শিল্প ইলেকট্রনিক্স ইলেকট্রনিক পরিবর্ধক

এগুলি বৈদ্যুতিক সংকেতের ভোল্টেজ, কারেন্ট এবং শক্তিকে প্রসারিত করার জন্য ডিজাইন করা ডিভাইস।

সহজতম পরিবর্ধক একটি ট্রানজিস্টর সার্কিট। পরিবর্ধকগুলির ব্যবহার এই কারণে যে সাধারণত বৈদ্যুতিক সংকেতগুলি (ভোল্টেজ এবং স্রোত) ইলেকট্রনিক ডিভাইসগুলিতে প্রবেশ করা ছোট প্রশস্ততার হয় এবং পরবর্তী ব্যবহারের জন্য তাদের প্রয়োজনীয় মান বৃদ্ধি করা প্রয়োজন (রূপান্তর, ট্রান্সমিশন, লোডে বিদ্যুৎ সরবরাহ) )

চিত্র 1 পরিবর্ধক পরিচালনা করার জন্য প্রয়োজনীয় ডিভাইসগুলি দেখায়।

চিত্র 1 — পরিবর্ধক পরিবেশ

অ্যামপ্লিফায়ার লোড করার সময় যে শক্তি মুক্তি পায় তা হল তার পাওয়ার সাপ্লাইয়ের রূপান্তরিত শক্তি এবং ইনপুট সংকেত শুধুমাত্র এটি চালায়। পরিবর্ধক সরাসরি বর্তমান উত্স দ্বারা চালিত হয়.

সাধারণত, পরিবর্ধক বিভিন্ন পরিবর্ধন পর্যায়ে গঠিত (চিত্র 2)। পরিবর্ধনের প্রথম ধাপগুলি, যা মূলত সিগন্যাল ভোল্টেজকে প্রসারিত করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, তাকে প্রিঅ্যামপ্লিফায়ার বলা হয়। তাদের সার্কিট ইনপুট সংকেত উৎসের ধরন দ্বারা নির্ধারিত হয়।

যে পর্যায়টি সিগন্যালের শক্তিকে প্রসারিত করতে কাজ করে তাকে টার্মিনাল বা আউটপুট বলে।তাদের স্কিম লোড ধরনের দ্বারা নির্ধারিত হয়। এছাড়াও, পরিবর্ধক প্রয়োজনীয় পরিবর্ধন এবং (বা) পরিবর্ধিত সংকেতের প্রয়োজনীয় বৈশিষ্ট্য গঠনের জন্য ডিজাইন করা মধ্যবর্তী পর্যায়গুলি অন্তর্ভুক্ত করতে পারে।

চিত্র 2 — পরিবর্ধক গঠন

পরিবর্ধক শ্রেণীবিভাগ:

1) পরিবর্ধিত প্যারামিটার, ভোল্টেজ, কারেন্ট, পাওয়ার এম্প্লিফায়ারের উপর নির্ভর করে

2) পরিবর্ধিত সংকেতের প্রকৃতি দ্বারা:

• সুরেলা (একটানা) সংকেতের পরিবর্ধক;

• পালস সংকেত পরিবর্ধক (ডিজিটাল পরিবর্ধক)।

3) পরিবর্ধিত ফ্রিকোয়েন্সি পরিসরে:

• ডিসি পরিবর্ধক;

• এসি এমপ্লিফায়ার

• কম ফ্রিকোয়েন্সি, উচ্চ, অতি উচ্চ ইত্যাদি

4) ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়া প্রকৃতি দ্বারা:

• অনুরণিত (একটি সংকীর্ণ ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডে সংকেত প্রসারিত করুন);

• ব্যান্ডপাস (একটি নির্দিষ্ট ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ড প্রশস্ত করে);

• ওয়াইডব্যান্ড (সম্পূর্ণ ফ্রিকোয়েন্সি পরিসরকে প্রশস্ত করে)।

5) শক্তিবৃদ্ধি উপাদানের ধরন দ্বারা:

