आधा लहर और पूर्ण लहर परिशुद्धता शुद्ध सर्किट सेशन का उपयोग कर

एक रेक्टिफायर एक सर्किट है जो प्रत्यावर्ती धारा (AC) को डायरेक्ट करंट (DC) में परिवर्तित करता है। एक प्रत्यावर्ती धारा हमेशा समय के साथ अपनी दिशा बदलती है, लेकिन प्रत्यक्ष धारा एक दिशा में निरंतर बहती है। एक ठेठ रेक्टिफायर सर्किट में, हम AC से DC को रेक्टिफाई करने के लिए डायोड का उपयोग करते हैं। लेकिन इस सुधार विधि का उपयोग केवल तभी किया जा सकता है जब सर्किट में इनपुट वोल्टेज डायोड के आगे के वोल्टेज से अधिक हो जो आमतौर पर 0.7V है। हमने पहले डायोड-आधारित हाफ-वेव रेक्टिफायर और फुल-वेव रेक्टिफायर सर्किट की व्याख्या की थी।

इस समस्या को दूर करने के लिए, प्रेसिजन रेक्टिफायर सर्किट पेश किया गया था। सटीक रेक्टिफायर एक और रेक्टिफायर है जो AC को DC में परिवर्तित करता है, लेकिन एक सटीक रेक्टिफायर में हम डायपर में वोल्टेज ड्रॉप की भरपाई के लिए एक op-amp का उपयोग करते हैं, यही कारण है कि हम पूरे वोल्टेज में 0.6V या 0.7V वोल्टेज ड्रॉप नहीं खो रहे हैं डायोड, सर्किट का निर्माण एम्पलीफायर के उत्पादन में भी कुछ लाभ के लिए किया जा सकता है।

इसलिए, इस ट्यूटोरियल में, मैं आपको यह दिखाने जा रहा हूं कि आप op-amp का उपयोग करके एक सटीक रेक्टिफायर सर्किट का निर्माण, परीक्षण, आवेदन और डिबग कैसे कर सकते हैं । इसके साथ-साथ, मैं इस सर्किट के कुछ पेशेवरों और विपक्षों के बारे में भी चर्चा करूंगा। तो, आगे की हलचल के बिना, चलो शुरू करते हैं।

प्रिसिजन रेक्टिफायर सर्किट क्या है?

इससे पहले कि हम प्रेसिजन रेक्टिफायर सर्किट के बारे में जानें, आइए रेक्टिफायर सर्किट की मूल बातें स्पष्ट करें।

उपरोक्त आंकड़ा अपनी स्थानांतरण विशेषताओं के साथ एक आदर्श रेक्टिफायर सर्किट की विशेषताओं को दर्शाता है । इसका मतलब है कि जब इनपुट सिग्नल नकारात्मक है, तो आउटपुट शून्य वोल्ट होगा और जब इनपुट सिग्नल सकारात्मक होगा तो आउटपुट इनपुट सिग्नल का पालन करेगा।

उपरोक्त आंकड़ा इसकी हस्तांतरण विशेषताओं के साथ एक व्यावहारिक शुद्ध सर्किट दिखाता है। एक व्यावहारिक रेक्टिफायर सर्किट में, आउटपुट तरंग लागू इनपुट वोल्टेज की तुलना में 0.7 वोल्ट कम होगी, और स्थानांतरण विशेषता आरेख में दिखाए गए आंकड़े की तरह दिखाई देगी। इस बिंदु पर, डायोड केवल आचरण करेगा यदि लागू इनपुट संकेत डायोड के आगे वोल्टेज से थोड़ा अधिक है।

अब मूल बातें खत्म हो गई हैं, चलो अपना ध्यान वापस सटीक रेक्टिफायर सर्किट की ओर देते हैं।

प्रेसिजन रेक्टिफायर का कार्य

उपरोक्त सर्किट LM358 Op-Amp और 1n4148 डायोड के साथ एक बेसिक, हाफ-वेव प्रिसिजन रेक्टिफायर सर्किट दिखाता है । यह जानने के लिए कि ऑप-एम्प कैसे काम करता है, आप इस ऑप-एम्प सर्किट का अनुसरण कर सकते हैं।

