पुश-पुल आउटपुट

एक पुश-पुल एम्पलीफायर एक प्रकार का विद्युत सर्किट  है जो सक्रिय उपकरणों की एक जोड़ी का उपयोग करता है जो वैकल्पिक रूप से करंट की आपूर्ति करता है, या कनेक्टेड लोड से करंट को अवशोषित करता है। इस तरह का एम्पलीफायर भार क्षमता और स्विचिंग गति दोनों को बढ़ा सकता है।

पुश-पुल आउटपुट ट्रांजिस्टर-ट्रांजिस्टर लॉजिक और CMOS डिजिटल तर्क सर्किट  और कुछ प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक एम्पलीफायर में मौजूद होते हैं, और आमतौर पर ट्रांजिस्टर की एक पूरक जोड़ी द्वारा महसूस किए जाते हैं, लोड से जमीन तक या 'सिंकिंग' वर्तमान या एक नकारात्मक बिजली की आपूर्ति, और दूसरी सकारात्मक बिजली की आपूर्ति से लोड करने के लिए वर्तमान आपूर्ति या सोर्सिंग।

एक पुश-पुल एम्पलीफायर एकल-सिरे वाले पावर एम्पलीफायर क्लास#क्लास ए| की तुलना में अधिक कुशल है क्लास-ए एम्पलीफायर। प्राप्त की जा सकने वाली उत्पादन शक्ति अकेले उपयोग किए गए ट्रांजिस्टर या ट्यूब की निरंतर अपव्यय रेटिंग से अधिक है और किसी दिए गए आपूर्ति वोल्टेज के लिए उपलब्ध शक्ति को बढ़ाती है। एम्पलीफायर के दोनों पक्षों के सममित निर्माण का मतलब है कि सम-क्रम हार्मोनिक्स रद्द हो जाते हैं, जो विरूपण को कम कर सकते हैं। डीसी करंट को आउटपुट में रद्द कर दिया जाता है, जिससे सिंगल-एंडेड एम्पलीफायर की तुलना में छोटे आउटपुट ट्रांसफार्मर का उपयोग किया जा सकता है। हालांकि, पुश-पुल एम्पलीफायर को चरण-विभाजन घटक की आवश्यकता होती है जो सिस्टम में जटिलता और लागत जोड़ता है; इनपुट और आउटपुट के लिए सेंटर-टैप किए गए ट्रांसफॉर्मर का उपयोग एक सामान्य तकनीक है लेकिन वजन बढ़ाता है और प्रदर्शन को प्रतिबंधित करता है। यदि एम्पलीफायर के दो हिस्सों में समान विशेषताएं नहीं हैं, तो विरूपण को पेश किया जा सकता है क्योंकि इनपुट तरंग के दो हिस्सों को असमान रूप से बढ़ाया जाता है। क्रॉसओवर विरूपण प्रत्येक चक्र के शून्य बिंदु के पास बनाया जा सकता है क्योंकि एक उपकरण काट दिया जाता है और दूसरा उपकरण इसके सक्रिय क्षेत्र में प्रवेश करता है।



कई एम्पलीफायर आउटपुट चरणों में पुश-पुल सर्किट का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। 1915 में दिए गए एडविन एच. कोल्पिट्स के यूएस पेटेंट 1137384 में पुश-पुल से जुड़े ऑडियोन ट्यूब की एक जोड़ी का वर्णन किया गया है, हालांकि पेटेंट विशेष रूप से पुश-पुल कनेक्शन का दावा नहीं करता है। यह तकनीक उस समय प्रसिद्ध थी और सिद्धांत का दावा 1895 में इलेक्ट्रॉनिक एम्पलीफायरों से पहले के पेटेंट में किया गया था। संभवतः पुश-पुल एम्पलीफायर का उपयोग करने वाला पहला व्यावसायिक उत्पाद आरसीए बैलेंस्ड एम्पलीफायर था जिसे 1924 में उनके रेडिओला III पुनर्योजी प्रसारण रिसीवर के साथ उपयोग के लिए जारी किया गया था। पुश-पुल कॉन्फ़िगरेशन में कम-शक्ति वाले वैक्यूम ट्यूबों की एक जोड़ी का उपयोग करके, एम्पलीफायर ने कम स्टैंडबाय बिजली की खपत के साथ स्वीकार्य बैटरी जीवन प्रदान करते हुए हेडफ़ोन के बजाय लाउडस्पीकर के उपयोग की अनुमति दी। तकनीक का उपयोग आज भी ऑडियो, रेडियो फ्रीक्वेंसी, डिजिटल और पावर इलेक्ट्रॉनिक्स सिस्टम में किया जाता है।

