امپیڈینس میچنگ کے اصول

مائبادا ملاپ کا بنیادی اصول

1. خالص مزاحمتی سرکٹ

سیکنڈری اسکول فزکس میں، بجلی نے ایک ایسا مسئلہ بتایا ہے: R برقی آلات کی مزاحمت، E کے برقی پوٹینشل سے منسلک، r بیٹری پیک کی اندرونی مزاحمت، کن حالات میں پاور سپلائی کی پاور آؤٹ پٹ سب سے زیادہ ہے؟جب بیرونی مزاحمت اندرونی مزاحمت کے برابر ہوتی ہے تو، بیرونی سرکٹ کو بجلی کی فراہمی کا پاور آؤٹ پٹ سب سے بڑا ہوتا ہے، جو کہ خالص مزاحمتی سرکٹ پاور میچنگ ہے۔اگر AC سرکٹ کی جگہ لے لی جائے تو اسے R = r سرکٹ کی شرائط کو بھی پورا کرنا چاہیے۔

2. رد عمل سرکٹ

امپیڈنس سرکٹ خالص مزاحمتی سرکٹ سے زیادہ پیچیدہ ہے، سرکٹ میں مزاحمت کے علاوہ کیپسیٹرز اور انڈکٹرز بھی ہوتے ہیں۔اجزاء، اور کم تعدد یا اعلی تعدد AC سرکٹس میں کام کرتے ہیں۔AC سرکٹس میں، متبادل کرنٹ کی رکاوٹ کی مزاحمت، capacitance اور inductance کو impedance کہا جاتا ہے، جو حرف Z سے ظاہر ہوتا ہے۔ ان میں سے، متبادل کرنٹ پر capacitance اور inductance کے رکاوٹ پیدا کرنے والے اثر کو capacitive reactance اور اور inductive reactance اور بالترتیب کہا جاتا ہے۔capacitive reactance اور inductive reactance کی قدر کا تعلق خود capacitance اور inductance کے سائز کے علاوہ چلنے والے متبادل کرنٹ کی فریکوئنسی سے ہے۔یہ بات قابل غور ہے کہ ری ایکٹنس سرکٹ میں، ریزسٹنس R، انڈکٹیو ری ایکٹنس اور capacitive reactance ڈبل کی قدر کو سادہ ریاضی کے ذریعے شامل نہیں کیا جا سکتا، لیکن حساب کرنے کے لیے عام طور پر مائبادا مثلث طریقہ استعمال کیا جاتا ہے۔اس طرح، مماثلت حاصل کرنے کے لیے مائبادا سرکٹ خالصتاً مزاحمتی سرکٹس کے مقابلے میں زیادہ پیچیدہ ہوتا ہے، اس کے علاوہ مزاحمتی اجزاء میں ان پٹ اور آؤٹ پٹ سرکٹس کی ضروریات برابر ہوتی ہیں، لیکن اس کے لیے یکساں سائز اور مخالف کے نشان کے ری ایکٹنس جزو کی بھی ضرورت ہوتی ہے۔ );یا مزاحمتی جزو اور رد عمل کے اجزاء برابر ہیں (غیر عکاس مماثلت)۔یہاں reactance X سے مراد ہے، یعنی inductive XL اور capacitive reactance XC فرق (صرف سیریز کے سرکٹس کے لیے، اگر متوازی سرکٹ کا حساب لگانا زیادہ پیچیدہ ہو)۔مندرجہ بالا شرائط کو پورا کرنے کے لیے امپیڈنس میچنگ کہا جاتا ہے، وہ بوجھ جو زیادہ سے زیادہ طاقت حاصل کر سکتا ہے۔

