Monday, April 16, 2018

ඉලෙක්ට්‍රෝනික්ස් IV (Electronics) - 11

අතිරේකය 1 – Breadboard

පරිපථ නිර්මාණයේදී ඉතාම වටිනා කාර්යක් බ්‍රෙඩ්බෝඩ් විසින් සිදු කරයි. පාන් කැපීමේදී පාන් ගෙඩිය තබා ගන්නා ලෑල්ල/ප්ලාස්ටික් කෑල්ල වැනි පෙනුමක් තිබෙන කොටසක් යොදා ගත් නිසා සමහරවිට මීට එම නම ලැබී තිබෙන්නට පුලුවන. ඇත්තටම බ්‍රෙඩ්බෝඩ් ක්‍රමය පටන් ගැන්මේදී “පාන් ලෑලි” මත ඇන ගසා උපාංග සෙලවීම නවතා පහත රූපයේ ආකාරයට තමයි පරිපථ සාදා තිබෙන්නේ

 
ඉලෙක්ට්‍රොනික් උපාංග කිසිවක් පාස්සන්නේ නැතිව යම් පරිපථයක් බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එකක් මත එකලස් කළ හැකිය. එනිසාම ඊට solderless breadboard යන දිගු නමද භාවිතා වේ. විවිධ වර්ණයෙන් හා ප්‍රමාණවලින් බ්‍රෙඩ්බෝඩ් ලබා ගත හැකියි.


සාමාන්‍යයෙන් බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එකක් මත ස්ථිරව පරිපථ සාදන්නේ නැත. නිර්මාණය කරපු යම් පරිපථයක් ඇත්තටම ප්‍රායෝගිකව වැඩ කරනවාදැයි තාවකාලිකව සොයා බැලීමට එය භාවිතා කළ හැකිය. තවද, ඉලෙක්ට්‍රොනික්ස් ඉගෙනීමේදී පරිපථ සාදා අත්හදා බැලීමටද ඉන් හැකිය. කඩදාසියක හෝ පරිගනක තිරයක ඇඳ ඇති යම් පරිපථයක් ඉක්මනින්ම ප්‍රායෝගිකව තාවකාලිකව සාදා අත්හදා බැලීම prototyping ලෙස හැඳින්වේ. එනිසාම, සමහරෙකු මීට prototype board යන නමද ව්‍යවහාර කරනවා. එහෙත් ඇත්තටම ප්‍රොටෝටයිප් බොඩ් යන්නට බ්‍රෙඩ්බෝඩ්වලට අමතරව තවත් එවැනි බෝඩ් කිහිපයක්ද ඇතුලත් වේ (ඒ කියන්නේ ප්‍රොටෝටයිප් බෝඩ් යනු බ්‍රෙඩ්බෝඩ් යන්නට වඩා පුලුල් වචනයක්).

බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එකක් යොදා නොගත්තේ නම්, උපාංග බොහෝවිට පෑස්සීමට සිදු වේ. එවිට එකම උපාංගය නැවත නැවත යොදා ගෙන පරිපථ සෑදීමට නොහැකි වේවි. මෙවිට සමහරෙකු පවසාවි පාස්සන්නේ නැතිව උපාංගවල අග්‍ර වයර් මඟින් “ගැට ගසා” පරිපථය සෑදිය හැකියි කියා. උපාංග තුන හතරක් විතර තිබෙන විට එය කළ හැකි වුවත්, උපාංග ගණන වැඩි වන විට එය කළ නොහැකිය; යම් උපාංගයක් අල්ලන විට (සෙලවෙන විට) ඊට ගැට ගසා තිබෙන වයර් ඇදී තවත් උපාංග එහා මෙහා වී වයර් ෂෝට් වී පරිපථ කොටස් විනාශ වීමට බොහෝ ඉඩකඩ ඇත.

එහෙත් බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එකක් භාවිතා වන විට උපාංග බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එකෙහි ඇති සිහින් සිඳුරු තුලට සවි කරන නිසා, උපාංග සෙල වෙන්නේ නැතිව දෘඩව පවතී. එනිසා උපාංග අග්‍ර එකිනෙකට ෂෝට් වන්නේ නැත.

