وولٹیج کا موازنہ کیا ہے اور یہ کس کے لیے ہے؟

الیکٹرانک سرکٹس کو ڈیزائن کرتے وقت، اکثر دو وولٹیج کی سطح کا موازنہ کرنا ضروری ہوتا ہے۔ اس کے لیے کمپیریٹر جیسی ڈیوائس استعمال کی جاتی ہے۔ نوڈ کا نام لاطینی comparere پر واپس چلا جاتا ہے، یا، بلکہ، انگریزی میں موازنہ کرنے کے لیے - موازنہ کرنا۔

وولٹیج کا موازنہ کرنے والا کیا ہے؟

عام صورت میں، موازنہ کرنے والا ایک ایسا آلہ ہے جس میں موازنہ کی قدروں (وولٹیجز) کی فراہمی کے لیے دو ان پٹ ہوتے ہیں اور موازنہ کے نتیجے کے لیے ایک آؤٹ پٹ۔ موازنہ کرنے والے کے پاس موازنہ پیرامیٹرز کی فراہمی کے لیے دو ان پٹ ہیں - براہ راست اور الٹا۔ آؤٹ پٹ کو منطقی اکائی پر سیٹ کیا جاتا ہے جب ڈائریکٹ ان پٹ کا وولٹیج الٹا ایک سے زیادہ ہو، اور صفر - اگر اس کے برعکس ہو۔ اگر، الٹا اور براہ راست ان پٹ کے درمیان مثبت فرق کے ساتھ، ایک سیٹ کیا جاتا ہے، اور مخالف صورت حال میں - صفر، تو ایسے موازنہ کو الٹا کہا جاتا ہے۔

موازنہ کے آپریشن کے اصول

اس پر کمپیریٹر بنانا آسان ہے۔ آپریشنل یمپلیفائر (OU)۔اس کے لئے، اس کی خصوصیات براہ راست استعمال کی جاتی ہیں:

• ڈائریکٹ اور انورٹنگ ان پٹ کے درمیان سگنل کے فرق کو بڑھانا؛
• لامحدود (عملی طور پر - 10000 اور اس سے اوپر) پروردن عنصر۔

ایک موازنہ کے طور پر op-amp کے آپریشن کو مندرجہ ذیل سوئچنگ اسکیم کے ساتھ سمجھا جا سکتا ہے:

10000 کے اضافے کے ساتھ ایک op-amp ہونے دیں، سپلائی وولٹیج دو قطبی، + 5 V اور مائنس 5 V ہے۔ تقسیم کرنے والا الٹنے والے ان پٹ پر، حوالہ کی سطح بالکل 0 وولٹ پر سیٹ کی جاتی ہے، براہ راست ان پٹ پر، پوٹینومیٹر سلائیڈر سے مائنس 5 وولٹ ہٹا دیا جاتا ہے۔ آپریشنل ایمپلیفائر کو فرق کو 10,000 گنا بڑھانا چاہیے، نظریاتی طور پر، آؤٹ پٹ پر مائنس 50،000 وولٹ کا وولٹیج ظاہر ہونا چاہیے۔ لیکن اوپیمپ کے پاس ایسا وولٹیج لینے کے لیے کہیں نہیں ہے، اور یہ زیادہ سے زیادہ ممکن بناتا ہے - سپلائی وولٹیج، مائنس 5 وولٹ۔

اگر آپ ڈائریکٹ ان پٹ پر وولٹیج کو بڑھانا شروع کرتے ہیں، تو op amp ان پٹ کے درمیان وولٹیج کے فرق کو 10000 سے ضرب کرنے کی کوشش کرے گا۔ یہ اس وقت کامیاب ہو گا جب ان پٹ وولٹیج صفر تک پہنچ جائے گا اور تقریباً مائنس 0.0005 V ہو جائے گا۔ مزید اضافے کے ساتھ مثبت ان پٹ پر ان پٹ وولٹیج، آؤٹ پٹ صفر اور اس سے اوپر ہو جائے گا، اور +0.0005 وولٹ کے وولٹیج پر یہ +5 V ہو جائے گا اور مزید نہیں بڑھے گا - کہیں نہیں ہے۔ اس طرح، جب ان پٹ وولٹیج صفر کی سطح سے گزرتا ہے (زیادہ واضح طور پر، مائنس 0.0005 وولٹ - + 0.0005)، آؤٹ پٹ وولٹیج مائنس 5 وولٹ سے +5 وولٹ تک جائے گا۔ دوسرے لفظوں میں، جب تک ڈائریکٹ ان پٹ پر وولٹیج الٹنے والے ان پٹ سے کم ہے، کمپیریٹر آؤٹ پٹ صفر پر سیٹ ہے۔ اگر زیادہ - ایک.

