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एम्पलीफायर कक्षाएं: ए, बी, एबी, सी, डी, आदि

एम्पलीफायर कक्षाएं: ए, बी, एबी, सी, डी, आदि


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एम्पलीफायरों को जिस तरह से उन्हें पक्षपात किया जाता है और वे संचालित होते हैं, उसके अनुसार एक वर्गीकरण दिया जाता है।

एम्पलीफायर वर्ग जिसमें ए, क्लास बी, क्लास एबी, क्लास सी और इसी तरह के एम्पलीफायर विनिर्देशों और उनके डिजाइन के साथ काम करते समय व्यापक रूप से देखा जाता है।

एक एम्पलीफायर की श्रेणी को समग्र आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए चुना जाता है। विभिन्न एम्पलीफायर कक्षाएं विभिन्न विशेषताओं को प्रदान करती हैं, जिससे एम्पलीफायर एक विशेष तरीके से प्रदर्शन कर सकता है और दक्षता के स्तर के साथ भी।

एम्पलीफायर कक्षाएं अवलोकन

विभिन्न एम्पलीफायर कक्षाएं विभिन्न प्रदर्शन विशेषताओं को प्रदान करती हैं। ये विभिन्न प्रकार के एम्पलीफायर वर्ग को विभिन्न स्थितियों के लिए उपयुक्त बनाते हैं। उनकी विभिन्न विशेषताओं का एक सार सारांश नीचे दिया गया है।


एम्पलीफायर क्लास पदनाम और प्रदर्शन सारांश
एम्पलीफायर क्लासविवरणचालन कोण θ
कक्षाचक्र के पूर्ण 360 ° पर चालनπ = 2θ
कक्षा बीचालन आधे चक्र पर होता है, यानी 180 ° के लिएπ = π
कक्षा एबीचालन आधे से अधिक चक्र के लिए होता है, अर्थात 360 ° से थोड़ा अधिकθ <θ <2π
कक्षा सीचक्र के 180 डिग्री से कम के लिए प्रवाहकत्त्व होता है, लेकिन इससे विकृति पैदा होती हैπ <π
कक्षा डी से टीये एम्पलीफायर कक्षाएं दक्षता में सुधार करने के लिए गैर-रैखिक स्विचिंग तकनीकों का उपयोग करती हैं।एन / ए

क्लास ए एम्पलीफायरों

एक वर्ग ए एम्पलीफायर को पक्षपाती किया जाता है ताकि यह तरंग के चक्र के पूरे भाग पर संचालित हो। यह हर समय, यहां तक ​​कि बहुत छोटे संकेतों के लिए, या जब कोई संकेत मौजूद नहीं है, का संचालन करता है।

क्लास ए एम्पलीफायर स्वाभाविक रूप से एम्पलीफायर का सबसे रैखिक रूप है, और यह आमतौर पर यह सुनिश्चित करने के लिए पक्षपाती है कि डिवाइस से आउटपुट, युग्मन संधारित्र या ट्रांसफार्मर से गुजरने से पहले, आधे रेल वोल्टेज पर बैठता है, जिससे वोल्टेज समान रूप से सक्षम होता है। इस केंद्रीय बिंदु के दोनों ओर। इसका मतलब यह है कि सबसे बड़े सिग्नल को या तो ऊपर या नीचे वोल्टेज रेल के हिट होने से पहले समायोजित किया जा सकता है।

आम तौर पर एक वर्ग ए एम्पलीफायर गैर-रैखिक बनना शुरू हो जाएगा क्योंकि सिग्नल या तो वोल्टेज रेल तक पहुंचता है, इसलिए ऑपरेशन को आमतौर पर इस स्थिति से दूर रखा जाता है।

एम्पलीफायर के लिए अपनी कक्षा ए स्थिति में सही ढंग से संचालित करने के लिए, आउटपुट चरण में कोई संकेत वर्तमान किसी भी संकेत के शिखर के लिए अधिकतम लोड वर्तमान के बराबर या उससे अधिक होना चाहिए।

