3، پاور یمپلیفائر
پاور ایمپلیفائر، جسے سگنل ایمپلیفائر بھی کہا جاتا ہے، اس کا بنیادی کام آواز کو دوبارہ چلانے کے لیے اسپیکرز کو چلانے کے لیے آڈیو سگنلز کو بڑھانا ہے۔ عام طور پر، میزبان کے پاس بلٹ ان پاور ایمپلیفائر ہوتا ہے، لیکن اس کی پاور ایمپلیفیکیشن رینج نسبتاً کم ہوتی ہے، اس لیے یہ سننے کی اعلیٰ سطح کی ضروریات کو پورا نہیں کر سکتا، اس کا موازنہ بیرونی پاور ایمپلیفائر سے کیا جائے۔ مزید یہ کہ، باس یونٹ کو پاور ایمپلیفائر کے ذریعے چلایا جانا چاہیے، اور میزبان کے پاس باس یونٹ کی اتنی بڑی طاقت کو چلانے کی صلاحیت نہیں ہے۔ سگنل یمپلیفائر پورے کار آڈیو سسٹم کا ایک اہم حصہ ہے۔
کار پاور ایمپلیفائر کا وولٹیج 12V DC ہے، جو کار کے اندر موجود پاور سپلائی وولٹیج کے مطابق ہے۔ سگنل کی متحرک حد کو بڑھانے اور آؤٹ پٹ پاور کو بڑھانے کے لیے، انورٹر بوسٹ کی ٹیکنالوجی عام طور پر پاور ایمپلیفائرز میں استعمال ہوتی ہے، جس کا مطلب ہے کہ وولٹیج کو 12V سے بڑھا کر 35-40V کیا جاتا ہے۔ انورٹر بوسٹ کا ایک اور فائدہ یہ ہے کہ جب پاور سپلائی وولٹیج میں اتار چڑھاؤ ہوتا ہے تو پاور ایمپلیفائر کا پاور سرکٹ خود بخود وولٹیج کو ایڈجسٹ کر لے گا تاکہ آؤٹ پٹ پاور کے استحکام کو یقینی بنایا جا سکے۔ اس وقت یہ ٹیکنالوجی گاڑیوں کے پاور ایمپلیفائرز میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتی ہے۔
(1) پاور ایمپلیفائر کی حرارت کی کھپت
کار میں نصب پاور ایمپلیفائر کے لیے حرارت کی کھپت کی دو قسمیں ہیں: قدرتی گرمی کی کھپت اور پنکھے کی حرارت کی کھپت۔ پنکھے کی گرمی کی کھپت عام طور پر اعلی درجے کی پاور ایمپلیفائر میں استعمال ہوتی ہے۔ اچھی گرمی کی کھپت کا آؤٹ پٹ پاور پر نمایاں اثر پڑتا ہے۔
(2) پاور ایمپلیفائر کی درجہ بندی
① آٹوموٹو پاور ایمپلیفائر کی درجہ بندی مختلف کنڈکٹیو طریقوں کے مطابق کی جاتی ہے: کلاس A، کلاس B، کلاس AB، اور ڈیجیٹل۔
کلاس اے: خالص کلاس اے پاور ایمپلیفائر، جسے کلاس اے پاور ایمپلیفائر بھی کہا جاتا ہے، ایمپلیفائر کی مکمل طور پر لکیری امپلیفیکیشن شکل ہے۔ خالص کلاس A پاور ایمپلیفائر میں کام کرتے وقت، ٹرانزسٹر کے مثبت اور منفی چینلز سگنلز کے ساتھ یا اس کے بغیر عام طور پر کھلی حالت میں ہوتے ہیں، جس کا مطلب ہے کہ گرمی کے طور پر زیادہ طاقت استعمال ہوتی ہے، لیکن مسخ کی شرح انتہائی کم ہوتی ہے۔ خالص کلاس A پاور ایمپلیفائر آٹوموٹو آڈیو ایپلی کیشنز میں نسبتاً نایاب ہیں کیونکہ ان کی کارکردگی بہت کم ہے، عام طور پر صرف 20-30%۔ تاہم، آڈیو کے شوقین افراد اپنی آواز کی کارکردگی کے بارے میں پرجوش ہیں۔
