डायोड, ट्रांजिस्टर बायसिंग एवं ऑप-एम्प परिपथ

GATE यंत्रीकरण अभियांत्रिकी (IN) पेपर का खंड 6: वह अनुरूप इलेक्ट्रॉनिकी जो किसी संवेदक के माइक्रोवोल्ट या माइक्रोऐम्पियर संकेत को उस रूप में बदलती है जो आगे के अंकीय व संचार खंड उपयोग कर सकें। पहले डायोड व उनके लघु-संकेत प्रतिरूप, फिर BJT व MOSFET बायसिंग — वह DC प्रचालन-बिंदु जो किसी भी लघु-संकेत लब्धि सूत्र के अर्थपूर्ण होने से पहले सही ढंग से सेट होना चाहिए — फिर ऑप-एम्प, दोनों रैखिक संकेत-आकार हेतु आदर्श निर्माण-खंड (योजक, समाकलक, यंत्रीकरण प्रवर्धक) के रूप में और तरंग-रूप उत्पादन हेतु अरैखिक के रूप में (तुलनित्र, बहु-कंपायमान, दोलक, कला-बद्ध लूप), और अंत में वह रव व भू-संधान व्यवहार जो तय करता है कि सुंदर अभिकल्पित परिपथ मेज़ पर वास्तव में स्वच्छ संकेत पढ़ता है या नहीं।

1. डायोड अनुप्रयोग व ट्रांजिस्टर बायसिंग

डायोड के अनुप्रयोग सीधे उसके एकदिश चालन से निकलते हैं: दिष्टकरण (AC को स्पंदी DC में बदलना), क्लिपिंग (संदर्भ से ऊपर या नीचे का संकेत हटाना), क्लैम्पिंग (तरंग-रूप का DC स्तर बदलना, आकार बदले बिना), और वोल्टेज संदर्भ (ज़ेनर, जानबूझकर विपरीत भंजन में चलाया गया, जहाँ वोल्टेज व्यापक धारा-परास पर लगभग स्थिर रहता है)। ट्रांजिस्टर के लिए, बायसिंग का अर्थ है DC प्रचालन-बिंदु — BJT हेतु स्थिर संग्राहक धारा व वोल्टेज, MOSFET हेतु स्थिर ड्रेन धारा व वोल्टेज — को उसी पुर्ज़ा-संख्या की दो युक्तियों के बीच प्राचल-प्रकीर्णन से स्वतंत्र रखते हुए स्थिर करना।

🎯 वोल्टेज-विभाजक बायस मानक चयन क्यों है
स्थिर-बेस बायस बेस धारा को सीधे सेट करता है, अतः प्रचालन-बिंदु beta के अनुपात में खिसकता है, जो ट्रांजिस्टरों के बीच व तापमान के साथ व्यापक रूप से बदलता है। वोल्टेज-विभाजक बायस इसके बजाय बेस वोल्टेज को स्थिर करता है (कड़े विभाजक व एमिटर प्रतिरोधक सहित), अतः एमिटर धारा लगभग पूर्णतः उस वोल्टेज व एमिटर प्रतिरोधक से तय होती है, beta से लगभग नहीं — यही वह है जो प्रचालन-बिंदु को इतना स्थिर बनाता है कि परिपथ का बड़े पैमाने पर उत्पादन हो सके।

लघु-संकेत विश्लेषण DC बायस-बिंदु स्थिर होने के बाद किया जाता है: हर DC स्रोत को उसके AC तुल्य से बदलें (वोल्टेज स्रोत को लघुपथ से, धारा स्रोत को विवृत से) और ट्रांजिस्टर को उसके लघु-संकेत प्रतिरूप से बदलें (BJT हेतु h-प्राचल या हाइब्रिड-पाई प्रतिरूप, MOSFET हेतु अंतरचालकता gm व निर्गम प्रतिरोध) ताकि लब्धि, निवेश व निर्गम प्रतिरोध मिल सकें। दोनों विश्लेषण भिन्न प्रश्नों के उत्तर देते हैं और कोई एक-दूसरे का स्थान नहीं ले सकता — सही बायस किया गया पर गलत लघु-संकेत प्रतिरूप से विश्लेषित ट्रांजिस्टर एक विश्वसनीय-दिखती पर गलत लब्धि देता है।

