प्रतिबाधा मिलान के सिद्धांत

प्रतिबाधा मिलान का मूल सिद्धांत

1. शुद्ध प्रतिरोध सर्किट

माध्यमिक विद्यालय भौतिकी में, बिजली ने ऐसी समस्या बताई है: ई की विद्युत क्षमता से जुड़े आर विद्युत उपकरणों का प्रतिरोध, आर बैटरी पैक का आंतरिक प्रतिरोध, किस स्थिति में बिजली आपूर्ति का बिजली उत्पादन सबसे बड़ा है?जब बाहरी प्रतिरोध आंतरिक प्रतिरोध के बराबर होता है, तो बाहरी सर्किट को बिजली आपूर्ति का पावर आउटपुट सबसे बड़ा होता है, जो पूरी तरह प्रतिरोधी सर्किट पावर मिलान होता है।यदि एसी सर्किट द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, तो उसे मिलान के लिए आर = आर सर्किट की शर्तों को भी पूरा करना होगा।

2. प्रतिक्रिया सर्किट

प्रतिबाधा सर्किट शुद्ध प्रतिरोध सर्किट की तुलना में अधिक जटिल है, सर्किट में प्रतिरोध के अलावा कैपेसिटर और इंडक्टर्स भी होते हैं।घटक, और कम-आवृत्ति या उच्च-आवृत्ति एसी सर्किट में काम करते हैं।एसी सर्किट में, प्रत्यावर्ती धारा अवरोध के प्रतिरोध, समाई और अधिष्ठापन को प्रतिबाधा कहा जाता है, जिसे अक्षर Z द्वारा दर्शाया जाता है। इनमें से, प्रत्यावर्ती धारा पर समाई और अधिष्ठापन के बाधा प्रभाव को क्रमशः कैपेसिटिव रिएक्शन और प्रेरक प्रतिक्रिया कहा जाता है।कैपेसिटिव रिएक्शन और इंडक्टिव रिएक्शन का मान कैपेसिटेंस और इंडक्टेंस के आकार के अलावा संचालित प्रत्यावर्ती धारा की आवृत्ति से संबंधित होता है।यह ध्यान देने योग्य है कि, एक प्रतिक्रिया सर्किट में, प्रतिरोध आर, आगमनात्मक प्रतिक्रिया और कैपेसिटिव प्रतिक्रिया डबल का मान सरल अंकगणित द्वारा नहीं जोड़ा जा सकता है, लेकिन गणना करने के लिए आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली प्रतिबाधा त्रिभुज विधि।इस प्रकार, प्रतिबाधा सर्किट को प्राप्त करने के लिए विशुद्ध रूप से प्रतिरोधक सर्किट की तुलना में अधिक जटिल होना चाहिए, इसके अलावा प्रतिरोधक घटक आवश्यकताओं में इनपुट और आउटपुट सर्किट समान होते हैं, लेकिन समान आकार के प्रतिक्रिया घटक और विपरीत के संकेत (संयुग्म मिलान) की भी आवश्यकता होती है );या प्रतिरोधक घटक और प्रतिक्रिया घटक समान हैं (गैर-चिंतनशील मिलान)।यहां प्रतिक्रिया एक्स को संदर्भित किया गया है, अर्थात, आगमनात्मक एक्सएल और कैपेसिटिव प्रतिक्रिया एक्ससी अंतर (केवल श्रृंखला सर्किट के लिए, यदि समानांतर सर्किट की गणना करना अधिक जटिल है)।उपरोक्त शर्तों को पूरा करने के लिए प्रतिबाधा मिलान कहा जाता है, वह भार जो अधिकतम शक्ति प्राप्त कर सकता है।

प्रतिबाधा मिलान की कुंजी यह है कि सामने वाले चरण का आउटपुट प्रतिबाधा पिछले चरण के इनपुट प्रतिबाधा के बराबर है।इनपुट प्रतिबाधा और आउटपुट प्रतिबाधा का व्यापक रूप से सभी स्तरों पर इलेक्ट्रॉनिक सर्किट, सभी प्रकार के माप उपकरणों और सभी प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक घटकों में उपयोग किया जाता है।तो इनपुट प्रतिबाधा और आउटपुट प्रतिबाधा क्या हैं?इनपुट प्रतिबाधा सिग्नल स्रोत के लिए सर्किट की प्रतिबाधा है।जैसा कि चित्र 3 एम्पलीफायर में दिखाया गया है, इसका इनपुट प्रतिबाधा एबी छोर से सिग्नल स्रोत ई और आंतरिक प्रतिरोध आर को समतुल्य प्रतिबाधा में हटाने के लिए है।इसका मान Z = UI/I1 है, यानी इनपुट वोल्टेज और इनपुट करंट का अनुपात।सिग्नल स्रोत के लिए, एम्पलीफायर उसका भार बन जाता है।संख्यात्मक रूप से, एम्पलीफायर का समतुल्य लोड मान इनपुट प्रतिबाधा का मान है।विभिन्न सर्किटों के लिए इनपुट प्रतिबाधा का आकार समान नहीं है।