کلاس بی: کلاس بی پاور ایمپلیفائر، جسے کلاس بی پاور ایمپلیفائر بھی کہا جاتا ہے، اسے لکیری ایمپلیفائر بھی کہا جاتا ہے، لیکن اس کا کام کرنے والا اصول خالص کلاس اے پاور ایمپلیفائر سے بالکل مختلف ہے۔ جب کلاس B پاور ایمپلیفائرز کام میں ہوتے ہیں، ٹرانجسٹر کے مثبت اور منفی چینلز عام طور پر بند حالت میں ہوتے ہیں جب تک کہ کوئی سگنل ان پٹ نہ ہو۔ کہنے کا مطلب یہ ہے کہ جب مثبت فیز سگنل آتا ہے تو صرف مثبت فیز چینل کام کرتا ہے، جبکہ منفی فیز چینل بند ہوتا ہے، اور دونوں چینلز کبھی بھی ایک ساتھ کام نہیں کریں گے۔ لہذا، سگنل کی غیر موجودگی میں، بجلی کا کوئی نقصان نہیں ہے. تاہم، جب مثبت اور منفی چینلز کو آن اور آف کیا جاتا ہے، کراس ڈسٹورشن اکثر ہوتا ہے، خاص طور پر نچلی سطحوں پر، اس لیے کلاس B پاور ایمپلیفائر واقعی اعلی فیڈیلیٹی پاور ایمپلیفائر نہیں ہیں۔ عملی ایپلی کیشنز میں، بہت سے ابتدائی کار آڈیو ایمپلیفائر اپنی اعلی کارکردگی کی وجہ سے کلاس B ایمپلیفائر تھے۔
کلاس AB: کلاس A اور B پاور ایمپلیفائر، جسے کلاس AB پاور ایمپلیفائر بھی کہا جاتا ہے، ایک ایسا ڈیزائن ہے جو کلاس A اور کلاس B پاور ایمپلیفائر کے فوائد کے ساتھ مطابقت رکھتا ہے۔ جب کوئی سگنل نہیں ہوتا ہے یا سگنل بہت چھوٹا ہوتا ہے، تو ٹرانزسٹر کے مثبت اور منفی دونوں چینلز عام طور پر کھلے رہتے ہیں، جس کے نتیجے میں بجلی کا نقصان ہوتا ہے، لیکن کلاس A ایمپلیفائرز کی طرح شدید نہیں ہوتا۔ جب سگنل مثبت ہو تو منفی چینل اس وقت تک کھلا رہتا ہے جب تک سگنل مضبوط نہ ہو جائے، لیکن جب سگنل مضبوط ہو جائے تو منفی چینل بند ہو جاتا ہے۔ جب سگنل منفی مرحلے میں ہوتا ہے، تو مثبت اور منفی چینلز کا عمل بالکل برعکس ہوتا ہے۔ کلاس AB پاور ایمپلیفائرز کی خرابی یہ ہے کہ وہ ہلکا سا کراس اوور ڈسٹورشن پیدا کرتے ہیں، لیکن ان کی کارکردگی اور مخلصی کے مقابلے، وہ کلاس A اور کلاس B ایمپلیفائرز سے برتر ہیں۔ کلاس AB ایمپلیفائرز اس وقت آٹوموٹو آڈیو میں سب سے زیادہ استعمال ہونے والے ڈیزائن ہیں۔