• বৈদ্যুতিক ভ্যাকুয়াম ল্যাম্প;

• সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসে;

• ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটে।

একটি পরিবর্ধক নির্বাচন করার সময়, পরিবর্ধক পরামিতিগুলি থেকে প্রস্থান করুন:

• আউটপুট শক্তি ওয়াট পরিমাপ. আউটপুট শক্তি পরিবর্ধকের উদ্দেশ্যের উপর নির্ভর করে ব্যাপকভাবে পরিবর্তিত হয়, উদাহরণস্বরূপ সাউন্ড এমপ্লিফায়ারে — হেডফোনের মিলিওয়াট থেকে দশ এবং অডিও সিস্টেমে শত শত ওয়াট।

• ফ্রিকোয়েন্সি পরিসীমা, হার্টজে পরিমাপ করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, একই অডিও পরিবর্ধক সাধারণত 20-20,000 Hz ফ্রিকোয়েন্সি রেঞ্জে লাভ প্রদান করে এবং একটি টেলিভিশন সংকেত পরিবর্ধক (ছবি + শব্দ) — 20 Hz — 10 MHz এবং উচ্চতর।

• অরৈখিক বিকৃতি, শতাংশ% এ পরিমাপ করা হয়। এটি পরিবর্ধিত সংকেতের আকৃতি বিকৃতিকে চিহ্নিত করে। সাধারণত, প্রদত্ত প্যারামিটার যত কম, তত ভাল।

• দক্ষতা (দক্ষতা অনুপাত) শতাংশ শতাংশে পরিমাপ করা হয়।দেখায় যে পাওয়ার সাপ্লাই থেকে কত শক্তি লোডের মধ্যে বিদ্যুত ছড়িয়ে দিতে ব্যবহার করা হচ্ছে। আসল বিষয়টি হ'ল উত্সের শক্তির একটি অংশ নষ্ট হয়, বৃহত্তর পরিমাণে এগুলি তাপের ক্ষতি হয় — কারেন্টের প্রবাহ সর্বদা উপাদানটিকে গরম করে। এই প্যারামিটারটি স্ব-চালিত ডিভাইসের জন্য বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ (সঞ্চয়কারী এবং ব্যাটারি থেকে)।

চিত্র 3 একটি সাধারণ বাইপোলার ট্রানজিস্টর প্রিঅ্যাম্প সার্কিট দেখায়। ইনপুট সংকেত একটি ভোল্টেজ উৎস Uin থেকে আসে। ব্লকিং ক্যাপাসিটার Cp1 এবং Cp2 পরিবর্তনশীলকে পাস করে। পরিবর্ধিত সংকেত এবং সরাসরি কারেন্ট পাস করে না, যা সিরিজ-সংযুক্ত পরিবর্ধক পর্যায়ে সরাসরি কারেন্টের জন্য স্বাধীন অপারেটিং মোড তৈরি করা সম্ভব করে।

চিত্র 3 - একটি বাইপোলার ট্রানজিস্টরের পরিবর্ধক পর্যায়ের চিত্র

রোধকারী Rb1 এবং Rb2 হল প্রধান বিভাজক যা ট্রানজিস্টর Ib0 এর বেসে প্রারম্ভিক কারেন্ট প্রদান করে, রোধ Rk সংগ্রাহক Ik0 কে প্রারম্ভিক কারেন্ট প্রদান করে। এই স্রোতগুলিকে লেমিনার স্রোত বলা হয়। একটি ইনপুট সংকেত অনুপস্থিতিতে, তারা ধ্রুবক. চিত্র 4 এম্প্লিফায়ারের টাইমিং ডায়াগ্রাম দেখায়। একটি সময় প্লট সময়ের সাথে একটি প্যারামিটারে পরিবর্তন।