2. रैखिक निर्माण-खंड के रूप में आदर्श ऑप-एम्प

आदर्श ऑप-एम्प में अनंत खुला-लूप लब्धि, अनंत निवेश प्रतिबाधा, शून्य निर्गम प्रतिबाधा व अनंत बैंडविड्थ होती है; ऋणात्मक फीडबैक के अंतर्गत यह दो कार्यकारी नियमों में सिमट जाता है — आभासी लघुपथ (दोनों निवेश एक ही वोल्टेज पर बैठते हैं) और शून्य निवेश धारा (किसी भी निवेश टर्मिनल में कुछ नहीं बहता)। हर मानक रैखिक अनुप्रयोग इन्हीं दो नियमों को योग-नोड पर किरचॉफ़ धारा नियम के साथ लगाने से निकलता है: व्युत्क्रमी प्रवर्धक, योजक (कई निवेशों का भारित प्रतिरोधकों सहित योग), घटाव (एक अंतर विन्यास), समाकलक (फीडबैक पथ में संधारित्र, निर्गम निवेश के चालू समाकल के अनुपाती) और अवकलक (निवेश पर संधारित्र, निर्गम निवेश की परिवर्तन-दर के अनुपाती)।

अलग पहचानने योग्य दो अनुप्रयोग-कुल
परिपथप्रतिघाती अवयवक्या करता है
समाकलकफीडबैक पथ में Cनिर्गम = निवेश का चालू समाकल, 1/RC से मापित
अवकलकनिवेश पर Cनिर्गम d(निवेश)/dt के अनुपाती, RC से मापित
यंत्रीकरण प्रवर्धककोई नहीं (तीन ऑप-एम्प, प्रतिरोधक)बहुत उच्च निवेश प्रतिबाधा, उच्च CMRR, लब्धि एक प्रतिरोधक से सेट
⚠️ सीधा अवकलक व्यवहार में क्यों टाला जाता है
आदर्श अवकलक की लब्धि आवृत्ति बढ़ने पर असीमित बढ़ती है, अर्थात् यह उच्च-आवृत्ति रव को संकेत से कहीं अधिक प्रवर्धित करता है — यह पाठ्यक्रम-तथ्य याद रखने योग्य है कि व्यावहारिक अवकलक सदा उच्च-आवृत्ति लब्धि सीमित करने हेतु एक लघु श्रेणी प्रतिरोधक जोड़ता है, समाकलक के विपरीत, जिसकी लब्धि आवृत्ति के साथ घटती है और स्वभावतः सुव्यवस्थित है।

यंत्रीकरण प्रवर्धक को तीन साधारण ऑप-एम्प के रूप में पढ़ने के बजाय अपनी अलग प्रविष्टि के योग्य माना जाना चाहिए: दो निवेश बफ़र इसे बहुत उच्च निवेश प्रतिबाधा देते हैं, (प्रायः उच्च-प्रतिबाधा) संवेदक पर भार डाले बिना, और त्रि-ऑप-एम्प संस्थिति एक उच्च साझा-विधा अस्वीकृति अनुपात देती है जो लगभग पूर्णतः प्रतिरोधक-मिलान से तय होता है, किसी एक ऑप-एम्प के अपने CMRR से नहीं। परिशुद्ध दिष्टकारक किसी डायोड को ऑप-एम्प की फीडबैक लूप के भीतर रखता है ताकि परिपथ सिलिकॉन डायोड के अपने 0.6 V अग्र-पात दहलीज़ से कहीं नीचे के संकेतों को भी दिष्टकृत कर सके — ऑप-एम्प की खुला-लूप लब्धि, अकेला डायोड नहीं, दिष्टकरण करती है।

3. तुलनित्र, बहु-कंपायमान, दोलक व PLL

तुलनित्र ऑप-एम्प को खुले-लूप (या धनात्मक फीडबैक सहित) चलाता है, अतः निर्गम एक या दूसरे आपूर्ति सिरे पर पटक जाता है, यह इस पर निर्भर करते हुए कि कौन-सा निवेश अधिक है — यहाँ कोई आभासी लघुपथ लागू नहीं होता, क्योंकि दोनों निवेशों को साथ खींचने वाला कोई ऋणात्मक फीडबैक नहीं है। श्मिट ट्रिगर एक ऐसा तुलनित्र है जिसमें जानबूझकर धनात्मक फीडबैक जोड़ा गया है: यह दिशा के अनुसार दो भिन्न दहलीज़ों पर स्विच करता है, और वह अंतराल — शिथिलागुण (hysteresis) — ठीक वही है जो एकल दहलीज़ के निकट रव को कई भ्रामक संक्रमण करने से रोकता है।