उपरोक्त सर्किट आपको सटीक रेक्टिफायर सर्किट के इनपुट और आउटपुट तरंग भी दिखाता है, जो इनपुट के बिल्कुल बराबर है। ऐसा इसलिए क्योंकि हम डायोड के आउटपुट से फीडबैक ले रहे हैं और ऑप-एम्प डायोड के किसी भी वोल्टेज ड्रॉप की भरपाई करता है। तो, डायोड एक आदर्श डायोड की तरह व्यवहार करता है।

अब ऊपर की छवि में, आप स्पष्ट रूप से देख सकते हैं कि क्या होता है जब ओप-एएमपी के इनपुट टर्मिनल में इनपुट सिग्नल का एक सकारात्मक और एक नकारात्मक आधा चक्र लागू होता है। सर्किट सर्किट की हस्तांतरण विशेषताओं को भी दर्शाता है।

लेकिन एक व्यावहारिक सर्किट में, आपको आउटपुट नहीं मिलेगा जैसा कि ऊपर दिए गए चित्र में दिखाया गया है, आइए आपको बताते हैं कि क्यों?

मेरे आस्टसीलस्कप में, इनपुट में पीला सिग्नल, और ग्रीन सिग्नल आउटपुट है। आधा-लहर सुधार प्राप्त करने के बजाय, हम पूर्ण-तरंग सुधार प्राप्त कर रहे हैं।

उपरोक्त चित्र आपको दिखाता है जब डायोड बंद होता है, तो नकारात्मक आधा चक्र आउटपुट पर रोकनेवाला के माध्यम से संकेत प्रवाह का होता है, और यही कारण है कि हम आउटपुट की तरह पूर्ण-तरंग सुधार प्राप्त कर रहे हैं, लेकिन यह वास्तविक नहीं है मामला।

आइए देखें कि क्या होता है जब हम 1K लोड कनेक्ट करते हैं ।

सर्किट ऊपर की छवि जैसा दिखता है।

आउटपुट ऊपर की छवि जैसा दिखता है।

आउटपुट इस तरह दिखता है क्योंकि हमने व्यावहारिक रूप से दो 9.1K और 1K रोकनेवाला के साथ एक वोल्टेज डिवाइडर सर्किट का गठन किया है, यही कारण है कि सिग्नल का इनपुट पॉजिटिव आधा बस हो गया।

फिर, यह उपरोक्त छवि आपको दिखाती है कि जब मैं 1K से लोड प्रतिरोध मूल्य को 220R में बदल देता हूं तो क्या होता है।

यह इस सर्किट की कम से कम समस्या नहीं है।

उपरोक्त छवि आपको एक अंडरशूट की स्थिति दिखाती है जहां सर्किट का आउटपुट शून्य वोल्ट से नीचे चला जाता है और एक निश्चित स्पाइक के बाद बढ़ जाता है।

उपरोक्त छवि आपको उन दोनों उपर्युक्त सर्किटों के लिए एक अंडरशूट की स्थिति दिखाती है, जो लोड के साथ और बिना लोड के हैं। ऐसा इसलिए है, क्योंकि जब भी इनपुट सिग्नल शून्य से नीचे चला जाता है, तो op-amp ऋणात्मक संतृप्ति क्षेत्र में चला जाता है और परिणाम दिखाया गया चित्र होता है।

एक और कारण हम यह कह सकते हैं कि, जब भी इनपुट वोल्टेज सकारात्मक से ऋणात्मक में बदलता है, तो op-amps फीडबैक के आने और आउटपुट को स्थिर करने में कुछ समय लगेगा, और यही कारण है कि हमें शून्य वोल्ट पर नीचे स्पाइक्स मिल रहे हैं आउटपुट।

यह इसलिए हो रहा है क्योंकि मैं कम नींद की दर के साथ जेली बीन LM358 सेशन-amp का उपयोग कर रहा हूं । आप इस समस्या से दूर जा सकते हैं, बस एक उच्च - दर के साथ ऑप-एम्प लगाकर । लेकिन ध्यान रखें कि यह सर्किट की उच्च आवृत्ति रेंज में भी होगा ।