প্রতিরোধক Re নেতিবাচক বর্তমান প্রতিক্রিয়া (NF) প্রদান করে। ফিডব্যাক (OC) হল আউটপুট সিগন্যালের একটি অংশকে পরিবর্ধকের ইনপুট সার্কিটে স্থানান্তর করা। যদি ইনপুট সংকেত এবং প্রতিক্রিয়া সংকেত পর্যায় বিপরীত হয়, প্রতিক্রিয়া নেতিবাচক বলা হয়। OOS লাভ হ্রাস করে, কিন্তু একই সময়ে সুরেলা বিকৃতি হ্রাস করে এবং পরিবর্ধক স্থায়িত্ব বাড়ায়। এটি প্রায় সব পরিবর্ধক ব্যবহার করা হয়।

রোধ Rf এবং ক্যাপাসিটর Cf হল ফিল্টার উপাদান।ক্যাপাসিটর Cf উৎস থেকে পরিবর্ধক দ্বারা গ্রাস করা বর্তমানের পরিবর্তনশীল উপাদানের জন্য একটি নিম্ন প্রতিরোধের সার্কিট গঠন করে। বেশ কয়েকটি পরিবর্ধক উত্স উত্স থেকে খাওয়ানো হলে ফিল্টারিং উপাদানগুলি প্রয়োজনীয়।

যখন একটি ইনপুট সংকেত Uin প্রয়োগ করা হয়, তখন বর্তমান Ib ~ ইনপুট সার্কিটে এবং আউটপুট Ik ~তে প্রদর্শিত হয়। লোড Rn এর মাধ্যমে বর্তমান Ik ~ দ্বারা তৈরি ভোল্টেজ ড্রপ হবে পরিবর্ধিত আউটপুট সংকেত।

ভোল্টেজ এবং কারেন্টের অস্থায়ী ডায়াগ্রাম (চিত্র 3) থেকে দেখা যায় যে ইনপুট Ub ~ এবং আউটপুট Uc ~ = ক্যাসকেডের Uout এ ভোল্টেজগুলির পরিবর্তনশীল উপাদানগুলি হল অ্যান্টিফেজ, অর্থাৎ। OE ট্রানজিস্টরের লাভ স্টেজ বিপরীত দিকে ইনপুট সিগন্যালের ফেজ পরিবর্তন করে (উল্টায়)।

চিত্র 4 - একটি বাইপোলার ট্রানজিস্টরের পরিবর্ধক পর্যায়ে স্রোত এবং ভোল্টেজের টাইমিং ডায়াগ্রাম

একটি অপারেশনাল এমপ্লিফায়ার (OU) হল একটি DC/AC পরিবর্ধক যার উচ্চ লাভ এবং গভীর নেতিবাচক প্রতিক্রিয়া রয়েছে।

এটি বিপুল সংখ্যক ইলেকট্রনিক ডিভাইসের বাস্তবায়নের অনুমতি দেয়, তবে ঐতিহ্যগতভাবে একটি পরিবর্ধক বলা হয়।

আমরা বলতে পারি যে অপারেশনাল এমপ্লিফায়ারগুলি সমস্ত অ্যানালগ ইলেকট্রনিক্সের মেরুদণ্ড। কর্মক্ষম পরিবর্ধকগুলির ব্যাপক ব্যবহার তাদের নমনীয়তা (এনালগ এবং স্পন্দিত উভয়ের ভিত্তিতে বিভিন্ন ইলেকট্রনিক ডিভাইস তৈরি করার ক্ষমতা), একটি বিস্তৃত ফ্রিকোয়েন্সি পরিসীমা (ডিসি এবং এসি সংকেতের পরিবর্ধন), বাহ্যিক অস্থিতিশীলতা থেকে প্রধান পরামিতিগুলির স্বাধীনতার সাথে যুক্ত। কারণ (তাপমাত্রা পরিবর্তন, সরবরাহ ভোল্টেজ, ইত্যাদি)। ইন্টিগ্রেটেড এমপ্লিফায়ার (IOUs) প্রধানত ব্যবহৃত হয়।