डिजिटल सर्किट
पुश-पुल कॉन्फ़िगरेशन का डिजिटल उपयोग TTL और संबंधित परिवारों का आउटपुट है। ऊपरी ट्रांजिस्टर रैखिक मोड में सक्रिय पुल-अप के रूप में काम कर रहा है, जबकि निचला ट्रांजिस्टर डिजिटल रूप से काम करता है। इस कारण से वे उतना करंट प्राप्त करने में सक्षम नहीं हैं जितना वे डूब सकते हैं (आमतौर पर 20 गुना कम)। जिस तरह से इन सर्किटों को योजनाबद्ध रूप से खींचा जाता है, दो ट्रांजिस्टर लंबवत रूप से स्टैक्ड होते हैं, सामान्य रूप से बीच में एक स्तर शिफ्टिंग डायोड के साथ, उन्हें 'टोटेम पोल' आउटपुट कहा जाता है।

सरल पुश-पुल आउटपुट का एक नुकसान यह है कि उनमें से दो या दो से अधिक को एक साथ नहीं जोड़ा जा सकता है, क्योंकि यदि कोई खींचने की कोशिश करता है जबकि दूसरा धक्का देने की कोशिश करता है, तो ट्रांजिस्टर क्षतिग्रस्त हो सकते हैं। इस प्रतिबंध से बचने के लिए, कुछ पुश-पुल आउटपुट में तीसरी स्थिति होती है जिसमें दोनों ट्रांजिस्टर बंद हो जाते हैं। इस स्थिति में, आउटपुट को फ़्लोटिंग कहा जाता है (या, एक मालिकाना शब्द का उपयोग करने के लिए, तीन-राज्य तर्क | त्रि-कथित)।

पुश-पुल आउटपुट का एक विकल्प एक सिंगल स्विच है जो विद्युत भार  को ग्राउंड से डिस्कनेक्ट या कनेक्ट करता है (जिसे  खुला कलेक्टर  या  निकास नली खोलें  आउटपुट कहा जाता है), या एक सिंगल स्विच जो लोड को पावर सप्लाई से डिस्कनेक्ट या कनेक्ट करता है (जिसे ओपन- कहा जाता है) एमिटर या ओपन-सोर्स आउटपुट)।

एनालॉग सर्किट
एक पारंपरिक प्रवर्धक चरण जो पुश-पुल नहीं है, उसे कभी-कभी सिंगल-एंडेड ट्रायोड कहा जाता है | सिंगल-एंड इसे पुश-पुल सर्किट से अलग करने के लिए।

एनालॉग पुश-पुल पावर एम्पलीफायरों में दो आउटपुट डिवाइस एंटीपेज़ (यानी 180 ° अलग) में काम करते हैं। दो एंटीपेज़ आउटपुट एक तरह से लोड से जुड़े होते हैं जिससे सिग्नल आउटपुट जोड़े जाते हैं, लेकिन आउटपुट डिवाइस में गैर-रैखिकता के कारण विरूपण घटक एक दूसरे से घटाए जाते हैं; यदि दोनों आउटपुट उपकरणों की गैर-रैखिकता समान है, तो विरूपण बहुत कम हो जाता है। सममित पुश-पुल सर्किट को 2f, 4f, 6f जैसे ऑर्डर हार्मोनिक्स को भी रद्द करना चाहिए और इसलिए विषम ऑर्डर हार्मोनिक्स को बढ़ावा देना चाहिए, जैसे कि f, 3f, 5f जब नॉनलाइनियर रेंज में चलाया जाता है।