  • एकस्थिर बहु-कंपायमान की एक स्थिर अवस्था होती है और यह हर ट्रिगर पर स्थिर चौड़ाई की एकल निर्गम स्पंद देता है — स्पंद-चौड़ाई मानकीकरण व सरल समय-निर्धारण हेतु प्रयुक्त।
  • अस्थिर बहु-कंपायमान की कोई स्थिर अवस्था नहीं होती और यह स्वतः-चलता है, निरंतर स्विच करते हुए — मूल वर्ग-तरंग जनक।
  • द्विस्थिर बहु-कंपायमान की दो स्थिर अवस्थाएँ होती हैं और उनके बीच जाने हेतु ट्रिगर चाहिए — मूल फ्लिप-फ्लॉप व्यवहार, स्मृति का निर्माण-खंड।

ज्यावक्रीय दोलकों को एक साथ दो शर्तें चाहिए, बार्कहाउज़ेन कसौटी: लूप-लब्धि परिमाण ठीक 1, और लूप-कला दोलन-आवृत्ति पर ठीक 0 (या 360 अंश का गुणज)। वियन-ब्रिज दोलक इसे एक RC जाल से सेट करता है जो एक आवृत्ति पर शून्य कला-विस्थापन देता है; कला-विस्थापन दोलक तीन RC चरण प्रयोग करता है, प्रत्येक 60 अंश देता है, ताकि प्रवर्धक के अपने प्रतिलोमन सहित आवश्यक 180 अंश तक पहुँचा जा सके। वोल्टेज-नियंत्रित दोलक (VCO) भिन्न प्रकार का है: उसकी निर्गम आवृत्ति RC या LC मानों से स्थिर होने के बजाय एक निवेश वोल्टेज से सेट होती है, जो ठीक वही है जो कला-बद्ध लूप (PLL) को अपने निर्गम चरण पर चाहिए — PLL किसी VCO की आवृत्ति को संदर्भ पर लॉक करता है, दोनों के बीच कला-अंतर को एक लूप निस्यंदक द्वारा वापस भेजकर, और यही स्वच्छ, आवृत्ति-चुस्त घड़ी उत्पन्न करने या FM संकेत विमॉड्युलित करने का मानक तरीका है।

⚠️ बार्कहाउज़ेन आवश्यक है, पर्याप्त नहीं
ठीक 1 का लूप-लब्धि परिमाण व ठीक 0 की कला एक ऐसे अनवरत दोलन का वर्णन करते हैं जो पहले से मौजूद है; वास्तविक दोलक जानबूझकर आरंभ में एकांक से थोड़ी अधिक लूप-लब्धि सहित बनाया जाता है (ताकि रव बढ़कर दोलन बने) और किसी अरैखिकता — प्रवर्धक संतृप्ति, AGC अवयव — पर निर्भर करता है ताकि आयाम स्थापित होने पर लब्धि ठीक 1 पर व्यवस्थित हो जाए। आरंभ से ही ठीक 1 लब्धि हेतु अभिकल्प करना मानक परीक्षा-जाल है: पुर्ज़ा-सहनशीलता सहित, परिपथ के आरंभ ही न होने की उतनी ही संभावना है।

4. रव, व्यतिकरण, कवचन व पुर्ज़ा-चयन

किसी पुर्ज़े के भीतर रव के तीन नामित स्रोत हैं: तापीय रव (यादृच्छिक वाहक-गति से, परम शून्य से ऊपर किसी भी प्रतिरोधक में उपस्थित, आवृत्ति के साथ समतल, तथा प्रतिरोध, बैंडविड्थ व परम तापमान के अनुपाती), शॉट रव (किसी संधि से गुज़रते आवेश-वाहकों की विविक्तता से, जहाँ भी DC धारा किसी विभव-अवरोध जैसे डायोड या ट्रांजिस्टर संधि से बहती है वहाँ उपस्थित) और फ्लिकर या 1/f रव (निम्न आवृत्ति पर प्रभावी, युक्ति की त्रुटियों व फंसाव-स्थलों से जुड़ा, और यही कारण है कि परिशुद्ध DC व निम्न-आवृत्ति यंत्रीकरण परिपथों को शांत बनाना सबसे कठिन है)।