دلچسپی مائنس 0.0005 وولٹ سے + 0.0005 تک ان پٹس پر سطح کے فرق کا سیکشن ہے۔نظریہ میں، جب یہ گزر جائے گا، منفی سے مثبت سپلائی وولٹیج میں ہموار اضافہ ہوگا۔ عملی طور پر، یہ رینج بہت تنگ ہے، اور مداخلت، مداخلت، سپلائی وولٹیج کی عدم استحکام وغیرہ کی وجہ سے۔ ان پٹس پر وولٹیجز کی تقریبا برابری کے ساتھ، دونوں سمتوں میں موازنہ کرنے والے کا ایک افراتفری کا عمل واقع ہوگا۔ op-amp کا فائدہ جتنا کم ہوگا، عدم استحکام کی یہ کھڑکی اتنی ہی وسیع ہوگی۔ اگر کمپیریٹر ایکچیویٹر کو کنٹرول کرتا ہے، تو اس کی وجہ سے یہ وقت پر کام کرے گا (ریلے پر کلک کرنا، والو کو سلم کرنا وغیرہ)، جو اس کی مکینیکل ناکامی یا زیادہ گرم ہونے کا باعث بن سکتا ہے۔

اس سے بچنے کے لیے، ڈیشڈ لائن سے اشارہ کردہ ریزسٹر کو آن کر کے ایک اتلی مثبت فیڈ بیک تخلیق کیا جاتا ہے۔ یہ ایک ہلکا سا ہسٹریسس پیدا کرتا ہے، سوئچنگ تھریش ہولڈز کو منتقل کرتا ہے کیونکہ حوالہ کے حوالے سے وولٹیج اوپر اور نیچے جاتا ہے۔ مثال کے طور پر، موازنہ کرنے والا 0.1 وولٹ پر سوئچ کرے گا، اور بالکل صفر پر نیچے آئے گا (فیڈ بیک کی گہرائی پر منحصر ہے)۔ یہ عدم استحکام ونڈو کو ختم کردے گا۔ اس ریزسٹر کی قدر کئی سو کلو اوہم سے کئی میگا اوہم تک ہو سکتی ہے۔ مزاحمت جتنی کم ہوگی، حد کے درمیان فرق اتنا ہی زیادہ ہوگا۔

خصوصی کمپیریٹر آئی سی بھی ہیں۔ مثال کے طور پر، LM393. اس طرح کے مائیکرو سرکٹس میں، ایک تیز رفتار آپریشنل ایمپلیفائر (یا کئی) ہوتا ہے، ایک بلٹ ان ڈیوائیڈر نصب کیا جا سکتا ہے جو حوالہ وولٹیج بناتا ہے۔ اس طرح کے موازنہ کرنے والوں اور عام مقصد کے op amps پر بنائے گئے آلات کے درمیان ایک اور فرق یہ ہے کہ ان میں سے بہت سے ایک قطبی بجلی کی فراہمی کی ضرورت ہوتی ہے۔ زیادہ تر opamps کو دو قطبی وولٹیج کی ضرورت ہوتی ہے۔ مائکرو سرکٹ کی قسم کا انتخاب ڈیوائس کی ترقی کے دوران کیا جاتا ہے۔

