ડીસી એમ્પ્લીફાયર - હેતુ, પ્રકારો, સર્કિટ્સ અને ઓપરેશનના સિદ્ધાંત

ડીસી એમ્પ્લીફાયર્સ, જેમ કે નામ સૂચવે છે, વર્તમાનને પ્રતિ સે એમ્પ્લીફાય કરતા નથી, એટલે કે, તેઓ વધારાની શક્તિ ઉત્પન્ન કરતા નથી. આ ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોનો ઉપયોગ 0 હર્ટ્ઝથી શરૂ થતી ચોક્કસ આવર્તન શ્રેણીમાં વિદ્યુત કંપનોને નિયંત્રિત કરવા માટે થાય છે. પરંતુ ડીસી એમ્પ્લીફાયરના ઇનપુટ અને આઉટપુટ પરના સિગ્નલોના આકારને જોતા, તે સ્પષ્ટપણે કહી શકાય કે આઉટપુટ પર એમ્પ્લીફાઇડ ઇનપુટ સિગ્નલ છે, પરંતુ ઇનપુટ અને આઉટપુટ સિગ્નલો માટે પાવર સ્ત્રોતો વ્યક્તિગત છે.

ઓપરેશનના સિદ્ધાંત અનુસાર, ડીસી એમ્પ્લીફાયર્સને ડાયરેક્ટ એમ્પ્લીફાયર અને કન્વર્ટર એમ્પ્લીફાયરમાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.

ડીસી કન્વર્ઝન એમ્પ્લીફાયર ડીસીને ACમાં કન્વર્ટ કરે છે, પછી એમ્પ્લીફાય અને સુધારે છે. આને મોડ્યુલેશન અને ડિમોડ્યુલેશન સાથે ગેઇન કહેવામાં આવે છે — MDM.

ડાયરેક્ટ એમ્પ્લીફાયર સર્કિટમાં ઇન્ડક્ટર અને કેપેસિટર્સ જેવા પ્રતિક્રિયાશીલ તત્વો હોતા નથી, જેનો અવરોધ આવર્તન આધારિત હોય છે. તેના બદલે, એક તબક્કાના એમ્પ્લીફાયર તત્વના આઉટપુટ (કલેક્ટર અથવા એનોડ)નું આગલા તબક્કાના ઇનપુટ (બેઝ અથવા ગ્રીડ) સાથે સીધું ગેલ્વેનિક જોડાણ છે.આ કારણોસર, ડાયરેક્ટ ગેઇન એમ્પ્લીફાયર પણ પસાર (એમ્પ્લીફાય) કરવામાં સક્ષમ છે ડીસી.… આવી યોજનાઓ એકોસ્ટિક્સમાં પણ લોકપ્રિય છે.

જો કે, ડાયરેક્ટ ગેલ્વેનિક કનેક્શન સ્ટેજના વોલ્ટેજ ડ્રોપ અને ધીમા વર્તમાન ફેરફારો વચ્ચે ખૂબ જ સચોટ રીતે સ્થાનાંતરિત હોવા છતાં, આવા સોલ્યુશન એમ્પ્લીફાયરની અસ્થિર કામગીરી સાથે સંકળાયેલ છે, જેમાં એમ્પ્લીફાયર તત્વના ઓપરેટિંગ મોડને સ્થાપિત કરવામાં મુશ્કેલીઓ છે.

જ્યારે પાવર સપ્લાયનો વોલ્ટેજ થોડો બદલાય છે, અથવા એમ્પ્લીફાયર તત્વોના સંચાલનનો મોડ બદલાય છે, અથવા તેમના પરિમાણો થોડા ફ્લોટ થાય છે, ત્યારે સર્કિટમાં પ્રવાહોમાં ધીમા ફેરફારો તરત જ જોવા મળે છે, જે ગેલ્વેનિકલી કનેક્ટેડ સર્કિટ દ્વારા ઇનપુટ સિગ્નલ દાખલ કરે છે. અને તે મુજબ આઉટપુટ પર સિગ્નલના આકારને વિકૃત કરો. ઘણીવાર આ બનાવટી આઉટપુટ ફેરફારો સામાન્ય ઇનપુટ સિગ્નલ દ્વારા થતા પ્રભાવ ફેરફારોની તીવ્રતામાં સમાન હોય છે.

