डबल-ट्यून्ड एम्पलीफायर

एक डबल-ट्यून्ड एम्पलीफायर एक ट्यून्ड एम्पलीफायर है जिसमें एम्पलीफायर चरणों के बीच ट्रांसफार्मर युग्मन होता है जिसमें प्राथमिक और माध्यमिक दोनों विंडिंग्स के अधिष्ठापन  को प्रत्येक में एक  संधारित्र  के साथ अलग-अलग ट्यून किया जाता है। इस योजना के परिणामस्वरूप एक एकल ट्यून्ड सर्किट की तुलना में व्यापक बैंडविड्थ (सिग्नल प्रोसेसिंग) और तेज स्कर्ट (फ़िल्टरिंग) प्राप्त होता है।

ट्रांसफार्मर युग्मन गुणांक (इंडक्टर्स) का एक महत्वपूर्ण मूल्य है जिस पर एम्पलीफायर की आवृत्ति प्रतिक्रिया पासबैंड में अधिकतम सपाट होती है और अनुनाद आवृत्ति पर लाभ (इलेक्ट्रॉनिक्स) अधिकतम होता है। पासबैंड के केंद्र में लाभ के एक छोटे से नुकसान की कीमत पर और भी व्यापक बैंडविड्थ प्राप्त करने के लिए डिज़ाइन अक्सर इससे अधिक युग्मन (ओवर-कपलिंग) का उपयोग करते हैं।

डबल-ट्यून किए गए एम्पलीफायरों के कई चरणों के कैस्केड कनेक्शन के परिणामस्वरूप समग्र एम्पलीफायर की बैंडविड्थ में कमी आती है। डबल-ट्यून्ड एम्पलीफायर के दो चरणों में एक चरण की 80% बैंडविड्थ होती है। डबल ट्यूनिंग का एक विकल्प जो बैंडविड्थ के इस नुकसान से बचाता है, वह है क्रमबद्ध ट्यूनिंग। स्टैगर-ट्यून किए गए एम्पलीफायरों को एक निर्धारित बैंडविड्थ के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है जो किसी भी एकल चरण की बैंडविड्थ से अधिक है। हालाँकि, क्रमबद्ध ट्यूनिंग के लिए अधिक चरणों की आवश्यकता होती है और डबल ट्यूनिंग की तुलना में कम लाभ होता है।

विशिष्ट सर्किट
दिखाए गए सर्किट में सामान्य उत्सर्जक टोपोलॉजी में एम्पलीफायर के दो चरण होते हैं। सभी पक्षपाती प्रतिरोधक अपने सामान्य कार्य करते हैं। पहले चरण का इनपुट पूर्वाग्रह को प्रभावित करने से बचने के लिए श्रृंखला संधारित्र के साथ पारंपरिक तरीके से युग्मन (इलेक्ट्रॉनिक्स) है। हालाँकि, कलेक्टर लोड में एक ट्रांसफार्मर होता है जो कैपेसिटर के बजाय इंटर-स्टेज कपलिंग के रूप में कार्य करता है। ट्रांसफार्मर की वाइंडिंग्स में इंडक्शन होता है। ट्रांसफार्मर वाइंडिंग्स पर रखे गए कैपेसिटर गुंजयमान सर्किट बनाते हैं जो एम्पलीफायर की ट्यूनिंग प्रदान करते हैं।

