सूक्ष्मतामापी दिष्टकारी: Difference between revisions

Latest revision as of 13:25, 18 March 2023

सूक्ष्मतामापी दिष्टकारी एक ऑपरेशनल एंप्लीफायर के साथ प्राप्त विन्यस्त है जिससे विद्युत नेटवर्क एक आदर्श डायोड और दिष्टकारी की तरह व्यवहार कर सके।^[1] यह उच्च परिशुद्धता संकेत प्रोसेसिंग के लिए बहुत उपयोगी है। एक सूक्ष्मतामापी दिष्टकारी की सहायता से उच्च परिशुद्धता संकेत प्रसंस्करण बहुत सरलता से किया जा सकता है।

ऑप-एम्प-आधारित सूक्ष्मतामापी दिष्टकारी को विद्युत् एमओएसएफईटी-आधारित सक्रिय सुधार आदर्श डायोड के साथ भ्रमित नहीं किया जाना चाहिए।

बेसिक परिपथ

एक साधारण सूक्ष्मतामापी सुधारक परिपथ

ऐसी सुविधा को प्रयुक्त करने वाला मूल परिपथ दाईं ओर दिखाया गया है, जहाँ $R_{\text{L}}$ कोई भार हो सकता है। जब इनपुट वोल्टेज ऋणात्मक होता है, तो डायोड पर एक नकारात्मक वोल्टेज होता है, इसलिए यह एक खुले परिपथ की तरह कार्य करता है, लोड से कोई करंट प्रवाहित नहीं होता है, और आउटपुट वोल्टेज शून्य होता है। जब इनपुट सकारात्मक होता है, तो यह परिचालन प्रवर्धक द्वारा प्रवर्धित होता है, जो डायोड को प्रारंभ करता है। लोड के माध्यम से धारा प्रवाहित होती है और, फीडबैक के कारण, आउटपुट वोल्टेज इनपुट वोल्टेज के बराबर होता है।

सुपर डायोड की वास्तविक दहलीज शून्य के बहुत निकट है, लेकिन शून्य नहीं है। यह परिचालन प्रवर्धक के लाभ से विभाजित डायोड की वास्तविक सीमा के बराबर है।

इस मूल विन्यस्त में समस्या है, इसलिए इसका सामान्यतः उपयोग नहीं किया जाता है। जब इनपुट (थोड़ा सा भी) नकारात्मक हो जाता है, तो परिचालन प्रवर्धक ओपन-लूप चलाता है, क्योंकि डायोड के माध्यम से कोई प्रतिक्रिया संकेत नहीं होता है। उच्च ओपन-लूप लाभ के साथ एक विशिष्ट परिचालन प्रवर्धक के लिए, आउटपुट संतृप्त होता है। यदि इनपुट फिर से सकारात्मक हो जाता है, तो सकारात्मक प्रवर्धन फिर से होने से पहले ऑपरेशनल एंप्लीफायर को संतृप्त अवस्था से बाहर निकलना होगा। यह परिवर्तन कुछ रिंगिंग उत्पन्न करता है और कुछ समय लेता है, परिपथ की आवृत्ति प्रतिक्रिया को बहुत कम करता है।

बेहतर परिपथ

एक बेहतर सूक्ष्मतामापी सुधारक परिपथ।

एक वैकल्पिक संस्करण दाईं ओर दिया गया है। इस स्थिति में, जब इनपुट शून्य से अधिक होता है, तो D1 बंद होता है, और D2 प्रारंभ होता है, इसलिए आउटपुट शून्य होता है क्योंकि इसका दूसरा सिरा $R_{2}$ वर्चुअल ग्राउंड से जुड़ा है और इसके माध्यम से कोई करंट नहीं है $R_{2}$ . जब इनपुट शून्य से कम होता है, तो D1 प्रारंभ होता है और D2 बंद होता है, इसलिए आउटपुट इनपुट की तरह होता है जिसमें प्रवर्धन होता है $-R_{2}/R_{1}$ . इसका इनपुट-आउटपुट संबंध निम्न है:

इस परिपथ का लाभ यह है कि ऑप-एम्प कभी भी संतृप्ति में नहीं जाता है, लेकिन इसके आउटपुट को दो डायोड वोल्टेज ड्रॉप्स (लगभग 1.2 V) से हर बार इनपुट संकेत के शून्य को पार करने पर बदलना चाहिए। इसलिए, ऑपरेशनल एम्पलीफायर की स्लीव दर और इसकी आवृत्ति प्रतिक्रिया (गेन-बैंडविड्थ उत्पाद) उच्च-आवृत्ति प्रदर्शन को सीमित कर देगी, विशेष रूप से कम संकेत स्तरों के लिए, चूँकि 100 kHz पर 1% से कम की त्रुटि संभव है।

सूक्ष्मतामापी पूर्ण-तरंग दिष्टकारी परिपथ बनाने के लिए समान परिपथ का उपयोग किया जा सकता है।

पीक डिटेक्टर

थोड़े से संशोधन के साथ, संकेत स्तर की चोटियों का पता लगाने के लिए मूलभूत सूक्ष्मतामापी दिष्टकारी का उपयोग किया जा सकता है। निम्नलिखित परिपथ में, एक कैपेसिटर संकेत के चरम वोल्टेज स्तर को बरकरार रखता है, और पता लगाए गए स्तर को रीसेट करने के लिए एक स्विच का उपयोग किया जाता है।

जब इनपुट विन Vc (संधारित्र में वोल्टेज) से अधिक हो जाता है, तो डायोड आगे-पक्षपाती होता है और परिपथ एक वोल्टेज अनुयायी बन जाता है। परिणामस्वरूप, आउटपुट वोल्टेज वीओ विन का अनुसरण करता है जब तक विन वीसी से अधिक हो जाता है। जब विन वीसी से नीचे चला जाता है, तो डायोड रिवर्स-बायस्ड हो जाता है और कैपेसिटर तब तक आवेश रखता है जब तक कि इनपुट वोल्टेज फिर से वीसी से अधिक मान प्राप्त नहीं कर लेता।

संदर्भ

↑ Paul Horowitz and Winfield Hill, The Art of Electronics. 2nd ed. Cambridge University Press, Cambridge, 1989 ISBN 0-521-37095-7.

बाहरी संबंध

[HH89-1] Paul Horowitz and Winfield Hill, The Art of Electronics. 2nd ed. Cambridge University Press, Cambridge, 1989 ISBN 0-521-37095-7.

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+सूक्ष्मतामापी[[ सही करनेवाला | दिष्टकारी]] एक [[ऑपरेशनल एंप्लीफायर]] के साथ प्राप्त विन्यस्त है जिससे [[विद्युत नेटवर्क]] एक आदर्श [[डायोड]] और दिष्टकारी की तरह व्यवहार कर सके।<ref name="HH89">Paul Horowitz and Winfield Hill, ''[[The Art of Electronics]]''. 2nd ed. Cambridge University Press, Cambridge, 1989 {{ISBN|0-521-37095-7}}.</ref> यह उच्च परिशुद्धता संकेत प्रोसेसिंग के लिए बहुत उपयोगी है। एक सूक्ष्मतामापी दिष्टकारी की सहायता से उच्च परिशुद्धता संकेत प्रसंस्करण बहुत सरलता से किया जा सकता है।
-स्पष्ट [[ सही करनेवाला | रेक्टीफायर]] एक [[ऑपरेशनल एंप्लीफायर]] के साथ प्राप्त विन्यस्त है जिससे [[विद्युत नेटवर्क]] एक आदर्श [[डायोड]] और रेक्टीफायर की तरह व्यवहार कर सके।<ref name="HH89">Paul Horowitz and Winfield Hill, ''[[The Art of Electronics]]''. 2nd ed. Cambridge University Press, Cambridge, 1989 {{ISBN|0-521-37095-7}}.</ref> यह उच्च परिशुद्धता संकेत प्रोसेसिंग के लिए बहुत उपयोगी है। एक स्पष्ट दिष्टकारी की सहायता से उच्च परिशुद्धता संकेत प्रसंस्करण बहुत सरलता से किया जा सकता है।
+ऑप-एम्प-आधारित सूक्ष्मतामापी दिष्टकारी को विद्युत् एमओएसएफईटी-आधारित [[सक्रिय सुधार]] आदर्श डायोड के साथ भ्रमित नहीं किया जाना चाहिए।
-ऑप-एम्प-आधारित स्पष्ट रेक्टीफायर को विद्युत् एमओएसएफईटी-आधारित [[सक्रिय सुधार]] आदर्श डायोड के साथ भ्रमित नहीं किया जाना चाहिए।
 == बेसिक परिपथ ==
-[[Image:Op-Amp Precision Rectifier.svg|frame|right|एक साधारण स्पष्ट सुधारक परिपथ]]ऐसी सुविधा को प्रयुक्त करने वाला मूल परिपथ दाईं ओर दिखाया गया है, जहाँ <math>R_\text{L}</math> कोई भार हो सकता है। जब इनपुट [[वोल्टेज]] ऋणात्मक होता है, तो डायोड पर एक नकारात्मक वोल्टेज होता है, इसलिए यह एक खुले परिपथ की तरह कार्य करता है, लोड से कोई करंट प्रवाहित नहीं होता है, और आउटपुट वोल्टेज शून्य होता है। जब इनपुट सकारात्मक होता है, तो यह परिचालन प्रवर्धक द्वारा प्रवर्धित होता है, जो डायोड को प्रारंभ करता है। लोड के माध्यम से धारा प्रवाहित होती है और, फीडबैक के कारण, आउटपुट वोल्टेज इनपुट वोल्टेज के बराबर होता है।
+[[Image:Op-Amp Precision Rectifier.svg|frame|right|एक साधारण सूक्ष्मतामापी सुधारक परिपथ]]ऐसी सुविधा को प्रयुक्त करने वाला मूल परिपथ दाईं ओर दिखाया गया है, जहाँ <math>R_\text{L}</math> कोई भार हो सकता है। जब इनपुट [[वोल्टेज]] ऋणात्मक होता है, तो डायोड पर एक नकारात्मक वोल्टेज होता है, इसलिए यह एक खुले परिपथ की तरह कार्य करता है, लोड से कोई करंट प्रवाहित नहीं होता है, और आउटपुट वोल्टेज शून्य होता है। जब इनपुट सकारात्मक होता है, तो यह परिचालन प्रवर्धक द्वारा प्रवर्धित होता है, जो डायोड को प्रारंभ करता है। लोड के माध्यम से धारा प्रवाहित होती है और, फीडबैक के कारण, आउटपुट वोल्टेज इनपुट वोल्टेज के बराबर होता है।
 सुपर डायोड की वास्तविक दहलीज शून्य के बहुत निकट है, लेकिन शून्य नहीं है। यह परिचालन प्रवर्धक के लाभ से विभाजित डायोड की वास्तविक सीमा के बराबर है।
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 == बेहतर परिपथ ==
-[[Image:Op-Amp Precision Rectifier (Improved).svg|frame|एक बेहतर स्पष्ट सुधारक परिपथ।]]एक वैकल्पिक संस्करण दाईं ओर दिया गया है। इस स्थिति में, जब इनपुट शून्य से अधिक होता है, तो D1 बंद होता है, और D2 प्रारंभ होता है, इसलिए आउटपुट शून्य होता है क्योंकि इसका दूसरा सिरा <math>R_2</math> वर्चुअल ग्राउंड से जुड़ा है और इसके माध्यम से कोई करंट नहीं है <math>R_2</math>. जब इनपुट शून्य से कम होता है, तो D1 प्रारंभ होता है और D2 बंद होता है, इसलिए आउटपुट इनपुट की तरह होता है जिसमें प्रवर्धन होता है <math>-R_2 / R_1</math>. इसका इनपुट-आउटपुट संबंध निम्न है:
+[[Image:Op-Amp Precision Rectifier (Improved).svg|frame|एक बेहतर सूक्ष्मतामापी सुधारक परिपथ।]]एक वैकल्पिक संस्करण दाईं ओर दिया गया है। इस स्थिति में, जब इनपुट शून्य से अधिक होता है, तो D1 बंद होता है, और D2 प्रारंभ होता है, इसलिए आउटपुट शून्य होता है क्योंकि इसका दूसरा सिरा <math>R_2</math> वर्चुअल ग्राउंड से जुड़ा है और इसके माध्यम से कोई करंट नहीं है <math>R_2</math>. जब इनपुट शून्य से कम होता है, तो D1 प्रारंभ होता है और D2 बंद होता है, इसलिए आउटपुट इनपुट की तरह होता है जिसमें प्रवर्धन होता है <math>-R_2 / R_1</math>. इसका इनपुट-आउटपुट संबंध निम्न है:
 [[Image:Transfer_function_of_an_improved_super_diode.svg|250px|center|सुपर डायोड में सुधार हुआ]]इस परिपथ का लाभ यह है कि ऑप-एम्प कभी भी संतृप्ति में नहीं जाता है, लेकिन इसके आउटपुट को दो डायोड वोल्टेज ड्रॉप्स (लगभग 1.2 V) से हर बार इनपुट संकेत के शून्य को पार करने पर बदलना चाहिए। इसलिए, ऑपरेशनल एम्पलीफायर की स्लीव दर और इसकी आवृत्ति प्रतिक्रिया (गेन-बैंडविड्थ उत्पाद) उच्च-आवृत्ति प्रदर्शन को सीमित कर देगी, विशेष रूप से कम संकेत स्तरों के लिए, चूँकि 100 kHz पर 1% से कम की त्रुटि संभव है।
-स्पष्ट पूर्ण-तरंग दिष्टकारी परिपथ बनाने के लिए समान परिपथ का उपयोग किया जा सकता है।
+सूक्ष्मतामापी पूर्ण-तरंग दिष्टकारी परिपथ बनाने के लिए समान परिपथ का उपयोग किया जा सकता है।
 == पीक डिटेक्टर ==
-थोड़े से संशोधन के साथ, संकेत स्तर की चोटियों का पता लगाने के लिए मूलभूत स्पष्ट दिष्टकारी का उपयोग किया जा सकता है। निम्नलिखित परिपथ में, एक कैपेसिटर संकेत के चरम वोल्टेज स्तर को बरकरार रखता है, और पता लगाए गए स्तर को रीसेट करने के लिए एक स्विच का उपयोग किया जाता है।
+थोड़े से संशोधन के साथ, संकेत स्तर की चोटियों का पता लगाने के लिए मूलभूत सूक्ष्मतामापी दिष्टकारी का उपयोग किया जा सकता है। निम्नलिखित परिपथ में, एक कैपेसिटर संकेत के चरम वोल्टेज स्तर को बरकरार रखता है, और पता लगाए गए स्तर को रीसेट करने के लिए एक स्विच का उपयोग किया जाता है।
 जब इनपुट विन Vc ([[संधारित्र]] में वोल्टेज) से अधिक हो जाता है, तो डायोड आगे-पक्षपाती होता है और परिपथ एक वोल्टेज अनुयायी बन जाता है। परिणामस्वरूप, आउटपुट वोल्टेज वीओ विन का अनुसरण करता है जब तक विन वीसी से अधिक हो जाता है। जब विन वीसी से नीचे चला जाता है, तो डायोड रिवर्स-बायस्ड हो जाता है और कैपेसिटर तब तक आवेश रखता है जब तक कि इनपुट वोल्टेज फिर से वीसी से अधिक मान प्राप्त नहीं कर लेता।
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 * [https://sound-au.com/appnotes/an001.htm Rod Elliott's improved version]
 * [http://www5b.biglobe.ne.jp/~houshu/synth/Fwr0306.GIF Single op-amp full-wave rectifier circuits]
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