करंट-फीडबैक ऑपरेशनल एम्पलीफायर

धारा-प्रतिक्रिया ऑप-एम्प या प्रवर्धक का प्रतिनिधि योजनाबद्ध।

धारा-प्रतिक्रिया परिचालन प्रवर्धक (सीएफओए या सीएफए) एक प्रकार का इलेक्ट्रॉनिक प्रवर्धक है जिसका इनवर्टिंग इनपुट पारंपरिक वोल्टेज-प्रतिक्रिया परिचालन प्रवर्धक (वीएफए) की तरह वोल्टेज के अतिरिक्त करंट (बिजली) के प्रति संवेदनशील होता है। सीएफए का आविष्कार डेविड नेल्सन ने समरेख निगम में किया था, और पहली बार इसे 1982 में हाइब्रिड प्रवर्धक, सीएलसी103 के रूप में बेचा गया था। सीएफए को कवर करने वाला एक प्रारंभिक पेटेंट U.S. Patent 4,502,020 डेविड नेल्सन और केनेथ सैलर (1983 में दावा) है। एकीकृत परिपथ सीएफए को 1987 में कॉमलिनियर और एलांटेक (डिजाइनर बिल ग्रॉस) दोनों द्वारा प्रस्तुत किया गया था। वे सामान्यतः वीएफए के समान पिन व्यवस्था के साथ उत्पादित होते हैं, जिससे सर्किट डिजाइन की अनुमति होने पर दो प्रकारों को रीवायरिंग के बिना विनिमय किया जा सकता है। सरल विन्यास में, जैसे कि रैखिक प्रवर्धकों में, बिना किसी सर्किट संशोधन के वीएफए के स्थान पर सीएफए का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन अन्य स्थितियों में, जैसे कि एकीकृत, एक अलग सर्किट डिजाइन की आवश्यकता होती है। उत्कृष्ट चार-प्रतिरोधक विभेदक प्रवर्धक विन्यास सीएफए के साथ भी काम करता है, लेकिन सामान्य-मोड अस्वीकृति अनुपात वीएफए की तुलना में कम है।

परिचालन

दिखाए गए योजनाबद्ध का संदर्भ लेते हुए, लाल रंग में चिह्नित अनुभाग इनपुट चरण और त्रुटि प्रवर्धक बनाता है। प्रतिलोम इनपुट (नोड जहां Q1 और Q2 के उत्सर्जक जुड़े हुए हैं) कम-प्रतिबाधा है और इसलिए धारा में परिवर्तन के प्रति संवेदनशील है। प्रतिरोधक R1-R4 शांत पूर्वाग्रह स्थितियों को स्थापित करते हैं और उन्हें ऐसे चुना जाता है कि Q1 और Q2 की संग्राहक धाराएँ समान हों। अधिकांश डिज़ाइनों में, निष्क्रिय प्रतिरोधक बायसिंग के अतिरिक्त सक्रिय बायसिंग सर्किट्री का उपयोग किया जाता है, और ऑफसेट को कम करने के लिए प्रतिलोम इनपुट की तरह गैर-प्रतिलोम इनपुट को भी कम प्रतिबाधा बनने के लिए संशोधित किया जा सकता है।

कोई संकेत क्रियान्वित न होने पर, करंट दर्पण Q3/Q4 और Q5/Q6 के कारण, Q4 और Q6 की संग्राहक धाराएं परिमाण में बराबर होंगी यदि Q1 और Q2 की संग्राहक धाराएं भी परिमाण में समान हैं। इस प्रकार, बफर के इनपुट में कोई करंट प्रवाहित नहीं होगा (समकक्ष रूप से, बफर के इनपुट पर कोई वोल्टेज उपस्थित नहीं होगा)। व्यवहार में, उपकरण बेमेल के कारण, संग्रहकर्त्ता धाराएं असमान होती हैं, जिसके परिणामस्वरूप बफर के इनपुट में अंतर प्रवाहित होता है और इसके आउटपुट पर ऑफसेट होता है। इसे इनपुट पूर्वाग्रह को समायोजित करके या ऑफसेट नलिंग सर्किट्री जोड़कर ठीक किया जाता है।