مائبادا مماثلت کی کلید یہ ہے کہ سامنے والے مرحلے کا آؤٹ پٹ مائبادا پچھلے مرحلے کے ان پٹ مائبادا کے برابر ہے۔ان پٹ مائبادا اور آؤٹ پٹ مائبادا الیکٹرانک سرکٹس میں ہر سطح پر، ہر قسم کے ماپنے والے آلات اور ہر قسم کے الیکٹرانک اجزاء میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔تو ان پٹ مائبادا اور آؤٹ پٹ مائبادا کیا ہیں؟ان پٹ مائبادا سگنل کے منبع پر سرکٹ کی رکاوٹ ہے۔جیسا کہ شکل 3 یمپلیفائر میں دکھایا گیا ہے، اس کا ان پٹ مائبادا سگنل سورس E اور اندرونی مزاحمت r کو ہٹانا ہے، AB سے مساوی مائبادا میں ختم ہوتا ہے۔اس کی قدر Z = UI/I1 ہے، یعنی ان پٹ وولٹیج اور ان پٹ کرنٹ کا تناسب۔سگنل کے ذریعہ کے لیے، یمپلیفائر اس کا بوجھ بن جاتا ہے۔عددی طور پر، یمپلیفائر کی مساوی لوڈ ویلیو ان پٹ رکاوٹ کی قدر ہے۔ان پٹ مائبادا کا سائز مختلف سرکٹس کے لیے ایک جیسا نہیں ہے۔

مثال کے طور پر، ملٹی میٹر کے وولٹیج بلاک کا ان پٹ مائبادی (جسے وولٹیج کی حساسیت کہا جاتا ہے) جتنا زیادہ ہوگا، ٹیسٹ کے تحت سرکٹ پر شنٹ اتنا ہی چھوٹا ہوگا اور پیمائش کی غلطی اتنی ہی کم ہوگی۔موجودہ بلاک کی ان پٹ رکاوٹ جتنی کم ہوگی، ٹیسٹ کے تحت سرکٹ میں وولٹیج کی تقسیم اتنی ہی کم ہوگی، اور اس طرح پیمائش کی غلطی اتنی ہی کم ہوگی۔پاور ایمپلیفائرز کے لیے، جب سگنل سورس کی آؤٹ پٹ مائبادی ایمپلیفائر سرکٹ کے ان پٹ مائبادا کے برابر ہوتی ہے، تو اسے امپیڈینس میچنگ کہا جاتا ہے، اور پھر ایمپلیفائر سرکٹ آؤٹ پٹ پر زیادہ سے زیادہ طاقت حاصل کرسکتا ہے۔آؤٹ پٹ مائبادا لوڈ کے خلاف سرکٹ کی رکاوٹ ہے۔جیسا کہ شکل 4 میں ہے، سرکٹ کے ان پٹ سائیڈ کی پاور سپلائی شارٹ سرکٹ ہوتی ہے، لوڈ کی آؤٹ پٹ سائیڈ کو ہٹا دیا جاتا ہے، سی ڈی کے آؤٹ پٹ سائیڈ سے مساوی رکاوٹ کو آؤٹ پٹ امپیڈینس کہا جاتا ہے۔اگر لوڈ مائبادا آؤٹ پٹ مائبادا کے برابر نہیں ہے، جسے مائبادا مماثلت کہتے ہیں، لوڈ زیادہ سے زیادہ پاور آؤٹ پٹ حاصل نہیں کر سکتا۔آؤٹ پٹ وولٹیج U2 اور آؤٹ پٹ کرنٹ I2 کا تناسب آؤٹ پٹ امپیڈینس کہلاتا ہے۔آؤٹ پٹ مائبادا کا سائز مختلف سرکٹس پر منحصر ہے مختلف ضروریات ہیں۔

