आइसोलेशन एम्पलीफायर के लिए मुख्य आवश्यकताएँ क्या हैं?

परिचय

अलगाव एम्पलीफायरों का व्यापक रूप से विभिन्न औद्योगिक और चिकित्सा अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है। इनका उपयोग मुख्य रूप से शोर और कठोर वातावरण में एनालॉग सिग्नल को मापने के लिए किया जाता है। आइसोलेशन एम्पलीफायर इनपुट और आउटपुट सिग्नल के बीच विद्युत अलगाव प्रदान करते हैं, जो ग्राउंड लूप और अन्य शोर-संबंधी समस्याओं को रोकने के लिए आवश्यक है। इस लेख में, हम आइसोलेशन एम्पलीफायरों के लिए प्रमुख आवश्यकताओं पर चर्चा करेंगे।

एकांत

अलगाव एक अलगाव एम्पलीफायर का प्राथमिक कार्य है। यह एम्पलीफायर की इनपुट सिग्नल को आउटपुट सिग्नल से अलग करने की क्षमता है। अलगाव की आवश्यकता उन स्थितियों में उत्पन्न होती है जहां इनपुट और आउटपुट सिग्नल अलग-अलग बिंदुओं पर आधारित होते हैं। ऐसे मामलों में, इनपुट और आउटपुट सिग्नल को सीधे कनेक्ट करने से ग्राउंड लूप हो सकता है जो आउटपुट सिग्नल में शोर और हस्तक्षेप पैदा कर सकता है।

ग्राउंड लूप को रोकने के लिए, आइसोलेशन एम्पलीफायर गैल्वेनिक आइसोलेशन नामक तकनीक का उपयोग करते हैं। इनपुट और आउटपुट सिग्नल के बीच एक ट्रांसफार्मर या ऑप्टोकॉप्लर का उपयोग करके गैल्वेनिक अलगाव प्राप्त किया जाता है। ट्रांसफार्मर या ऑप्टोकॉप्लर सिग्नल के संचरण की अनुमति देते हुए इनपुट और आउटपुट सिग्नल के बीच पूर्ण विद्युत अलगाव प्रदान करता है।

किसी विशिष्ट एप्लिकेशन के लिए एम्पलीफायर चुनते समय आइसोलेशन एम्पलीफायर द्वारा प्रदान की गई अलगाव की डिग्री एक महत्वपूर्ण विचार है। अलगाव एम्पलीफायर आमतौर पर कुछ किलोवोल्ट से लेकर कई किलोवोल्ट की सीमा में अलगाव प्रदान करते हैं।

शुद्धता

एक आइसोलेशन एम्पलीफायर की सटीकता एक और महत्वपूर्ण विचार है। एक एम्पलीफायर की सटीकता एम्पलीफायर की आउटपुट सिग्नल उत्पन्न करने की क्षमता है जो इनपुट सिग्नल के समानुपाती होती है। एक आइसोलेशन एम्पलीफायर की सटीकता कई कारकों से प्रभावित होती है, जिसमें एम्पलीफायर की रैखिकता, लाभ त्रुटि, ऑफसेट त्रुटि और तापमान बहाव शामिल है।

एक एम्पलीफायर की रैखिकता एम्पलीफायर की आउटपुट सिग्नल उत्पन्न करने की क्षमता है जो इनपुट सिग्नल के लिए रैखिक रूप से आनुपातिक है। लाभ त्रुटि एम्पलीफायर के वास्तविक लाभ और नाममात्र लाभ के बीच का अंतर है। ऑफसेट त्रुटि एम्पलीफायर के आउटपुट वोल्टेज के बीच का अंतर है जब इनपुट सिग्नल शून्य होता है और वास्तविक शून्य वोल्टेज होता है। तापमान बहाव तापमान में परिवर्तन के साथ एम्पलीफायर के आउटपुट वोल्टेज में परिवर्तन है।