परिपथ के बाहर से व्यतिकरण तीन तरीकों से जुड़ता है: चालकतः (साझा शक्ति या भू-मार्ग से — साझा-प्रतिबाधा युग्मन), संधारित्रीय रूप से (किसी शोरगुल वाले चालक व संवेदनशील चालक के बीच अवशिष्ट संधारिता से, उच्च आवृत्ति व उच्च प्रतिबाधा पर बदतर), और प्रेरणिक रूप से (धारा-लूपों के बीच पारस्परिक प्रेरकत्व से, उच्च di/dt व बड़े लूप-क्षेत्र सहित बदतर)। हर युग्मन-मार्ग अपना उपचार सुझाता है: चालक युग्मन को अलग वापसी-मार्ग या पृथक्करण से तोड़ा जाता है, संधारित्रीय युग्मन को कवचन (भू-संधित चालक आवरण) व भौतिक दूरी से, और प्रेरणिक युग्मन को मुड़ी-जोड़ी तार से, जो उस लूप-क्षेत्र को निरस्त करती है जो दो सीधे तार अन्यथा घेरते।

ℹ️ भू-संधान अभिकल्प-चयन है, बाद का विचार नहीं
एकल-बिंदु (स्टार) भू-संधान वह साझा-प्रतिबाधा युग्मन टालता है जो भू-संधानों की एक शृंखला बनाती है, जहाँ एक चरण की वापसी-धारा साझा तार-प्रतिरोध पर वोल्टेज उत्पन्न कर उसे दूसरे चरण के संदर्भ में भेज देती है। इसी कारण यंत्रीकरण-श्रेणी की अभिन्यास हर संवेदनशील वापसी को अलग-अलग एक ही बिंदु तक ले जाती है, रेल के साथ भू-संधानों को शृंखलाबद्ध करने के बजाय।

विशिष्टता के विरुद्ध पुर्ज़ा-चयन सही प्राचल को सही आवश्यकता से मिलाने का मामला है, उपलब्ध सबसे सस्ते या सबसे परिशुद्ध पुर्ज़े को चुनने का नहीं: प्रतिरोधक का सहनशीलता व तापमान-गुणांक वहाँ महत्वपूर्ण है जहाँ ब्रिज का संतुलन अनुपात-स्थिरता पर निर्भर हो, ऑप-एम्प की निवेश बायस धारा वहाँ महत्वपूर्ण है जहाँ स्रोत-प्रतिबाधा उच्च हो (पिकोऐमीटर अग्र-छोर को FET या CMOS निवेश चाहिए, द्विध्रुवी नहीं), और संधारित्र का पारावैद्युत अवशोषण व रिसाव समाकलक में महत्वपूर्ण है, जहाँ दोनों संचित मान को सीधे बिगाड़ते हैं।

मुख्य बिंदु

  • वोल्टेज-विभाजक बायस इसलिए वरीयता पाता है कि प्रचालन-बिंदु मुख्यतः विभाजक व एमिटर प्रतिरोधक से तय होता है, beta से लगभग नहीं, जो ट्रांजिस्टरों के बीच व्यापक रूप से बदलता है।
  • आभासी लघुपथ व शून्य निवेश धारा — यही दो नियम हर मानक ऑप-एम्प रैखिक परिपथ निकालने हेतु पर्याप्त हैं — योजक, घटाव, समाकलक, अवकलक।
  • व्यावहारिक अवकलक एक श्रेणी प्रतिरोधक जोड़ता है क्योंकि उसकी आदर्श लब्धि आवृत्ति के साथ असीमित बढ़ती है, रव प्रवर्धित करते हुए; समाकलक को यह समस्या नहीं क्योंकि उसकी लब्धि आवृत्ति के साथ घटती है।
  • श्मिट ट्रिगर का शिथिलागुण, जानबूझकर धनात्मक फीडबैक से, वही है जो एकल दहलीज़ के निकट रव को कई मिथ्या संक्रमण करने से रोकता है।
  • बार्कहाउज़ेन की 1 लूप-लब्धि व 0 कला अनवरत दोलन का वर्णन करती है; वास्तविक दोलक एकांक से थोड़ी अधिक लब्धि से आरंभ होते हैं और उसे व्यवस्थित करने हेतु अरैखिकता पर निर्भर करते हैं।
  • चालक, संधारित्रीय व प्रेरणिक युग्मन में से हर एक का अलग उपचार है — क्रमशः अलग वापसी-मार्ग, कवचन, व मुड़ी-जोड़ी तार।