एक और विवरण जो इस प्रकार के एम्पलीफायर में देखा जा सकता है वह ट्रांसफार्मर वाइंडिंग पर टैप करें (ट्रांसफार्मर)  की उपस्थिति है। इनका उपयोग वाइंडिंग्स के शीर्ष के बजाय ट्रांसफार्मर के इनपुट और आउटपुट कनेक्शन के लिए किया जाता है। यह प्रतिबाधा मिलान उद्देश्यों के लिए किया जाता है; द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर एम्पलीफायरों (सर्किट में दिखाए गए प्रकार) में काफी उच्च आउटपुट विद्युत प्रतिबाधा और काफी कम इनपुट प्रतिबाधा होती है। MOSFETs का उपयोग करके इस समस्या से बचा जा सकता है जिसमें बहुत अधिक इनपुट प्रतिबाधा होती है। ट्रांसफार्मर की द्वितीयक वाइंडिंग के निचले हिस्से और जमीन के बीच जुड़े कैपेसिटर ट्यूनिंग का हिस्सा नहीं बनते हैं। बल्कि, उनका उद्देश्य प्रत्यावर्ती धारा सर्किट से अवरोध पूर्वाग्रह प्रतिरोधों को अलग करना (इलेक्ट्रॉनिक्स) है।

गुण
एकल ट्यूनिंग की तुलना में डबल ट्यूनिंग में एम्पलीफायर की बैंडविड्थ को चौड़ा करने और प्रतिक्रिया की स्कर्ट (फ़िल्टरिंग) को तेज करने का प्रभाव होता है। ट्रांसफार्मर के दोनों किनारों को ट्यून करने से युग्मित दोलन की एक जोड़ी बनती है जो बढ़ी हुई बैंडविड्थ का स्रोत है। एम्पलीफायर का लाभ युग्मन गुणांक (प्रेरक), के का एक कार्य है, जो पारस्परिक अधिष्ठापन, एम, और प्राथमिक और माध्यमिक घुमावदार अधिष्ठापन, एल से संबंधित है।p और मैंs क्रमशः, द्वारा


 * $$ M = k \sqrt {L_\mathrm p L_\mathrm s} $$

युग्मन का एक महत्वपूर्ण मूल्य है जिस पर एम्पलीफायर का लाभ अनुनाद पर अधिकतम होता है। इस महत्वपूर्ण मूल्य के नीचे, आवृत्ति प्रतिक्रिया में एक एकल शिखर होता है जिसमें प्रतिध्वनि पर आयाम चरम पर होता है और k घटने के साथ शिखर घटता जाता है। ऐसी प्रतिक्रिया को अयुग्मित कहा जाता है, महत्वपूर्ण युग्मन के ऊपर k के मान पर प्रतिक्रिया दो शिखरों में विभाजित होने लगती है। जैसे-जैसे k बढ़ता है ये चोटियाँ संकरी और दूर होती जाती हैं और उनके बीच का अंतर (गुंजयमान आवृत्ति पर केंद्रित) उत्तरोत्तर गहरा होता जाता है। ऐसी प्रतिक्रिया को अतियुग्मित कहा जाता है। एक गंभीर रूप से युग्मित एम्पलीफायर की प्रतिक्रिया अधिकतम फ्लैट फ़िल्टर होती है। यह प्रतिक्रिया डगमगाता हुआ एम्पलीफायर के दो चरणों के साथ ट्रांसफार्मर के बिना भी प्राप्त की जा सकती है। कंपित ट्यूनिंग के विपरीत, डबल ट्यूनिंग आमतौर पर दोनों अनुनादकों को एक ही गुंजयमान आवृत्ति पर ट्यून करती है। हालाँकि, एक डिज़ाइनर एक छोटे डिप (आमतौर पर) की कीमत पर व्यापक बैंडविड्थ प्राप्त करने के लिए एक ओवरकपल्ड एम्पलीफायर को डिज़ाइन करना चुन सकता है 3 dB को अधिकतम करने के लिए 3 dB बैंडविड्थ) आवृत्ति प्रतिक्रिया के केंद्र में। तुल्यकालिक ट्यूनिंग  की तरह, डबल-ट्यून किए गए एम्पलीफायरों के अधिक चरणों को जोड़ने से बैंडविड्थ को कम करने का प्रभाव पड़ता है। {{nowrap|3 dB}dB}} n समान चरणों की बैंडविड्थ, एकल चरण की बैंडविड्थ के एक अंश के रूप में, लगभग दी जाती है,


