रैखिक प्रवर्धक
रैखिक प्रवर्धक एक ऐसा विद्युत परिपथ है जिसका आउटपुट उसके इनपुट के समानुपाती होता है, लेकिन विद्युत भार को अत्यधिक ऊर्जा (भौतिकी) देने में सक्षम होता है। यह समान्यतः एक प्रकार के रेडियो आवृति (आरएफ) ऊर्जा प्रवर्धक को संदर्भित करता है जिनमें से कुछ की आउटपुट ऊर्जा किलोवाट में मापी जाती है और अव्यावसायिक रेडियो में उपयोग की जाती है। अन्य प्रकार के रैखिक प्रवर्धक का उपयोग ऑडियो और प्रयोगशाला के उपकरणों में किया जाता है। रैखिक प्रवर्धक की क्षमता को सिग्नल उत्पन्न करने के लिए संदर्भित किया जाता है जो इनपुट की कई प्रतियां हैं। एक रैखिक प्रवर्धक स्वतंत्र रूप से विभिन्न आवृत्ति घटकों पर प्रतिक्रिया करता है और हार्मोनिक (संनादी) विरूपण या इंटरमॉड्यूलेशन विरूपण उत्पन्न नहीं करता है। हालांकि, कोई भी प्रवर्धक पूर्ण रैखिकता प्रदान नहीं कर सकता है, क्योंकि प्रवर्धक उपकरण ट्रांजिस्टर या वैक्यूम ट्यूब (निर्वात नली) गैर रैखिक स्थानांतरण प्रकार्य का अनुसरण करते हैं और उन प्रभावों को कम करने के लिए परिपथ मे तकनीकों पर समन्वयन करते हैं। कार्यान्वयन लागत, दक्षता और सिग्नल के बीच विभिन्न प्रकार से समन्वयन प्रदान करने वाले कई प्रवर्धक वर्ग होते हैं।
स्पष्टीकरण
रैखिक प्रवर्धक की क्षमता को सिग्नल उत्पन्न करने के लिए संदर्भित किया जाता है जो समान्यतः विस्तृत ऊर्जा स्तरों पर इनपुट की स्पष्ट प्रतियां होती हैं। विद्युत भार अवरोधक, आपूर्ति वोल्टेज, इनपुट आधरित धारा और ऊर्जा आउटपुट क्षमताएं प्रवर्धक की दक्षता को प्रभावित कर सकती हैं।[1] श्रेणी-ए प्रवर्धकों को एकल एंडेड और पुश-पुल टोपोलॉजी दोनों में अपेक्षाकृत अच्छी रैखिकता के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है। श्रेणी एबी-1, एबी-2 और बी के प्रवर्धक केवल तभी रैखिक हो सकते हैं जब एक समायोजित परिपथ कार्यरत हो, या पुश-पुल टोपोलॉजी में, जिसमें दो सक्रिय तत्व (ट्यूब, ट्रांजिस्टर) आरएफ चक्र के धनात्मक और ऋणात्मक भागों को बढ़ाने के लिए उपयोग किए जाते हैं। क्रमश श्रेणी-सी प्रवर्धक किसी भी टोपोलॉजी में रैखिक नहीं होते हैं।
प्रवर्धक श्रेणीयां
कार्यान्वयन लागत, दक्षता और सिग्नल स्पष्टता के बीच विभिन्न समन्वयन प्रदान करने वाले कई ऊर्जा प्रवर्धक वर्ग होते हैं। जिनका आरएफ अनुप्रयोगों में उपयोग संक्षेप में नीचे सूचीबद्ध किया गया है:
- श्रेणी-ए प्रवर्धक बहुत अक्षम हैं, उनकी दक्षता कभी भी 50% से अच्छी नहीं हो सकती है। जो अर्धचालक या रेडियो आवृति चक्र में संचालित होती है। एक वैक्यूम ट्यूब के लिए माध्य एनोड धारा को एनोड धारा बनाम ग्रिड अभिनत क्षमता के वक्र के रैखिक भाग के मध्य में प्रयुक्त किया जाना आवश्यक होता है।
- श्रेणी-बी प्रवर्धक 60-65% कुशल हो सकते हैं। अर्धचालक या निर्वात नलिका अपेक्षाकृत चक्र के सूक्ष्म भाग को सक्रिय करती है लेकिन इसके लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
- श्रेणी एबी-1 वह स्थिति है जहाँ ग्रिड ए की तुलना में अधिक ऋणात्मक रूप से बीएसएड होता है।
- श्रेणी एबी-2 वह स्थिति है जहाँ ग्रिड प्रायः एबी-1 की तुलना में अधिक ऋणात्मक बीएसएड होता है, इनपुट सिग्नल का आकार भी प्रायः बड़ा होता है। जो ग्रिड को धनात्मक बनाने में सक्षम होता है जिससे ग्रिड धारा बढ़ जाती है।
- श्रेणी-सी प्रवर्धक लगभग 120 डिग्री की चालन सीमा के साथ लगभग 75% कुशल हो सकते हैं, लेकिन यह बहुत ही गैर-रैखिक प्रणाली हैं। इसका उपयोग केवल गैर-एएम मोड, जैसे एफएम, सीडब्ल्यू या आरटीटीवाई के लिए किया जा सकता है। अर्धचालक या वैक्यूम ट्यूब आधे से कम आरएफ चक्र के माध्यम से संचालित होता है। दक्षता में वृद्धि किसी दिए गए वैक्यूम ट्यूब को श्रेणी ए या एबी की तुलना में अधिक आरएफ ऊर्जा प्रदान करने की स्वीकृति दे सकती है। उदाहरण के लिए, 144 मेगाहर्ट्ज पर कार्य करने वाले दो 4सीएक्स250बी टेट्रोड श्रेणी ए में 400 वाट दे सकते हैं, लेकिन जब श्रेणी सी में बीएसएड होते हैं तो वे ओवरहीटिंग के कारण के अतिरिक्त 1,000 वाट दे सकते हैं। इससे भी अधिक ग्रिड धारा की जरूरत होती है।
- श्रेणी-डी प्रवर्धक प्रायः 90% से अधिक उच्च दक्षता प्राप्त करने के लिए स्विचिंग तकनीक का उपयोग करते हैं जिसको संचालित करने के लिए अन्य प्रवर्धक प्रकारों की तुलना में कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है। प्रवर्धक को सक्रिय करने के लिए उपयोग की जाने वाली डिजिटल ट्रेन के कारण, कई श्रेणी-डी प्रवर्धक को एक रैखिक प्रवर्धक नहीं स्वीकृत करती हैं, फिर भी कई ऑडियो और रेडियो निर्माताओं ने इसके डिजाइन को रैखिक अनुप्रयोगों में सम्मिलित किया है।
हालांकि श्रेणी-ए ऊर्जा प्रवर्धक (पीए) रैखिकता की स्थिति में सबसे अच्छे हैं, लेकिन अन्य प्रवर्धक वर्ग जैसे "एबी", "सी" और डोहर्टी प्रवर्धक की तुलना में उनकी दक्षता अपेक्षाकृत असपष्ट होती है। हालांकि, उच्च दक्षता उच्च गैर-रैखिकता की ओर अग्रसित होती है और ऊर्जा प्रवर्धक आउटपुट विकृत हो जाता है प्रायः उस स्थिति मे यह कई प्रणाली प्रदर्शन की आवश्यकताओं को विफल करता है। इसलिए, श्रेणी-एबी ऊर्जा प्रवर्धकों या अन्य विविधताओं का उपयोग प्रतिक्रिया, अग्रभरण नियंत्रण, एनालॉग या डिजिटल पूर्व विरूपण (डीपीडी) जैसी रैखिकीकरण योजनाओं के कुछ उपयुक्त रूपों के साथ किया जाता है। डीपीडी ऊर्जा प्रवर्धक प्रणाली में, प्रवर्धक की स्थानांतरण विशेषताओं को ऊर्जा प्रवर्धक के आउटपुट का प्रतिरूप प्राप्त करके तैयार किया जाता है और विभिन्न विशेषताओं की गणना डीएसपी प्रोसेसर में की जाती है। डिजिटल बेसबैंड सिग्नल को ऊर्जा प्रवर्धक गैर-रैखिक संचालन विशेषताओं के व्युत्क्रम से गुणा किया जाता है जिसको आरएफ आवृत्तियों में परिवर्तित किया जाता है और ऊर्जा प्रवर्धक इनपुट पर प्रयुक्त किया जाता है। ऊर्जा प्रवर्धक प्रतिक्रिया के सावधानीपूर्वक डिजाइन के साथ, डीपीडी इंजन ऊर्जा प्रवर्धक आउटपुट विरूपण को सही कर सकते हैं और उच्च क्षमता भी प्राप्त कर सकते हैं।
डिजिटल सिग्नल प्रसंस्करण तकनीकों में प्रगति के साथ, डिजिटल पूर्व विरूपण (डीपीडी) को रेडियो आवृति ऊर्जा प्रवर्धक प्रणाली के लिए व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। डीपीडी को स्पष्टता से कार्य करने के लिए आरएफ ऊर्जा प्रवर्धक विशेषताओं को इष्टतम होना आवश्यक होता है जिसमे ऊर्जा प्रवर्धक प्रदर्शन को अनुकूलित करने के लिए परिपथ तकनीकें उपलब्ध होती हैं।[2]
अव्यावसायिक रेडियो संचार
व्यावसायिक रूप से निर्मित एक से दो किलोवाट रैखिक प्रवर्धकों का उपयोग अव्यावसायिक रेडियो में अभी भी वैक्यूम ट्यूब (वाल्व) के रूप मे उपयोग किया जाता हैं जिससे ये 10 से 20 गुना आरएफ ऊर्जा प्रवर्धन (10 से 13 डीबी) प्रदान कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, 100 वाट के साथ इनपुट को सक्रिय करने वाला एक संचार एंटेना को 2,000 वाट (2 किलोवाट) आउटपुट के लिए प्रवर्धित किया जाएगा। रैखिक प्रवर्धक 1000-वाट की दूरी में अधिक सामान्य होते हैं और इसे 5 वाट से भी कम मे संचालित किया जा सकता है।[3] एलडीएमओएस तकनीक का उपयोग करने वाले आधुनिक विद्युत उपकरण अव्यावसायिक रेडियो समुदाय के लिए अधिक कुशल, लागत प्रभावी रैखिक रेडियो आवृति ऊर्जा प्रवर्धकों की स्वीकृति देते हैं।[4]
बड़े वैक्यूम-ट्यूब रैखिक प्रवर्धक समान्यतः एक या अधिक वैक्यूम ट्यूबों पर निर्भर करते हैं जो अधिक संख्या में विद्युत ऊर्जा को रेडियो आवृति ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए एक बहुत ही उच्च वोल्टेज विद्युत आपूर्ति द्वारा आपूर्ति की जाती है। रैखिक प्रवर्धकों को श्रेणी-ए या श्रेणी-एबी बीएसएड के साथ कार्य करने की आवश्यकता होती है, जो उन्हें अपेक्षाकृत अक्षम बनाता है। जबकि श्रेणी-सी में कहीं अधिक दक्षता होती है एक श्रेणी-सी प्रवर्धक रैखिक नहीं है और केवल निरंतर संकेतों के प्रवर्धन के लिए उपयुक्त होते है। ऐसे संकेतों में एफएम प्रसारण, एफएसके, एमएफएसके और सीडब्ल्यू (मोर्स कोड) सम्मिलित हैं।[5][6]
प्रसारण रेडियो स्टेशन
50 किलोवाट तक के व्यावसायिक एएम रेडियो प्रसारण संचारको के आउटपुट चरणों को रैखिक प्रवर्धक होने की आवश्यकता होती है और इन्हें समान्यतः रैखिक प्रवर्धक प्रौद्योगिकियों का उपयोग करके बनाया जाता है। बड़े वैक्यूम ट्यूब अभी भी 500 किलोवाट से 2 मेगावाट तक के अंतर्राष्ट्रीय संघ तरंग, मध्यम तरंग और लघु तरंग प्रसारण संचारको के लिए उपयोग किए जाते हैं।
यह भी देखें
संदर्भ
- ↑ Whitaker, Jerry C. (2002). आरएफ ट्रांसमिशन सिस्टम हैंडबुक. CRC Press. ISBN 978-0-8493-0973-1.
- ↑ Khanifar, Ahmad. "डिजिटल प्रीडिस्टॉर्शन के लिए आरएफ पावर एम्पलीफायर डिजाइन". www.linamptech.com.
- ↑ Mike Dennison; John Fielding (2007). रेडियो संचार पुस्तिका. Radio Society of Great Britain. ISBN 978-1-905086-33-7.
- ↑ "A 600W broadband HF amplifier using affordable LDMOS devices". QRPblog (in British English). 2019-10-27. Retrieved 2022-09-30.
- ↑ H. Ward Silver (2006). The ARRL Ham Radio License Manual: All You Need to Become an Amateur Radio Operator. Technician. Level 1. American Radio Relay League. pp. 5–. ISBN 978-0-87259-963-5.
- ↑ रेडियो एमेच्योर की हैंडबुक. American Radio Relay League. 1980. pp. 6–25.
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