4 कुशल PWM एम्पलीफायर सर्किट समझाया

ऑडियो एम्पलीफायरों को एक एनालॉग ऑडियो सिग्नल को पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेशन या पीडब्लूएम प्रसंस्करण के माध्यम से समायोजित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है और समायोज्य कर्तव्य चक्र के साथ डिजिटल एम्पलीफायर, क्लास-डी एम्पलीफायर, स्विच्ड एम्पलीफायर और पीडब्लूएम एम्पलीफायर सहित कई नामों से जाना जाता है।

क्योंकि यह उच्च क्षमता पर प्रदर्शन कर सकता है, ए क्लास-डी एम्पलीफायर मोबाइल और सार्वजनिक पते अनुप्रयोगों के लिए एक पसंदीदा अवधारणा बन गई है जहां विकृति नगण्य है।

PWM एम्पलीफायर क्यों इतने कुशल हैं

ऐसा इसलिए है क्योंकि वे एनालॉग ऑडियो सिग्नल को बराबर PWM संग्राहक सामग्री में बदलते हैं। यह संशोधित PWM ऑडियो सिग्नल कुशलता से MOSFETs या BJTs जैसे आउटपुट डिवाइस द्वारा प्रवर्धित किया गया है और फिर कनेक्टेड लाउडस्पीकरों में विशेष इंडिकेटर्स का उपयोग करके उच्च शक्ति एनालॉग संस्करण में वापस परिवर्तित किया गया है।

हम जानते हैं कि सेमीकंडक्टर जैसे उपकरण MOSFETs, और BJTs इनपुट सिग्नल के अपरिभाषित क्षेत्रों में संचालित होने के लिए 'पसंद नहीं है' और गर्म हो जाते हैं। उदाहरण के लिए ए MOSFET गेट सिग्नल 8V से नीचे होने पर ठीक से चालू नहीं होगा, और BJTs 0.5 V बेस ड्राइव के नीचे सही तरीके से प्रतिक्रिया नहीं देगा, जिसके परिणामस्वरूप उनके शरीर में उच्च मात्रा में गर्मी अपव्यय हो जाती है।

प्रकृति के अनुरूप होने के अनुरूप संकेत उपरोक्त उपकरणों को असुविधाजनक और प्रतिकूल धीमी वृद्धि और धीमी गति से गिरने की क्षमता के साथ काम करने के लिए मजबूर करते हैं, जिससे उच्च गर्मी अपव्यय और अधिक अक्षमता होती है।

पीडब्लूएम इसके विपरीत प्रवर्धन अवधारणा, इन उपकरणों को या तो पूरी तरह से चालू करके या पूरी तरह से बंद करके काम करने की अनुमति देती है, बिना इंटरमीडिएट अपरिभाषित क्षमता के। इसके कारण, डिवाइस किसी भी गर्मी को विकीर्ण नहीं करते हैं और ऑडियो प्रवर्धन को उच्च दक्षता और न्यूनतम नुकसान के साथ प्रदान किया जाता है।

रैखिक एम्पलीफायर की तुलना में डिजिटल एम्पलीफायर के लाभ

• डिजिटल या PWM एम्पलीफायरों PWM प्रसंस्करण का उपयोग करते हैं और इसलिए आउटपुट डिवाइस न्यूनतम गर्मी लंपटता के साथ संकेतों को बढ़ाते हैं। रैखिक एम्पलीफायरों उत्सर्जक अनुयायी डिजाइन का उपयोग करते हैं और ध्वनि प्रवर्धन के दौरान उच्च मात्रा में गर्मी का प्रसार करते हैं।
• डिजिटल एम्पलीफायरों रैखिक एम्पलीफायरों की तुलना में कम बिजली उत्पादन उपकरणों के साथ काम कर सकते हैं।
• कम से कम गर्मी लंपटता के कारण, लीनियर एम्प्स की तुलना में कोई हीटसंकट या छोटे हीटसेट की आवश्यकता नहीं होती है, जो बड़े हीट सिंक पर निर्भर करते हैं।
• डिजिटल PWM एम्पलीफायरों रैखिक एम्पलीफायरों की तुलना में सस्ता, हल्का और अत्यधिक कुशल हैं।
• डिजिटल एम्पियर रैखिक एम्पलीफायरों की तुलना में छोटे बिजली आपूर्ति आदानों के साथ काम कर सकते हैं।