নামের মধ্যে "অপারেশনাল" শব্দের উপস্থিতি এই সম্ভাবনার দ্বারা ব্যাখ্যা করা হয়েছে যে এই পরিবর্ধকগুলি বেশ কয়েকটি গাণিতিক ক্রিয়াকলাপ সম্পাদন করতে পারে - যোগ, বিয়োগ, পার্থক্য, একীকরণ ইত্যাদি।

চিত্র 5 UGO IEE দেখায়।এম্প্লিফায়ারে দুটি ইনপুট রয়েছে — ফরোয়ার্ড এবং রিভার্স এবং একটি আউটপুট। যখন ইনপুট সংকেত একটি নন-ইনভার্টিং (সরাসরি) ইনপুটে প্রয়োগ করা হয়, তখন আউটপুট সিগন্যালের একই পোলারিটি (ফেজ) থাকে — চিত্র 5, ক।

চিত্র 5 — অপারেশনাল এমপ্লিফায়ারগুলির প্রচলিত গ্রাফিক পদবি

ইনভার্টিং ইনপুট ব্যবহার করার সময়, আউটপুট সিগন্যালের ফেজটি ইনপুট সিগন্যালের ফেজের তুলনায় 180 ° দ্বারা স্থানান্তরিত হবে (পোলারিটি বিপরীত) — চিত্র 6, খ। বিপরীত ইনপুট এবং আউটপুট বৃত্তাকার হয়.

চিত্র 6 — অপ-অ্যাম্পের টাইম ডায়াগ্রাম: ক) — নন-ইনভার্টিং, খ) — ইনভার্টিং

যখন ওয়ালপেপারে একটি ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়, তখন আউটপুট ভোল্টেজ ইনপুট ভোল্টেজের মধ্যে পার্থক্যের সমানুপাতিক হয়। এইগুলো. ইনভার্টিং ইনপুট সিগন্যাল একটি «-« চিহ্ন দিয়ে গৃহীত হয়। Uout = K (Uneinv — Uinv), যেখানে K হল লাভ।

চিত্র 7 — অপ-অ্যাম্পের প্রশস্ততা বৈশিষ্ট্য

op-amp একটি বাইপোলার সোর্স দ্বারা চালিত হয়, সাধারণত +15V এবং -15V। একটি ইউনিপোলার পাওয়ার সাপ্লাইও অনুমোদিত। বাকী IOU উপসংহারগুলি ব্যবহার করা হয় বলে নির্দেশিত হয়।

অপ-অ্যাম্পের ক্রিয়াকলাপটি প্রশস্ততার বৈশিষ্ট্য দ্বারা ব্যাখ্যা করা হয়েছে - চিত্র 8। বৈশিষ্ট্যের উপর, একটি রৈখিক বিভাগকে আলাদা করা যেতে পারে, যেখানে ইনপুট ভোল্টেজ বৃদ্ধির সাথে আউটপুট ভোল্টেজ আনুপাতিকভাবে বৃদ্ধি পায় এবং স্যাচুরেশন U + এর দুটি বিভাগ। sat এবং U- বসে। ইনপুট ভোল্টেজ Uin.max-এর একটি নির্দিষ্ট মানতে, পরিবর্ধকটি স্যাচুরেশন মোডে চলে যায়, যেখানে আউটপুট ভোল্টেজ একটি সর্বোচ্চ মান ধরে নেয় (Up = 15 V, প্রায় Uns = 13 V) এবং আরও অপরিবর্তিত থাকে ইনপুট সংকেত বৃদ্ধি। স্যাচুরেশন মোডটি অপারেশনাল এমপ্লিফায়ারের উপর ভিত্তি করে পালস ডিভাইসে ব্যবহৃত হয়।

পাওয়ার অ্যামপ্লিফায়ারগুলি পরিবর্ধনের চূড়ান্ত পর্যায়ে ব্যবহার করা হয় এবং লোডে প্রয়োজনীয় শক্তি তৈরি করার জন্য ডিজাইন করা হয়।