විශේෂිත ප්ලාස්ටික් වර්ගවලින් බ්‍රෙඩ්බෝඩ් සාදයි. එහි එක් පැත්තක සිඳුරු (perforations) ඇත. උපාංගවල අග්‍ර ඇතුලු කරන්නේ (plugging) මෙම සිඳුරු තුලිනි (එනිසාම, බ්‍රෙඩ්බෝඩ්වලට plugboard කියාද කියනවා) . මෙම ප්ලාස්ටික් කැබැල්ලේ ඇති සිඳුරුවලට යටින් ලෝහමය කොටස් (clips) තිබෙනවා අර උපාංගවල ලෝහමය අග්‍ර තදින් අල්ලා ගන්නට. මෙම සිඳුරුවලට tie points හෙවත් contact points කියාද කියනවා. මෙම ටයි පොයින්ට් සියල්ලම බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එක අභ්‍යන්තරයෙන් යම් සරල රටාවකට එකිනෙකට සම්බන්ද වෙනවා.


බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එක මත දික් අතට මැදින් සිහින් හතරැස් කානුවක් (center divider) තිබෙනවා. ඉන්පසු සිඳුරු පේලි (terminal strip) බොහෝ ගණනක් එම කානුව දෙපස පවතිනවා. සාමාන්‍යයෙන් ඒ සෑම එක් පේලියක සිඳුරු ටික (සාමාන්‍යයෙන් පේලියක සිඳුරු 5ක් තිබේ) විද්‍යුත් වශයෙන් සම්බන්ද වේ.


මැද කානුවට දෙපැත්තේ එක එල්ලේ තිබෙන ළඟම සිඳුරු දෙක අතර දුර සකසා තිබෙන්නේ අයිසීවල පින් ඊට ගාණට සවි වන අයුරිනි. විවිධාකාරයේ පැකේජ තුල අයිසී පවතී. ඉන් dual inline package (DIP) යන ආකාරයෙන් එන අයිසී පහසුවෙන්ම බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එකක මැද කානුව දෙපස සවි කර ගත හැකියි. බොහෝ අයිසී නිපදවන්නේ එහි පින් අතර සම්මත දුරක් පිහිටන සේය. පින් අතර එම දුර lead pitch ලෙස හැඳින්වේ (තාක්ෂණයේදී එක ළඟ ඇති, සලකා බලනු ලබන යම් ස්ථාන දෙකක් අතර ඇති දුර pitch යන නමින් හැඳින්වේ). බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එකේ සිඳුරු අතර දුරද මෙම සම්මත පිච් එකටයි සාදා තිබෙන්නේ. එය අඟල් 0.1 හෙවත් මිලිමීටර් 2.54 කි. තවද, ඩිප් පැකේජ් ආකාරයෙන් එන අයිසීවල පින් පේලි දෙක අතර දුරද සාමාන්‍යයෙන් සම්මත දුරකිනුයි තබන්නේ. බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එකේ කානුව දෙපස පින් සකසා තිබෙන්නේද මෙම අයිසී පලලට සමාන දුරිනි. මෙමඟින් සෑම ඩිපි අයිසී එකක්ම බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එකක සවි කිරීමට හැකි වෙනවා.


සමහරවිට ඩිප් අයිසීවල පින් පේලි මඳක් ඇතුලට හෝ පිටතට නැමී තිබීමට හැකිය. එවිට, ට්වීසරයකින් හෝ උල් අඬුවකින් තනි තනි පින් එක ගානට කෙලින් කළ හැකිය (නැතිනම් බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එකට අයිසී එක සවි කිරීමට නොහැකි වේවි). ඩිප් අයිසී එකක පින් සියල්ල එකවර කෙලින් කරන සරල ටූල් ඇත (ඔබටම එවැන්නක් සාදා ගතද හැකියි). මෙම ටූල් IC pin straightener ලෙස හැඳින්වේ.

කුඩා බ්‍රෙඩ්බෝඩ්වල ඉහත ආකාරයට මැද කානුව දෙපස සිඳුරු පේලි (ටර්මිනල් ස්ට්‍රිප්) ගණනාවක් පවතී. එහෙත් ටයි පොයින්ට් ගණන වැඩි බ්‍රෙඩ්බෝඩ්වල මීට අමතරව බෝඩ් එකේ දෙකෙළවර තවත් පොයින්ට් පේලි 2 බැඟින් පිහිටයි. මෙම පේලි (bus strip) බෝඩ් එකේ දික් අතටයි පවතින්නේ. බෝඩ් එකේ මැද කොටසේ තිබෙන සිඳුරු භාවිතා කෙරෙන්නේ රෙසිස්ටර්, අයිසී, ට්‍රාන්සිස්ටර් ආදි උපාංග සවි කිරීමට වුවත්, මෙම දික් පේලි (බස් ස්ට්‍රිප්) යොදා ගැනෙන්නේ පරිපථයට අවශ්‍ය ධන හා භූගත (ඍන) විදුලි සැපයුම් සම්බන්ද කිරීමටයි. එනිසා power rail යන නමින්ද මෙම පේලි හැඳින්විය හැකිය.