इस पोस्ट में, नीचे दिए गए पहले PWM पावर एम्पलीफायर को 6 V बैटरी द्वारा संचालित किया जाता है और 5W आउटपुट पावर तक उत्पन्न करता है। इसकी ज़बरदस्त उत्पादन क्षमता को देखते हुए, PWM एम्पलीफायर अक्सर मेगाफोन में पाया जाता है।

मोबाइल एएफ एम्पलीफायर के साथ एक आम मुद्दा यह है कि उनकी कम दक्षता वाली संपत्ति के कारण कम आपूर्ति वोल्टेज से उच्च शक्ति का उत्पादन करना मुश्किल है।

हालांकि, हमारी चर्चा में PWM एम्पलीफायर में विरूपण स्तर पर लगभग 100% दक्षता है जो मेगाफोन और संबंधित पीए के साथ स्वीकार्य है। उपकरण। डिज़ाइन में योगदान करने वाले कुछ कारकों को नीचे समझाया गया है:

पल्स चौड़ाई मॉडुलन

पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेशन (PWM) का सिद्धांत नीचे चित्र 1 में दर्शाया गया है।

अवधारणा सरल है: उच्च आवृत्ति के आयताकार संकेत का कर्तव्य चक्र एक इनपुट संकेत द्वारा नियंत्रित किया जाता है। पल्स का स्विच-ऑन समय इनपुट सिग्नल के तात्कालिक आयाम के सापेक्ष है।

आवृत्ति के अतिरिक्त ऑन-टाइम और ऑफ-टाइम की मात्रा स्थिर है। इसलिए, जब एक इनपुट सिग्नल गायब होता है, तो एक सममित वर्ग तरंग संकेत उत्पन्न होता है।

अपेक्षाकृत अच्छी ध्वनि की गुणवत्ता प्राप्त करने के लिए, आयताकार सिग्नल की आवृत्ति इनपुट सिग्नल की उच्चतम आवृत्ति से दोगुनी होनी चाहिए।

परिणामस्वरूप सिग्नल का उपयोग लाउडस्पीकर को बिजली देने के लिए किया जा सकता है। चित्रा 4 आस्टसीलस्कप ट्रेस में एक स्पष्ट रूपांतरण दिखाता है।

ऊपरी ट्रेस आउटपुट सिग्नल को फिल्टर करने के बाद दिखाता है और लाउडस्पीकर से मापा जाता है। शेष का आयाम PWM संकेत ओवरलैपिंग साइन लहर छोटी है।

एम्पलीफायरों के रूप में इलेक्ट्रॉनिक स्विच

चित्र 2 ब्लॉक आरेख की मदद से PWM एम्पलीफायर के मानक संचालन का वर्णन करता है।

इनपुट छोटा होने पर मान लें, S स्विच करें_{सेवा मेरे}शक्तियों संधारित्र सी_।एक वर्तमान I के साथ_दो। यह उपयुक्त ऊपरी सीमा स्विचिंग वोल्टेज प्राप्त होने तक लागू रहता है।

फिर, यह R को जोड़ता है_।जमीन की। उसके बाद, सी_।एस की निचली सीमा स्विचिंग वोल्टेज को छुट्टी दे दी जाती है_{सेवा मेरे}। नतीजतन, सी_।और आर_।50 kHz की आवृत्ति के साथ एक वर्ग तरंग पैदा करता है।

जब एएफ सिग्नल एम्पलीफायर के इनपुट पर प्रभाव डालता है, तो अतिरिक्त वर्तमान I₁चार्ज समय को अपेक्षाकृत कम या बढ़ाता है, या डिस्चार्ज के समय को बढ़ाता या घटाता है।

तो, इनपुट सिग्नल स्क्वायर वेव सिग्नल के कर्तव्य कारक को संशोधित करता है जो लाउडस्पीकर के आउटपुट पर देखा जाता है।