जैसा कि आउटपुट डिवाइस हमेशा आयोजित होता है यह विद्युत प्रवाह में शक्ति की हानि का प्रतिनिधित्व करता है। वास्तव में अधिकतम सैद्धांतिक दक्षता जो एक एएमपी को प्राप्त कर सकती है वह 50% दक्षता है जिसमें आगमनात्मक उत्पादन युग्मन या कैपेसिटिव युग्मन के साथ सिर्फ 25% है। व्यवहारिक रूप से प्राप्त वास्तविक आंकड़े विभिन्न कारणों से इसके लिए बहुत कम हैं, जिनमें सर्किट के नुकसान और तथ्य यह है कि वेवफॉर्म आमतौर पर अपने अधिकतम मूल्यों पर नहीं रहते हैं, जहां अधिकतम दक्षता स्तर प्राप्त होते हैं।

तदनुसार, क्लास ए एम्पलीफायर सबसे कम विरूपण के साथ एक रैखिक उत्पादन प्रदान करता है, लेकिन इसमें सबसे कम दक्षता स्तर भी है।

कक्षा बी एम्पलीफायरों

एक वर्ग बी एम्पलीफायर पक्षपातपूर्ण है ताकि यह आधे से अधिक तरंग का संचालन करे। दो एम्पलीफायरों का उपयोग करके, प्रत्येक हमारे आधे तरंग का संचालन करते हुए, पूरा संकेत कवर किया जा सकता है।

इसे प्राप्त करने के लिए, दो सक्रिय उपकरणों का उपयोग किया जाता है और इनपुट तरंग को विभाजित किया जाता है ताकि एक सक्रिय उपकरण एक इनपुट चक्र के आधे के दौरान संचालित हो, दूसरा आधे के दौरान। दो तरंगों को पूर्ण तरंग के पुनर्निर्माण के लिए एम्पलीफायर आउटपुट में अभिव्यक्त किया गया है।

कई बार, क्लास बी एम्पलीफायरों को "पुश-पुल" कहा जाता है, क्योंकि सक्रिय उपकरणों के आउटपुट में 180 ° चरण का संबंध होता है। हालाँकि यह शब्द इन दिनों कम व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है - यह तब बहुत आम हो गया जब वैक्यूम ट्यूब / थर्मिओनिक वाल्व का उपयोग किया गया और हाल के वर्षों में यह शब्द उपयोग में नहीं आया।

दक्षता बहुत अधिक है, लेकिन वर्ग बी एम्पलीफायर को क्रॉस-ओवर विरूपण कहा जाता है, जहां एम्पलीफायर का एक आधा बंद हो जाता है और दूसरा खेलने में आता है। यह गैर-गैर-रैखिकता से उत्पन्न होता है जो परिवर्तन बिंदु के करीब होता है जहां एक उपकरण चालू होता है और दूसरा बंद हो रहा होता है। यह बिंदु कुख्यात गैर-रैखिक है, और विरूपण विशेष रूप से निम्न स्तर के संकेतों के लिए ध्यान देने योग्य है जहां वक्र का गैर-रैखिक अनुभाग समग्र सिग्नल के बहुत बड़े हिस्से का प्रतिनिधित्व करता है।

हालांकि एक वर्ग बी एम्पलीफायर की अधिकतम सैद्धांतिक दक्षता 78.5% है, विशिष्ट दक्षता का स्तर बहुत कम है।

कक्षा एबी एम्पलीफायरों

जैसा कि उम्मीद की जा सकती है कि क्लास ए और एम्प्लिफायर क्लास ए और क्लास बी के बीच में आता है। यह ट्रांजिस्टर को थोड़ा मोड़कर क्रॉस-ओवर डिस्टॉर्शन पर काबू पाने की कोशिश करता है ताकि वे आधे से अधिक चक्र के लिए आचरण करें और दो डिवाइस एक छोटे से ओवरलैप हो जाएं स्विच-ऑन / स्विच-ऑफ चरण के दौरान राशि, जिससे क्रॉसओवर विकृति पर काबू पाया जा सके।

इस दृष्टिकोण का मतलब है कि एम्पलीफायर बेहतर रैखिकता के लिए संभावित दक्षता की एक निश्चित राशि का बलिदान करता है - आउटपुट सिग्नल के क्रॉसओवर बिंदु पर बहुत अधिक चिकनी संक्रमण होता है। इस तरह, क्लास एबी एम्पलीफायरर्स कम विरूपण के लिए कुछ दक्षता का त्याग करते हैं। तदनुसार कक्षा एबी एक बेहतर विकल्प है जहां दक्षता और रैखिकता के बीच एक समझौते की आवश्यकता है।