ڈیجیٹل موازنہ کرنے والوں کی خصوصیات

موازنہ کرنے والوں کو ڈیجیٹل ٹیکنالوجی میں بھی استعمال کیا جاتا ہے، حالانکہ یہ پہلی نظر میں متضاد لگتا ہے۔ سب کے بعد، صرف دو وولٹیج کی سطح ہیں - ایک اور صفر. اور ان کا موازنہ کرنا بے معنی ہے۔ لیکن آپ دو بائنری نمبروں کا موازنہ کر سکتے ہیں، جنہیں کسی بھی اینالاگ ویلیو (بشمول وولٹیج) میں تبدیل کیا جا سکتا ہے۔

بٹس میں ایک ہی لمبائی کے دو بائنری الفاظ ہونے دیں۔

X=X₃ایکس₂ایکس₁ایکس₀ اور Y=Y₃Y₂Y₁Y.

وہ قدر میں برابر سمجھے جاتے ہیں اگر تمام بٹس بٹ وار برابر ہوں:

1101=1101 => X=Y۔

اگر کم از کم ایک بٹ مختلف ہے، تو نمبر برابر نہیں ہیں۔ بڑی تعداد کا تعین بٹ وار موازنہ کے ذریعے کیا جاتا ہے، جو سب سے اہم بٹ سے شروع ہوتا ہے:

• 1101>101 - یہاں X کا پہلا بٹ Y کے پہلے بٹ سے بڑا ہے، اور X>Y؛
• 1101>101 - پہلی بٹس برابر ہیں، لیکن X کا دوسرا بٹ بڑا ہے اور X>Y؛
• 111<1110 - Y میں ایک بڑا تیسرا بٹ ہے، اور X کے کم سے کم اہم ہندسے کی بڑی قدر سے کوئی فرق نہیں پڑتا، X<Y۔

اس طرح کے موازنہ کا نفاذ بنیادی عناصر AND-NOT، OR-NOT کے منطقی سرکٹس پر بنایا جا سکتا ہے، لیکن تیار شدہ مصنوعات کا استعمال آسان ہے۔ مثال کے طور پر، 4063 (CMOS)، 7485 (TTL)، گھریلو K564IP2 اور مائیکرو سرکٹس کی دوسری سیریز۔ وہ ڈیٹا اور کنٹرول ان پٹس کی اسی تعداد کے ساتھ 2-8 بٹ موازنہ کرنے والے ہیں۔ زیادہ تر معاملات میں، ڈیجیٹل موازنہ کرنے والوں کے پاس 3 آؤٹ پٹ ہوتے ہیں:

• مزید؛
• کم
• برابر

اینالاگ ڈیوائسز کے برعکس، بائنری کمپریٹرز کے ساتھ، ان پٹس میں مساوات کوئی ناپسندیدہ صورتحال نہیں ہے اور اس سے بچنے کی کوشش نہیں کی جاتی ہے۔

اس طرح کے آلے کو بولین الجبرا کے افعال کا استعمال کرتے ہوئے پروگرام کے لحاظ سے بنانا بھی آسان ہے۔ایک اور آپشن - بہت سے مائیکرو کنٹرولرز کے پاس "آن بورڈ" اینالاگ کمپریٹرز ہوتے ہیں جن میں علیحدہ بیرونی آؤٹ پٹس ہوتے ہیں، جو اندرونی سرکٹ سے 0 یا 1 کی شکل میں دو قدروں کا موازنہ کرنے کا ایک ریڈی میڈ نتیجہ نکالتے ہیں۔ یہ چھوٹے کمپیوٹنگ سسٹم کے وسائل کو بچاتا ہے۔ .

وولٹیج کا موازنہ کرنے والا کہاں استعمال ہوتا ہے؟

موازنہ کرنے والے کا دائرہ وسیع ہے۔ اس پر، مثال کے طور پر، آپ ایک دہلیز ریلے بنا سکتے ہیں۔ ایسا کرنے کے لیے، آپ کو ایک سینسر کی ضرورت ہے جو کسی بھی قدر کو وولٹیج میں بدل دے۔ یہ قدر ہو سکتی ہے:

• روشنی کی سطح؛
• شور کی سطح؛
• برتن یا ذخائر میں مائع کی سطح؛
• کوئی دوسری اقدار۔

