क्लास डी एम्पलीफायरों का संचालन और अनुप्रयोग

इस आधुनिक दुनिया में, ऑडियो सिस्टम में ऑडियो प्रवर्धन का मुख्य लक्ष्य दिए गए इनपुट संकेतों को सटीक रूप से पुन: पेश करना और बढ़ाना है। और सबसे बड़ी चुनौतियों में से एक उच्च उत्पादन शक्ति है जिसमें कम से कम बिजली की हानि संभव है। क्लास डी एम्पलीफायर तकनीक पहले से कहीं अधिक शून्य शक्ति अपव्यय और कम वजन के साथ उच्च शक्ति की पेशकश करके लाइव साउंड की दुनिया पर प्रभाव बढ़ा रही है। आजकल पोर्टेबल म्यूजिक डिवाइस में बाहरी ध्वनियों की बढ़ती मांग के साथ पोर्टेबल म्यूजिक डिवाइस अधिक लोकप्रिय हो रहे हैं।

ऑडियो प्रवर्धन कभी-कभी ट्यूब एम्पलीफायर तकनीक के साथ किया जाता है लेकिन ये आकार में भारी होते हैं और पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक साउंड सिस्टम के लिए उपयुक्त नहीं होते हैं। अधिकांश ऑडियो प्रवर्धन आवश्यकताओं के लिए, इंजीनियर एक छोटे इनपुट के आधार पर स्केल किए गए आउटपुट बनाने के लिए रैखिक मोड में ट्रांजिस्टर का उपयोग करते हैं। यह ऑडियो एम्पलीफायरों के लिए सबसे अच्छा डिज़ाइन नहीं है क्योंकि रैखिक ऑपरेशन में ट्रांजिस्टर लगातार आचरण करेंगे, गर्मी पैदा करेंगे, और बिजली की खपत करेंगे। यह गर्मी का नुकसान मुख्य कारण है कि बैटरी-संचालित पोर्टेबल ऑडियो अनुप्रयोगों के लिए रैखिक-मोड इष्टतम नहीं है। वहां ऑडियो एम्पलीफायरों के कई वर्ग ए, बी, एबी, सी, डी, ई और एफ। ये दो अलग-अलग ऑपरेटिंग मोड, रैखिक और स्विचिंग में वर्गीकृत हैं।

क्लास डी एम्पलीफायर

रैखिक मोड पावर एम्पलीफायरों - कक्षा ए, बी, एबी और क्लास सी सभी रैखिक मोड एम्पलीफायरों हैं एक आउटपुट है जो उनके इनपुट के समानुपाती है। रैखिक मोड एम्पलीफायरों को संतृप्त नहीं करते हैं, पूरी तरह से चालू या पूरी तरह से बंद हो जाते हैं। चूंकि ट्रांजिस्टर हमेशा संवाहक होते हैं, गर्मी उत्पन्न होती है और लगातार खपत होती है। यही कारण है कि स्विचिंग एम्पलीफायरों की तुलना में रैखिक एम्पलीफायरों में कम दक्षता होती है। स्विचिंग एम्पलीफायर-क्लास डी, ई और एफ स्विचिंग एम्पलीफायर हैं। उनके पास उच्च दक्षता है, जो सैद्धांतिक रूप से 100% होनी चाहिए। इसका कारण यह है कि गर्मी अपव्यय के लिए कोई ऊर्जा नुकसान नहीं है।

क्लास डी एम्पलीफायर क्या है?

क्लास डी एम्पलीफायर एक स्विचिंग एम्पलीफायर है और जब यह 'चालू' स्थिति में होता है, तो यह धारा का संचालन करेगा लेकिन स्विच में लगभग शून्य वोल्टेज होता है, इसलिए बिजली की खपत के कारण कोई भी गर्मी नहीं होती है। जब यह 'ऑफ' मोड में होता है, तो आपूर्ति वोल्टेज पार हो जाएगा MOSFETs , लेकिन वर्तमान प्रवाह नहीं होने के कारण, स्विच किसी भी शक्ति का उपभोग नहीं कर रहा है। यदि रिसाव धाराओं को ध्यान में नहीं रखा जाता है, तो एम्पलीफायर चालू / बंद संक्रमण के दौरान बिजली की खपत करेगा। निम्न चरणों से युक्त क्लास डी एम्पलीफायर:

• PMW न्यूनाधिक
• स्विचिंग सर्किट
• आउटपुट लोपास फ़िल्टर

कक्षा डी एम्पलीफायर के ब्लॉक आरेख

PMW न्यूनाधिक

हमें एक सर्किट बिल्डिंग ब्लॉक की आवश्यकता है जिसे तुलनित्र के रूप में जाना जाता है। एक तुलनित्र के दो इनपुट होते हैं, अर्थात् इनपुट ए और इनपुट बी। जब इनपुट ए इनपुट बी की तुलना में वोल्टेज में अधिक होता है, तो तुलनित्र का आउटपुट इसके अधिकतम सकारात्मक वोल्टेज (+ Vcc) में जाएगा। जब इनपुट ए इनपुट बी की तुलना में वोल्टेज में कम होता है, तो तुलनित्र का आउटपुट इसके अधिकतम नकारात्मक वोल्टेज (-Vcc) में जाएगा। नीचे का आंकड़ा दिखाता है कैसे तुलनित्र संचालित होता है क्लास-डी एम्पलीफायर में। एक इनपुट (इसे इनपुट ए टर्मिनल होने दें) को प्रवर्धित होने के संकेत के साथ आपूर्ति की जाती है। अन्य इनपुट (इनपुट बी) की आपूर्ति एक ठीक से उत्पन्न त्रिकोण लहर के साथ की जाती है। जब संकेत त्रिकोण तरंग की तुलना में तुरंत उच्च स्तर पर होता है, तो आउटपुट सकारात्मक हो जाता है। जब सिग्नल तुरंत त्रिकोण तरंग की तुलना में कम होता है, तो आउटपुट नकारात्मक हो जाता है। परिणाम दालों की एक श्रृंखला है जहां नाड़ी की चौड़ाई तात्कालिक संकेत स्तर के आनुपातिक है। इस रूप में जाना जाता है 'पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेशन', या PWM ।

PMW न्यूनाधिक

स्विचिंग सर्किट

भले ही तुलनित्र का आउटपुट इनपुट ऑडियो सिग्नल का एक डिजिटल प्रतिनिधित्व है, लेकिन इसमें लोड (स्पीकर) को चलाने की शक्ति नहीं है। इस स्विचिंग सर्किट का कार्य पर्याप्त बिजली प्राप्त करना है, जो एक एम्पलीफायर के लिए आवश्यक है। स्विचिंग सर्किट आम ​​तौर पर MOSFETs का उपयोग करके बनाया गया है। यह डिजाइन करना बहुत महत्वपूर्ण है कि स्विचिंग सर्किट सिग्नल का उत्पादन करते हैं जो ओवरलैप नहीं करते हैं या फिर आप अपनी आपूर्ति को जमीन पर सीधा करने की समस्या में भाग लेते हैं या यदि आपूर्ति को छोटा करते हुए विभाजन की आपूर्ति का उपयोग करते हैं। इसे शूट के माध्यम से जाना जाता है, लेकिन इसे MOSFETs को नॉन-ओवरलैपिंग गेट सिग्नल शुरू करने से रोका जा सकता है। गैर-अतिव्यापी समय को मृत समय के रूप में जाना जाता है। इन संकेतों को डिजाइन करने में, हमें सटीक कम-विरूपण आउटपुट सिग्नल को बनाए रखने के लिए मृत समय को यथासंभव कम रखना चाहिए लेकिन एक ही समय में दोनों MOSFETs को बनाए रखने के लिए पर्याप्त होना चाहिए। MOSFETs रैखिक मोड में हैं जो समय भी कम किया जाना चाहिए जो यह सुनिश्चित करने में मदद करेगा कि MOSFET एक ही समय में दोनों संचालन करने के बजाय तुल्यकालिक रूप से काम कर रहे हैं।

इस एप्लिकेशन के लिए, डिज़ाइन में पावर बढ़ने के कारण पावर MOSFETs का उपयोग किया जाना चाहिए। क्लास डी एम्पलीफायरों का उपयोग उनकी उच्च दक्षता के लिए किया जाता है, लेकिन एमओएसएफईटी में एक अंतर्निहित शरीर डायोड है जो परजीवी है और वर्तमान को मृत समय के दौरान फ्रीव्हील जारी रखने की अनुमति देगा। MOSFET के माध्यम से नुकसान को कम करने के लिए MOSFET के नाली और स्रोत के समानांतर एक Schottky डायोड जोड़ा जा सकता है। यह उसके नुकसान को कम करता है क्योंकि Schottky डायोड MOSFET के बॉडी डायोड से तेज है यह सुनिश्चित करना कि बॉडी डायोड मृत समय के दौरान आचरण नहीं करता है। उच्च आवृत्ति के कारण होने वाले नुकसान को कम करने के लिए MOSFET के साथ समानांतर में एक Schottky डायोड व्यावहारिक और आवश्यक है। यह शोट्स्की यह सुनिश्चित करता है कि बंद करने से पहले MOSFETs में वोल्टेज। MOSFETs और आउटपुट चरण का समग्र संचालन एक तुल्यकालिक के संचालन के अनुरूप है बक कन्वर्टर । स्विचिंग सर्किट के इनपुट और आउटपुट तरंगों को नीचे दिए गए आंकड़े में दिखाया गया है।

स्विचिंग सर्किट

आउटपुट कम पास फ़िल्टर

क्लास डी एम्पलीफायर का अंतिम चरण आउटपुट फिल्टर है जो स्विचिंग सिग्नल आवृत्ति के हार्मोनिक्स को हटा देता है और हटा देता है। यह एक सामान्य कम पास फिल्टर व्यवस्था के साथ किया जा सकता है, लेकिन सबसे आम एक प्रारंभ करनेवाला और संधारित्र संयोजन है। एक 2ndorderfilter वांछित है ताकि हमारे पास -40dB / Decade रोल-ऑफ हो। कटऑफ आवृत्तियों की सीमा 20 kHz से 50 kHz के बीच है, इस तथ्य के कारण कि मनुष्य 20 kHz से ऊपर कुछ भी नहीं सुन सकते हैं। नीचे दिया गया आंकड़ा दूसरे क्रम के बटरवर्थ फिल्टर को दर्शाता है। बटरवर्थ फ़िल्टर को चुनने का मुख्य कारण यह है कि इसके लिए कम से कम घटकों की आवश्यकता होती है और इसमें तीव्र कट ऑफ आवृत्ति के साथ एक सपाट प्रतिक्रिया होती है।

आउटपुट कम पास फ़िल्टर

कक्षा डी एम्पलीफायर के अनुप्रयोग

यह पोर्टेबल उपकरणों के लिए अधिक उपयुक्त है क्योंकि इसमें किसी भी अतिरिक्त हीट सिंक की व्यवस्था नहीं है। इतना आसान ले जाने के लिए। कई उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों जैसे कि उच्च शक्ति वर्ग डी एम्पलीफायर मानक बन गया है

• टेलीविजन सेट और होम-थिएटर सिस्टम।
• उच्च मात्रा उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स
• हेडफोन एम्पलीफायरों
• मोबाइल तकनीक
• मोटर वाहन

इस प्रकार, यह सब क्लास डी एम्पलीफायरों के संचालन और अनुप्रयोगों के बारे में है। हमें उम्मीद है कि आपको इस अवधारणा की बेहतर समझ मिल गई होगी। इसके अलावा, इस अवधारणा के बारे में किसी भी प्रश्न या किसी भी लागू करने के लिए इलेक्ट्रिकल और इलेक्ट्रॉनिक्स प्रोजेक्ट , कृपया नीचे टिप्पणी अनुभाग में टिप्पणी करके अपनी प्रतिक्रिया दें। यहाँ आपके लिए एक सवाल है, क्लास डी एम्पलीफायर के आवेदन क्या हैं?