विवृत-पाश लब्धि: Difference between revisions

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इलेक्ट्रॉनिक [[एम्पलीफायर]] का ओपन-लूप लाभ वह [[लाभ (इलेक्ट्रॉनिक्स)]] है जो [[विद्युत नेटवर्क]] में समग्र [[प्रतिक्रिया]] का उपयोग नहीं किया जाता है।
इलेक्ट्रॉनिक [[एम्पलीफायर|प्रवर्धक]] का '''विवृत-पाश लब्धि''' वह [[लाभ (इलेक्ट्रॉनिक्स)|लब्धि (इलेक्ट्रॉनिक्स)]] है जो [[विद्युत नेटवर्क]] में समग्र [[प्रतिक्रिया|अभिक्रिया]] का उपयोग नहीं किया जाता है।


कई इलेक्ट्रॉनिक एम्पलीफायरों का ओपन-लूप गेन (डिजाइन द्वारा) बहुत अधिक है - एक ''आदर्श'' [[ ऑपरेशनल एंप्लीफायर |ऑपरेशनल एंप्लीफायर]] (op-amp) में अनंत ओपन-लूप गेन है। आमतौर पर एक ऑप-एम्प में लगभग अधिकतम ओपन-लूप गेन हो सकता है <math>10^5</math>, या 100 [[डेसिबल]]बड़े ओपन-लूप गेन के साथ एक ऑप-एम्पी उच्च परिशुद्धता प्रदान करता है जब एक [[ उलटा एम्पलीफायर |उलटा एम्पलीफायर]] के रूप में उपयोग किया जाता है।
इस प्रकार से कई इलेक्ट्रॉनिक प्रवर्धकों का विवृत-पाश लब्धि (डिजाइन द्वारा) बहुत अधिक है - ''आदर्श'' [[ ऑपरेशनल एंप्लीफायर |संक्रियात्मक प्रवर्धक]] (ऑप-एम्प) में अनंत विवृत-पाश लब्धि है। सामान्यतः ऑप-एम्प का अधिकतम विवृत-पाश लब्धि लगभग <math>10^5</math> या 100 [[डेसिबल]] हो सकता है। अतः बड़े विवृत-पाश लब्धि के साथ ऑप-एम्पी उच्च परिशुद्धता प्रदान करता है जब [[ उलटा एम्पलीफायर |'''व्युत्क्रम प्रवर्धक''']] के रूप में उपयोग किया जाता है।


आम तौर पर, पूर्ण विद्युत नेटवर्क के लाभ को वांछित मूल्य तक कम करने के लिए, उच्च ओपन-लूप लाभ वाले एम्पलीफायर के चारों ओर नकारात्मक प्रतिक्रिया लागू होती है।
सामान्यतः, पूर्ण विद्युत नेटवर्क के लब्धि को वांछित मान तक कम करने के लिए, उच्च विवृत-पाश लब्धि वाले प्रवर्धक के चारों ओर ऋणात्मक अभिक्रिया लागू होती है।


== परिभाषा ==
== परिभाषा ==
ओपन-लूप गेन (एक निश्चित आवृत्ति पर) की परिभाषा है
इस प्रकार से विवृत-पाश लब्धि (एक निश्चित आवृत्ति पर) की परिभाषा
:<math>A_\text{OL} = \frac{V_\text{out}}{V^+ - V^-},</math>
:<math>A_\text{OL} = \frac{V_\text{out}}{V^+ - V^-}</math>
कहाँ <math>V^ + -V^-</math> इनपुट वोल्टेज अंतर है जिसे बढ़ाया जा रहा है। (आवृत्ति पर निर्भरता यहां प्रदर्शित नहीं की गई है।)
है, जहाँ <math>V^ + -V^-</math> इनपुट वोल्टता अंतर है जिसे बढ़ाया जा रहा है। (आवृत्ति पर निर्भरता यहां प्रदर्शित नहीं की गई है।)


== गैर-आदर्श लाभ में भूमिका ==
== गैर-आदर्श लब्धि में भूमिका ==
ओपन-लूप गेन एक ऑपरेशनल एम्पलीफायर का एक भौतिक गुण है जो आदर्श लाभ की तुलना में अक्सर परिमित होता है। जबकि ओपन-लूप गेन एक सर्किट में कोई फीडबैक नहीं होने पर लाभ होता है, एक ऑपरेशनल एम्पलीफायर को अक्सर फीडबैक कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग करने के लिए कॉन्फ़िगर किया जाएगा, जैसे कि इसका लाभ फीडबैक सर्किट घटकों द्वारा नियंत्रित किया जाएगा।
इस प्रकार से विवृत-पाश लब्धि संक्रियात्मक प्रवर्धक का ऐसा भौतिक गुण है जो आदर्श लब्धि की तुलना में प्रायः परिमित होता है। जबकि विवृत-पाश लब्धि परिपथ में कोई पुनर्भरण नहीं होने पर लब्धि होता है, अतः संक्रियात्मक प्रवर्धक को प्रायः पुनर्भरण कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग करने के लिए कॉन्फ़िगर किया जाएगा, जैसे कि इसका लब्धि पुनर्भरण परिपथ घटकों द्वारा नियंत्रित किया जाएगा।