उदाहरण के लिए, मल्टीमीटर के वोल्टेज ब्लॉक का इनपुट प्रतिबाधा (जिसे वोल्टेज संवेदनशीलता कहा जाता है) जितना अधिक होगा, परीक्षण के तहत सर्किट पर शंट उतना ही छोटा होगा और माप त्रुटि उतनी ही कम होगी।वर्तमान ब्लॉक का इनपुट प्रतिबाधा जितना कम होगा, परीक्षण के तहत सर्किट में वोल्टेज विभाजन उतना ही छोटा होगा, और इस प्रकार माप त्रुटि उतनी ही कम होगी।पावर एम्पलीफायरों के लिए, जब सिग्नल स्रोत का आउटपुट प्रतिबाधा एम्पलीफायर सर्किट के इनपुट प्रतिबाधा के बराबर होता है, तो इसे प्रतिबाधा मिलान कहा जाता है, और फिर एम्पलीफायर सर्किट आउटपुट पर अधिकतम शक्ति प्राप्त कर सकता है।आउटपुट प्रतिबाधा भार के विरुद्ध सर्किट की प्रतिबाधा है।जैसा कि चित्र 4 में है, सर्किट के इनपुट पक्ष की बिजली आपूर्ति शॉर्ट-सर्किट होती है, लोड का आउटपुट पक्ष हटा दिया जाता है, सीडी के आउटपुट पक्ष से समतुल्य प्रतिबाधा को आउटपुट प्रतिबाधा कहा जाता है।यदि लोड प्रतिबाधा आउटपुट प्रतिबाधा के बराबर नहीं है, जिसे प्रतिबाधा बेमेल कहा जाता है, तो लोड को अधिकतम बिजली आउटपुट नहीं मिल सकता है।आउटपुट वोल्टेज U2 और आउटपुट करंट I2 के अनुपात को आउटपुट प्रतिबाधा कहा जाता है।आउटपुट प्रतिबाधा का आकार विभिन्न सर्किटों की अलग-अलग आवश्यकताओं पर निर्भर करता है।

उदाहरण के लिए, एक वोल्टेज स्रोत को कम आउटपुट प्रतिबाधा की आवश्यकता होती है, जबकि एक वर्तमान स्रोत को उच्च आउटपुट प्रतिबाधा की आवश्यकता होती है।एक एम्पलीफायर सर्किट के लिए, आउटपुट प्रतिबाधा का मान भार ले जाने की क्षमता को इंगित करता है।आमतौर पर, एक छोटे आउटपुट प्रतिबाधा के परिणामस्वरूप उच्च भार वहन क्षमता होती है।यदि आउटपुट प्रतिबाधा का लोड से मिलान नहीं किया जा सकता है, तो मिलान प्राप्त करने के लिए एक ट्रांसफार्मर या नेटवर्क सर्किट जोड़ा जा सकता है।उदाहरण के लिए, एक ट्रांजिस्टर एम्पलीफायर आमतौर पर एम्पलीफायर और स्पीकर के बीच एक आउटपुट ट्रांसफार्मर से जुड़ा होता है, और एम्पलीफायर का आउटपुट प्रतिबाधा ट्रांसफार्मर के प्राथमिक प्रतिबाधा से मेल खाता है, और ट्रांसफार्मर की द्वितीयक प्रतिबाधा का प्रतिबाधा के साथ मिलान होता है स्पीकर।ट्रांसफार्मर की द्वितीयक प्रतिबाधा लाउडस्पीकर की प्रतिबाधा से मेल खाती है।ट्रांसफार्मर प्राथमिक और द्वितीयक वाइंडिंग के घुमाव अनुपात के माध्यम से प्रतिबाधा अनुपात को बदल देता है।वास्तविक इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में, अक्सर सिग्नल स्रोत और एम्पलीफायर सर्किट या एम्पलीफायर सर्किट का सामना करना पड़ता है और लोड प्रतिबाधा स्थिति के बराबर नहीं होती है, इसलिए उन्हें सीधे कनेक्ट नहीं किया जा सकता है।समाधान यह है कि उनके बीच एक मेल खाता सर्किट या नेटवर्क जोड़ा जाए।अंत में, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि प्रतिबाधा मिलान केवल इलेक्ट्रॉनिक सर्किट पर लागू होता है।क्योंकि इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में प्रसारित सिग्नल की शक्ति स्वाभाविक रूप से कमजोर होती है, आउटपुट पावर बढ़ाने के लिए मिलान की आवश्यकता होती है।विद्युत सर्किट में, आमतौर पर मिलान पर विचार नहीं किया जाता है, क्योंकि इससे अत्यधिक आउटपुट करंट हो सकता है और उपकरण को नुकसान हो सकता है।

प्रतिबाधा मिलान का अनुप्रयोग

सामान्य उच्च-आवृत्ति संकेतों के लिए, जैसे कि घड़ी सिग्नल, बस सिग्नल, और यहां तक ​​कि कई सौ मेगाबाइट तक डीडीआर सिग्नल इत्यादि, सामान्य डिवाइस ट्रांसीवर प्रेरक और कैपेसिटिव प्रतिबाधा अपेक्षाकृत छोटा, सापेक्ष प्रतिरोध (यानी, का वास्तविक हिस्सा) है प्रतिबाधा) जिसे नजरअंदाज किया जा सकता है, और इस बिंदु पर, प्रतिबाधा मिलान को केवल वास्तविक भाग को ध्यान में रखना होगा।

रेडियो फ़्रीक्वेंसी के क्षेत्र में, कई उपकरण जैसे एंटेना, एम्पलीफायर इत्यादि, इसकी इनपुट और आउटपुट प्रतिबाधा वास्तविक नहीं है (शुद्ध प्रतिरोध नहीं), और इसका काल्पनिक भाग (कैपेसिटिव या इंडक्टिव) इतना बड़ा है कि इसे अनदेखा नहीं किया जा सकता है , तो हमें संयुग्म मिलान विधि का उपयोग करना चाहिए।