अभ्यास प्रश्न (10)

उत्तर खोलने से पहले प्रत्येक प्रश्न हल करें। हर व्याख्या सही विकल्प के साथ लुभावना गलत विकल्प भी बताती है, क्योंकि अंक वहीं जाते हैं।

  1. वोल्टेज-विभाजक बायस को स्थिर-बेस बायस पर मुख्यतः इसलिए वरीयता दी जाती है कि

    1. इसमें कम प्रतिरोधक चाहिए
    2. प्रचालन-बिंदु लगभग beta से स्वतंत्र हो जाता है
    3. यह एमिटर प्रतिरोधक की आवश्यकता समाप्त कर देता है
    4. यह ट्रांजिस्टर का भंजन वोल्टेज बढ़ा देता है
    उत्तर देखें

    उत्तर: B — प्रचालन-बिंदु लगभग beta से स्वतंत्र हो जाता है

    कड़े विभाजक से बेस वोल्टेज स्थिर कर और एमिटर प्रतिरोधक जोड़कर, एमिटर (और अतः संग्राहक) धारा लगभग पूर्णतः उस वोल्टेज व प्रतिरोधक से तय होती है, व्यापक रूप से बदलने वाली beta से नहीं। इसमें अतिरिक्त प्रतिरोधक-जोड़ा चाहिए, कम नहीं, एमिटर प्रतिरोधक को योजना का आवश्यक भाग रखता है, और भंजन वोल्टेज से इसका कोई संबंध नहीं।

  2. ऋणात्मक फीडबैक अंतर्गत आदर्श ऑप-एम्प में 'आभासी लघुपथ' का अर्थ है

    1. दोनों निवेश टर्मिनल भौतिक रूप से जुड़े हैं
    2. दोनों निवेश बिना उनके बीच धारा बहे समान वोल्टेज पर बैठते हैं
    3. निर्गम भू से लघुपथित है
    4. फीडबैक प्रतिरोधक शून्य धारा वहन करता है
    उत्तर देखें

    उत्तर: B — दोनों निवेश बिना उनके बीच धारा बहे समान वोल्टेज पर बैठते हैं

    आभासी लघुपथ यह है कि फीडबैक क्रिया दोनों निवेश टर्मिनलों को समान वोल्टेज पर बाध्य करती है, उनके बीच वास्तविक कोई धारा बहे बिना (वे भौतिक रूप से जुड़े नहीं हैं) — इसीलिए इसे 'आभासी' कहा जाता है। निर्गम भू-संधित नहीं है, और फीडबैक प्रतिरोधक सामान्यतः इन परिपथों में धारा वहन करता ही है।

  3. यंत्रीकरण प्रवर्धक का उच्च CMRR मुख्यतः किससे सेट होता है

    1. किसी एक ऑप-एम्प का अपना खुला-लूप CMRR
    2. त्रि-ऑप-एम्प संस्थिति में प्रतिरोधक-मिलान
    3. आपूर्ति वोल्टेज का परिमाण
    4. केवल निवेश बायस धारा
    उत्तर देखें

    उत्तर: B — त्रि-ऑप-एम्प संस्थिति में प्रतिरोधक-मिलान

    क्लासिक त्रि-ऑप-एम्प यंत्रीकरण प्रवर्धक अपना उच्च CMRR मुख्यतः अंतर-चरण में मिलान प्रतिरोधक अनुपातों से प्राप्त करता है, इसीलिए परिशुद्ध पुर्ज़ों में लेज़र-सुव्यवस्थित प्रतिरोधक-जाल प्रयुक्त होते हैं — वहाँ बेमेल किसी एक ऑप-एम्प के अपने आँकड़े से कहीं अधिक CMRR बिगाड़ता है।

  4. व्यावहारिक अवकलक परिपथ निवेश पर एक लघु श्रेणी प्रतिरोधक मुख्यतः किसलिए जोड़ता है

