Operational Amplifiers - Part 2

Operational Amplifier အပိုင်း (၂ )

Op-Amp မွေးဖွားလာခြင်း

ပထမဆုံး Real-Time Computer ဟာ analog-computer ပါ။ ဒီ computer ကိုသုံးပြီး တွက်ချက်မှုတွေ အလွန်လျှင်မြန်စွာလုပ်နိုင်တယ်၊ အခြား system တွေကို input data တွေ ယူပြီး control လုပ်နိုင်တယ်။ သူ့ရဲ့ programming language ကတော့ ဝါယာကြိုး၊ ဂဟေဆော်တဲ့ ဂေါက်နဲ့ circuit တွေပါ။ အဲ့ဒါကြောင့်လည်း နောက်ပိုင်းမှာ analog computer ကို လူကြိုက်နဲသွားပါတယ်။ analog computer ရဲ့ cpu ကတော့ op-amp ပါ။ သူ နဲ့ အခြား components များစွာနဲ့တွဲလိုက်ရင် တွက်ချက်မှု အမျိုးအစား မျာစွာ လုပ်နိုင်ပါတယ်။ အဲ့ဒီခေတ်က op-amp တွေဟာ vaccum tubes တွေနဲ့ လုပ်ရလို့ အရွယ်အစားကြီးပြီး power သုံးစွဲမှုများပေမဲ့ ပေးရတာနဲ့တန်တယ်လို့ လက်ခံပြီး သုံးကြပါတယ်။
ပထမဆုံး Real-Time Computer ဟာ analog-computer ပါ။ ဒီ computer ကိုသုံးပြီး တွက်ချက်မှုတွေ အလွန်လျှင်မြန်စွာလုပ်နိုင်တယ်၊ အခြား system တွေကို input data တွေ ယူပြီး control လုပ်နိုင်တယ်။ သူ့ရဲ့ programming language ကတော့ ဝါယာကြိုး၊ ဂဟေဆော်တဲ့ ဂေါက်နဲ့ circuit တွေပါ။ အဲ့ဒါကြောင့်လည်း နောက်ပိုင်းမှာ analog computer ကို လူကြိုက်နဲသွားပါတယ်။ analog computer ရဲ့ cpu ကတော့ op-amp ပါ။ သူ နဲ့ အခြား components များစွာနဲ့တွဲလိုက်ရင် တွက်ချက်မှု အမျိုးအစား မျာစွာ လုပ်နိုင်ပါတယ်။ အဲ့ဒီခေတ်က op-amp တွေဟာ vaccum tubes တွေနဲ့ လုပ်ရလို့ အရွယ်အစားကြီးပြီး power သုံးစွဲမှုများပေမဲ့ ပေးရတာနဲ့တန်တယ်လို့ လက်ခံပြီး သုံးကြပါတယ်။
Analog computer ကို အဲ့ဒီအချိန်က တက္ကသိုလ်များ၊ company ကြီးများရဲ့ စမ်းသပ်ခန်းများမှာ အသုံးပြုကြတယ်။ အလွန်သေးငယ်တဲ့ signal များကို အတိတကျ ချဲ့ပေးခြင်း၊ signal မှ noise များ ဖယ်ထုတ်ခြင်၊ wave များပုံသွင်းခြင်၊ wave form အမျိုးမျိုး ထုတ်လုပ်ခြင်း ..... စတဲ့ analog signal processing တွေလုပ်တဲ့နေရာမှာ အလွန် အသုံးဝင်တာမို့ နောက်ပိုင်း analog computer တွေကို digital computer တွေနဲ့ အစားထိုးလာပြီး နောက်မှာတောင်မှ op-amp အသုံးဟာ လျှော့မသွားဘဲ ပိုလို့တောင် တွင်ကျယ်လာပါတယ်။