इन्वर्टिंग ऑपरेशनल एम्पलीफायर कॉन्फ़िगरेशन का मामला लें। यदि सिंगल आउटपुट नोड और इनवर्टिंग इनपुट नोड के बीच रेसिस्टर है <math>R_2</math> और एक स्रोत वोल्टेज और इन्वर्टिंग इनपुट नोड के बीच अवरोधक है <math>R_1</math>, तो आउटपुट टर्मिनल पर ऐसे सर्किट का परिकलित लाभ परिभाषित किया गया है, एम्पलीफायर में अनंत लाभ मानते हुए:
इस प्रकार से प्रतिलोम संक्रियात्मक प्रवर्धक कॉन्फ़िगरेशन की स्थिति लें। यदि एकल आउटपुट नोड और प्रतिलोम इनपुट नोड के बीच प्रतिरोधक <math>R_2</math> है और स्रोत वोल्टता और प्रतिलोम इनपुट नोड के बीच प्रतिरोधक <math>R_1</math> है, तो आउटपुट टर्मिनल पर ऐसे परिपथ का परिकलित लब्धि परिभाषित किया गया है, प्रवर्धक में अनंत लब्धि मानते हुए, है:
:<math>G = - \frac{R_2}{R_1}</math>
:<math>G = - \frac{R_2}{R_1}</math>
हालाँकि, परिमित ओपन-लूप लाभ सहित <math>A</math> लाभ को थोड़ा कम करता है:
यद्यपि, परिमित विवृत-पाश लब्धि <math>A</math> को सम्मिलित करने से लब्धि थोड़ा कम हो जाती है:
:<math>G = \frac{-\frac{R_2}{R_1}}{1 + (1+{\frac{R_2}{R_1}})\frac{1}{A}}</math>
:<math>G = \frac{-\frac{R_2}{R_1}}{1 + (1+{\frac{R_2}{R_1}})\frac{1}{A}}</math>
उदाहरण के लिए, अगर <math>\frac{R_2}{R_1} = 2</math> और <math>A = 10^4</math>, तब <math>G =</math> ठीक -2 के बजाय -1.9994।
इस प्रकार से उदाहरण के लिए, यदि <math>\frac{R_2}{R_1} = 2</math> और <math>A = 10^4</math>, तो ठीक -2 के अतिरिक्त <math>G =</math> -1.9994 है।


(दूसरा समीकरण प्रभावी रूप से पहले समीकरण के समान ही हो जाता है <math>A</math> अनंत तक पहुँचता है।)
(अतः जैसे-जैसे <math>A</math> अनंत की ओर बढ़ता है, दूसरा समीकरण प्रभावी रूप से पहले समीकरण के समान हो जाता है।)


ओपन-लूप गेन ऑपरेशनल एम्पलीफायर नेटवर्क के वास्तविक लाभ की गणना के लिए महत्वपूर्ण हो सकता है, जहां अनंत ओपन-लूप गेन की धारणा गलत है।
विवृत-पाश लब्धि संक्रियात्मक प्रवर्धक नेटवर्क के वास्तविक लब्धि की गणना के लिए महत्वपूर्ण हो सकती है, जहां अनंत विवृत-पाश लब्धि की धारणा अनुचित है।


== ऑपरेशनल एम्पलीफायर्स ==
== संक्रियात्मक प्रवर्धक ==
एक परिचालन प्रवर्धक का ओपन-लूप लाभ बढ़ती [[आवृत्ति]] के साथ बहुत तेजी से गिरता है। [[कई दर]] के साथ, यह एक कारण है कि परिचालन एम्पलीफायरों के पास सीमित [[बैंडविड्थ (सिग्नल प्रोसेसिंग)]] है।
इस प्रकार से एक परिचालन प्रवर्धक का विवृत-पाश लब्धि बढ़ती [[आवृत्ति|'''आवृत्ति''']] के साथ बहुत तीव्रता से गिरती है। अतः [[कई दर|संकेत अनुक्रिया दर]] के साथ, यह कारण है कि परिचालन प्रवर्धकों के निकट सीमित [[बैंडविड्थ (सिग्नल प्रोसेसिंग)|बैंडविस्तार (संकेत प्रोसेसिंग)]] है।


== यह भी देखें ==
== यह भी देखें ==
*लाभ-बैंडविड्थ उत्पाद
*लब्धि-बैंडविस्तार उत्पाद
* [[ पाश लाभ | पाश लाभ]] (ओपन-लूप गेन और फीडबैक एटेन्यूएशन दोनों शामिल हैं)
* [[ पाश लाभ |पाश लब्धि]] (विवृत-पाश लब्धि और पुनर्भरण क्षीणन दोनों सम्मिलित हैं)
*नकारात्मक-प्रतिक्रिया प्रवर्धक#शर्तों का सारांश
*ऋणात्मक-अभिक्रिया प्रवर्धक प्रतिबंधों का सारांश


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इलेक्ट्रॉनिक प्रवर्धक का विवृत-पाश लब्धि वह लब्धि (इलेक्ट्रॉनिक्स) है जो विद्युत नेटवर्क में समग्र अभिक्रिया का उपयोग नहीं किया जाता है।

इस प्रकार से कई इलेक्ट्रॉनिक प्रवर्धकों का विवृत-पाश लब्धि (डिजाइन द्वारा) बहुत अधिक है - आदर्श संक्रियात्मक प्रवर्धक (ऑप-एम्प) में अनंत विवृत-पाश लब्धि है। सामान्यतः ऑप-एम्प का अधिकतम विवृत-पाश लब्धि लगभग या 100 डेसिबल हो सकता है। अतः बड़े विवृत-पाश लब्धि के साथ ऑप-एम्पी उच्च परिशुद्धता प्रदान करता है जब व्युत्क्रम प्रवर्धक के रूप में उपयोग किया जाता है।

सामान्यतः, पूर्ण विद्युत नेटवर्क के लब्धि को वांछित मान तक कम करने के लिए, उच्च विवृत-पाश लब्धि वाले प्रवर्धक के चारों ओर ऋणात्मक अभिक्रिया लागू होती है।

परिभाषा

इस प्रकार से विवृत-पाश लब्धि (एक निश्चित आवृत्ति पर) की परिभाषा

है, जहाँ इनपुट वोल्टता अंतर है जिसे बढ़ाया जा रहा है। (आवृत्ति पर निर्भरता यहां प्रदर्शित नहीं की गई है।)

गैर-आदर्श लब्धि में भूमिका

इस प्रकार से विवृत-पाश लब्धि संक्रियात्मक प्रवर्धक का ऐसा भौतिक गुण है जो आदर्श लब्धि की तुलना में प्रायः परिमित होता है। जबकि विवृत-पाश लब्धि परिपथ में कोई पुनर्भरण नहीं होने पर लब्धि होता है, अतः संक्रियात्मक प्रवर्धक को प्रायः पुनर्भरण कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग करने के लिए कॉन्फ़िगर किया जाएगा, जैसे कि इसका लब्धि पुनर्भरण परिपथ घटकों द्वारा नियंत्रित किया जाएगा।

इस प्रकार से प्रतिलोम संक्रियात्मक प्रवर्धक कॉन्फ़िगरेशन की स्थिति लें। यदि एकल आउटपुट नोड और प्रतिलोम इनपुट नोड के बीच प्रतिरोधक है और स्रोत वोल्टता और प्रतिलोम इनपुट नोड के बीच प्रतिरोधक है, तो आउटपुट टर्मिनल पर ऐसे परिपथ का परिकलित लब्धि परिभाषित किया गया है, प्रवर्धक में अनंत लब्धि मानते हुए, है:

यद्यपि, परिमित विवृत-पाश लब्धि को सम्मिलित करने से लब्धि थोड़ा कम हो जाती है:

इस प्रकार से उदाहरण के लिए, यदि और , तो ठीक -2 के अतिरिक्त -1.9994 है।

(अतः जैसे-जैसे अनंत की ओर बढ़ता है, दूसरा समीकरण प्रभावी रूप से पहले समीकरण के समान हो जाता है।)

विवृत-पाश लब्धि संक्रियात्मक प्रवर्धक नेटवर्क के वास्तविक लब्धि की गणना के लिए महत्वपूर्ण हो सकती है, जहां अनंत विवृत-पाश लब्धि की धारणा अनुचित है।

संक्रियात्मक प्रवर्धक

इस प्रकार से एक परिचालन प्रवर्धक का विवृत-पाश लब्धि बढ़ती आवृत्ति के साथ बहुत तीव्रता से गिरती है। अतः संकेत अनुक्रिया दर के साथ, यह कारण है कि परिचालन प्रवर्धकों के निकट सीमित बैंडविस्तार (संकेत प्रोसेसिंग) है।

यह भी देखें

  • लब्धि-बैंडविस्तार उत्पाद
  • पाश लब्धि (विवृत-पाश लब्धि और पुनर्भरण क्षीणन दोनों सम्मिलित हैं)
  • ऋणात्मक-अभिक्रिया प्रवर्धक प्रतिबंधों का सारांश

श्रेणी:विद्युत पैरामीटर