कक्षाएं AB1 और AB2
उच्च शक्ति ऑडियो और आरएफ रैखिक एम्पलीफायरों के लिए थर्मिओनिक वाल्व या वैक्यूम ट्यूब का व्यापक रूप से उपयोग किया गया था। लागत, वजन और बिजली की खपत को बचाने के लिए, एम्पलीफायरों को एबी में कक्षा में चलाया जाता था, और दो एम्पलीफायर उप-वर्गों का अक्सर उल्लेख किया जाता था: कक्षा एबी 1 और एबी 2। ये उप-वर्ग केवल थर्मिओनिक या वैक्यूम ट्यूब तकनीक के लिए लागू होते हैं क्योंकि वे उस तरीके से संदर्भित करते हैं जिसमें ग्रिड को बायपास किया गया था:

  • कक्षा AB1: क्लास एबी 1 वह जगह है जहां ग्रिड ए श्रेणी की तुलना में अधिक नकारात्मक रूप से पक्षपाती है। कक्षा एबी 1 में, वाल्व को बायस्ड किया जाता है ताकि कोई ग्रिड करंट प्रवाहित न हो। एम्पलीफायर का यह वर्ग कक्षा 2 में चलने वाले एक की तुलना में कम विकृति देता है।
  • कक्षा AB2: क्लास AB2 वह जगह है जहां AB1 की तुलना में ग्रिड अक्सर नकारात्मक रूप से पक्षपाती होता है, इनपुट सिग्नल का आकार भी अक्सर बड़ा होता है। इस वर्ग ग्रिड में पॉजिटिव इनपुट आधे-चक्र के हिस्से के दौरान प्रवाहित होता है। क्लास एबी 2 ग्रिड बायस पॉइंट के लिए सामान्य अभ्यास है जो क्लास एबी 1 में होने वाली कट-ऑफ के करीब है, और क्लास एबी 2 अधिक पावर आउटपुट देता है।

क्लास सी एम्पलीफायरों

ए क्लास सी एम्पलीफायर को बायपास किया जाता है ताकि यह आधे से अधिक चक्र से कम का संचालन करे। यह विकृति के बहुत उच्च स्तर को जन्म देता है, लेकिन यह बहुत उच्च दक्षता स्तर प्राप्त करने में सक्षम बनाता है। इस प्रकार के एम्पलीफायर का उपयोग आरएफ एम्पलीफायरों के लिए किया जा सकता है जो बिना किसी आयाम मॉडुलन के साथ एक संकेत ले जाते हैं - इसका उपयोग बिना किसी मुद्दे के आवृत्ति मॉड्यूलेशन के लिए किया जा सकता है। एम्पलीफायर द्वारा प्रभावी रूप से संतृप्ति में चलने वाले हार्मोनिक्स को आउटपुट पर फिल्टर द्वारा हटाया जा सकता है। इन एम्पलीफायरों का उपयोग विरूपण के स्तर को देखते हुए ऑडियो अनुप्रयोगों के लिए नहीं किया जाता है।

क्लास सी एम्पलीफायरों में आम तौर पर एक एकल सक्रिय उपकरण का उपयोग किया जाता है जो अपने बंद क्षेत्र में अच्छी तरह से पक्षपाती है। जैसे ही सिग्नल लगाया जाता है, सिग्नल की शीर्ष चोटियां उपकरण को चालन में चलाने का कारण बनती हैं, लेकिन जाहिर है कि प्रत्येक इनपुट-तरंग चक्र के केवल एक छोटे हिस्से के लिए।

आउटपुट में सर्किट एक उच्च-क्यू, एल-सी गुंजयमान सर्किट का उपयोग करता है। यह सर्किट प्रत्येक पल्स द्वारा हिट होने के बाद प्रभावी रिंग करता है ताकि आउटपुट में साइन लहर का अनुमान हो। यह सुनिश्चित करने के लिए आउटपुट पर फ़िल्टरिंग आवश्यक है कि हार्मोनिक का स्तर पर्याप्त रूप से कम है।