සාමාන්‍යයෙන් මෙම බස් ස්ට්‍රිප් දෙක අසලින් රතු පාටින් හා නිල් (හෝ කලු) පාටින් ඉරි ගසා තිබෙනවා (+ හා - ලකුණුද සහිතව). රතු පාට ඉර දිගේ තිබෙන සියලු සිඳුරු එකිනෙකට සම්බන්ද වේ; එලෙසම නිල් පාට ඉර දිගේ තිබෙන සිඳුරුත් එකිනෙකට සම්බන්ද වේ. රතු පාට සිඳුරු ඔස්සේ ධන විදුලියද, නිල් පාට ඉර දිගේ ඍන විදුලියද ගමන් කරවයි. මෙහිදී ඔබ කරන්නේ, බැටරියේ ධන අග්‍රයට සම්බන්ද කරපු කුඩා වයරයක් බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එකේ රතු පාට ඉරේ ඇති ඕනෑම සිඳුරක් තුලට කනෙක්ට් කිරීමයි. එවිට, එම පේලියේ සෑම සිඳුරකින්ම ධන විදුලිය ලැබේ. එලෙසම නිල් ඉරේ ඕනෑම සිඳුරකට බැටරියේ ඍන අග්‍රය සම්බන්ද කරන්න.

 
ඇත්තටම රතු ඉරට ධනද නිල් ඉරට ඍනද සම්බන්ද කරන්න යැයි කිව්වේ එය සම්මත ක්‍රමය නිසා (රතු පාට ධන බව අප කවුරුත් දන්න දෙයක්නෙ). එහෙත් ඔබට කැමති නම් රතු පාටට ඍනද නිල් පාට සිඳුරුවලට ධන විදුලියද සම්බන්ද කළ හැකියි. එහෙත් සම්මතයන් අනුගමනය කිරීමෙන් කාටත් වාසි මිස අවාසි නැත.

බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එක දෙපසම මෙලෙස රතු නිල් ඉරි සහිතව බස් ස්ට්‍රිප් දෙක බැඟින් තිබෙනවානෙ. එක පැත්තකට සිඳුරු පේලියට ධන හා ඍන විදුලිය සම්බන්ද කළද, බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එකේ අනිත් පැත්තේ රතු හා නිල් සිඳුරු පේලිවලට බලපෑමක් ඇති නොවේ. අවශ්‍ය නම්, වම් පැත්තේ හා දකුණු පැත්තේ සිඳුරු දෙකක් එකිනෙකට වයර් කැබැල්ලකින් සම්බන්ද කරමින් දෙපැත්ත එකිනෙකට කනෙක්ට් කළ හැකියි (පහත රූපයේ රතුපාටින් රවුම් කර තිබෙන කොටස බලන්න). දෙපැත්තකටම එකම වැඩේ කරන පේලි 2 බැඟින් හඳුන්වා දී තිබෙන්නේ පහසුව පිනිසය. මැද කානුවට වම් පැත්තේ උපාංගවලට වම් පැත්තෙන්ද, දකුණු පැත්තේ උපාංගවලට දකුණු පැත්තෙන්ද පහසුවෙන් විදුලි සැපයුම් කනෙක්ට් කළ හැකි වෙනවා.


බ්‍රෙඩ්බෝඩ්වල විවිධත්වයක් පවතිනවා. සමහර ඒවායේ ඉහත විස්තර කළ පරිදි ධන බස් ස්ට්‍රිප් එක හා ඍන බස් ස්ට්‍රිප් එක එක දිගටම තනි ඒකකයක් ලෙස සම්බන්දව පවතී. එහෙත් තවත් සමහර බෝඩ්වල තනි ඒකකයක් ලෙස නොව, ඒකක දෙකක් ලෙස ඒවා සාදා තිබේ. එනිසා මල්ටිමීටරයකින් චෙක් කර බලන්න තමන්ගේ බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එක කුමන ජාතියේ එකක්ද කියා (එය නොදැන සිටියොත් කරදර සිදු වේවි). රතු හා නිල් තනි ඉරි කැබැලි දෙක වෙනුවට, විද්‍යුත් වශයෙන් සම්බන්ද නොවී(බිඳී ) තිබෙන තැන එම පාට ඉරි කැබැලිද කඩා පෙන්වා තිබේවි. ඉහත රූපයේ පෙන්වන බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එකේ පවර් රේල් හඟවන නිල් හා රතු දික් ඉරි කැබැලි මැදින් ඛණ්ඩනය වී තිබෙන අතර, කුඩා වයර් කැබැලි 4ක් මඟින් එක් එක් කොටස් යුගලයන් සම්බන්ද කර ඇති හැටිද බලන්න (කොල පාට රවුම්වලින් පෙන්වා ඇත).