एक पुश-पुल एम्पलीफायर एकल-सिरे वाले की तुलना में कम विरूपण पैदा करता है। यह एक पावर एम्पलीफायर क्लास#क्लास ए|क्लास-ए या पावर एम्पलीफायर क्लासेस#क्लास एबी पुश-पुल एम्पलीफायर को सिंगल-एंड कॉन्फ़िगरेशन में उपयोग किए जाने वाले उपकरणों के समान पावर के लिए कम विरूपण की अनुमति देता है। आउटपुट स्विच करते समय विरूपण हो सकता है: हैंड-ऑफ सही नहीं है। इसे क्रॉसओवर डिस्टॉर्शन कहा जाता है। पावर एम्पलीफायर कक्षाएं # कक्षा एबी और पावर एम्पलीफायर कक्षाएं # कक्षा बी कक्षा ए की तुलना में समान आउटपुट के लिए कम शक्ति का प्रसार करती हैं; सामान्य विकृति को नकारात्मक प्रतिक्रिया से कम रखा जा सकता है, और क्रॉसओवर विरूपण को हैंड-ऑफ को सुचारू करने के लिए 'पूर्वाग्रह धारा' जोड़कर कम किया जा सकता है।

क्लास-बी पुश-पुल एम्पलीफायर क्लास-ए पावर एम्पलीफायर की तुलना में अधिक कुशल है क्योंकि प्रत्येक आउटपुट डिवाइस आउटपुट वेवफ़ॉर्म का केवल आधा बढ़ाता है और विपरीत आधे के दौरान कट जाता है। यह दिखाया जा सकता है कि एक पुश-पुल चरण की सैद्धांतिक पूर्ण शक्ति दक्षता (डीसी बिजली की खपत की तुलना में लोड में एसी शक्ति) लगभग 78.5% है। यह एक वर्ग-ए एम्पलीफायर के साथ तुलना करता है, जिसकी दक्षता 25% है अगर सीधे लोड चला रहा है और ट्रांसफॉर्मर युग्मित आउटपुट के लिए 50% से अधिक नहीं है। एक पुश-पुल एम्पलीफायर क्लास-ए एम्पलीफायर की तुलना में शून्य सिग्नल के साथ कम शक्ति खींचता है जो निरंतर शक्ति खींचता है। आउटपुट डिवाइस में पावर अपव्यय एम्पलीफायर की आउटपुट पावर रेटिंग का लगभग पांचवां हिस्सा है। एक क्लास-ए एम्पलीफायर, इसके विपरीत, आउटपुट पावर को कई बार फैलाने में सक्षम डिवाइस का उपयोग करना चाहिए।

एम्पलीफायर का आउटपुट सीधे लोड से जुड़ा हो सकता है, ट्रांसफॉर्मर द्वारा जोड़ा जा सकता है, या डीसी अवरोधक कैपेसिटर के माध्यम से जुड़ा हो सकता है। जहां सकारात्मक और नकारात्मक बिजली आपूर्ति दोनों का उपयोग किया जाता है, लोड को बिजली आपूर्ति के मध्य बिंदु (जमीन) पर वापस किया जा सकता है। एक ट्रांसफॉर्मर एकल ध्रुवीय बिजली आपूर्ति का उपयोग करने की अनुमति देता है, लेकिन एम्पलीफायर की कम आवृत्ति प्रतिक्रिया को सीमित करता है। इसी तरह, एकल बिजली आपूर्ति के साथ, एम्पलीफायर के आउटपुट पर डीसी स्तर को अवरुद्ध करने के लिए एक संधारित्र का उपयोग किया जा सकता है। जहां द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर का उपयोग किया जाता है, बायस नेटवर्क को ट्रांजिस्टर के आधार से उत्सर्जक वोल्टेज के नकारात्मक तापमान गुणांक के लिए क्षतिपूर्ति करनी चाहिए। यह एमिटर और आउटपुट के बीच एक छोटे मूल्य अवरोधक को शामिल करके किया जा सकता है। इसके अलावा, ड्राइविंग सर्किट में मुआवजा प्रदान करने के लिए आउटपुट ट्रांजिस्टर के साथ थर्मल संपर्क में सिलिकॉन डायोड लगाए जा सकते हैं।