তাদের প্রধান বৈশিষ্ট্য হল উচ্চ ইনপুট সিগন্যাল স্তর এবং উচ্চ আউটপুট স্রোত, যা শক্তিশালী পরিবর্ধক ব্যবহার প্রয়োজন।

অ্যামপ্লিফায়ারগুলি A, AB, B, C এবং D মোডে কাজ করতে পারে।

A মোডে, পরিবর্ধক ডিভাইসের আউটপুট কারেন্ট (ট্রানজিস্টর বা ইলেকট্রনিক টিউব) পরিবর্ধিত সংকেতের পুরো সময়কালের জন্য খোলা থাকে (অর্থাৎ, ক্রমাগত) এবং আউটপুট কারেন্ট এর মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয়। ক্লাস A পাওয়ার এম্প্লিফায়ারগুলি পরিবর্ধিত সংকেতে ন্যূনতম বিকৃতি প্রবর্তন করে, তবে খুব কম দক্ষতা রয়েছে।

বি মোডে, আউটপুট কারেন্ট দুটি ভাগে বিভক্ত, একটি পরিবর্ধক সংকেতের ধনাত্মক অর্ধ-তরঙ্গকে প্রশস্ত করে, দ্বিতীয়টি নেতিবাচক। ফলস্বরূপ, মোড A এর তুলনায় উচ্চতর দক্ষতা, তবে ট্রানজিস্টর স্যুইচ করার মুহুর্তে বড় অ-রৈখিক বিকৃতিও ঘটে।

AB মোড B মোডের পুনরাবৃত্তি করে, কিন্তু এক অর্ধ-তরঙ্গ থেকে অন্য দিকে স্থানান্তরের মুহুর্তে, উভয় ট্রানজিস্টর খোলা থাকে, যা উচ্চ দক্ষতা বজায় রেখে বিকৃতি হ্রাস করা সম্ভব করে। এনালগ পরিবর্ধকগুলির জন্য এবি মোড সবচেয়ে সাধারণ।

মোড সি এমন ক্ষেত্রে ব্যবহার করা হয় যেখানে পরিবর্ধনের সময় তরঙ্গরূপের কোন বিকৃতি নেই, কারণ পরিবর্ধকের আউটপুট কারেন্ট অর্ধেকেরও কম সময়ের জন্য প্রবাহিত হয়, যা অবশ্যই বড় বিকৃতির দিকে নিয়ে যায়।

ডি মোড ইনপুট সংকেতগুলিকে ডালগুলিতে রূপান্তরিত করে, সেই ডালগুলিকে প্রশস্ত করে এবং তারপরে সেগুলিকে আবার রূপান্তরিত করে।এই ক্ষেত্রে, আউটপুট ট্রানজিস্টরগুলি কী মোডে কাজ করে (ট্রানজিস্টরটি সম্পূর্ণরূপে বন্ধ বা সম্পূর্ণরূপে খোলা), যা পরিবর্ধকটির দক্ষতা 100% এর কাছাকাছি নিয়ে আসে (AV মোডে, দক্ষতা 50% এর বেশি হয় না)। ডি মোডে কাজ করা অ্যামপ্লিফায়ারগুলিকে ডিজিটাল অ্যামপ্লিফায়ার বলা হয়।

একটি পুশ-পুল সার্কিটে, পরিবর্ধন (মোড B এবং AB) দুটি ঘড়ি চক্রে ঘটে। প্রথম অর্ধ-চক্রের সময়, ইনপুট সংকেত একটি ট্রানজিস্টর দ্বারা প্রশস্ত করা হয়, এবং অন্যটি এই অর্ধ-চক্র বা এর অংশের সময় বন্ধ থাকে। দ্বিতীয় অর্ধ-চক্রে, প্রথমটি বন্ধ থাকা অবস্থায় দ্বিতীয় ট্রানজিস্টর দ্বারা সংকেতটি প্রশস্ত করা হয়।