බොහෝ බ්‍රෙඩ්බෝඩ්වල බස් ස්ට්‍රිප් කොටස් වෙන් කර ගලවා දැමිය හැකි පරිදි සකස් කර තිබෙනවා. හොඳින් බලන්න ඔබට පෙනේවි එම කොටස් ගලවන ආකාරය. යට තිබෙන ස්ටිකර් කොටස තරමක් ගලවා, ප්ලාස්ටික් කොටස් එකිනෙකට සවිමත්ව සම්බන්ද කරන “ටැබ්” වලින් ගලවා ගත හැකිය. බ්‍රෙඩ්බෝඩ් ගැන රූප මඟින් ඉගෙන ගත නොහැකිය; රුපියල් තුන් හාරසියක් වැනි මුදලකට ලොකු (ටයිපොයින්ට් 800ක් පමණ තිබෙන) බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එකක් මිලදී ගන්න.

සාමාන්‍යයෙන් විශාල තනි බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එකක ටයිපොයින්ට් 800 ගණනක් ඇත. ඊටත් වඩා විශාල පොයින්ට්/සිඳුරු ගණනක් අවශ්‍ය නම් බ්‍රෙඩ්බෝඩ් කිහිපයක් එකට සවි කර ගත හැකිය. ඒ සඳහා ඉහත බස් ස්ට්‍රිප් ගැලවීමට හා සවි කිරීමට යොදා ගත් ටැබ් ක්‍රමයම යොදා ගැනේ. එක් එක් නිෂ්පාදකයා මෙම ටැබ් කොටස් එකම ස්ථානයේ තිබෙන පරිදි ඒවා නිර්මාණය නොකරන නිසා, සමහරවිට විවිධ නිෂ්පාදකයන්ගෙන් මිලදී ගත් බ්‍රෙඩ්බෝඩ් දෙකක ටැබ් එකිනෙකට සමපාත නොවීමට පුලුවන.


සැමවිටම උපාංග බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එකේ සිඳුරු තුලට සවි කිරීමෙන් පමණක් පරිපථයක් ඒ මත එකලස් කර ගත නොහැකිය. අමතරව කුඩා වයර් කැබැලිද අවශ්‍ය වෙනවා. මෙවැනි වයර් jumper wire ලෙස හැඳින්වේ. රුපියල් 100කට, එකක් අඩි භාගයක් දිගකින් යුතු, විවිධ වර්ණවලින් යුතු, ජම්පර් වයර් තිහ හතලියක් පමණ මිල දී ගත හැකිය (වයරයේ දිග වැඩි වන විට මිලද වැඩි වේ; අඩියක් දිග ජම්පර් වයර් මීට වඩා තරමක් මිල වැඩි එනිසාය). කඩෙන් මිලදී ගන්නා මෙවන් ජම්පර් වයර්වල කෙලවරවල සිහින් ලෝහ කූරු ඇත; එනිසා පහසුවෙන් බ්‍රෙඩ්බෝඩ් සිඳුරු තුලට ඒවා බැස්සවිය හැකිය.


ජම්පර් වයර් ආකාර කිහිපයකින්ද ඇත. එක් වර්ගයකදී වයරයේ දෙකෙලවරම තිබෙන්නේ සිහින් කූරුය. ඒවා male-to-male (M-M) jumper ලෙස හැඳින්වේ. තවත් ආකාරයක් තිබෙනවා දෙකෙලවරම තිබෙන්නේ සිහින් කූරු/පින් බැස්සවිය හැකි සිඳුරුය. මේවා female-to-female (F-F) jumper නමි. තවත් ආකාරයක් තිබෙනවා, එක් කෙලවරක කූරක්ද අනෙක් කෙලවර සිඳුරක්ද සහිතව. මේවා male-to-female (M-F) jumper නම් වේ.


ෆීමේල් කනෙක්ටර් මඟින් ජම්පර් වයර් කිහිපයක් එකිනෙකට කනෙක්ට් කර දිග ජම්පර් වයර් සෑදීමට හැකිය. තවද, බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එකේ සිඳුරු තුලට පින් බස්සවන්නේ නැතිව, පිටත සිට යම් යම් උපාංග බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එකට කනෙක්ට් කරන්නටත් m-f jumper යොදා ගත හැකිය.

