डीसी एम्पलीफायर - उद्देश्य, प्रकार, सर्किट और संचालन का सिद्धांत
डीसी एम्पलीफायर, जैसा कि नाम से पता चलता है, वर्तमान में प्रति एम्पलीफाई नहीं करते हैं, अर्थात, वे अतिरिक्त शक्ति उत्पन्न नहीं करते हैं। इन इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का उपयोग 0 हर्ट्ज से शुरू होने वाली एक निश्चित आवृत्ति रेंज में विद्युत कंपन को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। लेकिन डीसी एम्पलीफायर के इनपुट और आउटपुट पर संकेतों के आकार को देखते हुए, यह असमान रूप से कहा जा सकता है कि आउटपुट पर एक प्रवर्धित इनपुट सिग्नल है, लेकिन इनपुट और आउटपुट सिग्नल के लिए शक्ति स्रोत अलग-अलग हैं।
संचालन के सिद्धांत के अनुसार, डीसी एम्पलीफायरों को प्रत्यक्ष एम्पलीफायरों और कनवर्टर एम्पलीफायरों में वर्गीकृत किया जाता है।
डीसी रूपांतरण एम्पलीफायर डीसी को एसी में परिवर्तित करते हैं, फिर प्रवर्धित और सुधारते हैं। इसे मॉड्यूलेशन और डिमॉड्यूलेशन के साथ लाभ कहा जाता है - एमडीएम।
डायरेक्ट एम्पलीफायर सर्किट में प्रतिक्रियाशील तत्व नहीं होते हैं, जैसे इंडक्टर्स और कैपेसिटर, जिनकी प्रतिबाधा आवृत्ति निर्भर होती है। इसके बजाय, एक चरण के एम्पलीफायर तत्व के आउटपुट (कलेक्टर या एनोड) का अगले चरण के इनपुट (बेस या ग्रिड) से सीधा गैल्वेनिक कनेक्शन होता है।इस कारण से, एक प्रत्यक्ष लाभ प्रवर्धक भी पास (प्रवर्धित) करने में सक्षम है डी.सी.… ऐसी योजनाएँ ध्वनिकी में भी लोकप्रिय हैं।
हालाँकि, हालांकि प्रत्यक्ष गैल्वेनिक कनेक्शन चरणों के वोल्टेज ड्रॉप और धीमे वर्तमान परिवर्तनों के बीच बहुत सटीक रूप से स्थानांतरित होता है, ऐसा समाधान एम्पलीफायर के अस्थिर संचालन से जुड़ा होता है, जिसमें एम्पलीफायर तत्व के ऑपरेटिंग मोड को स्थापित करने में कठिनाइयाँ होती हैं।
जब बिजली की आपूर्ति का वोल्टेज थोड़ा बदल जाता है, या एम्पलीफायर तत्वों के संचालन का तरीका बदल जाता है, या उनके पैरामीटर थोड़ा तैरते हैं, तो सर्किट में धाराओं में धीमी गति से परिवर्तन तुरंत देखा जाता है, जो गैल्वेनिकली कनेक्टेड सर्किट के माध्यम से इनपुट सिग्नल में प्रवेश करते हैं और तदनुसार आउटपुट पर सिग्नल के आकार को विकृत करें। अक्सर ये नकली आउटपुट परिवर्तन सामान्य इनपुट सिग्नल के कारण होने वाले प्रदर्शन परिवर्तनों के परिमाण के समान होते हैं।
आउटपुट वोल्टेज विरूपण विभिन्न कारकों के कारण हो सकता है। सबसे पहले, श्रृंखला तत्वों में आंतरिक प्रक्रियाओं के माध्यम से। बिजली की आपूर्ति का अस्थिर वोल्टेज, सर्किट के निष्क्रिय और सक्रिय तत्वों के अस्थिर पैरामीटर, विशेष रूप से तापमान में गिरावट के प्रभाव में, आदि। वे इनपुट वोल्टेज से बिल्कुल भी संबंधित नहीं हो सकते हैं।
इन कारकों के कारण आउटपुट वोल्टेज में परिवर्तन को एम्पलीफायर नल ड्रिफ्ट कहा जाता है। समय की अवधि में एम्पलीफायर (जब इनपुट बंद हो जाता है) के इनपुट सिग्नल की अनुपस्थिति में आउटपुट वोल्टेज में अधिकतम परिवर्तन को पूर्ण बहाव कहा जाता है।
इनपुट को संदर्भित ड्रिफ्ट वोल्टेज दिए गए एम्पलीफायर के लाभ के पूर्ण बहाव के अनुपात के बराबर है।यह वोल्टेज एम्पलीफायर की संवेदनशीलता को निर्धारित करता है क्योंकि यह न्यूनतम पता लगाने योग्य इनपुट सिग्नल को सीमित करता है।
एक एम्पलीफायर को ठीक से काम करने के लिए, बहाव वोल्टेज सिग्नल के पूर्व निर्धारित न्यूनतम वोल्टेज से अधिक नहीं होना चाहिए जो कि इसके इनपुट पर लागू होता है। यदि आउटपुट बहाव इनपुट सिग्नल के समान या उससे अधिक है, तो विरूपण एम्पलीफायर के लिए स्वीकार्य सीमा से अधिक हो जाएगा, और इसके ऑपरेटिंग बिंदु को एम्पलीफायर की विशेषताओं ("शून्य बहाव") की पर्याप्त ऑपरेटिंग रेंज से बाहर स्थानांतरित कर दिया जाएगा। .