पुश-पुल ट्रांजिस्टर आउटपुट चरण


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ट्रांसफार्मर-आउटपुट ट्रांजिस्टर पावर एम्पलीफायर्स
ट्रांजिस्टर एम्पलीफायरों के साथ आउटपुट ट्रांसफॉर्मर का उपयोग करना अब बहुत दुर्लभ है, हालांकि ऐसे एम्पलीफायर आउटपुट डिवाइस (केवल पीएनपी या केवल एनपीएन डिवाइस के साथ) के मिलान के लिए सबसे अच्छा अवसर प्रदान करते हैं।

टोटेम पोल पुश-पुल आउटपुट स्टेज
आउटपुट ट्रांसफॉर्मर की आवश्यकता के बिना प्रत्येक चक्र के विपरीत हिस्सों की आपूर्ति के लिए एक ही ध्रुवीयता के दो मिलान ट्रांजिस्टर की व्यवस्था की जा सकती है, हालांकि ऐसा करने में ड्राइवर सर्किट अक्सर असममित होता है और एक ट्रांजिस्टर का उपयोग आम emitter कॉन्फ़िगरेशन में किया जाएगा जबकि अन्य एक उत्सर्जक अनुयायी के रूप में प्रयोग किया जाता है। 1970 के दशक की तुलना में आज इस व्यवस्था का कम उपयोग होता है; इसे कुछ ट्रांजिस्टर के साथ लागू किया जा सकता है (आज इतना महत्वपूर्ण नहीं है) लेकिन संतुलन बनाना और कम विरूपण रखना अपेक्षाकृत कठिन है।

सममित पुश-पुल
आउटपुट जोड़ी का प्रत्येक आधा हिस्सा दूसरे को प्रतिबिंबित करता है, जिसमें एक एनपीएन (या एन-चैनल एफईटी) डिवाइस दूसरे में पीएनपी (या पी-चैनल एफईटी) से मेल खाता है। इस प्रकार की व्यवस्था अर्ध-सममित चरणों की तुलना में कम विरूपण देती है क्योंकि अधिक समरूपता के साथ हार्मोनिक्स भी अधिक प्रभावी ढंग से रद्द कर दिए जाते हैं।

अर्ध-सममित पुश-पुल
अतीत में जब उच्च शक्ति एनपीएन सिलिकॉन ट्रांजिस्टर के लिए अच्छी गुणवत्ता वाले पीएनपी पूरक सीमित थे, एक समाधान समान एनपीएन आउटपुट डिवाइस का उपयोग करना था, लेकिन पूरक पीएनपी और एनपीएन चालक सर्किट से इस तरह से खिलाया गया कि संयोजन सममित होने के करीब था (लेकिन समरूपता के रूप में कभी भी उतना अच्छा नहीं)। चक्र के प्रत्येक आधे भाग पर बेमेल लाभ के कारण विकृति एक महत्वपूर्ण समस्या हो सकती है।

सुपर-सिमेट्रिक आउटपुट स्टेज
सममित ड्राइव सर्किट की अनुमति देने के लिए पूरे ड्राइवर सर्किट में कुछ डुप्लिकेशंस को नियोजित करना आगे मिलान में सुधार कर सकता है, हालांकि ड्राइवर असममितता विरूपण उत्पन्न करने की प्रक्रिया का एक छोटा अंश है। एनपीएन और पीएनपी उपकरणों के बीच अपरिहार्य छोटे अंतर की भरपाई करते हुए, पुल बंधा भार  व्यवस्था का उपयोग सकारात्मक और नकारात्मक हिस्सों के बीच अधिक से अधिक मिलान की अनुमति देता है।