එහෙත් මේල්ටුමේල් ජම්පර් නම් තමන්ටම ඉතා පහසුවෙන්ම සාදා ගතද හැකිය. ඒ සඳහා තරමක් ගනකම් (නැමෙන්නේ නැති) තනි මැද කම්බියක් (solid) තියෙන වයරයක් ගෙන, සෙන්ටිමීටරයක් පමණ සුද්ද කර ගත හැකියි. තමන්ට අවශ්‍ය දිගින් යුතුව එම ජම්පර් වයරය සාදා ගත හැකියි.


බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එකක අවාසිද කිහිපයක් ඇත. අධික ධාරාවන් (1A ට වැඩි), අධික වෝල්ටියතාවන් (15V ට වැඩි), හා අධික ජවයන් (5W ට වැඩි) සහිත පරිපථ ප්‍රොටෝටයිප් කිරීමට එය සුදුසු නැත. තවද, අධිවේගවත් සංඥා (සංඥා සංඛ්‍යාතය ඉතා ඉහල) සහිත පරිපථද (10MHz ට වඩා වැඩි) ප්‍රොටෝටයිප් කිරීමට සුදුසු නැත (ඊට හේතුව ඉහල ස්ට්‍රේ අගයන් පැවතීමය - සිඳුරු අතර විශාල ස්ට්‍රේ කැපෑසිටන්ස් පවතී; තවද උපාංගවල අග්‍ර කොට කරන්නේ නැති නිසා එම අග්‍රවලින් ස්ට්‍රේ ඉන්ඩක්ටන්ස් ඇති වේ). තවද, උපාංග ගණන ඉතා විශාල වන විටත් (එනම් ඉතා සංකීර්ණ පරිපථ සඳහාත්) බ්‍රෙඩ්බෝඩ් සුදුසු නැත.

තවද, SMD චිප්, හා ඩිප් පැකේජය නැතිව වෙනත් ආකාරවලින් එන අයිසී වර්ග බ්‍රෙඩ්බෝඩ්වල පහසුවෙන් සවි කළ නොහැකිය. එහෙත් මෙවන් ඍජුවම සපෝට් කරන්නේ නැති උපාංග බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එකකට ගැලපෙන සේ සකසන්නට හැකි adapter වර්ග සාදා තිබේ. පහත රූපයේ දැක්වෙන්නේ එස්එම්ඩී අයිසී එකක් සඳහා වූ ඇඩැප්ටර් එකකි.


ඩිප් අයිසී එකක් සවි කළ හැක්කේ හා යුත්තේ බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එකේ කානුව මැදි කොට ගෙනය. රෙසිස්ටරයක්, කැපෑසිටරයක්, ඉන්ඩක්ටරයක්, ඩයෝඩයක් ආදී උපාංගයක පින් දෙක එකම ස්ට්‍රිප් එකක සිටින සේ සවි කරන්නේ නැත; එවිට එම උපාංගයේ පින් ෂෝට් වේ. හැමවිටම වෙනස් ස්ට්‍රිප් දෙකක යම් උපාංගයක අග්‍ර ඇතුලු කළ යුතුය. එහෙත් මැද කානුව දෙපස එක එල්ලේ ඇති සිඳුරු එකිනෙකට විද්‍යුත් වශයෙන් සම්බන්ද නොවන නිසා, එවැනි සිඳුරු දෙකක් තුලටද උපාංගයක පින් දෙක බැස්සවිය හැකිය.


සමහරවිට 5කට වැඩි පින් ගණනක් එකිනෙකට සම්බන්ද කිරීමට තිබිය හැකිය. එහෙත් එක් ස්ට්‍රිප් එකක සාමාන්‍යයෙන් තිබෙන්නේ සිඳුරු 5කි. එවිට, එකම සිඳුරකට අග්‍ර/කූරු දෙකක් ඇතුලු කිරීමට සිතේවි. එහෙත් එසේ නොකර ජම්පර් වයර් එකකින් තවත් ස්ට්‍රිප් එකක් ඒ සඳහා යොදා ගත හැකිය.
0 Read More »