کلاس D: کلاس A، B، یا AB ایمپلیفائرز کے برعکس جن کا ذکر اوپر کیا گیا ہے، کلاس D ایمپلیفائرز سوئچنگ ٹرانزسٹرز کی بنیاد پر کام کرتے ہیں اور انتہائی کم وقت میں مکمل طور پر چل سکتے ہیں یا کاٹ سکتے ہیں۔ دو ٹرانجسٹر ایک ہی وقت میں کام نہیں کرتے، اس لیے وہ بہت کم گرمی پیدا کرتے ہیں۔ اس قسم کے ایمپلیفائر میں انتہائی اعلی کارکردگی (تقریباً 90%) ہوتی ہے، جو مثالی حالات میں 100% تک پہنچ جاتی ہے، جب کہ AB کلاس ایمپلیفائر اس کے مقابلے میں صرف 78.5% حاصل کر سکتے ہیں۔ دوسری طرف، سوئچ آپریٹنگ موڈ آؤٹ پٹ سگنل کی مسخ کو بھی بڑھاتا ہے۔ کلاس ڈی ایمپلیفائر کے سرکٹ کو تین مراحل میں تقسیم کیا گیا ہے: ان پٹ سوئچنگ اسٹیج، پاور ایمپلیفیکیشن اسٹیج، اور آؤٹ پٹ فلٹرنگ اسٹیج۔ کلاس ڈی ایمپلیفائر پلس وِڈتھ ماڈیولیشن (PWM) موڈ میں کام کر سکتے ہیں جب آن/آف موڈ میں ہوں۔ PWM کا استعمال کرتے ہوئے، آڈیو ان پٹ سگنل کو ہائی فریکوئنسی سوئچنگ سگنل میں تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ آڈیو سگنل کا موازنہ ایک کمپیریٹر کے ذریعے اعلی تعدد والی تکونی لہر سے کیا جاتا ہے۔ جب الٹنے والے سرے پر وولٹیج مرحلے کے آخر میں وولٹیج سے زیادہ ہوتا ہے، آؤٹ پٹ کم سطح پر ہوتا ہے۔ جب ریورس ٹرمینل وولٹیج اسی فیز ٹرمینل وولٹیج سے کم ہوتا ہے تو آؤٹ پٹ اعلی سطح پر ہوتا ہے۔
کلاس ڈی ایمپلیفائرز میں، کمپیریٹر کا آؤٹ پٹ پاور ایمپلیفائر سرکٹ سے منسلک ہوتا ہے، جو بائپولر ٹرانزسٹرز (BJTs) کی بجائے میٹل آکسائیڈ فیلڈ ایفیکٹ ٹرانزسٹرز (MOSFETs) استعمال کرتا ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ سابق میں تیز تر رسپانس ٹائم ہوتا ہے اور یہ ہائی فریکوئنسی آپریٹنگ موڈز کے لیے موزوں ہے۔ کلاس ڈی ایمپلیفائرز کو دو MOSFETs کی ضرورت ہوتی ہے جو بہت کم وقت میں مکمل طور پر آن یا آف کر سکتے ہیں۔ جب MOSFET مکمل طور پر کنڈکٹیو ہوتا ہے، تو اس کا وولٹیج ڈراپ بہت کم ہوتا ہے۔ جب MOSFET مکمل طور پر کاٹ دیا جاتا ہے، تو ٹیوب سے گزرنے والا کرنٹ صفر ہوتا ہے۔ آن اور آف ریاستوں میں باری باری کام کرنے والے دو MOSFETs کی سوئچنگ کی رفتار بہت تیز ہے، جس کے نتیجے میں انتہائی اعلی کارکردگی اور کم گرمی پیدا ہوتی ہے۔ لہذا، کلاس ڈی ایمپلیفائر کو گرمی کے بڑے سنک کی ضرورت نہیں ہوتی ہے۔
② یمپلیفائر میں ایمپلیفائر ٹیوب کی قسم کے مطابق، اسے بلیری اور پتھر کی مشینوں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے:
③ اسٹون مشین (ٹرانزسٹر): متحرک اور تیز، بڑی متحرک موسیقی میں مضبوط تجزیاتی طاقت، درجہ بندی اور چمک کی نمائش
④ پتتاشی (الیکٹرانک ٹیوب): آواز نرم ہے، ٹربل ہموار ہے، اور کافی جگہ ہے (خالص موسیقی، آواز)۔