नीले रंग में चिह्नित अनुभाग (Q3-Q6) एक I-to-V परिवर्त्तक बनाता है। Q1 और Q2 के संग्राहक धाराओं में कोई भी परिवर्तन (गैर-इनवर्टिंग इनपुट पर सिग्नल के परिणामस्वरूप) Q4 और Q6 के संग्राहकों के संगम पर वोल्टेज में समतुल्य परिवर्तन के रूप में प्रकट होता है। C_s एक स्थिरता संधारित्र है जो यह सुनिश्चित करता है कि सर्किट सभी परिचालन स्थितियों के लिए स्थिर रहे। सीएफए की विस्तृत ओपन-लूप बैंडविड्थ के कारण, सर्किट के दोलन में टूटने का उच्च संकट होता है।

आउटपुट चरण (मैजेंटा में) एक बफर है जो वर्तमान लाभ प्रदान करता है। इसमें एकता का वोल्टेज लाभ है (योजनाबद्ध में +1)।

वोल्टेज-प्रतिक्रिया प्रवर्धक तुलना

आंतरिक रूप से क्षतिपूर्ति वाले वीएफए बैंडविड्थ पर आंतरिक प्रमुख ध्रुव क्षतिपूर्ति संधारित्र का प्रभुत्व होता है, जिसके परिणामस्वरूप निरंतर लाभ/बैंडविड्थ सीमा होती है। सीएफए में एक प्रमुख ध्रुव क्षतिपूर्ति संधारित्र भी होता है, लेकिन वोल्टेज प्रतिक्रिया के अतिरिक्त धारा प्रतिक्रिया का उपयोग करने के कारण, परिणामी ओपन लूप प्रतिक्रिया अलग होती है। वीएफए स्थिरता ओपन लूप गेन और प्रतिक्रिया गेन के अनुपात पर निर्भर करती है; सीएफए स्थिरता ओपन लूप ट्रांसिमपेडेंस और प्रतिक्रिया प्रतिरोध के अनुपात पर निर्भर करती है। वीएफए में लाभ/बैंडविड्थ निर्भरता होती है; सीएफए में ट्रांसिमपेडेंस/प्रतिक्रिया प्रतिरोध निर्भरता होती है।

वीएफए में, गतिशील प्रदर्शन लाभ-बैंडविड्थ उत्पाद और स्लीव दर द्वारा सीमित होता है। सीएफए एक सर्किट संस्थितिविज्ञान का उपयोग करते हैं जो धारा-मोड परिचालन पर जोर देती है, जो वोल्टेज-मोड ऑपरेशन की तुलना में स्वाभाविक रूप से बहुत तेज है क्योंकि इसमें पथभ्रष्ट नोड-कैपेसिटेंस के प्रभाव की संभावना कम होती है। जब उच्च गति वाली पूरक द्विध्रुवी प्रक्रियाओं का उपयोग करके निर्मित किया जाता है, तो सीएफए वीएफए की तुलना में तेज परिमाण के आदेश हो सकते हैं। इसका मुख्य कारण अधिकांश वीएफए को एकता लाभ पर स्थिरता के लिए क्षतिपूर्ति दिया जाना है। विघटित वीएफए सीएफए के समान ही तेज़ हो सकते हैं। सीएफए के साथ, प्रवर्धक लाभ को बैंडविड्थ से स्वतंत्र रूप से नियंत्रित किया जा सकता है। यह पारंपरिक वीएफए संस्थितिविज्ञान की तुलना में सीएफए का प्रमुख लाभ है।

सीएफए के हानि में निकृष्ट इनपुट ऑफसेट वोल्टेज और इनपुट पूर्वाग्रह वर्तमान विशेषताएं सम्मलित हैं। इसके अतिरिक्त, डीसी लूप लाभ सामान्यतः परिमाण के प्राय तीन दशमलव क्रम से छोटा होता है। सीएफए में प्रतिलोम इनपुट करंट रव बहुत अधिक होता है। अधिकतम प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए सीएफए सर्किट को प्रतिक्रिया प्रतिरोध के एक विशिष्ट मूल्य का उपयोग करना चाहिए। प्रतिक्रिया प्रतिरोध का कम मूल्य प्रवर्धक को दोलन करा सकता है। सीएफए सर्किट में कभी भी आउटपुट और इनवर्टिंग इनपुट पिन के बीच सीधी कैपेसिटेंस सम्मलित नहीं होनी चाहिए क्योंकि इससे अधिकांशतः दोलन होता है। सीएफए मध्यम सटीकता आवश्यकताओं के साथ बहुत उच्च गति अनुप्रयोगों के लिए आदर्श रूप से उपयुक्त हैं।

तेज़ वीएफए का विकास प्रवाहित है, और इस लेखन के समय वीएफए कम यूएचएफ रेंज में गेन-बैंडविड्थ उत्पादों के साथ उपलब्ध हैं। चूंकि, सीएफए अपने वीएफए समकक्षों की तुलना में एक ऑक्टेव से अधिक लाभ-बैंडविड्थ उत्पादों के साथ उपलब्ध हैं और अपने लाभ-बैंडविड्थ उत्पादों के बहुत निकट प्रवर्धक के रूप में काम करने में भी सक्षम हैं।

यह भी देखें

धारा-प्रतिक्रिया परिचालन प्रवर्धक एक प्रकार का धारा नियंत्रित वोल्टेज स्रोत (सीसीवीएस) है।

• ट्रांसमेडेंस प्रवर्धक, एक आदर्श धारा नियंत्रित वोल्टेज स्रोत (सीसीवीएस)
• नॉर्टन प्रवर्धक, एक अंतर धारा इनपुट के साथ एक धारा नियंत्रित वोल्टेज स्रोत (सीसीवीएस)।
• परिचालन प्रवर्धक और इंस्ट्रूमेंटेशन प्रवर्धक, वोल्टेज-नियंत्रित वोल्टेज स्रोत (वीसीवीएस)
• परिचालन ट्रांसकंडक्शन प्रवर्धक, अंतर वोल्टेज इनपुट के साथ वोल्टेज नियंत्रित धारा स्रोत (वीसीसीएस)।

अग्रिम पठन

• 'धारा प्रतिक्रिया परिचालन प्रवर्धक और उनके अनुप्रयोग' द्वारा राज सेनानी, डी. आर. भास्कर, वी. के. सिंह और ए.के.सिंह स्प्रिंगर साइंस+ बिजनेस मीडिया, न्यूयॉर्क, 2013 ISBN 978-1-4614-5187-7 https://www.springer.com/gp/book/9781461451877
• प्रो. अहमद एम. सोलिमन द्वारा 'धारा प्रतिक्रिया परिचालन प्रवर्धक का अनुप्रयोग'https://www.researchgate.net/publication/227165604_Applications_of_the_Current_Feedback_Operational_Amplifiers
• 'एनालॉग सिग्नल प्रोसेसिंग/सिग्नल जेनरेशन सर्किट के एक वर्ग की प्राप्ति: धारा प्रतिक्रिया ऑप-एम्प्स का उपयोग करके उपन्यास निगम, प्रोफेसर राज सेनानी द्वारा, फ्रीक्वेंज: जर्नल ऑफ संचार (जर्मनी), वॉल्यूम। 52, नहीं. 9/10, पृ. 196-206, 1998।https://www.researchgate.net/publication/260854255_Realization_of_a_Class_of_Analog_Signal_Processing_Signal_Generation_Circuits_Novel_Configurations_Using_Current_Feedback_Op-Amps
• एफ.जे. लिजी और खालिद हयातलेह द्वारा 'धारा-प्रतिक्रिया परिचालन प्रवर्धक एंड अनुप्रयोग', इलेक्ट्रॉनिक्स एंड संचार इंजीनियरिंग जर्नल, 9 (4), पीपी. 176-182, सितंबर 1997 https://www.researchgate.net/publication/3364493_Current-feedback_operational_amplifiers_and_applications

संदर्भ

• करंट प्रतिक्रिया प्रवर्धक एरिक बार्न्स द्वारा एनालॉग उपकरण इंक।
• "ऑप एम्प्स फॉर एवरीवन डिज़ाइन गाइड (रेव. बी)" रॉन मैनसिनी द्वारा टेक्सस उपकरण इंक।