ট্রানজিস্টর এমপ্লিফায়ারের স্লাইডিং সার্কিট চিত্র 8-এ দেখানো হয়েছে। ট্রানজিস্টর পর্যায় VT3 আউটপুট ট্রানজিস্টর VT1 এবং VT2-কে একটি ধাক্কা দেয়। প্রতিরোধক R1 এবং R2 ট্রানজিস্টরের অপারেশনের ধ্রুবক মোড সেট করে।

একটি নেতিবাচক অর্ধ-তরঙ্গ Uin এর আগমনের সাথে, সংগ্রাহক বর্তমান VT3 বৃদ্ধি পায়, যা ট্রানজিস্টর VT1 এবং VT2 এর ভিত্তিগুলিতে ভোল্টেজ বৃদ্ধির দিকে পরিচালিত করে। এই ক্ষেত্রে, VT2 বন্ধ হয়ে যায় এবং VT1 এর মাধ্যমে সংগ্রাহক কারেন্ট সার্কিটের মধ্য দিয়ে যায়: + আপ, ট্রানজিশন K-E VT1, C2 (চার্জিংয়ের সময়), Rn, কেস।

যখন একটি ইতিবাচক অর্ধ-তরঙ্গ আসে, তখন Uin VT3 বন্ধ হয়ে যায়, যা ট্রানজিস্টর VT1 এবং VT2 - VT1-এর বেসে ভোল্টেজ হ্রাসের দিকে নিয়ে যায় - VT1 বন্ধ হয়ে যায় এবং VT2 এর মাধ্যমে সংগ্রাহক কারেন্ট সার্কিটের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয়: + C2, রূপান্তর EK VT2 , case, Rn, -C2। টি

এটি নিশ্চিত করে যে ইনপুট ভোল্টেজের উভয় অর্ধ-তরঙ্গের বর্তমান লোডের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয়।

চিত্র 8 — একটি পাওয়ার পরিবর্ধকের পরিকল্পিত

মোডে ডি, অ্যামপ্লিফায়ারগুলি কাজ করে পালস প্রস্থ মড্যুলেশন (PWM)… ইনপুট সংকেত modulates আয়তক্ষেত্রাকার ডালতাদের সময়কাল পরিবর্তন করে।এই ক্ষেত্রে, সিগন্যালটি একই প্রশস্ততার আয়তক্ষেত্রাকার ডালে রূপান্তরিত হয়, যার সময়কাল যেকোনো মুহূর্তে সংকেতের মানের সমানুপাতিক।

পালস ট্রেনটিকে পরিবর্ধনের জন্য ট্রানজিস্টর(গুলি) খাওয়ানো হয়। কারণ পরিবর্ধিত সংকেত স্পন্দিত হয়, ট্রানজিস্টর কী মোডে কাজ করে। কী মোডে অপারেশন ন্যূনতম ক্ষতির সাথে যুক্ত, যেহেতু ট্রানজিস্টর হয় বন্ধ বা সম্পূর্ণ খোলা থাকে (ন্যূনতম প্রতিরোধের আছে)। পরিবর্ধনের পরে, কম-পাস ফিল্টার ব্যবহার করে সংকেত থেকে কম-ফ্রিকোয়েন্সি উপাদান (পরিবর্ধিত মূল সংকেত) বের করা হয়। LPF) এবং লোড খাওয়ানো.

চিত্র 9 — একটি ক্লাস D পরিবর্ধকের ব্লক ডায়াগ্রাম

ক্লাস ডি এমপ্লিফায়ারগুলি ল্যাপটপ অডিও সিস্টেম, মোবাইল যোগাযোগ, মোটর নিয়ন্ত্রণ ডিভাইস এবং আরও অনেক কিছুতে ব্যবহৃত হয়।

আধুনিক পরিবর্ধকগুলি সমন্বিত সার্কিটের ব্যাপক ব্যবহার দ্বারা চিহ্নিত করা হয়।