एक आइसोलेशन एम्पलीफायर की सटीकता आमतौर पर पूर्ण-स्केल रेंज के प्रतिशत के रूप में व्यक्त की जाती है। उदाहरण के लिए, पूर्ण-स्केल रेंज के 0.1% की सटीकता वाला एक एम्पलीफायर एक आउटपुट सिग्नल प्रदान कर सकता है जो अधिकतम इनपुट सिग्नल के 0.1% के भीतर सटीक है।

बैंडविड्थ

एक आइसोलेशन एम्पलीफायर की बैंडविड्थ उन आवृत्तियों की सीमा है जिस पर एम्पलीफायर इनपुट सिग्नल को सटीक रूप से बढ़ा सकता है। एक आइसोलेशन एम्पलीफायर की बैंडविड्थ कई कारकों पर निर्भर करती है, जिसमें सर्किट टोपोलॉजी, एम्पलीफायर में उपयोग किए जाने वाले घटक और एम्पलीफायर का भौतिक लेआउट शामिल है।

एक आइसोलेशन एम्पलीफायर की बैंडविड्थ को आमतौर पर हर्ट्ज़ में आवृत्ति रेंज के रूप में व्यक्त किया जाता है। उदाहरण के लिए, 100 हर्ट्ज से 10 किलोहर्ट्ज़ की बैंडविड्थ वाला एक एम्पलीफायर 100 हर्ट्ज से 10 किलोहर्ट्ज़ की सीमा में आवृत्तियों के साथ संकेतों को सटीक रूप से बढ़ा सकता है।

किसी विशिष्ट एप्लिकेशन के लिए एम्पलीफायर चुनते समय आइसोलेशन एम्पलीफायर की बैंडविड्थ एक महत्वपूर्ण विचार है। जिन अनुप्रयोगों के लिए तेज़ सिग्नल प्रोसेसिंग की आवश्यकता होती है, उनके लिए उच्च-बैंडविड्थ एम्पलीफायर की आवश्यकता होती है, जबकि धीमी सिग्नल प्रोसेसिंग की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए कम-बैंडविड्थ एम्पलीफायर पर्याप्त होता है।

सामान्य-मोड अस्वीकृति अनुपात (सीएमआरआर)

एक एम्पलीफायर का सामान्य-मोड अस्वीकृति अनुपात (सीएमआरआर) सामान्य-मोड संकेतों को दबाने के लिए एम्पलीफायर की क्षमता है। सामान्य-मोड सिग्नल वे सिग्नल होते हैं जो इनपुट और आउटपुट सिग्नल दोनों पर मौजूद होते हैं। सामान्य-मोड सिग्नल शोर, हस्तक्षेप या अन्य अवांछित संकेतों के कारण हो सकते हैं।

एक आइसोलेशन एम्पलीफायर का सीएमआरआर आमतौर पर डेसीबल (डीबी) में व्यक्त किया जाता है। उदाहरण के लिए, 80 डीबी के सीएमआरआर वाला एक एम्पलीफायर सामान्य-मोड सिग्नल को 10,{3}} के कारक से दबा सकता है।

किसी विशिष्ट एप्लिकेशन के लिए एम्पलीफायर चुनते समय आइसोलेशन एम्पलीफायर का सीएमआरआर एक महत्वपूर्ण विचार है। उन अनुप्रयोगों के लिए उच्च सीएमआरआर की आवश्यकता होती है जिन्हें सामान्य-मोड संकेतों की उपस्थिति में सटीक माप की आवश्यकता होती है।

विद्युत आपूर्ति अस्वीकृति अनुपात (पीएसआरआर)

एक एम्पलीफायर का पावर सप्लाई रिजेक्शन रेशियो (PSRR) एम्पलीफायर की पावर सप्लाई वोल्टेज में बदलाव को अस्वीकार करने की क्षमता है। बिजली आपूर्ति वोल्टेज में परिवर्तन एम्पलीफायर के आउटपुट सिग्नल को प्रभावित कर सकता है।

एक आइसोलेशन एम्पलीफायर का पीएसआरआर आमतौर पर डेसीबल (डीबी) में व्यक्त किया जाता है। उदाहरण के लिए, 100 डीबी के पीएसआरआर वाला एक एम्पलीफायर 10,{2}} के कारक द्वारा बिजली आपूर्ति वोल्टेज में परिवर्तन को अस्वीकार कर सकता है।