दो कानून हैं जो PWM एम्पलीफायर के बुनियादी संचालन के लिए आवश्यक हैं।

1. पहला स्विच एस है_खएस के साथ विरोधी चरण में नियंत्रित किया जाता है_{सेवा मेरे}पीडब्लूएम सिग्नल के वैकल्पिक वोल्टेज के रूप में अन्य लाउडस्पीकर टर्मिनल को पकड़े हुए।

यह सेटअप स्विचिंग ब्रिज-टाइप पावर आउटपुट स्टेज का एक परिणाम पैदा करता है। बाद में, प्रत्येक ध्रुवीयता पर, लाउडस्पीकर को पूर्ण आपूर्ति वोल्टेज के साथ मजबूर किया जाता है ताकि अधिकतम वर्तमान खपत प्राप्त हो सके।

2. दूसरी बात, हम इंडिकेटर्स एल में देखते हैं₁और मैं_दो। प्रेरकों का उद्देश्य आयताकार संकेत को एकीकृत करना और उन्हें साइनसोइडल में बदलना है जैसा कि पहले स्कोप ट्रेस में दिखाया गया है। इसके अलावा, वे 50 किलोहर्ट्ज़ आयताकार सिग्नल के फंक्शन और हार्मोनिक्स सप्रेसर भी हैं।

एक मामूली डिजाइन से उच्च ध्वनि उत्पादन

उपरोक्त आकृति में योजनाबद्ध से, आप ब्लॉक आरेख में उपयोग किए जाने वाले इलेक्ट्रॉनिक घटकों को आसानी से पहचान सकते हैं।

रोकनेवाला आर 1, युग्मन कैपेसिटर सी जैसे कुछ मुट्ठी भर हिस्से₁और सी_४, वॉल्यूम नियंत्रण पी₁और एक एम्पलीफायर opamp ए के आसपास आधारित है₁संधारित्र (या इलेक्ट्रोस्टैटिक) माइक्रोफोन के लिए पूर्वाग्रह कार्य करता है।

यह पूरा ऑपरेशन PWM एम्पलीफायर के इनपुट सेगमेंट को बनाता है। जैसा कि पहले चर्चा की गई है, स्विच एस_{सेवा मेरे}और एस_खइलेक्ट्रॉनिक स्विच ES द्वारा निर्मित हैं₁को ई.एस._४और ट्रांजिस्टर जोड़े टी₁आयकर_३और टी_दोआयकर_४।

पीडब्लूएम जनरेटर का निर्माण करने वाले इलेक्ट्रॉनिक घटकों के लिए भाग संकेत ब्लॉक ब्लॉक आरेख में वर्णित लोगों से संबंधित है।

संभवतः PWM एम्पलीफायर असामान्य रूप से कुशल है क्योंकि ऑल-ड्राइव स्थिति के साथ मजबूर होने पर भी आउटपुट ट्रांजिस्टर को गर्म नहीं किया जाता है। संक्षेप में, पावर आउटपुट स्टेज में व्यावहारिक रूप से शून्य अपव्यय है।

सबसे महत्वपूर्ण कारक जिसे आपको एल को चुनने से पहले विचार करना होगा₁और मैं_दोयह है कि वे संतृप्त किए बिना चैनल 3 ए में सक्षम होना चाहिए।

वास्तविक अधिष्ठापन विचार केवल दूसरा आता है। उदाहरण के लिए, इस परियोजना में इस्तेमाल किए गए इंडिकेटर्स को एक हल्के डिमर से प्राप्त किया गया था।

डायोड का उद्देश्य डी_३से डी_६एक उचित सुरक्षित मूल्य के लिए प्रेरकों द्वारा उत्पादित ईएमएफ को वापस शामिल करना है।

इसके अलावा, opamp ए के गैर-इनवर्टिंग इनपुट₁डी द्वारा बनाई गई है₁, सी_३, डी_दोऔर आर_३। यह इनपुट वोल्टेज, कुशलतापूर्वक फ़िल्टर किया गया, आधे आपूर्ति वोल्टेज के बराबर है।

एक पारंपरिक ओपैंप एम्पलीफायर का उपयोग करते समय, वोल्टेज लाभ को एक नकारात्मक प्रतिक्रिया पाश द्वारा सौंपा जाता है। आर_४और आर_५यह सुनिश्चित करने के लिए 83 को पर्याप्त माइक्रोफोन संवेदनशीलता बनाने के लिए लाभ निर्धारित करेगा।