Sunday, April 15, 2018

සුභ පැතුම් යැවීමේදී මේ ගැනත් සිතන්න

2
අලුත් අවුරුද්ද, වෙසක් හා පොසොන් පොහොයන්, නත්තල, උපන්දිනය, යම් යම් ජයග්‍රහණ ලැබීම්වල ආදීයේදි ඔබට සුභ පැතුම් බොහෝ ලැබී ඇති; ඔබත් බොහෝ අයට සුභ පැතුම් යවා ඇති. ඉස්සර නම්, වෙසක් සුභපැතුම් පත් (වෙසක් කාඩ්) ආදි සුභ පැතුම් පත් තැපෑලෙන් යැව්වත්, අද වන විට ඊමේල්, එස්එම්එස්, ෆේස්බුක් හෝ විවිධ "මැසෙන්ජර්" ඇප් හරහා මෙම සුභපැතුම් හුවමාරු වේ. එය එක්තරා විදියක දුක්ඛිත තත්වයකි. තැපැලෙන් යම් සුභපැතුමක් ලැබෙන විට දැනෙන සතුට ඇත්තෙන්ම විද්‍යුත් වශයෙන් ලැබෙන ඒවායෙන් ලැබෙන්නේ නැත. ඒ නිසා අඩුම ගණනේ අපට ඉතාමත්ම හිතවත් අයට හෝ තැපෑලෙන් සුභපැතුම් යැවීමට හැකි නම් එය වැදගත් වේ. වසරක් තුල අප විවිධ දෑ වෙනුවෙන් වියදම් කරන ප්‍රමාණය බැලුවහම මේ සඳහා වැය වන මුදල සොච්චමකි.

බොහෝ දෙනා එතරම් නොතැකුවත්, සුභපැතුම් යැවීමේ විශාල දෝෂයක් නොදැනුවත්වම සිදු වේ. එනම්, අර ගෙවල්වලට අවුරුදු කෑම අහල පහල ගෙවල්වලින් එවන විට, එම කෑම පිඟන්ම මාරු කර වෙනත් ගෙවල්වලට යවන්නා සේ සුභපැතුම්ද එසේ "ෆෝවර්ඩ්" කරයි. ඇත්තටම එය කිසිසේත් නොකළ යුත්තකි. සුභපැතුමක් යනු යමෙකු වෙනුවෙන් තම සිතේ අවංක සතුටු සිතින් හට ගත් අදහසක් විය යුතුය. අප සුභපැතුම් දහස් ගණනකට යවන්නේ නැහැනෙ (ජනපති, අගමැති, නලුනිලියන් ආදි අය විසින් ලක්ෂ සංඛ්‍යාත පිරිසකට යවන සුභපැතුම් ගැන නොවේ මා කතා කරන්නේ). ඉතිං යවන කෙනා ගැන අප දන්නා නිසා ඔහුට අදාල වන සේ යමක් ලිවිය හැකි නම් එය ඉතා වටිනේය. එම සුභපැතුම ලබන කෙනාගේ හදවතට එය දැනෙනු ඇත මොකද එයා වෙනුවෙන්ම ලියූ එකක්නෙ.

අපේ දුරකතන හා ඊමේල්වලට ඉතා ලස්සන සුභපැතුම් ඇත්තටම ලැබේ. සමහරවිට එකම "ලස්සන" සුභපැතුමම කිහිප දෙනෙකුගෙන්ම ලැබේ අකුරක්වත් වෙනසක් නැතිව. කොතරම් ලස්සන වුවත්, එවන් සුභපැතුමක අර්ථය සුන්ය; එහි අවංක සුභපැතුමක් නැත. තවත් එකෙකුගේ හදවතේ හටගත් දෙයකි එය. ඔබට සුභ පැතුමක් ලස්සනට ලියන්නට නොහැකි නම් ඒ ඒ කෙනාට ගැලපෙන අයුරින් "ෂෂී නංගියේ ඔබට සුභ අලුත් අවුරුද්දක් වේවා", "මචං සුසාන්, උඹටයි උඹේ පවුලේ අයටයි සතුට නිරෝගිකම සපිරි සුභ නව වසරක්" වැනි ඉතා සරල ඔබේම සුභපැතුමක් යවන්න. එවැනි සරල එකක් යැවීමට බැරි නම්, තවෙකෙකුගේ සුබපැතුමක් ෆෝවර්ඩ් කරනවාට වඩා කිසිවක් නොයවා සිටින එක හොඳය. දැන් කලක සිට මා නම් කිසිම හිතවතෙකුට සුභපැතුමක් යවන්නේ නැහැ අර විදියට කොපි කර සුබපැතුම් එවන බව දැනගත් විට.

අපව වැදගත් සේ දැනේ නම්, විනාඩියක් වැනි කෙටි කාලයක් යොදවා කෙටි සුභපැතුමක් ලිවීමට බැරි කමක් නැහැනෙ. කොල්ලෙකු තමන්ගේ පෙම්වතියට කොතරම් ලස්සන සුභපැතුමක් සකස් කර ගෙන යවන්නට උත්සහ කරනවාද බලන්න. සමහරවිට මිතුරන්ගෙන්ද අදහස් හා වචන ඉල්ලා සිටිනවා (මාද ඒ කාලේ මිතුරන්ට එවන් දේට උදව් කර තිබෙනවා). ටක්කෙටම රෑ 12 බලාගෙන සිට සුභපැතුම යැවීමට පෙරුම්පුරා ගෙන සිටිනවා. එය හොඳය (ජීවිත කාලයටම එවන් සැලකිල්ලක් පෙම්වතියට/බිරිඳට ලබා දෙන්නට උත්සහ කළ යුතුය). එතරම්ම කැපවීමක් ඇම්මක් නැති වුවත්, වෙනත් හිතවතෙකුට වුවද සුභපැතිය යුත්තේද එවන් සැලකිල්ලකිනි.

