चरण मार्जिन

इलेक्ट्रॉनिक एम्पलीफायरों में, चरण मार्जिन (पीएम) चरण (तरंगों) अंतराल के बीच का अंतर है φ (< 0) और -180°, एक एम्पलीफायर के आउटपुट सिग्नल (इसके इनपुट के सापेक्ष) के लिए शून्य dB गेन पर - यानी एकता लाभ, या कि आउटपुट सिग्नल में इनपुट के समान आयाम है।

$\mathrm {PM} =\varphi -(-180^{\circ })$.

उदाहरण के लिए, यदि एम्पलीफायर का ओपन-लूप गेन एक आवृत्ति पर 0 dB को पार करता है जहां फेज लैग -135° है, तो इस फीडबैक सिस्टम का फेज मार्जिन -135° -(-180°) = 45° है। <अवधि वर्ग = nowrap > अधिक विवरण के लिए बोड प्लॉट#गेन मार्जिन और फेज मार्जिन देखें।

सिद्धांत

आमतौर पर फीडबैक#इलेक्ट्रॉनिक_इंजीनियरिंग|ओपन-लूप फेज लैग (इनपुट के सापेक्ष, φ < 0) आवृत्ति के साथ भिन्न होता है, उत्तरोत्तर 180 ° से अधिक बढ़ रहा है, जिस आवृत्ति पर आउटपुट सिग्नल उलटा हो जाता है, या इनपुट के संबंध में एंटीपेज़ हो जाता है। पीएम सकारात्मक होगा लेकिन उस आवृत्ति से कम आवृत्तियों पर घट रहा है जिस पर उलटा सेट होता है (जिस पर पीएम = 0), और उच्च आवृत्तियों पर पीएम नकारात्मक (पीएम <0) होता है। नकारात्मक प्रतिक्रिया की उपस्थिति में, आवृत्ति पर एक शून्य या नकारात्मक पीएम जहां लूप लाभ एकता (1) से अधिक होता है, अस्थिरता की गारंटी देता है। इस प्रकार सकारात्मक पीएम एक सुरक्षा मार्जिन है जो सर्किट के उचित (गैर-दोलनशील) संचालन को सुनिश्चित करता है। यह विभिन्न विद्युत भार स्थितियों (जैसे प्रतिक्रियाशील भार) के तहत एम्पलीफायर सर्किट के साथ-साथ अधिक सामान्य रूप से सक्रिय फिल्टर पर भी लागू होता है। अपने सरलतम रूप में, गैर-विद्युत प्रतिक्रिया प्रतिक्रिया के साथ आदर्श नकारात्मक प्रतिक्रिया वोल्टेज एम्पलीफायरों को शामिल करते हुए, चरण मार्जिन को आवृत्ति पर मापा जाता है जहां ओपन-लूप लाभ | एम्पलीफायर का ओपन-लूप वोल्टेज लाभ वांछित इलेक्ट्रॉनिक फीडबैक लूप के बराबर होता है। बंद- पाश बिजली वोल्टेज लाभ (इलेक्ट्रॉनिक्स)। अधिक आम तौर पर, पीएम को एम्पलीफायर और उसके फीडबैक नेटवर्क के संयुक्त रूप से परिभाषित किया जाता है (लूप, सामान्य रूप से एम्पलीफायर इनपुट पर खोला जाता है), आवृत्ति पर मापा जाता है जहां लूप लाभ एकता है, और लूप के बंद होने से पहले, बांधने के माध्यम से इनपुट स्रोत के लिए खुले लूप का आउटपुट, इस तरह से घटाना।

उपरोक्त लूप-गेन परिभाषा में, यह माना जाता है कि एम्पलीफायर इनपुट शून्य भार प्रस्तुत करता है। गैर-शून्य-लोड इनपुट के लिए यह काम करने के लिए, लूप गेन की [[आवृत्ति प्रतिक्रिया]] निर्धारित करने के उद्देश्य से फीडबैक नेटवर्क के आउटपुट को एक समान लोड के साथ लोड करने की आवश्यकता होती है।

यह भी माना जाता है कि लाभ बनाम आवृत्ति का ग्राफ नकारात्मक ढलान के साथ लाभ की एकता को पार करता है और ऐसा केवल एक बार होता है। यह विचार केवल प्रतिक्रियाशील और निष्क्रियता (इंजीनियरिंग) फीडबैक नेटवर्क के साथ मायने रखता है, जैसा कि सक्रिय फिल्टर के मामले में हो सकता है।

फेज मार्जिन और इसकी महत्वपूर्ण साथी अवधारणा, बोड प्लॉट # गेन मार्जिन और फेज मार्जिन, क्लोज-लूप, डायनेमिक-कंट्रोल सिस्टम में स्थिरता के उपाय हैं। फेज मार्जिन सापेक्ष स्थिरता को इंगित करता है, एक इनपुट परिवर्तन जैसे स्टेप फ़ंक्शन के लिए अपनी अवमंदित प्रतिक्रिया के दौरान दोलन करने की प्रवृत्ति। गेन मार्जिन पूर्ण स्थिरता को इंगित करता है और किसी भी गड़बड़ी को देखते हुए, सिस्टम बिना किसी सीमा के किस हद तक दोलन करेगा।

