اس مضمون میں، ہم کرنٹ سینس ایمپلیفائرز اور ڈیفرینشل ایمپلیفائرز کا موازنہ کرتے ہیں، ان کے فن تعمیر، کارکردگی کی خصوصیات اور اطلاق کے فرق کا تجزیہ کرتے ہیں۔ بینڈوڈتھ، کامن موڈ ریجیکشن ریشو (سی ایم آر آر) اور ہائی فریکوئنسی ایپلی کیشنز میں کرنٹ سینس ایمپلیفائرز کے فوائد پر روشنی ڈالی گئی ہے۔

کرنٹ سینس ایمپلیفائر اور ڈیفرینشل امپلیفائر کے درمیان آرکیٹیکچرل فرق

ڈیفرینشل ایمپلیفائرز کے برعکس، جو ان پٹ وولٹیج کو کم کرنے کے لیے ان پٹ ریزسٹر نیٹ ورکس پر انحصار کرتے ہیں، کرنٹ سینس ایمپلیفائر عام طور پر ایک منفرد فن تعمیر کو استعمال کرتے ہیں۔ وہ بڑے اور تیزی سے مختلف کامن موڈ وولٹیجز کو براہ راست ہینڈل کرنے کے لیے ہائی وولٹیج ان پٹ ٹرانزسٹرز کا استعمال کرتے ہیں جبکہ چھوٹے ڈیفرینشل شنٹ وولٹیجز کو درست طریقے سے بڑھاتے ہیں (شکل 1)۔

شکل 1. کرنٹ سینس یمپلیفائر کی مثال

ڈیفرینشل ایمپلیفائرز میں، ان پٹ ڈیفرینشل سگنل کو پہلے ایک ریزسٹر نیٹ ورک کے ذریعے کم کیا جاتا ہے، پھر آؤٹ پٹ پر حتمی سگنل ایمپلیفیکیشن حاصل کرنے کے لیے اضافی فائدہ کے ساتھ اصل ان پٹ کی سطح پر واپس بڑھایا جاتا ہے۔ کم شدہ ان پٹ کو اس کے اصل سگنل کے طول و عرض میں بحال کرنے سے اندرونی ایمپلیفائر کے گین بینڈوتھ پروڈکٹ کا کچھ حصہ استعمال ہوتا ہے، اضافی فائدہ حاصل کرنے کے لیے بینڈوتھ کی قربانی دینا۔

اس کے برعکس، کرنٹ سینس ایمپلیفائر اپنے ہائی وولٹیج ان پٹ ٹرانجسٹروں کی وجہ سے سگنلز کو کم نہیں کرتے، سگنل کے طول و عرض کو بحال کرنے کے لیے اضافی فائدہ کی ضرورت کو ختم کرتے ہیں۔ یہ اندرونی اوپ-امپ کو سگنل پروردن کے لیے مزید بینڈوتھ کو برقرار رکھنے کی اجازت دیتا ہے۔

کرنٹ سینس ایمپلیفائرز کی کارکردگی کے فوائد

بینڈوتھ کا فائدہ: مثال کے طور پر، AD8206 ڈیفرینشل ایمپلیفائر میں 3 kHz کا چھوٹا سگنل -100dB بینڈوتھ ہے، جبکہ AD8210 کرنٹ سینس ایمپلیفائر 450 kHz کی بینڈوتھ پیش کرتا ہے۔ کرنٹ سینس ایمپلیفائرز کی بڑھتی ہوئی بینڈ وڈتھ انہیں ہائی فریکوئنسی ایپلی کیشنز یا ایسے منظرناموں کے لیے مثالی بناتی ہے جن میں تیز کرنٹ ٹرانزینٹس کا پتہ لگانے کی ضرورت ہوتی ہے۔

ہائی کامن موڈ ریجیکشن ریشو (سی ایم آر آر): کرنٹ سینس ایمپلیفائر عام طور پر اعلیٰ سی ایم آر آر کی نمائش کرتے ہیں، عام طور پر 100 ڈی بی سے 120 ڈی بی یا اس سے زیادہ کی حد میں، جب کہ زیادہ تر ڈیفرینشل ایمپلیفائرز کا سی ایم آر آر 80 ڈی بی اور 100 ڈی بی کے درمیان ہوتا ہے۔

