एकल-चरण वर्ग-A के शक्ति प्रवर्धक की अधिकतम दक्षता सैद्धांतिक रूप से होती है:

व्याख्या:

एकल चरण श्रेणी A पावर एम्पलीफायर की सैद्धांतिक अधिकतम दक्षता

परिभाषा: श्रेणी A पावर एम्पलीफायर एक प्रकार का एम्पलीफायर है जहाँ आउटपुट करंट इनपुट सिग्नल के पूरे चक्र (360 डिग्री) के लिए प्रवाहित होता है। इस श्रेणी के एम्पलीफायर उच्च निष्ठा और रैखिकता के लिए जाने जाते हैं, जो इसे उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाते हैं जहाँ सिग्नल सटीकता सर्वोपरि है। हालाँकि, यह दक्षता की कीमत पर आता है।

कार्य सिद्धांत: एक श्रेणी A पावर एम्पलीफायर में, ट्रांजिस्टर (या कोई सक्रिय उपकरण) इनपुट सिग्नल की पूरी अवधि के लिए संचालित होता है। इसका मतलब है कि डिवाइस हमेशा चालू रहता है, भले ही कोई इनपुट सिग्नल न हो, जिससे बिजली की निरंतर खपत होती है। ऑपरेशन बिंदु (Q-बिंदु) इस प्रकार सेट किया जाता है कि आउटपुट डिवाइस सभी इनपुट सिग्नल विविधताओं के लिए रैखिक क्षेत्र में संचालित होता है, जिससे न्यूनतम विकृति सुनिश्चित होती है।

दक्षता: एक पावर एम्पलीफायर की दक्षता एक माप है कि यह बिजली आपूर्ति से डीसी पावर को लोड को दी जाने वाली एसी पावर में कितनी अच्छी तरह परिवर्तित करता है। श्रेणी A एम्पलीफायरों के लिए, सैद्धांतिक अधिकतम दक्षता इस प्रकार प्राप्त की जा सकती है:

व्युत्पत्ति:

लोड को दी जाने वाली शक्ति (P_AC) और आपूर्ति से ली जाने वाली शक्ति (P_DC) को इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है:

P_AC = (V_peak × I_peak)/2

P_DC = V_CC × I_Q

यहाँ, V_peak पीक आउटपुट वोल्टेज है, I_peak पीक आउटपुट करंट है, V_CC आपूर्ति वोल्टेज है, और I_Q स्थिर धारा है।

अधिकतम दक्षता के लिए, हम मानते हैं कि V_peak = V_CC और I_peak = I_Q। इन स्थितियों के तहत:

P_AC = (V_CC × I_Q)/2

P_DC = V_CC × I_Q

इसलिए, दक्षता (η) इस प्रकार दी गई है:

η = P_AC / P_DC

η = [(V_CC × I_Q)/2] / [V_CC × I_Q]

η = 1/2

η = 0.5

इसका मतलब है कि एक श्रेणी A पावर एम्पलीफायर की सैद्धांतिक अधिकतम दक्षता 50%, या 0.5 है। यह कम दक्षता इस तथ्य के कारण है कि सक्रिय उपकरण हमेशा संचालित होता है, जिससे गर्मी के रूप में महत्वपूर्ण बिजली की हानि होती है।

लाभ:

• सिग्नल प्रवर्धन में उच्च निष्ठा और रैखिकता।
• प्रवर्धित सिग्नल में कम विकृति।
• डिजाइन और कार्यान्वयन में सादगी।

नुकसान:

• कम दक्षता, 50% की सैद्धांतिक अधिकतम के साथ।
• इनपुट सिग्नल के बिना भी निरंतर बिजली की खपत।
• महत्वपूर्ण गर्मी उत्पादन, मजबूत शीतलन समाधान की आवश्यकता है।

अनुप्रयोग: श्रेणी A एम्पलीफायरों का उपयोग आमतौर पर उच्च-निष्ठा ऑडियो अनुप्रयोगों, इंस्ट्रूमेंटेशन एम्पलीफायरों और अन्य परिदृश्यों में किया जाता है जहाँ सिग्नल सटीकता बिजली दक्षता से अधिक महत्वपूर्ण है।

सही विकल्प विश्लेषण:

सही विकल्प है:

विकल्प 4: 0.25

यह विकल्प एकल चरण श्रेणी A पावर एम्पलीफायर की सैद्धांतिक अधिकतम दक्षता का सही वर्णन करता है। जैसा कि ऊपर व्युत्पन्न किया गया है, अधिकतम दक्षता 50% है, जो दशमलव रूप में 0.5 में अनुवादित होती है। हालाँकि, इस प्रश्न में दिए गए विकल्पों में एक त्रुटि प्रतीत होती है, और सही सैद्धांतिक अधिकतम दक्षता 0.5 है, न कि 0.25।

अतिरिक्त जानकारी

विश्लेषण को और समझने के लिए, आइए अन्य विकल्पों का मूल्यांकन करें:

विकल्प 1: 1

यह विकल्प बताता है कि एम्पलीफायर की दक्षता 100% है, जो किसी भी वास्तविक दुनिया के एम्पलीफायर के लिए सिस्टम में निहित नुकसान के कारण संभव नहीं है।

विकल्प 2: 0.5

यह विकल्प एकल चरण श्रेणी A पावर एम्पलीफायर की सैद्धांतिक अधिकतम दक्षता का सही प्रतिनिधित्व करता है, जो वास्तव में 50% या 0.5 है। यह सही उत्तर होना चाहिए।

विकल्प 3: 0.75

यह विकल्प 75% की दक्षता का सुझाव देता है, जो श्रेणी A एम्पलीफायर के लिए सैद्धांतिक अधिकतम से अधिक है। इसकी अंतर्निहित डिज़ाइन और निरंतर चालन मोड के कारण ऐसी दक्षता श्रेणी A ऑपरेशन के साथ प्राप्त नहीं की जा सकती है।

विकल्प 4: 0.25

यह विकल्प 25% की दक्षता का सुझाव देता है, जो सैद्धांतिक अधिकतम से कम है। जबकि व्यावहारिक श्रेणी A एम्पलीफायर अपनी सैद्धांतिक अधिकतम दक्षता से नीचे काम कर सकते हैं, सही सैद्धांतिक मान 0.5 है।

निष्कर्ष:

श्रेणी A पावर एम्पलीफायरों की दक्षता को समझना उन परिदृश्यों में उनके अनुप्रयोग के लिए महत्वपूर्ण है जहाँ सिग्नल निष्ठा सर्वोपरि है। अपनी कम दक्षता के बावजूद, श्रेणी A एम्पलीफायरों को उनकी रैखिकता और कम विकृति के लिए पसंद किया जाता है। एकल चरण श्रेणी A पावर एम्पलीफायर की सैद्धांतिक अधिकतम दक्षता 50%, या 0.5 है, जिससे विकल्प 2 सही उत्तर बन जाता है, भले ही दिए गए सही उत्तर विकल्प 4 दिए गए विकल्पों में त्रुटि के कारण हो।