આઉટપુટ વોલ્ટેજ વિકૃતિ વિવિધ પરિબળોને કારણે થઈ શકે છે. સૌ પ્રથમ, સાંકળ તત્વોમાં આંતરિક પ્રક્રિયાઓ દ્વારા. પાવર સપ્લાયનું અસ્થિર વોલ્ટેજ, સર્કિટના નિષ્ક્રિય અને સક્રિય તત્વોના અસ્થિર પરિમાણો, ખાસ કરીને તાપમાનના ટીપાંના પ્રભાવ હેઠળ, વગેરે. તે ઇનપુટ વોલ્ટેજ સાથે બિલકુલ સંબંધિત ન પણ હોઈ શકે.

આ પરિબળોને કારણે આઉટપુટ વોલ્ટેજમાં થતા ફેરફારોને એમ્પ્લીફાયર નલ ડ્રિફ્ટ કહેવામાં આવે છે. એમ્પ્લીફાયરને ઇનપુટ સિગ્નલની ગેરહાજરીમાં આઉટપુટ વોલ્ટેજમાં મહત્તમ ફેરફાર (જ્યારે ઇનપુટ બંધ હોય છે) સમયના સમયગાળા દરમિયાન તેને સંપૂર્ણ ડ્રિફ્ટ કહેવામાં આવે છે.

ઇનપુટ માટે ઉલ્લેખિત ડ્રિફ્ટ વોલ્ટેજ આપેલ એમ્પ્લીફાયરના લાભ માટે સંપૂર્ણ ડ્રિફ્ટના ગુણોત્તર સમાન છે.આ વોલ્ટેજ એમ્પ્લીફાયરની સંવેદનશીલતા નક્કી કરે છે કારણ કે તે ન્યૂનતમ શોધી શકાય તેવા ઇનપુટ સિગ્નલને મર્યાદિત કરે છે.

એમ્પ્લીફાયર યોગ્ય રીતે કામ કરે તે માટે, ડ્રિફ્ટ વોલ્ટેજ એમ્પ્લીફાય કરવા માટેના સિગ્નલના પૂર્વનિર્ધારિત ન્યૂનતમ વોલ્ટેજથી વધુ ન હોવો જોઈએ જે તેના ઇનપુટ પર લાગુ થાય છે. જો આઉટપુટ ડ્રિફ્ટ ઇનપુટ સિગ્નલ જેવા જ ક્રમનું હોય અથવા તેનાથી વધી જાય, તો વિકૃતિ એમ્પ્લીફાયર માટે માન્ય મર્યાદાને ઓળંગી જશે, અને તેનો ઓપરેટિંગ પોઈન્ટ એમ્પ્લીફાયરની લાક્ષણિકતાઓની પર્યાપ્ત ઓપરેટિંગ શ્રેણીની બહાર ખસેડવામાં આવશે («શૂન્ય ડ્રિફ્ટ») .

શૂન્ય વિચલન ઘટાડવા માટે, નીચેની પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. પ્રથમ, એમ્પ્લીફાયર તબક્કાઓને ખોરાક આપતા તમામ વોલ્ટેજ અને વર્તમાન સ્ત્રોતો સ્થિર થાય છે. બીજું, તેઓ ઊંડા નકારાત્મક પ્રતિસાદનો ઉપયોગ કરે છે. ત્રીજું, તાપમાન ડ્રિફ્ટ વળતર યોજનાઓનો ઉપયોગ બિનરેખીય તત્વો ઉમેરીને કરવામાં આવે છે જેના પરિમાણો તાપમાન પર આધાર રાખે છે. ચોથું, બેલેન્સિંગ બ્રિજ સર્કિટનો ઉપયોગ થાય છે. અંતે, સીધો પ્રવાહ વૈકલ્પિક પ્રવાહમાં રૂપાંતરિત થાય છે, જે પછી વૈકલ્પિક પ્રવાહ વિસ્તૃત અને સુધારેલ છે.