यदि आप उच्च प्रतिबाधा संकेत स्रोतों का उपयोग कर रहे हैं, आर_४आवश्यकतानुसार बढ़ाया जा सकता है।

एल₁और मैं_दोचरण परिवर्तन का कारण बनता है और उसके कारण, टी के कलेक्टर में वर्ग तरंग संकेत की सहायता से प्रतिक्रिया संभव है₁साइनसोइडल लाउडस्पीकर सिग्नल की तुलना में।

सी के साथ संयुक्त_५opamp PWM प्रतिक्रिया संकेत के महत्वपूर्ण एकीकरण को बचाता है।

फीडबैक सिस्टम एम्पलीफायर की विकृति को कम करता है लेकिन इतने बड़े पैमाने पर नहीं है कि आप इसे सार्वजनिक पते के अलावा अन्य एप्लिकेशन के लिए उपयोग कर सकें।

आम तौर पर, आपूर्ति वोल्टेज की एक काफी वृद्धि हुई मात्रा और कम विरूपण के साथ क्लास-डी एम्पलीफायर के लिए एक जटिल सर्किट डिजाइन की आवश्यकता होगी।

इस सेटअप को लागू करने से सर्किट की समग्र दक्षता में बाधा आएगी। एम्पलीफायर में इलेक्ट्रॉनिक स्विच चुनते समय ध्यान दें क्योंकि एचसीएमओएस प्रकार उपयुक्त हैं।

एक सामान्य सीएमओएस टाइप 4066 टी के पार 'शॉर्ट-सर्किट' को ट्रिगर करने के लिए बेहद सुस्त और अनुचित है₁आयकर_३और टी_दोआयकर_४। केवल इतना ही नहीं, बल्कि एंप्लिफ़ायर पर स्थायी रूप से या अधिक नुकसान पहुंचाने का खतरा भी है।

मेगाफोन एप्लीकेशन के लिए पीडब्लूएम एम्पलीफायर

इलेक्ट्रॉनिक उत्साही एक हॉर्न-टाइप लाउडस्पीकर को पावर देने के लिए क्लास-डी एम्पलीफायर को नियुक्त करना पसंद करते हैं क्योंकि यह एक चयनित पावर स्तर के लिए सबसे तेज ध्वनि उत्पन्न कर सकता है।

6 वी बैटरी पैक और एक दबाव कक्ष लाउडस्पीकर का उपयोग करके, एम्पलीफायर मॉडल का निर्माण आसानी से किया गया था।

मौजूदा 4 W आउटपुट पावर सभ्य ऑडियो रेंज के साथ मेगाफोन में मापने योग्य था।

मेगाफोन के लिए वोल्टेज की आपूर्ति के लिए चार 1.5 वी सूखी बैटरी या क्षारीय मोनोक्ल्स श्रृंखला में जुड़े हुए थे। यदि आप बार-बार इस सेटअप का उपयोग करना चाहते हैं, तो रिचार्जेबल NiCd या जेल-टाइप (ड्रायफ़िट) बैटरी चुनें।

चूंकि मेगाफोन की अधिकतम वर्तमान खपत 0.7 ए है, एक मानक क्षारीय पूर्ण उत्पादन शक्ति पर 24 घंटे के लिए ऑपरेशन का समर्थन करने के लिए उपयुक्त है।

यदि आप गैर-निरंतर उपयोग की योजना बनाते हैं, तो सूखी कोशिकाओं का एक सेट चुनना पर्याप्त से अधिक होगा।

यह ध्यान रखें कि जो भी शक्ति स्रोत आप उपयोग करते हैं, उसे कभी भी 7 V से अधिक नहीं पार करना चाहिए।

इसका कारण आईसी में एचसीएमओएस स्विच है₁उस वोल्टेज स्तर या अधिक पर ठीक से काम नहीं करेगा।

सौभाग्य से, एम्पलीफायर के लिए, आपूर्ति वोल्टेज के लिए अधिकतम सीमा 11 वी से बड़ी है।

उपरोक्त समझाया PWM वर्ग-डी एम्पलीफायर के लिए पीसीबी डिजाइन नीचे दिया गया है:

एक और अच्छा PWM एम्पलीफायर

एक अच्छी तरह से डिज़ाइन किए गए PWM एम्पलीफायर में एक सममित आयताकार तरंग जनरेटर शामिल होगा।

इस आयताकार लहर के कर्तव्य चक्र को ऑडियो सिग्नल द्वारा संशोधित किया जाता है।

रैखिक रूप से काम करने के बजाय, आउटपुट ट्रांजिस्टर स्विच के रूप में काम करते हैं, इसलिए वे या तो पूरी तरह से चालू या बंद होते हैं। सुप्त अवस्था में, तरंग का कर्तव्य चक्र 50% होता है।

इसका मतलब है कि हर आउटपुट ट्रांजिस्टर पूरी तरह से संतृप्त है या इसे एक ही अवधि के लिए कंडक्टिंग के रूप में भी जाना जाता है। नतीजतन, औसत आउटपुट वोल्टेज शून्य है।

इसका मतलब यह है कि यदि स्विच में से एक दूसरे से थोड़ा अधिक समय तक बंद रहता है, तो औसत आउटपुट वोल्टेज या तो नकारात्मक होगा या इनपुट सिग्नल की ध्रुवता के आधार पर सकारात्मक होगा।

इसलिए, हम देख सकते हैं कि औसत आउटपुट वोल्टेज इनपुट सिग्नल से संबंधित है। इसका कारण यह है कि आउटपुट ट्रांजिस्टर पूरी तरह से स्विच के रूप में काम करते हैं, इसलिए आउटपुट स्टेज में बहुत कम बिजली की हानि होती है।

परिरूप

चित्र 1 में क्लास-डी पीडब्लूएम एम्पलीफायर के पूरे योजनाबद्ध को दर्शाया गया है। हम देख सकते हैं PWM एम्पलीफायर को बहुत जटिल होने की आवश्यकता नहीं है।

इनपुट ऑडियो सिग्नल एक op-amp IC1 पर लागू होता है जो एक तुलनित्र के रूप में कार्य करता है। यह सेटअप मुट्ठी भर Schmitt चलाता है जो सर्किट के समानांतर जुड़ा हुआ है।

वे दो कारणों से वहाँ हैं। सबसे पहले, एक 'वर्ग' तरंग होनी चाहिए और दूसरी बात, आउटपुट चरण के लिए पर्याप्त आधार ड्राइव करंट की आवश्यकता होती है। इस चरण में, दो सरल अभी तक तेज ट्रांजिस्टर (BD137 / 138) स्थापित हैं।

पूरा एम्पलीफायर दोलन करता है और एक वर्गाकार तरंग उत्पन्न करता है। कारण तुलनित्र (IC1) से एक इनपुट आरसी नेटवर्क के माध्यम से आउटपुट से जुड़ा हुआ है।

इसके अलावा, IC1 के दोनों इनपुट वोल्टेज डिवाइडर R3 / R4 को नियोजित करके आपूर्ति वोल्टेज की पहली छमाही के लिए पक्षपाती हैं।

हर बार IC1 का आउटपुट कम होता है और T1 / T2 के उत्सर्जन अधिक होते हैं, संधारित्र C3 का चार्ज प्रतिरोधक R7 के माध्यम से होता है। इसी समय, गैर-इनवर्टिंग इनपुट पर वोल्टेज में वृद्धि होगी।

एक बार जब यह बढ़ा हुआ वोल्टेज इनवर्टिंग पुट के स्तर को पार कर जाता है, तो IC1 का आउट कम से उच्च पर स्वैप हो जाता है।

परिणामस्वरूप, T1 / T2 के उत्सर्जक उच्च से निम्न में बदल जाते हैं। यह स्थिति C3 को R7 के माध्यम से डिस्चार्ज करने की अनुमति देती है और प्लस इनपुट पर वोल्टेज माइनस इनपुट पर वोल्टेज के नीचे घट जाती है।

IC1 का आउटपुट भी निम्न स्थिति में आता है। अंत में, R7 और C3 द्वारा तय की गई आवृत्ति पर एक वर्ग तरंग आउटपुट उत्पन्न होता है। प्रदान किए गए मान 700 kHz पर दोलन उत्पन्न करते हैं।

का उपयोग करते हुए थरथरानवाला , हम आवृत्ति को नियंत्रित कर सकते हैं। इनपुट इनपुट का स्तर IC1 जो आमतौर पर एक संदर्भ के रूप में उपयोग किया जाता है, स्थिर नहीं रहता है, लेकिन ऑडियो सिग्नल द्वारा तय किया जाता है।

इसके अलावा, आयाम सटीक बिंदु निर्धारित करता है जहां तुलनित्र का आउटपुट बदलना शुरू होता है। नतीजतन, वर्ग तरंगों की 'मोटाई' नियमित रूप से ऑडियो सिग्नल द्वारा संशोधित की जाती है।

यह सुनिश्चित करने के लिए कि एम्पलीफायर 700 kHz ट्रांसमीटर के रूप में काम नहीं करता है, इसके आउटपुट पर फ़िल्टरिंग का उपयोग किया जाना चाहिए। एलसी / आरसी नेटवर्क जिसमें एल 1 / सी 6 और सी 7 / आर 6 शामिल हैं, एक अच्छा काम करता है फिल्टर ।

तकनीकी निर्देश

• 8 ओम और 12 वी आपूर्ति वोल्टेज के भार से लैस, एम्पलीफायर ने 1.6 डब्ल्यू उत्पन्न किया।
• जब 4 ओम का उपयोग किया जाता है, तो शक्ति 3 डब्ल्यू तक बढ़ जाती है। ऐसे छोटे विघटित गर्मी के लिए, आउटपुट ट्रांजिस्टर को ठंडा करने की आवश्यकता नहीं होती है।
• यह सिद्ध है कि हार्मोनिक विरूपण इस तरह के एक साधारण सर्किट के लिए असामान्य रूप से कम है।
• कुल हार्मोनिक विरूपण स्तर 20 हर्ट्ज से 20,000 हर्ट्ज की मापा सीमा से 0.32% कम था।

नीचे दिए गए आंकड़े में, आप एम्पलीफायर के लिए पीसीबी और भागों के लेआउट को देख सकते हैं। इस सर्किट के निर्माण का समय और लागत बहुत कम है, इसलिए यह पीडब्लूएम को समझने में बेहतर दिखने के लिए किसी भी व्यक्ति के लिए एक उत्कृष्ट मौका प्रस्तुत करता है।

हिस्सों की सूची

प्रतिरोध:
आर 1 - 22k
आर 2, आर 7 - 1 एम
आर 3, आर 4 - 2.2k
R6 - 420 k
आर 6 - 8.2 ओम
P1 = 100 k लॉगरिदमिक पोटेंशियोमीटर
शंकुधारी;
सी 1, सी 2 - 100 एनएफ
सी 3 - 100 पीएफ
सी 4, सी 5 - 100μF / 16 वी
सी 6 = 68 एनएफ
C7 - 470nF
सी 8 - 1000 पी / 10 वी
सी 9 - 2 एन 2
अर्धचालक:
IC1 - CA3130
IC2- 00106
T1 = BD137
टी 2 - बीडी 138

कई तरह का:
एल 1 = 39μH इंडक्टर

सरल 3 ट्रांजिस्टर क्लास-डी एम्पलीफायर सर्किट

PWM एम्पलीफायर की उत्कृष्ट दक्षता ऐसी है कि आउटपुट ट्रांजिस्टर के रूप में उपयोग किए जाने वाले BC107 के साथ 3 W का उत्पादन किया जा सकता है। इससे भी बेहतर, यह एक हीट की आवश्यकता नहीं है।

एम्पलीफायर में लगभग 6 kHz पर एक वोल्टेज-नियंत्रित पल्स चौड़ाई थरथरानवाला शामिल है और एक क्लास-डी आउटपुट चरण लागू करता है।

केवल दो परिदृश्य हैं - पूर्ण या पूर्णतः बंद। उसके कारण, अपव्यय अविश्वसनीय रूप से छोटा होता है और परिणामस्वरूप उच्च दक्षता प्राप्त होती है। आउटपुट तरंग इनपुट की तरह नहीं दिखती है।

हालांकि, आउटपुट और इनपुट तरंगों का अभिन्न एक दूसरे के सापेक्ष आनुपातिक हैं।

घटक मूल्यों की प्रस्तुत तालिका से पता चलता है कि 3 डब्ल्यू से 100 डब्ल्यू के बीच आउटपुट वाले किसी भी एम्पलीफायर को गढ़ा जा सकता है। यह देखते हुए कि 1 किलोवाट तक की मजबूत शक्तियां प्राप्त की जा सकती हैं।

नुकसान यह है कि यह लगभग 30% विकृति पैदा करता है। नतीजतन, एम्पलीफायर का उपयोग केवल ध्वनि प्रवर्धन के लिए किया जा सकता है। यह भाषण को अविश्वसनीय रूप से समझने योग्य होने के कारण सार्वजनिक पता प्रणालियों के लिए उपयुक्त है।

डिजिटल Op-Amp

निम्नलिखित अवधारणा से पता चलता है कि एक बुनियादी सेट रीसेट फ्लिप फ्लॉप आईसी 4013 का उपयोग कैसे किया जा सकता है, एनालॉग ऑडियो सिग्नल को कोरपिंग पीडब्लूएम सिग्नल में परिवर्तित करने के लिए लागू किया जा सकता है, जिसे वांछित PWM प्रवर्धन के लिए एक MOSFET चरण में खिलाया जा सकता है।

आप 4013 पैकेज के आधे हिस्से का उपयोग कर सकते हैं क्योंकि एम्पलीफायर ने एक कर्तव्य चक्र के साथ एक डिजिटल आउटपुट प्रदान किया है जो वांछित आउटपुट वोल्टेज के लिए आनुपातिक है। जब भी आपको एक एनालॉग आउटपुट की आवश्यकता होती है, एक साधारण फ़िल्टर काम करता है।

आपको घड़ी की दालों को निर्दिष्ट के रूप में पालन करना होगा और वांछित बैंडविड्थ की तुलना में आवृत्ति में काफी अधिक होना चाहिए। लाभ R1 / R2 है जबकि R1R2C / (R1 + R2) का समय घड़ी की दालों की अवधि से लंबा होना चाहिए।

अनुप्रयोग

ऐसे कई तरीके हैं जिनसे सर्किट का उपयोग किया जा सकता है। कुछ हैं:

1. मुख्य के शून्य-क्रॉसिंग बिंदु से दालों को ग्रहण करें और आउटपुट के साथ एक ट्राइक लागू करें। नतीजतन, अब आपके पास आरएफआई के बिना रिलेशनल पावर कंट्रोल है।
2. तेज घड़ी का उपयोग करके, आउटपुट के साथ ड्राइवर ट्रांजिस्टर को स्विच करें। परिणाम एक अत्यधिक कुशल PWM ऑडियो एम्पलीफायर है।

30 वाट PWM एम्पलीफायर

30W क्लास -D ऑडियो एम्पलीफायर के लिए एक सर्किट आरेख निम्न पीडीएफ फाइल में देखा जा सकता है।

ऑपरेशनल एम्पलीफायर IC1 वेरिएबल वॉल्यूम नियंत्रित पोटेंशियोमीटर VR1 के माध्यम से इनपुट ऑडियो सिग्नल को बढ़ाता है। एक PWM (पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेशन) सिग्नल को 100kHz त्रिकोण वॉली के साथ ऑडियो सिग्नल की तुलना करके उत्पन्न किया जाता है। यह तुलनित्र 1C6 के माध्यम से पूरा होता है। रोकनेवाला RI3 सकारात्मक प्रतिक्रिया की आपूर्ति करने के लिए कार्यरत है और C6 वास्तव में तुलनित्र संचालन समय को बढ़ाने के लिए पेश किया गया है।

तुलनित्र आउटपुट output 7.5V के वोल्टेज चरम सीमा के बीच स्विच करता है। पुल-अप रोकनेवाला R12 + 7.5V whilst -7.5V को op 1. IC6 के आंतरिक ओपन एमिटर ट्रांजिस्टर द्वारा पिन 1 पर सप्लाई करता है। समय के दौरान यह सिग्नल पॉजिटिव लेवल पर जाता है, ट्रांजिस्टर TR1 एक करंट सिंक टर्मिनल की तरह काम करता है। यह वर्तमान सिंक प्रतिरोधक R16 में वोल्टेज ड्रॉप में वृद्धि का कारण बनता है, जो कि MOSFET TR3 पर स्विच करने के लिए बस पर्याप्त हो जाता है।