မီးလုံးခေတ်

အဲ့အချိန်က Amplifier ဆိုတာ vaccum tube ခေါ်တဲ့ မီးသီး သို့ မီးလုံးတွေနဲ့တည်ဆောက်ကြပါတယ်။ မီးလုံဆိုတာ အိမ်မှာမီးထွန်းတဲ့ မီးလုံး မဟုတ်ပါ။ signal ကိုချဲ့နိုင်ရန် electrode များပါသော active electronic device ဖြစ်ပါတယ်။ transistor တွေပေါ်လာတဲ့အထိ မီးလုံးတွေနဲ့ဘဲ electronic circuit တွေ တည်ဆောက်ကြရတာပါ။ နောက်ပိုင်းမှာ ပိုမိုသေးငယ်တဲ့ မီးလုံးများ တီထွင်နိုင်လာခြင်း၊ မီးလုံးတခုထဲမှာ မီးလုံး အများအပြား ပေါင်းထည့်လာနိုင်ခြင်းတို့ကြောင့် op-amp အရွယ်အစားဟာ အိမ်ဆောက်ရင်သုံးတဲ့ အုတ်ခဲအရွယ်အထိ သေးငယ်လာပါတယ်။ဒါကြောင့် op-amp ကို bricks ဆိုပြီး နာမည်ပြောင်ဖြင့် ခေါ်ကြပါတယ်။
ပထမဆုံး စီးပွားဖြစ်ထုတ်ရောင်းတဲ့ op-amp ကို ၁၉၅၂ မှာ George A. Philbrick Research ဆိုတဲ့ ကုမ္ပဏီက စရောင်းပါတယ်။Model က K2-W ပါ။ ပုံ(၁) မှာကြည့်ပါ။ အဲ့ဒီ op-amp မှာ မီးလုံ၂လုံး၊ resistor ၁၀ လုံးနဲ့ capacitor ၂ လုံးပါဝင်ပါတယ်။(schematic diagram ကိုကြည့်ပါ) မီးလုံးတလုံးစီမှာ Triode ၂ လုံးပါဝင်ပါတယ်။ triode မီးလုံး အလုပ်လုပ်ပုံ နားမလည်ရင် မီးလုံးနေရာမှာ N Channel Depletion Mode MOSFET ကို အစားသွင်း စဉ်းစားလို့ ရပါတယ်။ Triode မီးလုံးတလုံး ပုံ(၂) မှာ Plate,Grid နဲ့ Cathode လို့ခေါ်တဲ့ electrode ၃ ခုပါဝင်ပါတယ်။ Plate နဲDrain, Grid နဲ့ Gate , Cathode နဲ့ Source အလုပ်လုပ်ပုံတူပါတယ်။

ပုံ (၁) - Vaccuum Tube OpAmp များ

ပုံ (၂) - Triode မီးလုံး

ပုံ (၃) - K2W Schematic Diagram

ပုံ(၃) မှာ +300V နဲ့ ဆက်ထားတာက Plate ဖြစ်ပြီး -300 Vနဲ့ ဆက်ထားတာက Cathode နဲ့ မျဉ်းအစက်တွေနဲ့ပြထားတာက Grid တို့ဖြစ်ပါတယ်။

Schematic မှာကြည့်ရင် ဘယ်ဘက်အစွန်ဆုံးက မီးလုံး ၂ လုံးကို differential pair ပုံစံနဲ့ ဆက်ထားပါတယ်။ အဲ့ဒီ pair ရဲ့ input ၂ ခုကို inverting နဲ့ non-inverting input တွေလို့ခေါ်ပါတယ်။ ယနေ့ခေတ် op-amp တွေ အတိုင်းပါဘဲ။

K2W op-amp ဟာ +/-300 V dual supply နဲ့ အလုပ်လုပ်ပြီး output ဟာ +/-50V သာထွက်နိုင်တဲ့အတွက် ယနေ့standard နဲ့ကြည့်ရင် အတော်နဲပါတယ်။ open loop gain ဟာ 15000 မှ 20000 ကြားလောက်ရှိပါတယ်။ slew rate( output volt ပြောင်းနှုန်း) +/-12V/us ရှိပြီး output မှ 1mA အထိ ထုတ်ပေးနိုင်ပါတယ်။ signal အဝင် အထွက် မရှိချိန်မှာ 3W လောက် Power သုံးပါတယ်။ ဒါတောင် heater အတွက်ပေးရတဲ့ power မပါသေးပါ။

အဲ့ဒီ op-amp ကို 1952 ဒေါ်လာဈေးနဲ့တွက်ရင် $24 ပေးရပါတယ်။

ဆက်လက်ဖေါ်ပြပါမည်