सभी एम्पलीफायरों के आउटपुट सिग्नल उनके इनपुट सिग्नल की तुलना में समय की देरी प्रदर्शित करते हैं। यह देरी एम्पलीफायर के इनपुट और आउटपुट सिग्नल के बीच एक चरण अंतर का कारण बनती है। यदि एम्पलीफायर में पर्याप्त चरण हैं, तो कुछ आवृत्ति पर, आउटपुट सिग्नल उस आवृत्ति पर एक चक्र अवधि के इनपुट सिग्नल से पिछड़ जाएगा। इस स्थिति में, एम्पलीफायर का आउटपुट सिग्नल इसके इनपुट सिग्नल के साथ चरण में होगा, हालांकि यह 360 डिग्री से पीछे है, यानी, आउटपुट में -360 डिग्री का चरण कोण होगा। फीडबैक का उपयोग करने वाले एम्पलीफायरों में यह अंतराल बहुत महत्वपूर्ण है। कारण: एम्पलीफायर इलेक्ट्रॉनिक कंपन करेगा यदि फेड-बैक आउटपुट सिग्नल आवृत्ति पर इनपुट सिग्नल के साथ चरण में है, जिस पर इसका ओपन-लूप वोल्टेज लाभ इसके बंद-लूप वोल्टेज लाभ के बराबर होता है और ओपन-लूप वोल्टेज लाभ एक या बड़ा। दोलन होगा क्योंकि फेड-बैक आउटपुट सिग्नल तब उस आवृत्ति पर इनपुट सिग्नल को सुदृढ़ करेगा। पारंपरिक परिचालन एम्पलीफायरों में, महत्वपूर्ण आउटपुट चरण कोण -180 डिग्री है क्योंकि आउटपुट को एक इनवर्टिंग इनपुट के माध्यम से इनपुट में वापस खिलाया जाता है जो अतिरिक्त -180 डिग्री जोड़ता है।

अभ्यास

व्यवहार में, फीडबैक एम्पलीफायरों को चरण मार्जिन के साथ 0 ° से अधिक में डिजाइन किया जाना चाहिए, भले ही एम्पलीफायरों के चरण मार्जिन के साथ, कहते हैं, 1 ° सैद्धांतिक रूप से स्थिर हैं। कारण यह है कि कई व्यावहारिक कारक सैद्धांतिक न्यूनतम के नीचे चरण मार्जिन को कम कर सकते हैं। एक प्रमुख उदाहरण है जब एम्पलीफायर का आउटपुट कैपेसिटिव लोड से जुड़ा होता है। इसलिए, परिचालन प्रवर्धक आमतौर पर 45 डिग्री या उससे कम के न्यूनतम चरण मार्जिन को प्राप्त करने के लिए आवृत्ति मुआवजे होते हैं। इसका मतलब यह है कि जिस आवृत्ति मुआवजा ओपन और क्लोज्ड लूप गेन मिलते हैं, फेज एंगल -135° होता है। गणना है: -135° - (-180°) = 45°. वारविक देखें या मोटा पर्याप्त चरण मार्जिन सुनिश्चित करने के लिए तकनीकों और मुआवजे के परिणामों के विस्तृत विश्लेषण के लिए। पोल का बंटवारा लेख भी देखें। अक्सर एम्पलीफायरों को 60 डिग्री के विशिष्ट चरण मार्जिन को प्राप्त करने के लिए डिज़ाइन किया जाता है। यदि विशिष्ट चरण मार्जिन लगभग 60 डिग्री है तो न्यूनतम चरण मार्जिन आमतौर पर 45 डिग्री से अधिक होगा। 60 डिग्री का एक चरण मार्जिन भी एक जादुई संख्या है क्योंकि यह वोल्टेज चरण इनपुट (बटरवर्थ फिल्टर डिज़ाइन) का पालन करने का प्रयास करते समय सबसे तेज़ व्यवस्थित समय की अनुमति देता है। निचले चरण के मार्जिन वाला एक एम्पलीफायर कलाकृतियों को बजाएगा लंबे समय तक और अधिक चरण मार्जिन वाले एम्पलीफायर को वोल्टेज चरण के अंतिम स्तर तक बढ़ने में अधिक समय लगेगा।

यह भी देखें

• बीआईबीओ स्थिरता
• Nyquist स्थिरता मानदंड
• रूथ-हर्विट्ज स्थिरता मानदंड
• बजती हुई कलाकृतियाँ
• रूट लोकस
• बोड प्लॉट#गेन मार्जिन और फेज मार्जिन|बोड प्लॉट्स और फेज मार्जिन
• स्टेप रिस्पांस#फेज मार्जिन|स्टेप रिस्पांस और फेज मार्जिन

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