स्क्वायर-लॉ पुश-पुल
आउटपुट डिवाइस, आमतौर पर MOSFETs या वेक्यूम - ट्यूब, कॉन्फ़िगर किए जाते हैं ताकि उनके पावर-लॉ#स्क्वायर-लॉ|स्क्वायर-लॉ ट्रांसफर विशेषताएँ (जो सिंगल-एंडेड सर्किट में उपयोग किए जाने पर सेकंड-हार्मोनिक विरूपण उत्पन्न करती हैं) विरूपण को काफी हद तक रद्द कर देती हैं।. अर्थात्, जैसे ही एक ट्रांजिस्टर का गेट-सोर्स वोल्टेज बढ़ता है, दूसरे डिवाइस के लिए ड्राइव उसी मात्रा से कम हो जाता है और दूसरे डिवाइस में ड्रेन (या प्लेट) वर्तमान परिवर्तन पहले की वृद्धि में गैर-रैखिकता के लिए लगभग सही हो जाता है।.

पुश-पुल ट्यूब (वाल्व) आउटपुट चरण
वैक्यूम ट्यूब (वाल्व) पूरक प्रकार में उपलब्ध नहीं हैं (जैसा कि pnp/npn ट्रांजिस्टर हैं), इसलिए ट्यूब पुश-पुल एम्पलीफायर में समान आउटपुट ट्यूब या ट्यूब के समूह होते हैं, जो एंटीफेज में संचालित नियंत्रण ग्रिड के साथ होते हैं। ये ट्यूब एक केंद्र-टैप किए गए आउटपुट ट्रांसफॉर्मर की प्राथमिक वाइंडिंग के दो हिस्सों के माध्यम से करंट चलाते हैं। सिग्नल धाराएं जुड़ती हैं, जबकि ट्यूबों की गैर-रैखिक वर्तमान-वोल्टेज विशेषताओं के कारण विरूपण संकेत घटते हैं। इन प्रवर्धकों को पहली बार ठोस-राज्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के विकास से बहुत पहले डिजाइन किया गया था; वे अभी भी ऑडियोफाइल्स और संगीतकारों दोनों द्वारा उपयोग में हैं जो उन्हें बेहतर ध्वनि मानते हैं।

वैक्यूम ट्यूब पुश-पुल एम्पलीफायर आमतौर पर एक आउटपुट ट्रांसफॉर्मर का उपयोग करते हैं, हालांकि आउटपुट ट्रांसफार्मर रहित|आउटपुट-ट्रांसफॉर्मरलेस (ओटीएल) ट्यूब चरण मौजूद हैं (जैसे कि एसईपीपी/एसआरपीपी और नीचे व्हाइट कैथोड फॉलोअर)। फेज-स्प्लिटर चरण आमतौर पर एक अन्य वैक्यूम ट्यूब होता है, लेकिन कुछ डिजाइनों में केंद्र-टैप्ड सेकेंडरी वाइंडिंग के साथ एक ट्रांसफॉर्मर का उपयोग कभी-कभी किया जाता था। क्योंकि ये अनिवार्य रूप से स्क्वायर-लॉ डिवाइस हैं, डिस्टॉर्शन के बारे में टिप्पणियां # पावर एम्पलीफायर कक्षाओं में संचालित होने पर पुश-पुल आउटपुट # स्क्वायर-लॉ पुश-पुल अधिकांश पुश-पुल ट्यूब डिज़ाइनों पर लागू होने वाले समान-क्रम हार्मोनिक विरूपण को रद्द करने का उल्लेख किया गया है # क्लास ए (अर्थात कोई भी उपकरण अपने गैर-संचालन अवस्था में नहीं चलाया जाता है)।

एक सिंगल एंडेड पुश-पुल (SEPP, SRPP या म्यू-फॉलोअर ) आउटपुट स्टेज, जिसे मूल रूप से सीरीज-बैलेंस्ड एम्पलीफायर कहा जाता है (यूएस पेटेंट 2,310,342, फरवरी 1943)। ट्रांजिस्टर के लिए एक टोटेम-पोल व्यवस्था के समान है जिसमें दो डिवाइस बिजली आपूर्ति रेल के बीच श्रृंखला में हैं, लेकिन इनपुट ड्राइव  केवल एक डिवाइस के लिए  जाता है, जोड़ी में से एक नीचे; इसलिए (प्रतीत होता है विरोधाभासी) सिंगल-एंडेड विवरण। आउटपुट शीर्ष (सीधे संचालित नहीं) डिवाइस के कैथोड से लिया जाता है, जो निरंतर चालू स्रोत और कैथोड अनुयायी के बीच काम करता है लेकिन नीचे डिवाइस के प्लेट (एनोड) सर्किट से कुछ ड्राइव प्राप्त करता है। प्रत्येक ट्यूब के लिए ड्राइव इसलिए समान नहीं हो सकता है, लेकिन सर्किट पूरे सिग्नल में कुछ हद तक स्थिर डिवाइस के माध्यम से करंट को बनाए रखता है, जिससे पावर गेन बढ़ता है और एक सच्चे सिंगल-ट्यूब सिंगल-एंडेड आउटपुट स्टेज की तुलना में विरूपण कम होता है।

दो टेट्रोड ट्यूबों वाला ट्रांसफॉर्मर-रहित सर्किट 1933 का है: प्लेट-फीड प्रतिबाधा के रूप में वैक्यूम ट्यूब का उपयोग। J.W.Horton द्वारा फ्रेंकलिन संस्थान के जर्नल में 1933 खंड 216 अंक 6

व्हाइट कैथोड फॉलोअर (पेटेंट 2,358,428, ई. एल.सी. व्हाइट द्वारा सितंबर 1944) उपरोक्त एसईपीपी डिजाइन के समान है, लेकिन सिग्नल इनपुट टॉप ट्यूब के लिए है, जो कैथोड फॉलोअर के रूप में कार्य करता है, लेकिन एक जहां बॉटम ट्यूब ( सामान्य कैथोड कॉन्फ़िगरेशन में) यदि शीर्ष डिवाइस की प्लेट (एनोड) में करंट से (आमतौर पर एक स्टेप-अप ट्रांसफार्मर के माध्यम से) खिलाया जाता है। यह अनिवार्य रूप से SEPP में दो उपकरणों की भूमिकाओं को उलट देता है। निचला ट्यूब एक निरंतर चालू सिंक और पुश-पुल वर्कलोड में एक समान भागीदार के बीच काम करता है। दोबारा, प्रत्येक ट्यूब के लिए ड्राइव इसलिए बराबर नहीं हो सकता है।

SEPP और व्हाइट फॉलोअर के ट्रांजिस्टर संस्करण मौजूद हैं, लेकिन दुर्लभ हैं।

अति रेखीय पुश-पुल
एक तथाकथित अल्ट्रा-लीनियर पुश-पुल एम्पलीफायर आउटपुट ट्रांसफॉर्मर पर प्राथमिक वोल्टेज के प्रतिशत से खिलाए गए स्क्रीन ग्रिड के साथ या तो एक कलम के साथ  या टेट्रोड का उपयोग करता है। यह दक्षता और विकृति देता है जो ट्रायोड (या पेंटोड#ट्रायोड-स्ट्रैप्ड पेंटोड सर्किट|ट्रायोड-स्ट्रैप्ड) पावर एम्पलीफायर सर्किट और पारंपरिक पेंटोड या टेट्रोड आउटपुट सर्किट के बीच एक अच्छा समझौता है जहां स्क्रीन को अपेक्षाकृत स्थिर वोल्टेज स्रोत से खिलाया जाता है।

यह भी देखें

 * सिंगल-एंडेड ट्रायोड
 * कार्यान्वयन पर अधिक विवरण के लिए पुश-पुल कन्वर्टर
 * खुला कलेक्टर