کامن موڈ وولٹیج رینج: کرنٹ سینس ایمپلیفائرز کی بڑی بینڈوتھ کے لیے ٹریڈ آف اندرونی کشینن نیٹ ورکس کی عدم موجودگی ہے۔ یہ تفریق امپلیفائر کے مقابلے میں انتہائی اعلیٰ کامن موڈ ان پٹ وولٹیجز کو قبول کرنے کی ان کی صلاحیت کو محدود کرتا ہے۔ تاہم، کرنٹ سینس ایمپلیفائر اب بھی ہائی کامن موڈ وولٹیج رینجز کو سپورٹ کرتے ہیں، عام طور پر 80 V اور 100 V کے درمیان۔

تیزی سے بدلتی کرنٹ پیمائش میں کرنٹ سینس ایمپلیفائر کے فوائد

کرنٹ سینس ایمپلیفائر عام طور پر بڑے سوئچنگ کرنٹ کی پیمائش کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ بوجھ کے اونچے حصے پر ان دھاروں کی پیمائش کرتے وقت، شنٹ ریزسٹر میں کامن موڈ وولٹیج زمینی سطح اور سپلائی وولٹیج کے درمیان تیزی سے اتار چڑھاؤ آ سکتا ہے۔

یہ تیز رفتار تبدیلیاں ایمپلیفائر کے ان پٹ پر اہم عارضی تبدیلیاں لا سکتی ہیں۔ بعض صورتوں میں، کامن موڈ وولٹیج ٹرانزینٹس خود سگنل کے طول و عرض سے تجاوز کر سکتے ہیں۔ مثالی طور پر، یمپلیفائر کو صرف ایک آؤٹ پٹ تیار کرنا چاہیے جو ایمپلیفائیڈ ڈیفرینشل سینس وولٹیج کی عکاسی کرے۔ تاہم، عملی ایپلی کیشنز میں، آؤٹ پٹ ایک مشترکہ موڈ قدمی ردعمل کی نمائش کر سکتا ہے۔

کرنٹ سینس ایمپلیفائر تیزی سے بدلتے ہوئے کامن موڈ وولٹیج کے مراحل کی وجہ سے کامن موڈ کے عارضی اسپائکس کو دبانے میں مہارت رکھتے ہیں، جو انہیں تیزی سے مختلف طول و عرض کے ساتھ کرنٹ سینسنگ ایپلی کیشنز کے لیے خاص طور پر موزوں بناتے ہیں۔

تھری فیز موٹر کنٹرول سسٹمز میں کرنٹ سینس ایمپلیفائر کا اطلاق

تیز رفتار کامن موڈ وولٹیج سوئچنگ کی ایک اہم مثال تین فیز موٹر کنٹرول سسٹم کی فیز کرنٹ پیمائش میں ہوتی ہے۔ اس طرح کے سسٹمز میں، کنٹرولر موٹر کے ہر فیز کو چلانے کے لیے پلس وائیڈتھ ماڈیولیشن (PWM) سگنلز انورٹر اسٹیج پر بھیجتا ہے (شکل 2)۔

شکل 2. تھری فیز موٹر کنٹرول کرنٹ سینسنگ

ایک شنٹ ریزسٹر کو موٹر کے ساتھ سیریز میں رکھا جاتا ہے تاکہ اس کے پار ڈیفرینشل وولٹیج کی پیمائش کی جا سکے، جو فوری کرنٹ فیڈ بیک فراہم کرتا ہے۔ یہ تاثرات کنٹرولر کو ہر سگنل کے مرحلے کا تعین کرنے کے قابل بناتا ہے۔ جیسے ہی ہر PWM پلس آتا ہے، شنٹ ریزسٹر پر کامن موڈ وولٹیج تیزی سے پوری سپلائی رینج میں، V- سے V+ تک بدل جاتا ہے۔ یہ تیز رفتار پی ڈبلیو ایم ٹرانزیشنز ہائی بینڈوڈتھ کے ساتھ ایمپلیفائرز کا مطالبہ کرتی ہیں اور بڑھتے ہوئے اور گرتے ہوئے کناروں کے دوران عارضی اوور شوٹس کو مؤثر طریقے سے دباتی ہیں۔