शून्य विचलन को कम करने के लिए निम्नलिखित विधियों का उपयोग किया जाता है। सबसे पहले, एम्पलीफायर चरणों को खिलाने वाले सभी वोल्टेज और वर्तमान स्रोत स्थिर होते हैं। दूसरा, वे गहरी नकारात्मक प्रतिक्रिया का उपयोग करते हैं।तीसरा, तापमान बहाव मुआवजा योजनाओं का उपयोग गैर-रैखिक तत्वों को जोड़कर किया जाता है जिनके पैरामीटर तापमान पर निर्भर करते हैं। चौथा, बैलेंसिंग ब्रिज सर्किट का उपयोग किया जाता है। अंत में, प्रत्यक्ष धारा को प्रत्यावर्ती धारा में परिवर्तित किया जाता है, जिसके बाद प्रत्यावर्ती धारा को प्रवर्धित और सुधारा जाता है।
डीसी एम्पलीफायर सर्किट बनाते समय, एम्पलीफायर के इनपुट पर, इसके चरणों के कनेक्शन बिंदुओं के साथ-साथ लोड के आउटपुट पर क्षमता का मिलान करना बहुत महत्वपूर्ण है। विभिन्न मोड में और यहां तक कि फ्लोटिंग सर्किट मापदंडों की स्थिति में भी चरणों की स्थिरता सुनिश्चित करना आवश्यक है।
डीसी एम्पलीफायर सिंगल-एंडेड और पुश-पुल हैं। वन-शॉट डायरेक्ट गेन सर्किट एक तत्व से अगले के इनपुट तक आउटपुट सिग्नल की सीधी फीडिंग को स्वीकार करते हैं।पहले तत्व (ट्रांजिस्टर) से आउटपुट सिग्नल के साथ पहले के कलेक्टर वोल्टेज को अगले ट्रांजिस्टर के इनपुट में खिलाया जाता है।
यहां पहले ट्रांजिस्टर के कलेक्टर और दूसरे ट्रांजिस्टर के आधार की क्षमता का मिलान किया जाना चाहिए, जिसके लिए पहले ट्रांजिस्टर के कलेक्टर वोल्टेज को एक प्रतिरोधक द्वारा मुआवजा दिया जाता है। बेस एमिटर वोल्टेज को ऑफसेट करने के लिए दूसरे ट्रांजिस्टर के एमिटर सर्किट में एक रेसिस्टर भी जोड़ा जाता है। बाद के चरणों के ट्रांजिस्टर के संग्राहकों पर क्षमता भी अधिक होनी चाहिए, जो मिलान करने वाले प्रतिरोधकों का उपयोग करके भी हासिल की जाती है।
एक समानांतर संतुलित पुश चरण में, कलेक्टर सर्किट के प्रतिरोधक और ट्रांजिस्टर के आंतरिक प्रतिरोध एक चार-भुजा पुल बनाते हैं, जिनमें से एक विकर्ण (कलेक्टर-एमिटर सर्किट के बीच) आपूर्ति वोल्टेज के साथ आपूर्ति की जाती है, और अन्य (कलेक्टरों के बीच) लोड से जुड़ा है। प्रवर्धित किए जाने वाले सिग्नल को दोनों ट्रांजिस्टर के आधारों पर लागू किया जाता है।
समान कलेक्टर प्रतिरोधों और पूरी तरह से समान ट्रांजिस्टर के साथ, इनपुट सिग्नल की अनुपस्थिति में कलेक्टरों के बीच संभावित अंतर शून्य है। यदि इनपुट संकेत शून्य नहीं है, तो संग्राहकों के पास परिमाण में समान लेकिन संकेत में विपरीत संभावित कदम होंगे। संग्राहकों के बीच लोड एक दोहराए जाने वाले इनपुट सिग्नल के रूप में प्रत्यावर्ती धारा दिखाई देगा, लेकिन एक बड़े आयाम के साथ।
इस तरह के चरणों को अक्सर बहुस्तरीय एम्पलीफायरों के प्राथमिक चरणों के रूप में या संतुलित वोल्टेज और वर्तमान प्राप्त करने के लिए आउटपुट चरणों के रूप में उपयोग किया जाता है। इन समाधानों का लाभ यह है कि दोनों भुजाओं पर तापमान के प्रभाव से उनकी विशेषताओं में समान रूप से परिवर्तन होता है और आउटपुट वोल्टेज फ्लोट नहीं होता है।