ඇත්තටම කෙනා කෙනාට ගැලපෙන අයුරින් සුභපැතුම් ලිවීම එතරම් අපහසු කටයුත්තක් නොවේ. ඒ කෙනා බබෙකු ලැබෙන්නට සිටින කෙනෙකු විය හැකිය; ළඟදී පිටරටකට යෑමට සිටිය හැකියි; ළඟඳී විවාහ වූ කෙනෙකු විය හැකියි; යම් අසනීප තත්වයකින් පෙලිය හැකිය; අරක්කු බීම ආදී ප්‍රකට කරදරකාරී දුර්ගුණයක් ඇති කෙනෙකු විය හැකිය. මේ ආදී ලෙස සෑම පුද්ගලයාම සුවිශේෂි වේ. ඉතිං, ඒ ඒ අයට දැනෙන්නට දෙයක් ලිවිය හැකියි. උදාහරණයක් ලෙස, සිතන්න ඔබේ මිතුරෙකු සිටිනවා කියා තමන්ගේ කුඩා දරුවන්ට වඩා මුදල් සෙවීමට ප්‍රමුඛතාවක් ලබා දෙන; ඔහුගේ බිරිඳද එලෙසමයි කියා. ඇත්තටම එවැනි මිතුරෙකුට අද මා සුභපැතුමක් යැව්වා "දරුවන් ජීවිතේ ඉතා වැදගත් සේ හිතෙන ‍ඔවුන් සමඟ වැඩිපුර කාලයක් ගත කරන්නට සිතෙන තරමට මොලේ පැහැදෙන සුබ නව වසරක් වේවා" කියා. එය ලියා විනාඩියක් යන්නට පෙර "එල එල" කියා ප්‍රතිචාරයක් ඔහුගෙන ලැබුණි (ඒ කියන්නේ එය ඔහුට දැනී තිබේ). අරක්කු සිගරට් බොන මාගේ තවත් හිතවතෙකුට මා අද සුභ පැතුවේ "අරක්කු සිගරට් ගඳින් තොර මිනිස් සුවඳින් පිරි ලෝකයක සාමාජිකයෙක් වන්නට වරම් ලැබෙන සුබ නව වසරක් වේවා" කියාය. මේ ආදි ලෙස සෑම කෙනෙකුටම යැවූයේ ඔවුනට අවංකවම සුභ පැතුමක්ම සහිත සුබපැතුමකි. කවියකින් සුබපැතුමක් එවා තිබුණු අතර, ඇයට මාද සුභ පැතුවේ කවියකිනි.

එනිසා කාර්යබහුලත්වයෙන් පිරි ජීවිතය තුල යම් කුඩා කාලයක් වැයකොට රසවත් කෙටි තමන්ගේම සුභපැතුමක් ලිවීමෙන් මනසටද සැහැල්ලුවක් ලැබේ.
Read More »

ඉලෙක්ට්‍රෝනික්ස් IV (Electronics) - 10

1
මෙවැනිම තර්ක කිරිල්ලක් ට්‍රාන්සිස්ටරයේ අවුට්පුට් ඉම්පීඩන්ස් අගය හා ස්පීකරය (භාරය) අතරද සිදු කළ යුතුය. එහෙත් මුලින්ම ට්‍රාන්සිස්ටරයේ අවුට්පුට් ඉම්පීඩන්ස් අගය සෙවිය යුතුය. පොදු විමෝචක වින්‍යාසයේදී එම අගය කලෙක්ටර් රෙසිස්ටර් අගයට සමාන යැයි ගත හැකිය. ඒ කියන්නේ rout = Rc වේ.