مثال کے طور پر، ایک وولٹیج کے ذریعہ کو کم آؤٹ پٹ مائبادا کی ضرورت ہوتی ہے، جب کہ موجودہ ماخذ کو زیادہ آؤٹ پٹ رکاوٹ کی ضرورت ہوتی ہے۔ایمپلیفائر سرکٹ کے لیے، آؤٹ پٹ مائبادا کی قدر اس کی بوجھ اٹھانے کی صلاحیت کی نشاندہی کرتی ہے۔عام طور پر، ایک چھوٹی آؤٹ پٹ رکاوٹ کے نتیجے میں زیادہ بوجھ اٹھانے کی صلاحیت ہوتی ہے۔اگر آؤٹ پٹ مائبادا لوڈ سے مماثل نہیں ہوسکتا ہے، تو میچ حاصل کرنے کے لیے ایک ٹرانسفارمر یا نیٹ ورک سرکٹ شامل کیا جا سکتا ہے۔مثال کے طور پر، ایک ٹرانجسٹر ایمپلیفائر عام طور پر ایمپلیفائر اور اسپیکر کے درمیان آؤٹ پٹ ٹرانسفارمر سے جڑا ہوتا ہے، اور ایمپلیفائر کی آؤٹ پٹ مائبادی ٹرانسفارمر کی بنیادی رکاوٹ کے ساتھ مماثل ہوتی ہے، اور ٹرانسفارمر کی ثانوی مائبادی کے مائبادی سے مماثل ہوتی ہے۔ اسپیکرٹرانسفارمر کی ثانوی رکاوٹ لاؤڈ اسپیکر کی رکاوٹ سے ملتی ہے۔ٹرانسفارمر پرائمری اور سیکنڈری وائنڈنگز کے موڑ کے تناسب کے ذریعے رکاوٹ کے تناسب کو تبدیل کرتا ہے۔اصل الیکٹرانک سرکٹس میں، اکثر سگنل کے ذریعہ اور یمپلیفائر سرکٹ یا یمپلیفائر سرکٹ کے ساتھ سامنا کرنا پڑتا ہے اور لوڈ مائبادا صورتحال کے برابر نہیں ہے، لہذا وہ براہ راست منسلک نہیں ہوسکتے ہیں.حل یہ ہے کہ ان کے درمیان ایک مماثل سرکٹ یا نیٹ ورک شامل کیا جائے۔آخر میں، یہ یاد رکھنا چاہیے کہ مائبادا ملاپ صرف الیکٹرانک سرکٹس پر لاگو ہوتا ہے۔چونکہ الیکٹرانک سرکٹس میں منتقل ہونے والے سگنلز کی طاقت فطری طور پر کمزور ہوتی ہے، اس لیے آؤٹ پٹ پاور کو بڑھانے کے لیے میچنگ کی ضرورت ہوتی ہے۔الیکٹریکل سرکٹس میں، ملاپ کو عام طور پر نہیں سمجھا جاتا ہے، کیونکہ یہ ضرورت سے زیادہ آؤٹ پٹ کرنٹ اور آلات کو نقصان پہنچا سکتا ہے۔

امپیڈینس میچنگ کا اطلاق

عام ہائی فریکوئنسی سگنلز، جیسے کلاک سگنلز، بس سگنلز، اور یہاں تک کہ کئی سو میگا بائٹس تک کے ڈی ڈی آر سگنلز وغیرہ کے لیے، جنرل ڈیوائس ٹرانسیور انڈکٹیو اور کیپسیٹو مائبادا نسبتاً چھوٹا ہوتا ہے، نسبتاً مزاحمت (یعنی، کا حقیقی حصہ۔ مائبادا) جسے نظر انداز کیا جا سکتا ہے، اور اس مقام پر، مائبادا کے ملاپ کو صرف ہو سکتا ہے کے اصل حصے کو مدنظر رکھنے کی ضرورت ہے۔

ریڈیو فریکوئنسی کے میدان میں، بہت سے آلات جیسے اینٹینا، ایمپلیفائر وغیرہ، اس کا ان پٹ اور آؤٹ پٹ مائبادی حقیقی نہیں ہے (خالص مزاحمت نہیں)، اور اس کا خیالی حصہ (کیپسیٹو یا انڈکٹیو) اتنا بڑا ہے کہ اسے نظر انداز نہیں کیا جا سکتا۔ ، پھر ہمیں conjugate ملاپ کا طریقہ استعمال کرنا چاہیے۔