    1. DC लब्धि बढ़ाने हेतु
    2. उच्च-आवृत्ति लब्धि सीमित करने व रव-प्रवर्धन घटाने हेतु
    3. संधारित्र को विपरीत वोल्टेज से बचाने हेतु
    4. इसे समाकलक में बदलने हेतु
    उत्तर देखें

    उत्तर: B — उच्च-आवृत्ति लब्धि सीमित करने व रव-प्रवर्धन घटाने हेतु

    आदर्श अवकलक की लब्धि आवृत्ति बढ़ने पर असीमित बढ़ती है, जो उच्च-आवृत्ति रव को गंभीरता से प्रवर्धित करती है; एक लघु श्रेणी प्रतिरोधक उच्च आवृत्ति पर इस लब्धि को सीमित कर देता है जबकि अभीष्ट आवृत्तियों पर इच्छित अवकलनी क्रिया मोटे तौर पर बरकरार रहती है।

  5. श्मिट ट्रिगर एक साधारण तुलनित्र से इस बात में भिन्न है कि यह

    1. आभासी लघुपथ बाध्य करने हेतु ऋणात्मक फीडबैक प्रयोग करता है
    2. जोड़े गए धनात्मक फीडबैक से, दिशा के अनुसार दो भिन्न दहलीज़ों पर स्विच करता है
    3. इसमें कोई निर्गम संतृप्ति स्तर नहीं होता
    4. इसे द्वि-आपूर्ति चाहिए
    उत्तर देखें

    उत्तर: B — जोड़े गए धनात्मक फीडबैक से, दिशा के अनुसार दो भिन्न दहलीज़ों पर स्विच करता है

    परिभाषित लक्षण जानबूझकर जोड़े गए धनात्मक फीडबैक से शिथिलागुण है: ऊपर जाते समय स्विचिंग दहलीज़ नीचे आते समय की दहलीज़ से भिन्न होती है, और वह अंतराल एकल स्तर के निकट रव को अस्वीकृत करता है। यह ऋणात्मक-फीडबैक (आभासी-लघुपथ) परिपथ नहीं है, फिर भी सिरों तक संतृप्त होता है, और विशेष रूप से द्वि-आपूर्ति नहीं माँगता।

  6. एकस्थिर बहु-कंपायमान, ट्रिगर मिलने पर,

    1. दो अवस्थाओं के बीच अनिश्चित काल तक स्वतः चलता है
    2. स्थिर चौड़ाई की एक निर्गम स्पंद देता है और अपनी स्थिर अवस्था में लौट आता है
    3. स्थायी रूप से टॉगल करता है और लौटने हेतु दूसरा ट्रिगर चाहिए
    4. सतत ज्यावक्र देता है
    उत्तर देखें

    उत्तर: B — स्थिर चौड़ाई की एक निर्गम स्पंद देता है और अपनी स्थिर अवस्था में लौट आता है

    'मोनो' उस एक स्थिर अवस्था का नाम है: ट्रिगर इसे एक स्थिर, RC-निर्धारित अवधि के अस्थायी अवस्था में धकेलता है, जिसके बाद यह स्वयं लौट आता है — दूसरे ट्रिगर की आवश्यकता नहीं। अनिश्चित काल तक स्वतः चलना अस्थिर का वर्णन करता है, स्थायी टॉगल करना द्विस्थिर का, और सतत ज्यावक्र दोलक का वर्णन करता है, बहु-कंपायमान का बिलकुल नहीं।

  7. ज्यावक्रीय दोलकों हेतु बार्कहाउज़ेन कसौटी के विषय में कौन-से कथन सही हैं?

    1. इसे ठीक 1 लूप-लब्धि परिमाण व ठीक 0 (या 360 अंश का गुणज) लूप-कला चाहिए।
    2. वास्तविक दोलक सामान्यतः आरंभ में एकांक से थोड़ी अधिक लूप-लब्धि सहित बनाया जाता है।
    3. केवल यह शर्त रव से दोलन आरंभ होने की गारंटी देती है।
    4. आयाम स्थापित होने पर लब्धि को ठीक 1 पर वापस व्यवस्थित करने वाली सामान्यतः अरैखिकता ही होती है।
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — इसे ठीक 1 लूप-लब्धि परिमाण व ठीक 0 (या 360 अंश का गुणज) लूप-कला चाहिए।; B — वास्तविक दोलक सामान्यतः आरंभ में एकांक से थोड़ी अधिक लूप-लब्धि सहित बनाया जाता है।; D — आयाम स्थापित होने पर लब्धि को ठीक 1 पर वापस व्यवस्थित करने वाली सामान्यतः अरैखिकता ही होती है।

    कसौटी अनवरत-दोलन की शर्त को सही बताती है, और यह सत्य है कि व्यावहारिक अभिकल्प अतिरिक्त लब्धि से आरंभ होते हैं और उसे व्यवस्थित करने हेतु अरैखिकता पर निर्भर करते हैं। पर कसौटी अकेली आरंभ हेतु आवश्यक है, पर्याप्त नहीं — ठंडे आरंभ से ठीक एकांक लब्धि रव से विश्वसनीय रूप से नहीं बढ़ेगी, यही कारण है कि अभिकल्प जानबूझकर इससे अधिक रखते हैं।

  8. कला-बद्ध लूप (PLL) किसी VCO की आवृत्ति को संदर्भ पर लॉक करता है

    1. VCO निर्गम को सीधे संदर्भ से लघुपथित करके
    2. VCO निर्गम व संदर्भ के बीच कला-अंतर को लूप निस्यंदक द्वारा वापस भेजकर
    3. आवृत्तियाँ मिलने तक VCO की आपूर्ति वोल्टेज बढ़ाकर
    4. VCO को क्रिस्टल दोलक से बदलकर
    उत्तर देखें

    उत्तर: B — VCO निर्गम व संदर्भ के बीच कला-अंतर को लूप निस्यंदक द्वारा वापस भेजकर

    PLL का कला-संसूचक VCO निर्गम की कला की संदर्भ से तुलना करता है, और वह त्रुटि, लूप निस्यंदक के बाद, VCO के नियंत्रण-वोल्टेज को तब तक चलाती है जब तक कला (और अतः आवृत्ति) अंतर शून्य न हो जाए — एक संवृत फीडबैक लूप, न कि सीधा संयोजन या पुर्ज़ा-बदलाव।

  9. शॉट रव विशेष रूप से किससे उत्पन्न होता है

    1. प्रतिरोधक में वाहकों की यादृच्छिक तापीय गति
    2. DC धारा में विभव-अवरोध पार करते आवेश-वाहकों की विविक्तता
    3. निम्न आवृत्ति पर प्रभावी त्रुटियाँ व फंसाव-स्थल
    4. दो धारा-लूपों के बीच पारस्परिक प्रेरकत्व
    उत्तर देखें

    उत्तर: B — DC धारा में विभव-अवरोध पार करते आवेश-वाहकों की विविक्तता

    शॉट रव विशेष रूप से DC धारा के किसी संधि या अवरोध को विविक्त आवेश-पैकेटों में पार करने से जुड़ा है। तापीय रव किसी भी प्रतिरोधक में यादृच्छिक-गति स्रोत है; फ्लिकर (1/f) रव निम्न-आवृत्ति, फंसाव-संबंधी स्रोत है; लूपों के बीच पारस्परिक प्रेरकत्व एक बाह्य प्रेरणिक-युग्मन प्रक्रिया है, आंतरिक रव-स्रोत बिलकुल नहीं।

  10. दो परिपथों के बीच प्रेरणिक युग्मन को सबसे अच्छे ढंग से किससे घटाया जाता है

    1. संवेदनशील तार के इर्द-गिर्द भू-संधित चालक कवच
    2. मुड़ी-जोड़ी तार, जो घिरे लूप-क्षेत्र को निरस्त करती है
    3. आपूर्ति वोल्टेज बढ़ाना
    4. निवेश पर एक श्रेणी प्रतिरोधक जोड़ना
    उत्तर देखें

    उत्तर: B — मुड़ी-जोड़ी तार, जो घिरे लूप-क्षेत्र को निरस्त करती है

    प्रेरणिक युग्मन उस लूप-क्षेत्र के अनुपाती होता है जो धारा-प्रवाह को घेरता है, और जाने व लौटने वाले चालकों को साथ मोड़ने से वह क्षेत्र लगभग पूर्णतः निरस्त हो जाता है। कवच इसके बजाय संधारित्रीय (विद्युत-क्षेत्र) युग्मन का मानक उपचार है; शेष दोनों विकल्प किसी भी प्रक्रिया को संबोधित नहीं करते।