাভ পরিবর্তনশীল।
• এই পরিবর্ধক, উচ্চতর প্রতিবন্ধক ম্যাচিং অর্জন করা যেতে পারে.

দ্য একটি নন-ইনভার্টিং সামিং এমপ্লিফায়ারের অসুবিধা নিম্নলিখিত অন্তর্ভুক্ত.

• এই পরিবর্ধকটির একটি প্রধান ত্রুটি রয়েছে যেখানে একটি ইনপুট বিচ্ছিন্ন হলে সংযুক্ত বাকি চ্যানেলের জন্য সার্কিট লাভ দ্বিগুণ হবে।
• সমস্ত ইনপুট বিচ্ছিন্ন করার সময় নন-ইনভার্টিং পিনের ভাসমান থেকে দূরে যাওয়ার পরামর্শ দেওয়া হয় না।
• ইনপুট এবং অন্যান্য ইনপুটগুলির মধ্যে সম্ভাব্য হস্তক্ষেপ তীব্রতার পরিমান পরিবর্তনের সাথে উপস্থিত হতে পারে।
• একটি তৃতীয় ইনপুট প্রবর্তনের ফলে প্রথম দুটি চ্যানেলের মধ্যে লাভ কমে যেতে পারে, যার নির্দিষ্ট প্রয়োগের উপর ভিত্তি করে প্রভাব থাকতে পারে।
• পরিবর্তনশীল আউটপুট প্রতিবন্ধকতা মান আছে এমন কোনো উত্সের সাথে যদি একটি লিঙ্ক থাকে, তাহলে এটি বাকি দুটি চ্যানেলের পরিবর্ধনকে প্রভাবিত করে, যা জনপ্রিয় নাও হতে পারে।

অ্যাপ্লিকেশন

দ্য নন-ইনভার্টিং সামিং এমপ্লিফায়ারের অ্যাপ্লিকেশন নিম্নলিখিত অন্তর্ভুক্ত.

• যেখানে উচ্চ ইনপুট প্রতিবন্ধকতা প্রয়োজন সেখানে নন-ভার্টিং সামিং অপ-অ্যাম্প সার্কিট প্রযোজ্য।
• এই সার্কিটগুলিকে একটি বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল করার মতো ইনভার্টিং ইনপুটকে শুধুমাত্র o/p প্রদান করে একটি ভোল্টেজ অনুসরণকারী হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে।
• এই সার্কিটগুলি বিশেষ ক্যাসকেড সার্কিটগুলিকে বিচ্ছিন্ন করতে সহায়তা করে।
• এই পরিবর্ধকটি একই ফেজ বা পোলারিটি সহ প্রয়োগকৃত ইনপুট সংকেতের জন্য একটি সমষ্টি আউটপুট প্রদান করতে ব্যবহৃত হয়।

সুতরাং, এটি নন-ইনভার্টিং সমষ্টির একটি ওভারভিউ পরিবর্ধক, সার্কিট, ডেরিভেশন , পার্থক্য, স্থানান্তর ফাংশন, সুবিধা, অসুবিধা, এবং তাদের অ্যাপ্লিকেশন. এটি +ve নন-ইনভার্টিং ইনপুটটিতে বেশ কয়েকটি ইনপুট সহ এক ধরণের সমীকরণ পরিবর্ধক। সামিং অ্যামপ্লিফায়ারটিকে একটি নন-ইনভার্টিং সামিং অ্যামপ্লিফায়ার হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে কেবলমাত্র op-amp-এর নন-ইনভার্টিং ইনপুটে প্রতিরোধক জুড়ে বিভিন্ন ইনপুট সংকেত সংযুক্ত করে।

এই সামিং এমপ্লিফায়ারের আউটপুট ভোল্টেজ হল ইনপুট ভোল্টেজের পরিমাণ, প্রতিরোধকের মান দ্বারা পক্ষপাতদুষ্ট। এই পরিবর্ধকের প্রতিটি ইনপুট সংকেত একটি প্রতিরোধকের সাথে সংযুক্ত করা যেতে পারে যেখানে প্রতিটি প্রতিরোধকের অবশিষ্ট টার্মিনাল অপারেশনাল এমপ্লিফায়ারের নন-ইনভার্টিং টার্মিনালের সাথে সংযুক্ত করা যেতে পারে। এর পরে, সমীকরণ জংশনটি একটি ফিডব্যাক প্রতিরোধকের মাধ্যমে GND এর সাথে সংযুক্ত থাকে। সুতরাং, এই বিন্যাসটি অপারেশনাল এমপ্লিফায়ারকে প্রতিরোধক মানের মাধ্যমে নির্ধারিত উপযুক্ত ওজনের মাধ্যমে বিভিন্ন ইনপুট ভোল্টেজ অন্তর্ভুক্ত করতে দেয়। এখানে আপনার জন্য একটি প্রশ্ন, একটি সামিং পরিবর্ধক কি?