 * $$ \sqrt[4] {2^{1/n} - 1} $$

यह अभिव्यक्ति केवल छोटे भिन्नात्मक बैंडविड्थ पर लागू होती है।

विश्लेषण
जैसा कि दिखाया गया है, सर्किट को सामान्यीकृत transconductance  एम्पलीफायर के साथ एम्पलीफायरों को प्रतिस्थापित करके अधिक सामान्य तरीके से दर्शाया जा सकता है। :जहां (चरण संख्या प्रत्यय को छोड़कर),
 * जीm एम्पलीफायरों का ट्रांसकंडक्टेंस है
 * जीo एम्पलीफायरों का आउटपुट चालन है
 * जीi एम्पलीफायरों का इनपुट संचालन है।

आमतौर पर, एक डिज़ाइन प्राथमिक और माध्यमिक पक्षों पर गुंजयमान आवृत्तियों और क्यू को समान बना देगा, जैसे कि,


 * $$ \omega_0 = \omega_{0 \mathrm p} = {1 \over \sqrt {L_\mathrm p C_\mathrm p}} = \omega_{0 \mathrm s} = {1 \over \sqrt{L_\mathrm s C_\mathrm s}} $$
 * और,
 * $$ Q = Q_\mathrm p = {1 \over L_\mathrm p G_ \mathrm o} = Q_\mathrm s = {1 \over L_\mathrm s G_ \mathrm i} $$
 * जहाँ ω0 कोणीय आवृत्ति की इकाइयों में व्यक्त गुंजयमान आवृत्ति है और सबस्क्रिप्ट पी और एस क्रमशः ट्रांसफार्मर के प्राथमिक और माध्यमिक पक्ष पर घटकों को संदर्भित करते हैं।

स्टेज लाभ
उपरोक्त धारणाओं के साथ, वोल्टेज लाभ, $A$एम्प्लीफायर के एक चरण को इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है


 * $$A = A_0\ \frac{2kQ}{\ 4Q \delta - i \left[\ 1 + k^2 Q^2 - 4 Q^2 \delta^2\ \right]\ }\ ,$$
 * कहाँ
 * $$\ i \ $$ काल्पनिक इकाई है $$\left(\ i^2 \equiv -1\ \right),$$
 * $$\ A_0 \equiv \frac {g_\mathrm{m} } { 2 \sqrt{ G_\mathrm{o} G_\mathrm{i}\ } }\ $$
 * वह अधिकतम लाभ है जो मंच संभवतः प्रदान कर सकता है, और


 * $$\ \delta \equiv \frac{\ \omega - \omega_0\ }{\omega_0}\ $$
 * आवृत्ति को गुंजयमान आवृत्ति से भिन्नात्मक आवृत्ति विचलन के रूप में व्यक्त किया जाता है।

चरम आवृत्ति
क्रिटिकल युग्मन से कम होने पर, अनुनाद पर होने वाली प्रतिक्रिया में एक शिखर होता है। महत्वपूर्ण युग्मन के ऊपर, द्वारा दी गई आवृत्तियों पर दो शिखर हैं


 * $$ \delta_\mathrm H, \delta_\mathrm L = \pm {1 \over 2Q} \sqrt {k^2 Q^2 - 1} $$
 * जहाँ δL और δH क्रमशः चोटियों की निम्न और उच्च आवृत्तियों को भिन्नात्मक विचलन के रूप में व्यक्त किया जाता है।

महत्वपूर्ण युग्मन या उससे ऊपर के साथ, शिखर एम्पलीफायर से उपलब्ध अधिकतम लाभ तक पहुंचते हैं।

क्रिटिकल कपलिंग
गंभीर युग्मन तब होता है जब दो शिखर संयोग से होते हैं। तभी


 * $$ k^2 Q^2 - 1 = 0 $$

या


 * $$ k = {1 \over Q} $$

ग्रन्थसूची

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