संशोधित प्रेसिजन रेक्टिफायर सर्किट

उपरोक्त आंकड़ा एक संशोधित सटीक शुद्ध करनेवाला सर्किट दिखाता है जिसके माध्यम से हम उपरोक्त सभी दोषों और कमियों को कम कर सकते हैं। चलो सर्किट का अध्ययन करें और यह पता लगाएं कि यह कैसे काम करता है।

अब ऊपर के सर्किट में, आप देख सकते हैं कि डायोड डी 2 का संचालन होगा यदि साइनसॉइडल सिग्नल का सकारात्मक आधा एक इनपुट के रूप में लगाया जाता है। अब ऊपर दिखाया गया रास्ता (पीली रेखा के साथ) पूरा हो गया है और Op-amp एक अकशेरुकीय एम्पलीफायर के रूप में कार्य कर रहा है, अगर हम बिंदु P1 को देखें, तो वोल्टेज 0V है क्योंकि उस बिंदु पर एक आभासी जमीन बनती है, इसलिए वर्तमान नहीं हो सकता रोकनेवाला R19 के माध्यम से प्रवाह, और आउटपुट प्वाइंट पी 2 में, वोल्टेज नकारात्मक 0.7V है क्योंकि ऑप-एम्प डायोड ड्रॉप के लिए क्षतिपूर्ति कर रहा है, इसलिए ऐसा कोई तरीका नहीं है कि वर्तमान पी 3 पर जा सकता है। इस प्रकार, जब भी Op-amp के इनपुट पर सिग्नल का एक सकारात्मक आधा चक्र लागू होता है, तो हमने 0V आउटपुट प्राप्त कर लिया है।

अब मान लेते हैं कि हमने साइनसोइडल AC सिग्नल के नकारात्मक आधे को op-amp के इनपुट पर लागू किया है। इसका मतलब है कि लागू इनपुट संकेत 0V से कम है।

इस बिंदु पर, डायोड डी 2 रिवर्स-बायस्ड स्थिति में है, जिसका अर्थ है कि यह एक खुला सर्किट है। ऊपर की छवि बिल्कुल आपको बताती है।

जैसा कि डायोड डी 2 रिवर्स-बायस्ड स्थिति में है, धारा 1 पर एक आभासी जमीन बनाने वाले प्रतिरोध आर 22 के माध्यम से प्रवाह होगा। अब जब इनपुट सिग्नल का नकारात्मक आधा लागू होता है, तो हम आउटपुट में एक पॉजिटिव सिग्नल प्राप्त करेंगे, क्योंकि यह एक इनवर्टर एम्पलीफायर है। और डायोड का संचालन करेगा और हम बिंदु P3 पर मुआवजा आउटपुट प्राप्त करेंगे।

अब आउटपुट वोल्टेज होगा -Vin / R2 = Vout / R1

तो आउटपुट वोल्टेज Vout = -R2 / R1 * Vin हो जाता है

अब हम ऑसिलोस्कोप में सर्किट के आउटपुट का निरीक्षण करते हैं।

बिना किसी लोड के सर्किट के व्यावहारिक आउटपुट को उपरोक्त छवि में दिखाया गया है।

अब जब सर्किट के विश्लेषण की बात आती है, तो एक आधा-तरंग रेक्टिफायर सर्किट काफी अच्छा होता है, लेकिन जब प्रैक्टिकल सर्किट की बात आती है, तो हाफ-वेव रेक्टिफायर सिर्फ व्यावहारिक अर्थ नहीं रखता है।

उस कारण की वजह से, एक फुल-वेव रेक्टिफायर सर्किट पेश किया गया था, एक फुल-वेव रेक्टिफायर रेक्टिफायर प्राप्त करने के लिए , मुझे बस एक एम्पलीफायर बनाने की जरूरत है, और यह मूल रूप से है।

Op-Amp का उपयोग करके प्रेसिजन फुल वेव रेक्टिफायर

एक फुल-वेव रेक्टिफायर रेक्टिफायर सर्किट बनाने के लिए, मैंने पहले उल्लेखित हाफ-वेव रेक्टिफायर सर्किट के आउटपुट में एक एम्पलीफायर जोड़ दिया है। बिंदु से, पी 1 से बिंदु पी 2 बुनियादी परिशुद्धता शुद्ध सर्किट है और डायोड इतना कॉन्फ़िगर किया गया है कि हमें आउटपुट पर एक नकारात्मक वोल्टेज मिलता है।