जब संकेत नकारात्मक चरम पर स्विच करता है। TR2 एक मौजूदा स्रोत में बदल जाता है जो R17 के पार वोल्टेज में गिरावट का कारण बनता है। यह ड्रॉप सिर्फ TR4 को चालू करने के लिए पर्याप्त है। मूल रूप से, MOSFETs TR3 और TR4 को वैकल्पिक रूप से एक PWM सिग्नल उत्पन्न होता है जो +/- 15V के बीच स्विच करता है।

इस बिंदु पर इस प्रवर्धित PWM सिग्नल को अच्छे ऑडियो रिप्रोडक्शन में वापस लाना या परिवर्तित करना आवश्यक हो जाता है जो इनपुट ऑडियो सिग्नल के एक प्रवर्धित समकक्ष हो सकता है।

यह एक 3 जी ऑर्डर बटरवर्थ कम-पास फिल्टर के माध्यम से पीडब्लूएम ड्यूटी चक्र का औसत बनाकर किया जाता है जिसमें त्रिकोण आधार आवृत्ति के नीचे एक कटऑफ आवृत्ति (25kHz) होती है।

यह क्रिया 100kHz पर भारी क्षीणन की ओर ले जाती है। प्राप्त अंतिम आउटपुट एक ऑडियो आउटपुट में tanspires है जो इनपुट ऑडियो सिग्नल की एक प्रवर्धित प्रतिकृति है।

सर्किट कॉन्फ़िगरेशन 1C2 और 1C5 के माध्यम से त्रिकोण तरंग जनरेटर, जहां IC2 R7 और R11 के माध्यम से आपूर्ति की गई सकारात्मक प्रतिक्रिया के साथ एक वर्ग तरंग जनरेटर की तरह काम करता है। डायोड DI से D5 एक द्वि-दिशात्मक क्लैंप की तरह काम करता है। यह वोल्टेज को लगभग +/- 6V तक ठीक करता है।

एक पूर्ण इंटीग्रेटर प्रीसेट वीआर 2, कैपेसिटर सी 5 और आईसी 5 के माध्यम से बनाया गया है जो एक वर्ग तरंग को एक त्रिकोण तरंग में बदलता है। प्रीसेट वीआर 2 फ्रीक्वेन्सी एडजूटमेंट सुविधा प्रदान करता है।

(पिन 6) पर 1C5 आउटपुट 1C2 पर प्रतिक्रिया की आपूर्ति करता है, और प्रतिरोधक R14 और प्रीसेट वीआर 3 फ़ंक्शन को लचीले एटेन्यूएटर के रूप में आवश्यक है ताकि त्रिकोण तरंग के स्तर को आवश्यकतानुसार घुमाया जा सके।

पूर्ण सर्किट बनाने के बाद, VR2 और VR3 को उच्चतम गुणवत्ता वाले ऑडियो आउटपुट को सक्षम करने के लिए ठीक-ठीक होना चाहिए। 1C4 और IC3 के लिए साधारण 741 सेशन एम्प का एक सेट +/- 7.5V बिजली की आपूर्ति करने के लिए एकता लाभ बफ़र्स के रूप में नियोजित किया जा सकता है।

कैपेसिटर सी 3, सी 4, सी 11 और सी 12 का उपयोग निस्पंदन के लिए किया जाता है जबकि बाकी कैपेसिटर का उपयोग आपूर्ति को डिकूप करने के लिए किया जाता है।

सर्किट एक दोहरी +/- 15V डीसी बिजली की आपूर्ति के साथ संचालित हो सकता है, जो कैपेसिटर सी 13 और प्रारंभ करनेवाला एल 2 का उपयोग करके एलसी चरण के माध्यम से 30W 8 ओम लाउडस्पीकर ड्राइव करने में सक्षम होगा। ध्यान दें कि MOSFET TR3 और TR4 के लिए मामूली हीटसीट शायद आवश्यक हो सकते हैं।