ऑपरेशनल एम्पलीफायर परिपथ
- ऑपरेशनल एम्पलीफायर परिपथ
ऑपरेशनल एम्पलीफायर (Operational Amplifier), जिसे आमतौर पर ओप-एम्प (Op-Amp) के नाम से जाना जाता है, आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स का एक मूलभूत घटक है। यह एक उच्च लाभ वाला, वोल्टेज-नियंत्रित वोल्टेज स्रोत है जिसका उपयोग विभिन्न प्रकार के परिपथों में किया जाता है। बाइनरी ऑप्शंस के ट्रेडिंग में तकनीकी विश्लेषण और पैटर्न पहचान जितनी ही महत्वपूर्ण ओप-एम्प की समझ इलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र में है। यह लेख शुरुआती लोगों के लिए ओप-एम्प के बुनियादी सिद्धांतों, विशेषताओं और कुछ सामान्य परिपथों पर केंद्रित है।
ओप-एम्प क्या है?
एक ऑपरेशनल एम्पलीफायर एक जटिल इलेक्ट्रॉनिक परिपथ है जिसे एकीकृत परिपथ (Integrated Circuit - IC) के रूप में बनाया जाता है। यह अनिवार्य रूप से एक अंतर प्रवर्धक (Differential Amplifier) होता है जिसके उच्च लाभ वाले इनपुट और आउटपुट होते हैं। ओप-एम्प के दो इनपुट होते हैं:
- **इनवर्टिंग इनपुट (-):** इस इनपुट पर सिग्नल लगाने से आउटपुट सिग्नल इनपुट के विपरीत फेज में होता है।
- **नॉन-इनवर्टिंग इनपुट (+):** इस इनपुट पर सिग्नल लगाने से आउटपुट सिग्नल इनपुट के समान फेज में होता है।
ओप-एम्प का आउटपुट इन दोनों इनपुट के बीच वोल्टेज के अंतर को एक बड़े कारक से गुणा करके प्राप्त किया जाता है। इस कारक को ‘ओपन-लूप गेन’ (Open-Loop Gain) कहा जाता है।
ओप-एम्प की विशेषताएं
ओप-एम्प की कई महत्वपूर्ण विशेषताएं हैं जो इसके प्रदर्शन को निर्धारित करती हैं:
- **ओपन-लूप गेन (AOL):** यह इनपुट वोल्टेज में परिवर्तन के लिए आउटपुट वोल्टेज में परिवर्तन का अनुपात है, जब कोई फीडबैक नहीं होता है। यह मान आमतौर पर बहुत अधिक होता है (105 से 106 या अधिक)। लाभ
- **इनपुट प्रतिबाधा (Input Impedance):** यह ओप-एम्प के इनपुट टर्मिनलों पर लागू लोड का माप है। आदर्श रूप से, यह अनंत होना चाहिए, लेकिन वास्तविक ओप-एम्प में यह बहुत अधिक होता है (कुछ किलो ओम से लेकर मेगा ओम तक)। प्रतिबाधा
- **आउटपुट प्रतिबाधा (Output Impedance):** यह ओप-एम्प के आउटपुट टर्मिनलों से लोड को प्रदान किए गए करंट का विरोध है। आदर्श रूप से, यह शून्य होना चाहिए, लेकिन वास्तविक ओप-एम्प में यह कम होता है (कुछ ओम से लेकर कुछ सौ ओम तक)। प्रतिबाधा
- **बैंडविड्थ (Bandwidth):** यह ओप-एम्प के उस आवृत्ति रेंज को दर्शाता है जिस पर यह प्रभावी ढंग से सिग्नल को प्रवर्धित कर सकता है। आवृत्ति
- **स्ल्यू रेट (Slew Rate):** यह आउटपुट वोल्टेज के बदलने की अधिकतम दर है। स्ल्यू रेट
- **ऑफसेट वोल्टेज (Offset Voltage):** यह इनपुट वोल्टेज है जिसे आउटपुट वोल्टेज को शून्य पर लाने के लिए लागू करने की आवश्यकता होती है। ऑफसेट
ओप-एम्प के प्रकार
विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए कई प्रकार के ओप-एम्प उपलब्ध हैं:
- **सामान्य प्रयोजन ओप-एम्प (General Purpose Op-Amps):** ये सबसे आम प्रकार के ओप-एम्प हैं और विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों में उपयोग किए जा सकते हैं। उदाहरण के लिए: LM741। LM741
- **उच्च गति ओप-एम्प (High-Speed Op-Amps):** ये ओप-एम्प उच्च आवृत्तियों पर सिग्नल को प्रवर्धित करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। उच्च गति
- **कम शोर ओप-एम्प (Low-Noise Op-Amps):** ये ओप-एम्प उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैं जहां कम शोर महत्वपूर्ण है। शोर
- **पावर ओप-एम्प (Power Op-Amps):** ये ओप-एम्प उच्च शक्ति वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। शक्ति
ओप-एम्प के बुनियादी परिपथ
ओप-एम्प का उपयोग करके कई अलग-अलग प्रकार के परिपथ बनाए जा सकते हैं। यहां कुछ सबसे सामान्य परिपथ दिए गए हैं:
इनवर्टिंग एम्पलीफायर (Inverting Amplifier)
इनवर्टिंग एम्पलीफायर एक ऐसा परिपथ है जो इनपुट सिग्नल को प्रवर्धित करता है और उसे इनवर्ट करता है। इसका उपयोग सिग्नल को कमजोर करने या बढ़ाने के लिए किया जा सकता है। इनवर्टिंग एम्पलीफायर में, इनपुट सिग्नल इनवर्टिंग इनपुट पर लागू किया जाता है, और नॉन-इनवर्टिंग इनपुट ग्राउंडेड होता है। लाभ (Gain) की गणना निम्न सूत्र से की जाती है:
Gain = -Rf / Rin
जहां Rf फीडबैक प्रतिरोधक है और Rin इनपुट प्रतिरोधक है।
| चित्र: इनवर्टिंग एम्पलीफायर परिपथ का आरेख यहां डालें। | |
| विवरण | |
| इनपुट प्रतिरोधक | |
| फीडबैक प्रतिरोधक | |
| इनपुट वोल्टेज | |
| आउटपुट वोल्टेज | |
नॉन-इनवर्टिंग एम्पलीफायर (Non-Inverting Amplifier)
नॉन-इनवर्टिंग एम्पलीफायर एक ऐसा परिपथ है जो इनपुट सिग्नल को प्रवर्धित करता है और उसे इनवर्ट नहीं करता है। इसका उपयोग सिग्नल को कमजोर करने या बढ़ाने के लिए किया जा सकता है। नॉन-इनवर्टिंग एम्पलीफायर में, इनपुट सिग्नल नॉन-इनवर्टिंग इनपुट पर लागू किया जाता है, और इनवर्टिंग इनपुट ग्राउंडेड होता है। लाभ की गणना निम्न सूत्र से की जाती है:
Gain = 1 + (Rf / Rin)
जहां Rf फीडबैक प्रतिरोधक है और Rin इनपुट प्रतिरोधक है।
| चित्र: नॉन-इनवर्टिंग एम्पलीफायर परिपथ का आरेख यहां डालें। | |
| विवरण | |
| इनपुट प्रतिरोधक | |
| फीडबैक प्रतिरोधक | |
| इनपुट वोल्टेज | |
| आउटपुट वोल्टेज | |
वोल्टेज फॉलोअर (Voltage Follower)
वोल्टेज फॉलोअर एक ऐसा परिपथ है जो इनपुट वोल्टेज को आउटपुट वोल्टेज के रूप में आउटपुट करता है। इसका उपयोग बफर के रूप में किया जाता है ताकि उच्च प्रतिबाधा वाले स्रोत को कम प्रतिबाधा वाले लोड से जोड़ा जा सके। वोल्टेज फॉलोअर में, आउटपुट को इनवर्टिंग इनपुट से जोड़ा जाता है, और नॉन-इनवर्टिंग इनपुट पर इनपुट वोल्टेज लागू किया जाता है। लाभ 1 होता है। बफर
एडडर (Adder)