आमतौर पर, ट्रांजिस्टर के लिए चालन कोण 180 ° से काफी कम है - अक्सर 90 ° क्षेत्र के आसपास। दक्षता का स्तर 80% तक हो सकता है, लेकिन सर्किट के नुकसान आदि को ध्यान में रखते हुए 66% के मान अधिक सामान्य होते हैं।

एम्पलीफायर क्लासेस डी से टी

विभिन्न प्रकार के एम्पलीफायर वर्ग हैं जो एनालॉग दृष्टिकोण का उपयोग करने के बजाय स्विचिंग तकनीकों पर आधारित होते हैं।

  • कक्षा डी एम्पलीफायर: ए क्लास डी ऑडियो एम्पलीफायर एम्पलीफायर के भीतर स्विचिंग तकनीक का उपयोग करता है। जैसा कि आउटपुट डिवाइस या तो चालू या बंद हैं, क्लास-डी एम्पलीफायरों सैद्धांतिक रूप से 100% की दक्षता के स्तर तक पहुंच सकते हैं। वास्तव में प्राप्त वास्तविक स्तर कम हैं, लेकिन फिर भी प्राप्त दक्षता स्तर अन्य एनालॉग वर्गों की तुलना में बहुत अधिक है।

    1964 के आसपास ब्रिटेन में सिनक्लेयर द्वारा ऑडियो उपयोग के लिए पहली श्रेणी डी एम्पलीफायर में से एक पेश किया गया था। हालांकि अवधारणा सिद्धांत में अच्छी थी, एम्पलीफायर ने विशेष रूप से अच्छी तरह से काम नहीं किया, और जब यह किया, तो एम्पलीफायर ने बड़ी मात्रा में हस्तक्षेप का कारण बना। स्थानीय रेडियो और टेलीविजन सेटों के रूप में EMC सावधानियों को इस समय उपकरण पर लागू नहीं किया गया था।

  • कक्षा जी एम्पलीफायर: क्लास जी एम्पलीफायर का एक रूप है जो केवल एक आपूर्ति के बजाय कई बिजली की आपूर्ति का उपयोग करता है। निम्न स्तर के संकेतों के लिए एक कम वोल्टेज की आपूर्ति का उपयोग किया जाता है, लेकिन जैसे-जैसे सिग्नल स्तर बढ़ता है, इसलिए उच्च वोल्टेज की आपूर्ति का उपयोग किया जाता है। यह धीरे-धीरे आवश्यक रूप से पूर्ण रेटेड बिजली उत्पादन तक कार्रवाई के लिए लाया जाता है। यह एक बहुत ही कुशल डिजाइन देता है क्योंकि अतिरिक्त शक्ति का उपयोग केवल तब किया जाता है जब वास्तव में इसकी आवश्यकता होती है। आउटपुट सिग्नल की निष्ठा में अवरोध के बिना दोनों ई उच्च वोल्टेज आपूर्ति को प्राप्त किया जा सकता है। इस तरह, एम्पलीफायर विरूपण के दोनों निम्न स्तर प्रदान करने में सक्षम है, जबकि उच्च स्तर की दक्षता भी प्रदान करता है। यह दृष्टिकोण खरोंच से डिजाइन करने के लिए जटिल हो सकता है, लेकिन अगर सही ढंग से इंजीनियर किया जाए, तो यह अच्छी तरह से काम कर सकता है। सौभाग्य से डिजाइन की कठिनाई को कम किया जा सकता है यदि क्लास जी का उपयोग करने वाले कई ऑडियो आईसी में से एक का उपयोग किया जाता है।

इन दिनों डिज़ाइनर के लिए बहुत अधिक एम्पलीफायर ऑपरेशनल क्लासेस उपलब्ध हैं। आधुनिक सिलिकॉन तकनीक ने कई और दरवाजे खोले हैं, लेकिन इसके बावजूद, क्लास ए और बी के साथ क्लास, क्लास बी, और क्लास सी के मूल तीन एम्पलीफायर वर्ग, जो क्लास ए और बी के बीच एक क्रॉस है, अभी भी सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं।


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