बिंदु से, पी 2 से बिंदु पी 3 समवर्ती एम्पलीफायर है, सटीक रेक्टिफायर से आउटपुट रोकनेवाला आर 3 के माध्यम से सम एम्पलीफायर को खिलाया जाता है। रोकनेवाला R3 का मान R5 का आधा है या आप कह सकते हैं कि यह R5 / 2 है, इसी तरह हम op-amp से 2X का लाभ प्राप्त कर रहे हैं।

बिंदु P1 से इनपुट को रोकनेवाला R4 की सहायता से सम एम्पलीफायर को भी खिलाया जाता है, प्रतिरोध R4 और R5 op-amp का लाभ 1X निर्धारित करने के लिए जिम्मेदार हैं।

चूंकि प्वाइंट पी 2 से आउटपुट 2 एक्स के लाभ के साथ सीधे एम्पलीफायर को खिलाया जाता है, इसका मतलब है कि आउटपुट वोल्टेज 2 गुना इनपुट वोल्टेज होगा। मान लेते हैं कि इनपुट वोल्टेज 2V पीक है, इसलिए हमें आउटपुट पर 4V पीक मिलेगा। उसी समय, हम सीधे 1X के लाभ के साथ समरूप एम्पलीफायर को इनपुट खिला रहे हैं।

अब जब सारांश ऑपरेशन होता है, तो हमें आउटपुट (-4V) + (+ 2V) = -2V और आउटपुट पर op-amp के रूप में एक सारांशित वोल्टेज मिलता है। चूंकि op-amp को एक इनवर्टिंग एम्पलीफायर के रूप में कॉन्फ़िगर किया गया है, इसलिए हमें आउटपुट पर + 2V मिलेगा जो कि बिंदु P3 है।

यही बात तब होती है जब इनपुट सिग्नल का नकारात्मक शिखर लागू होता है।

ऊपर छवि से पता चलता है सर्किट के अंतिम आउटपुट, नीले रंग में तरंग इनपुट है और पीला में तरंग आधे लहर संशोधक सर्किट से उत्पादन होता है, और हरे रंग में तरंग पूर्ण लहर संशोधक सर्किट के उत्पादन होता है।

अवयव आवश्यक

• LM358 op-amp IC - 2
• 6.8K, 1% रेसिस्टर - 8
• 1 के रेसिस्टर - 2
• 1N4148 डायोड - 4
• ब्रेड बोर्ड - १
• जम्पर तार - 10
• बिजली की आपूर्ति (Supply 10V) - 1

योजनाबद्ध आरेख

अर्ध-तरंग और पूर्ण-तरंग परिशुद्धता शुद्ध करनेवाला के लिए op-amp का उपयोग करने वाला सर्किट आरेख नीचे दिया गया है:

इस प्रदर्शन के लिए, योजनाबद्ध की मदद से सर्किट का निर्माण सोल्डरलेस ब्रेडबोर्ड में किया जाता है; परजीवी प्रेरण और समाई को कम करने के लिए, मैंने घटकों को यथासंभव करीब से जोड़ा है।

आगे की वृद्धि

इसके प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए सर्किट को और संशोधित किया जा सकता है, जैसे हम उच्च आवृत्ति के शोर को अस्वीकार करने के लिए एक अतिरिक्त फ़िल्टर जोड़ सकते हैं।

यह सर्किट केवल प्रदर्शन उद्देश्यों के लिए बनाया गया है। यदि आप एक व्यावहारिक अनुप्रयोग में इस सर्किट का उपयोग करने के बारे में सोच रहे हैं, तो आपको निरपेक्ष स्थिरता प्राप्त करने के लिए एक चॉपर प्रकार op-amp और उच्च परिशुद्धता 0.1 ओम अवरोधक का उपयोग करना होगा।

मुझे उम्मीद है कि आपको यह लेख पसंद आया होगा और इसमें से कुछ नया सीखा जाएगा। यदि आपको कोई संदेह है, तो आप नीचे टिप्पणी में पूछ सकते हैं या विस्तृत चर्चा के लिए हमारे मंचों का उपयोग कर सकते हैं।