एडडर एक ऐसा परिपथ है जो कई इनपुट वोल्टेज को जोड़ता है और उनका योग आउटपुट के रूप में देता है। एडडर में, प्रत्येक इनपुट वोल्टेज को एक प्रतिरोधक के माध्यम से इनवर्टिंग इनपुट पर लागू किया जाता है। एडडर
डिफरेंशियल एम्पलीफायर (Differential Amplifier)
डिफरेंशियल एम्पलीफायर दो इनपुट वोल्टेज के बीच के अंतर को प्रवर्धित करता है। इसका उपयोग शोर को कम करने और सामान्य-मोड सिग्नल को अस्वीकार करने के लिए किया जा सकता है। डिफरेंशियल एम्पलीफायर
इंटीग्रेटर (Integrator)
इंटीग्रेटर एक ऐसा परिपथ है जो इनपुट सिग्नल का समाकलन (Integration) करता है। इसका उपयोग एनालॉग सिग्नल को डिजिटल सिग्नल में बदलने और फिल्टर बनाने के लिए किया जा सकता है। समाकलन
डिफरेंशिएटर (Differentiator)
डिफरेंशिएटर एक ऐसा परिपथ है जो इनपुट सिग्नल का अवकलन (Differentiation) करता है। इसका उपयोग शोर को बढ़ाने और एज डिटेक्शन के लिए किया जा सकता है। अवकलन
ओप-एम्प के अनुप्रयोग
ओप-एम्प का उपयोग विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों में किया जाता है, जिनमें शामिल हैं:
- **ऑडियो एम्पलीफायर (Audio Amplifiers):** ध्वनि को प्रवर्धित करने के लिए। ऑडियो एम्पलीफायर
- **इंस्ट्रूमेंटेशन एम्पलीफायर (Instrumentation Amplifiers):** सटीक माप के लिए। इंस्ट्रूमेंटेशन एम्पलीफायर
- **फिल्टर (Filters):** विशिष्ट आवृत्तियों को पारित करने या अस्वीकार करने के लिए। फिल्टर
- **ऑसिलेटर (Oscillators):** आवधिक सिग्नल उत्पन्न करने के लिए। ऑसिलेटर
- **बाइनरी ऑप्शंस ट्रेडिंग सिस्टम (Binary Options Trading Systems):** तकनीकी संकेतकों (Technical Indicators) और स्वचालित ट्रेडिंग एल्गोरिदम (Automated Trading Algorithms) के निर्माण में। बाइनरी ऑप्शंस
ओप-एम्प का चयन
किसी विशिष्ट अनुप्रयोग के लिए ओप-एम्प का चयन करते समय, निम्नलिखित कारकों पर विचार करना महत्वपूर्ण है:
- **लाभ (Gain):** आवश्यक लाभ को पूरा करने के लिए।
- **बैंडविड्थ (Bandwidth):** सिग्नल को सही ढंग से प्रवर्धित करने के लिए।
- **स्ल्यू रेट (Slew Rate):** सिग्नल के तेजी से बदलावों को संभालने के लिए।
- **शोर (Noise):** कम शोर वाले अनुप्रयोगों के लिए।
- **शक्ति आपूर्ति वोल्टेज (Power Supply Voltage):** उपलब्ध शक्ति आपूर्ति के साथ संगत।
- **लागत (Cost):** बजट के भीतर।
निष्कर्ष
ऑपरेशनल एम्पलीफायर एक शक्तिशाली और बहुमुखी उपकरण है जिसका उपयोग विभिन्न प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक परिपथों में किया जा सकता है। ओप-एम्प के बुनियादी सिद्धांतों और विशेषताओं को समझकर, आप इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम को डिजाइन और विश्लेषण करने में सक्षम होंगे। बाइनरी ऑप्शंस ट्रेडिंग की तरह ही, इलेक्ट्रॉनिक्स में भी, सही टूल (ओप-एम्प) और सही ज्ञान (सिद्धांत) सफलता की कुंजी हैं।
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