डीसी अॅम्प्लीफायर्स - उद्देश, प्रकार, सर्किट आणि ऑपरेशनचे सिद्धांत

डीसी अॅम्प्लीफायर्स, नावाप्रमाणेच, विद्युत प्रवाह वाढवत नाहीत, म्हणजेच ते अतिरिक्त उर्जा निर्माण करत नाहीत. ही इलेक्ट्रॉनिक उपकरणे 0 Hz पासून सुरू होणाऱ्या ठराविक वारंवारता श्रेणीतील विद्युत कंपन नियंत्रित करण्यासाठी वापरली जातात. परंतु डीसी अॅम्प्लिफायरच्या इनपुट आणि आउटपुटवरील सिग्नलचा आकार पाहता, असे स्पष्टपणे म्हटले जाऊ शकते की आउटपुटमध्ये एक प्रवर्धित इनपुट सिग्नल आहे, परंतु इनपुट आणि आउटपुट सिग्नलसाठी उर्जा स्त्रोत वैयक्तिक आहेत.

ऑपरेशनच्या तत्त्वानुसार, डीसी अॅम्प्लीफायर्स थेट अॅम्प्लीफायर्स आणि कन्व्हर्टर अॅम्प्लीफायर्समध्ये वर्गीकृत केले जातात.

DC रूपांतरण प्रवर्धक DC ला AC मध्ये रूपांतरित करतात, नंतर वाढवतात आणि सुधारतात. याला गेन विथ मॉड्युलेशन आणि डिमॉड्युलेशन — MDM म्हणतात.

डायरेक्ट अॅम्प्लीफायर सर्किट्समध्ये प्रतिक्रियाशील घटक नसतात, जसे की इंडक्टर्स आणि कॅपेसिटर, ज्यांचे प्रतिबाधा वारंवारता अवलंबून असते. त्याऐवजी, एका स्टेजच्या अॅम्प्लीफायर घटकाच्या आउटपुटचे (कलेक्टर किंवा एनोड) पुढील स्टेजच्या इनपुट (बेस किंवा ग्रिड) शी थेट गॅल्व्हनिक कनेक्शन असते.या कारणास्तव, डायरेक्ट गेन अॅम्प्लीफायर पास (विवर्धित) करण्यास सक्षम आहे डी.सी.… अशा योजना ध्वनीशास्त्रातही लोकप्रिय आहेत.

तथापि, जरी डायरेक्ट गॅल्व्हॅनिक कनेक्शन स्टेजच्या व्होल्टेज ड्रॉप आणि मंद वर्तमान बदल दरम्यान अगदी अचूकपणे हस्तांतरित करत असले तरी, असे समाधान अॅम्प्लीफायरच्या अस्थिर ऑपरेशनशी संबंधित आहे, अॅम्प्लीफायर घटकाच्या ऑपरेटिंग मोडची स्थापना करण्यात अडचणी येतात.

जेव्हा वीज पुरवठ्याचे व्होल्टेज किंचित बदलते, किंवा अॅम्प्लीफायर घटकांच्या ऑपरेशनची पद्धत बदलते, किंवा त्यांचे पॅरामीटर थोडेसे फ्लोट होतात, तेव्हा सर्किटमधील प्रवाहांमध्ये मंद बदल लगेच दिसून येतात, जे गॅल्व्हॅनिकली कनेक्ट केलेल्या सर्किट्सद्वारे इनपुट सिग्नलमध्ये प्रवेश करतात. आणि त्यानुसार आउटपुटवर सिग्नलचा आकार विकृत करा. बर्‍याचदा हे बनावट आउटपुट बदल सामान्य इनपुट सिग्नलमुळे होणार्‍या कार्यक्षमतेतील बदलांसारखेच असतात.

आउटपुट व्होल्टेज विकृती विविध घटकांमुळे होऊ शकते. सर्व प्रथम, साखळी घटकांमधील अंतर्गत प्रक्रियांद्वारे. पॉवर सप्लायचे अस्थिर व्होल्टेज, सर्किटच्या निष्क्रिय आणि सक्रिय घटकांचे अस्थिर पॅरामीटर्स, विशेषत: तापमानाच्या थेंबांच्या प्रभावाखाली, इत्यादी. ते इनपुट व्होल्टेजशी अजिबात संबंधित नसू शकतात.

या घटकांमुळे आउटपुट व्होल्टेजमधील बदलांना अॅम्प्लिफायर नल ड्रिफ्ट म्हणतात. एम्पलीफायरला इनपुट सिग्नल नसताना (जेव्हा इनपुट बंद केले जाते) आउटपुट व्होल्टेजमध्ये काही कालावधीत जास्तीत जास्त बदल याला परिपूर्ण प्रवाह म्हणतात.

इनपुटला संदर्भित ड्रिफ्ट व्होल्टेज हे दिलेल्या अॅम्प्लिफायरच्या वाढीच्या परिपूर्ण ड्रिफ्टच्या गुणोत्तराच्या बरोबरीचे आहे.हे व्होल्टेज अॅम्प्लिफायरची संवेदनशीलता निर्धारित करते कारण ते किमान शोधण्यायोग्य इनपुट सिग्नल मर्यादित करते.

अॅम्प्लीफायर योग्यरित्या ऑपरेट करण्यासाठी, ड्रिफ्ट व्होल्टेज त्याच्या इनपुटवर लागू केलेल्या अॅम्प्लीफायरच्या सिग्नलच्या पूर्वनिश्चित किमान व्होल्टेजपेक्षा जास्त नसावा. जर आउटपुट ड्रिफ्ट इनपुट सिग्नलच्या समान क्रमाचा असेल किंवा त्यापेक्षा जास्त असेल तर, विकृती अॅम्प्लिफायरसाठी स्वीकार्य मर्यादेपेक्षा जास्त असेल आणि त्याचा ऑपरेटिंग पॉइंट अॅम्प्लिफायरच्या वैशिष्ट्यांच्या पुरेशा ऑपरेटिंग श्रेणीच्या बाहेर हलविला जाईल ("शून्य ड्रिफ्ट") .

शून्य विचलन कमी करण्यासाठी, खालील पद्धती वापरल्या जातात. प्रथम, अॅम्प्लीफायर स्टेजला फीड करणारे सर्व व्होल्टेज आणि वर्तमान स्त्रोत स्थिर केले जातात. दुसरे, ते सखोल नकारात्मक अभिप्राय वापरतात. तिसरे, तापमान वाहून जाण्याची भरपाई योजना नॉनलाइनर घटक जोडून वापरली जातात ज्यांचे पॅरामीटर तापमानावर अवलंबून असतात. चौथे, बॅलन्सिंग ब्रिज सर्किट्स वापरले जातात. शेवटी, थेट प्रवाह पर्यायी प्रवाहात रूपांतरित केला जातो, त्यानंतर पर्यायी प्रवाह वाढविला जातो आणि दुरुस्त केला जातो.

डीसी अॅम्प्लीफायर सर्किट तयार करताना, अॅम्प्लिफायरच्या इनपुटवर, त्याच्या टप्प्यांच्या कनेक्शन पॉइंट्सवर तसेच लोडच्या आउटपुटवर संभाव्यता जुळणे फार महत्वाचे आहे. वेगवेगळ्या मोडमध्ये आणि फ्लोटिंग सर्किट पॅरामीटर्सच्या परिस्थितीत देखील टप्प्यांची स्थिरता सुनिश्चित करणे आवश्यक आहे.

डीसी अॅम्प्लिफायर्स सिंगल-एंडेड आणि पुश-पुल आहेत. वन-शॉट डायरेक्ट गेन सर्किट्स आउटपुट सिग्नलचे थेट फीडिंग एका घटकाकडून पुढील इनपुटवर स्वीकारतात.पहिल्या घटकाच्या (ट्रान्झिस्टर) आउटपुट सिग्नलसह पहिल्याचे कलेक्टर व्होल्टेज पुढील ट्रान्झिस्टरच्या इनपुटला दिले जाते.

येथे पहिल्या ट्रान्झिस्टरच्या संग्राहकाची क्षमता आणि दुसऱ्या ट्रान्झिस्टरच्या पायाशी जुळणे आवश्यक आहे, ज्यासाठी पहिल्या ट्रान्झिस्टरच्या कलेक्टर व्होल्टेजची भरपाई रेझिस्टरद्वारे केली जाते. बेस एमिटर व्होल्टेज ऑफसेट करण्यासाठी दुसऱ्या ट्रान्झिस्टरच्या एमिटर सर्किटमध्ये एक रेझिस्टर देखील जोडला जातो. त्यानंतरच्या टप्प्यांच्या ट्रान्झिस्टरच्या संग्राहकांवरील संभाव्यता देखील उच्च असणे आवश्यक आहे, जे जुळणारे प्रतिरोधक वापरून देखील प्राप्त केले जाते.

समांतर संतुलित पुश स्टेजमध्ये, कलेक्टर सर्किट्सचे प्रतिरोधक आणि ट्रान्झिस्टरचे अंतर्गत प्रतिरोध चार-आर्म ब्रिज बनवतात, ज्यापैकी एक कर्ण (कलेक्टर-एमिटर सर्किट्स दरम्यान) पुरवठा व्होल्टेजसह पुरवला जातो आणि इतर (कलेक्टर दरम्यान) लोडशी जोडलेले आहे. दोन्ही ट्रान्झिस्टरच्या पायावर प्रवर्धित करण्यासाठी सिग्नल लागू केला जातो.

समान कलेक्टर प्रतिरोधक आणि पूर्णपणे एकसारखे ट्रान्झिस्टरसह, इनपुट सिग्नलच्या अनुपस्थितीत, कलेक्टर्समधील संभाव्य फरक शून्य आहे. जर इनपुट सिग्नल शून्य असेल, तर संग्राहकाकडे संभाव्य पायऱ्या आकारमानात समान असतील परंतु चिन्हाच्या विरुद्ध असतील. संग्राहकांमधील भार पुनरावृत्ती इनपुट सिग्नलच्या रूपात पर्यायी प्रवाह दिसेल, परंतु मोठ्या आयामसह.

अशा टप्पे बहुधा मल्टिस्टेज अॅम्प्लिफायर्सचे प्राथमिक टप्पे म्हणून किंवा संतुलित व्होल्टेज आणि विद्युत प्रवाह मिळविण्यासाठी आउटपुट टप्पे म्हणून वापरले जातात. या सोल्यूशन्सचा फायदा असा आहे की दोन्ही हातांवर तापमानाचा प्रभाव त्यांच्या वैशिष्ट्यांमध्ये समान बदलतो आणि आउटपुट व्होल्टेज तरंगत नाही.