ડીસી એમ્પ્લીફાયર સર્કિટ બનાવતી વખતે, એમ્પ્લીફાયરના ઇનપુટ પર, તેના તબક્કાના કનેક્શન પોઈન્ટ્સ પર તેમજ લોડના આઉટપુટ પર પોટેન્શિયલ્સને મેચ કરવું ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. વિવિધ સ્થિતિઓમાં અને ફ્લોટિંગ સર્કિટ પરિમાણોની સ્થિતિમાં પણ તબક્કાઓની સ્થિરતા સુનિશ્ચિત કરવી જરૂરી છે.

ડીસી એમ્પ્લીફાયર સિંગલ-એન્ડેડ અને પુશ-પુલ છે. વન-શોટ ડાયરેક્ટ ગેઇન સર્કિટ એક તત્વથી બીજાના ઇનપુટમાં આઉટપુટ સિગ્નલના સીધા ફીડિંગને સ્વીકારે છે.પ્રથમનું કલેક્ટર વોલ્ટેજ પ્રથમ તત્વ (ટ્રાન્ઝિસ્ટર) ના આઉટપુટ સિગ્નલ સાથે આગામી ટ્રાન્ઝિસ્ટરના ઇનપુટને આપવામાં આવે છે.

અહીં પ્રથમના કલેક્ટર અને બીજા ટ્રાન્ઝિસ્ટરના આધારની સંભવિતતાઓ મેળ ખાતી હોવી જોઈએ, જેના માટે પ્રથમ ટ્રાન્ઝિસ્ટરના કલેક્ટર વોલ્ટેજને રેઝિસ્ટર દ્વારા વળતર આપવામાં આવે છે. બેઝ એમિટર વોલ્ટેજને સરભર કરવા માટે બીજા ટ્રાન્ઝિસ્ટરના એમિટર સર્કિટમાં એક રેઝિસ્ટર પણ ઉમેરવામાં આવે છે. અનુગામી તબક્કાઓના ટ્રાન્ઝિસ્ટરના કલેક્ટર્સ પરની સંભવિતતાઓ પણ ઊંચી હોવી જોઈએ, જે મેચિંગ રેઝિસ્ટરનો ઉપયોગ કરીને પણ પ્રાપ્ત થાય છે.

સમાંતર સંતુલિત પુશ તબક્કામાં, કલેક્ટર સર્કિટ્સના રેઝિસ્ટર અને ટ્રાન્ઝિસ્ટરના આંતરિક પ્રતિકાર ચાર-આર્મ બ્રિજ બનાવે છે, જેમાંથી એક કર્ણ (કલેક્ટર-એમિટર સર્કિટ્સ વચ્ચે) સપ્લાય વોલ્ટેજ સાથે પૂરો પાડવામાં આવે છે, અને અન્ય (કલેક્ટર્સ વચ્ચે) લોડ સાથે જોડાયેલ છે. એમ્પ્લીફાઇડ થવાનો સંકેત બંને ટ્રાન્ઝિસ્ટરના પાયા પર લાગુ થાય છે.

સમાન કલેક્ટર રેઝિસ્ટર અને સંપૂર્ણ સમાન ટ્રાન્ઝિસ્ટર સાથે, ઇનપુટ સિગ્નલની ગેરહાજરીમાં, કલેક્ટર્સ વચ્ચે સંભવિત તફાવત શૂન્ય છે. જો ઇનપુટ સિગ્નલ બિનશૂન્ય હોય, તો કલેક્ટર્સ પાસે સંભવિત પગલાં તીવ્રતામાં સમાન હશે પરંતુ ચિહ્નમાં વિરુદ્ધ હશે. કલેક્ટર્સ વચ્ચેનો ભાર રિપીટિંગ ઇનપુટ સિગ્નલના સ્વરૂપમાં વૈકલ્પિક પ્રવાહ દેખાશે, પરંતુ મોટા કંપનવિસ્તાર સાથે.

સંતુલિત વોલ્ટેજ અને વર્તમાન મેળવવા માટે આવા તબક્કાઓનો ઉપયોગ મલ્ટિસ્ટેજ એમ્પ્લીફાયરના પ્રાથમિક તબક્કા તરીકે અથવા આઉટપુટ તબક્કા તરીકે થાય છે. આ સોલ્યુશન્સનો ફાયદો એ છે કે બંને હાથ પર તાપમાનની અસર તેમની લાક્ષણિકતાઓમાં સમાનરૂપે ફેરફાર કરે છે અને આઉટપુટ વોલ્ટેજ તરતું નથી.