किसी विशिष्ट एप्लिकेशन के लिए एम्पलीफायर चुनते समय आइसोलेशन एम्पलीफायर का पीएसआरआर एक महत्वपूर्ण विचार है। उन अनुप्रयोगों के लिए उच्च पीएसआरआर की आवश्यकता होती है जिन्हें बिजली आपूर्ति वोल्टेज में परिवर्तन की उपस्थिति में स्थिर माप की आवश्यकता होती है।

इनपुट उपस्थिति

एक आइसोलेशन एम्पलीफायर का इनपुट प्रतिबाधा एम्पलीफायर के इनपुट टर्मिनलों पर प्रस्तुत प्रतिरोध है। एम्पलीफायर का इनपुट प्रतिबाधा माप सटीकता और एम्पलीफायर के शोर प्रदर्शन को प्रभावित करता है।

इनपुट सिग्नल पर लोडिंग प्रभाव को कम करने के लिए आइसोलेशन एम्पलीफायर का इनपुट प्रतिबाधा अधिक होना चाहिए। एक उच्च इनपुट प्रतिबाधा इनपुट प्रतिरोध द्वारा उत्पन्न थर्मल शोर को कम करके एम्पलीफायर के शोर प्रदर्शन में भी सुधार करती है।

एक आइसोलेशन एम्पलीफायर का इनपुट प्रतिबाधा आमतौर पर ओम (Ω) में व्यक्त किया जाता है। उदाहरण के लिए, 10 MΩ के इनपुट प्रतिबाधा वाला एक एम्पलीफायर इनपुट टर्मिनलों पर 10 MΩ का प्रतिरोध प्रस्तुत करता है।

आउटपुट प्रतिबाधा

एक आइसोलेशन एम्पलीफायर का आउटपुट प्रतिबाधा एम्पलीफायर के आउटपुट टर्मिनलों पर प्रस्तुत प्रतिरोध है। एम्पलीफायर का आउटपुट प्रतिबाधा एम्पलीफायर की लोड ड्राइविंग क्षमता और आउटपुट सिग्नल की सटीकता को प्रभावित करता है।

आइसोलेशन एम्पलीफायर का आउटपुट प्रतिबाधा कम होना चाहिए ताकि एम्पलीफायर आउटपुट सिग्नल को प्रभावित किए बिना लोड को चलाने में सक्षम हो सके। कम आउटपुट प्रतिबाधा आउटपुट प्रतिबाधा में वोल्टेज ड्रॉप के कारण होने वाली त्रुटि को कम करके आउटपुट सिग्नल की सटीकता में भी सुधार करती है।

एक आइसोलेशन एम्पलीफायर का आउटपुट प्रतिबाधा आमतौर पर ओम (Ω) में व्यक्त किया जाता है। उदाहरण के लिए, 10 Ω के आउटपुट प्रतिबाधा वाला एक एम्पलीफायर आउटपुट टर्मिनलों पर 10 Ω का प्रतिरोध प्रस्तुत करता है।

निष्कर्ष

निष्कर्ष में, अलगाव एम्पलीफायरों के लिए प्रमुख आवश्यकताओं में अलगाव, सटीकता, बैंडविड्थ, सामान्य-मोड अस्वीकृति अनुपात (सीएमआरआर), बिजली आपूर्ति अस्वीकृति अनुपात (पीएसआरआर), इनपुट प्रतिबाधा और आउटपुट प्रतिबाधा शामिल हैं। ये आवश्यकताएँ औद्योगिक और चिकित्सा अनुप्रयोगों में सटीक, शोर-मुक्त और विश्वसनीय माप प्राप्त करने के लिए महत्वपूर्ण हैं। किसी विशिष्ट एप्लिकेशन के लिए आइसोलेशन एम्पलीफायर का चुनाव इनपुट सिग्नल स्तर, सिग्नल की आवृत्ति रेंज, आवश्यक सटीकता और शोर या हस्तक्षेप की उपस्थिति जैसे कारकों पर निर्भर करता है।