پوٹینومیٹر کا استعمال کمپیریٹر کے ٹرگر لیول کو سیٹ کرنے کے لیے کیا جا سکتا ہے۔ کلید کے ذریعے آؤٹ پٹ سگنل اشارے یا ایکچیویٹر کو دیا جاتا ہے۔

اگر آپ ہسٹریسس میں اضافہ کرتے ہیں، تو موازنہ کرنے والا شمٹ ٹرگر کے طور پر کام کر سکتا ہے۔ جب ان پٹ پر آہستہ آہستہ بدلتے ہوئے وولٹیج کا اطلاق ہوتا ہے تو آؤٹ پٹ ہوگا۔ مجرد سگنل کھڑی محاذوں کے ساتھ۔

دو عناصر کو ایک دو حد کا موازنہ کرنے والا، یا ونڈو کا موازنہ کرنے کے لیے جوڑا جا سکتا ہے۔

یہاں، ہر موازنہ کرنے والے کے لیے تھریشولڈ وولٹیج الگ سے سیٹ کیا گیا ہے - براہ راست ان پٹ پر اوپر والے کے لیے، الٹے والے پر نیچے والے کے لیے۔ مفت آدانوں کو ملایا جاتا ہے، وہ ماپا وولٹیج کے ساتھ فراہم کیے جاتے ہیں۔ آؤٹ پٹ "ماؤنٹنگ OR" اسکیم کے مطابق جڑے ہوئے ہیں۔ جب وولٹیج مقررہ اوپری یا نچلی حد سے آگے بڑھ جاتا ہے، تو موازنہ کرنے والوں میں سے ایک آؤٹ پٹ پر ایک اعلیٰ سطح پیدا کرتا ہے۔

ایک ملٹی لیول کمپیریٹر کو کئی عناصر سے جمع کیا جاتا ہے، جسے لکیری وولٹیج اشارے کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے، یا ایک قدر جو وولٹیج میں تبدیل ہو جاتی ہے۔ چار سطحوں کے لیے، اسکیم مندرجہ ذیل ہوگی:

اس سرکٹ میں، ہر عنصر کے ان پٹ پر ایک حوالہ وولٹیج لگایا جاتا ہے۔ الٹا ان پٹ ایک ساتھ جڑے ہوئے ہیں، وہ ناپے ہوئے سگنل وصول کرتے ہیں۔ جب ٹرگر لیول تک پہنچ جاتا ہے، تو متعلقہ ایل ای ڈی روشن ہوجاتی ہے۔ اگر ریڈیٹنگ عناصر کو ایک لائن میں ترتیب دیا جائے تو، ایک ہلکی پٹی حاصل کی جائے گی، جس کی لمبائی لاگو وولٹیج کی سطح کے مطابق مختلف ہوتی ہے۔

اسی سرکٹ کو اینالاگ سے ڈیجیٹل کنورٹر (ADC) کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ یہ ان پٹ وولٹیج کو متعلقہ بائنری کوڈ میں تبدیل کرتا ہے۔ ADC میں جتنے زیادہ عناصر شامل ہوں گے، بٹ گہرائی اتنی ہی زیادہ ہوگی، تبدیلی اتنی ہی درست ہوگی۔ عملی طور پر، لائن کوڈ استعمال کرنے میں تکلیف نہیں ہے، اور اسے ایک انکوڈر کا استعمال کرتے ہوئے ایک مانوس کوڈ میں تبدیل کر دیا جاتا ہے۔ انکوڈر کو منطقی عناصر پر بنایا جا سکتا ہے، ریڈی میڈ مائیکرو سرکٹ استعمال کر سکتے ہیں، یا مناسب فرم ویئر کے ساتھ ROM استعمال کر سکتے ہیں۔

پیشہ ورانہ اور شوقیہ سرکٹری میں موازنہ کرنے والوں کا دائرہ متنوع ہے۔ ان عناصر کا صحیح استعمال مسائل کی ایک وسیع رینج کو حل کرنے کی اجازت دیتا ہے۔

ملتے جلتے مضامین: