12। पावर ऑडियो Op-amps
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पावर ऑडियो Op-amps
रैखिक एम्पलीफायरों के लिए एक आम उपयोग ऑडियो सिस्टम के लिए लाभ प्रदान करना है। एक ऑडियो एम्पलीफायर एक माइक्रोफोन, फोनोग्राफ कारतूस, टेप डेक, या एएम / एफएम ट्यूनर से एक इनपुट संकेत प्राप्त करता है। एम्पलीफायर का आउटपुट एक स्पीकर सिस्टम, हेडफ़ोन, या एक टेप रिकॉर्डर चलाता है। ऊपर दिए गए इनपुट डिवाइस को आमतौर पर एक वोल्टेज स्रोत द्वारा कम आउटपुट वोल्टेज और उच्च स्रोत प्रतिबाधा के साथ मॉडल किया जा सकता है। इसलिए इस डिवाइस के बाद एम्पलीफायर का इनपुट प्रतिबाधा उच्च होना चाहिए (इनपुट डिवाइस के स्रोत प्रतिबाधा से बहुत अधिक)। इस तरीके से, एम्पलीफायर इनपुट डिवाइस को महत्वपूर्ण रूप से लोड नहीं करता है और लाभ कम नहीं होता है।
एम्पलीफायर द्वारा संचालित उपकरणों में आमतौर पर कम प्रतिबाधा होती है। उदाहरण के लिए, एक एकल वक्ता का प्रतिबाधा सामान्यतः 8 ed है। इन उपकरणों को 1 X के लिए 10 के आदेश पर शक्तियों की आवश्यकता हो सकती है।
चित्रा 48 - LM380 ऑडियो चिप और वैकल्पिक हीट सिंक
विभिन्न प्रकार की आउटपुट शक्तियों के साथ विभिन्न प्रकार के एकीकृत सर्किट ऑडियो पावर ऑप-एम्प, इलेक्ट्रॉनिक डिज़ाइन इंजीनियर के लिए उपलब्ध हैं। एक उदाहरण के रूप में, हम LM380 ऑडियो पावर एम्पलीफायर प्रस्तुत करते हैं[1] जो फोनो और टेप डेक एम्पलीफायरों, इंटरकॉम, लाइन ड्राइवरों, अलार्म, टीवी साउंड सिस्टम, एएम / एफएम रेडियो, छोटे सर्वो ड्राइवरों और बिजली कन्वर्टर्स जैसे उपभोक्ता अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है। इसमें 50 (34 dB) का आंतरिक रूप से निश्चित लाभ और एक आउटपुट है जो आपूर्ति वोल्टेज के लगभग आधे हिस्से में खुद को केंद्रित करता है। इनपुट को जमीन या संतुलित के रूप में संदर्भित किया जा सकता है। आउटपुट स्टेज को शॉर्ट सर्किट करंट लिमिटिंग और थर्मल शटडाउन सर्किटरी दोनों से सुरक्षित किया गया है। एम्पलीफायर को 14-pin DIP पैकेज में पैक किया गया है जैसा कि चित्र 48 (ए) में दिखाया गया है।
आउटपुट करंट 1.3 A पीक पर रेट किया गया है। चूंकि डिवाइस 150 के ऊपर जंक्शन तापमान पर बंद हो जाता है oसी, एक हीट सिंक [देखें चित्र एक्सएनयूएमएक्स (बी)] यूनिट को मिलाप किया जाना चाहिए। अधिकतम आउटपुट पावर (एक हीट सिंक के साथ) 48 वाट है। डिवाइस आंतरिक रूप से पक्षपाती है।
1डेटा और सर्किट निर्माता की अनुमति के साथ मुद्रित होते हैं, नेशनल सेमीकंडक्टर कॉर्प। छात्र से अपील की जाती है कि वे पावर-ऑप्स-एम्प्स के साथ उपकरण डिजाइन करते समय डेटा पुस्तकों का उपयोग करें।
चित्रा 49 एक पूर्ण फोनो एम्पलीफायर के सर्किट विन्यास को दर्शाता है। इस सर्किट में एक वॉल्यूम और टोन कंट्रोल को शामिल किया गया है।
चित्रा 49 - LM380 का उपयोग कर फोनो एम्पलीफायर
एक्सएनयूएमएक्स ऑपरेशनल एम्पलीफायर इक्विलेंट सर्किट
यदि किसी विशेष एप्लिकेशन को एक से अधिक बिजली की आवश्यकता होती है, तो उसे एकल पावर ऑप-एम्प से प्राप्त किया जा सकता है, हम चित्र 50 के ब्रिज कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग कर सकते हैं।
चूंकि यह प्रणाली एकल-उपकरण प्रणाली के रूप में लोड के पार दो बार वोल्टेज स्विंग प्रदान करती है, इसलिए विद्युत क्षमता सैद्धांतिक रूप से एकल एम्पलीफायर (एक दिए गए विद्युत आपूर्ति वोल्टेज के लिए) पर 4 के कारक द्वारा बढ़ाई जाती है। चूंकि इस डिजाइन में गर्मी लंपटता सीमित चिंता है, हम आमतौर पर सिस्टम को रूढ़िवादी रूप से डिजाइन करते हैं और केवल आउटपुट पावर को दोगुना करते हैं।
चित्रा 50 - उच्च शक्ति के लिए ब्रिज कॉन्फ़िगरेशन
12.2 इंटरकॉम
चित्रा 51 एक इंटरकॉम दिखाता है जिसमें एक पावर ऑप-एम्प और कुछ बाहरी घटक शामिल होते हैं।
टॉक स्थिति में दोहरे दो-स्थिति स्विच (S1A-S1B) के साथ (जैसा कि चित्र में दिखाया गया है), मास्टर स्टेशन का स्पीकर एक माइक्रोफोन का कार्य करता है, एक स्टेप-अप ट्रांसफार्मर के माध्यम से पॉवर ऑप-एम्प को चलाता है। रिमोट स्पीकर पॉवर ऑप-एम्प के आउटपुट से संचालित होता है।
S1A-S1B को सुनने की स्थिति में बदलने से मास्टर और रिमोट की भूमिका उलट जाती है। अब दूरस्थ स्पीकर माइक्रोफोन की भूमिका निभाता है, और यह स्टेप-अप ट्रांसफार्मर के माध्यम से पावर एम्पलीफायर चलाता है। मास्टर स्पीकर अब पॉवर ऑप-एम्प के आउटपुट से संचालित होता है। छात्र को यह सत्यापित करने के लिए सुनने की स्थिति में S1A-S1B के साथ वायरिंग का पता लगाना चाहिए। 1 के अनुपात के साथ एक स्टेप-अप ट्रांसफॉर्मर: 25 का उपयोग किया जा सकता है, और पोटेंशियोमीटर, Rv, वॉल्यूम नियंत्रण के रूप में कार्य करता है।
चित्र 51 - इंटरकॉम
सारांश
अध्याय में प्रस्तुत सामग्री पर निर्मित यह अध्याय “आदर्श परिचालन प्रवर्धक ”, जहां हमने आदर्श परिचालन एम्पलीफायर पर ध्यान केंद्रित किया। यद्यपि यह महत्वपूर्ण बिल्डिंग ब्लॉक लगभग आदर्श एम्पलीफायर के रूप में व्यवहार करता है, डिजाइन इंजीनियर को व्यावहारिक डिवाइस और आदर्श मॉडल के बीच विरोधाभासों को समझना होगा।
हमने अंतर एम्पलीफायर की जांच करके अध्याय शुरू किया। हमने विभिन्न कॉन्फ़िगरेशन और ट्रांसफर विशेषताओं को देखा। फिर हमने पैकेजिंग और आंतरिक सर्किटरी सहित विशिष्ट परिचालन एम्पलीफायर की जांच की। हमने उस तरीके को देखा जिसमें निर्माता एम्पलीफायर के लिए मापदंडों को निर्दिष्ट करता है।
व्यावहारिक ऑप-एम्प्स के लक्षण तब प्रस्तुत किए गए थे, जिसमें लाभ, ऑफसेट वोल्टेज, पूर्वाग्रह वर्तमान, सामान्य-मोड अस्वीकृति और शक्ति अस्वीकृत अनुपात शामिल थे। कंप्यूटर सिमुलेशन मॉडल अगले विचार किए गए, इसके बाद गैर-इनवर्टिंग और इनवर्टिंग एम्पलीफायरों का एक विस्तृत विश्लेषण किया गया।
अध्याय विभिन्न डिजाइन विचारों और उदाहरणों के साथ संपन्न हुआ। हमने इनपुट्स के बीच संतुलित इनपुट्स और आउटपुट और कपलिंग की जांच की। हमने पावर ऑडियो ऑप-एम्प्स को भी देखा, जिसमें एक इंटरकॉम सर्किट का उदाहरण भी शामिल है।
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1डेटा और सर्किट निर्माता की अनुमति के साथ मुद्रित होते हैं, नेशनल सेमीकंडक्टर कॉर्प। छात्र से अपील की जाती है कि वे पावर-ऑप्स-एम्प्स के साथ उपकरण डिजाइन करते समय डेटा पुस्तकों का उपयोग करें।