දැන් ස්පීකරයේ සම්බාදක අගය කලෙක්ටර් අගය මෙන් 10 ගුණයක් විය යුතුද? අප පසුඅධියරයේ සම්බාදක අගය වැඩියෙන් ගන්නේ සංඥාවේ වෝල්ටියතාව ගැන සලකාය. මෙවිට සංඥා ධාරාවට සිදු වන්නේ ඊට විරුද්ධ දේය; එනම්, පසුඅධියරයට ගමන් කරන්නේ සංඥා ධාරාවෙන් කුඩා කොටසකි (පසුඅධියරයේ සම්බාදකය පෙරඅධියරය මෙන් 10 ගුණයක් නම්, ධාරාව 1/10 ප්‍රමාණයකුයි පසුඅධියරයට ගමන් කරන්නේ). එහෙත් වෝල්ටියතාව හා ධාරාව යන දෙකෙහිම සංඥා හැඩය ගැප්ව පවතින නිසා, ඒ දෙකම එකවර අපට සාමාන්‍යයෙන් අවශ්‍ය නැත. එනිසා එකක් කැපකර අනෙකට ප්‍රමුඛතාව දෙයි.

සංඥා හැඩය පරිපථය තුල වැදගත් වුවත්, යම් පරිපථයකින් එම සංඥාව පිට කරන විට හැඩය මෙන්ම සංඥාව තුල ඇති ජවයද වැදගත් වේ. ස්පීකරය යනු පරිපථය හරහා ගමන් කළ සංඥාව අවසාන වශයෙන් පිට වන අවස්ථාවයි. ඒ අනුව ජවයද වැදගත් වේ. “සංඥා හැඩය” වැදගත්වීම හා “හැඩය සමඟ සංඥා ජවය” වැදගත්වීම එක් උපමාවකින් විස්තර කළ හැකිය. සබන් පෙනවලින් ඔබ යම් හැඩයක් මැව්වා යැයි සිතන්න. එම හැඩයම ඔබට හැකියි යකඩයකින් සාදන්නත්. හැඩයෙන් සබන් හා යකඩ නිර්මාණ දෙකම සමාන වුවත්, ශක්තියෙන්/ජවයෙන් යකඩ නිර්මාණය ඉහල බව අමුතුවෙන් කිව යුතු නැහැනෙ. සබන් පෙනෙන් හදපු නිර්මාණය සංඥා වෝල්ටියතාවටත් (හෝ ධාරාව සලකන විට ධාරාවටත්), යකඩෙන් සාදපු නිර්මාණය සංඥා ජවයටත් උපමා වේ.

මෙම පරිපථයෙන් පිට වන සංඥාව යොමු කරන්නේ තවත් ට්‍රාන්සිස්ටරයකට නම් (ඒ කියන්නේ තවමත් සංඥාව පවතින්නේ පරිපථය තුලයි; තවමටත් සංඥාවට පරිපථයෙන් මුලුමනින්ම පිටවීමට අදහසක් නැත), එවිටද සංඥාවේ හැඩය ගැන සැලකිලිමත් වී වෝල්ටියතාවට (හෝ ධාරාවට) ප්‍රමුඛතාව ලැබේවි. එවිට, පසුඅධියරයේ ඉන්පුට් සම්බාදක අගය පෙරඅධියරයේ අවුට්පුට් සම්බාදක අගයට වඩා වැඩි විය යුතුය. එහෙත් මෙම උදාහරණයේදී සංඥාව ස්පීකරයට යන නිසා, සංඥා ජවය ගැන සැලකිල්ලට ගත යුතු නිසා, අපට සිදු වෙනවා සම්බාදක අගයන් දෙක සමාන කිරීමට.

ටහන

Maximum Power Transfer Theorem

පසුඅධියරයේ සම්බාදක අගය පෙරඅධියරයේ සම්බාදක අගයට වඩා වැඩි කරගෙන යන විට වෝල්ටියතා කොටස ක්‍රමයෙන් ඉහල ගියත්, ධාරා කොටස ක්‍රමයෙන් පහල යයි. ජවය = වෝල්ටියතාව x ධාරාව නිසා, එහි ප්‍රතිපලය වන්නේ පෙරඅධියරයෙන් ලැබෙන ජවයෙන් අඩු ප්‍රමාණයක් තමයි පසුඅධියරයට ගමන් කරන්නේ; එය හොඳින්ම පෙනෙනවා වෝල්ටියතාව උපරිම (අනන්තය) කළ විට, ධාරාව අවම (ශූන්‍ය) වන නිසා එම දෙකෙහි ගුණිතය ∞V x 0A = 0W වීමෙන්.

දැන් ඊට ප්‍රතිවිරුද්ධ දේ කළොත් (එනම්, පසුඅධියරයේ ප්‍රතිරෝධය පෙරඅධියරයේ අගයට වඩා අඩු කරගෙන ගියොත්) ධාරා කොටස වැඩි වී වෝල්ටියතා කොටස අඩු වේවි; එයත් පැහැදිලි වෙනවා ධාරාව උපරිම (∞) වී ධාරාව අවම (ශූන්‍ය) වීමෙන් නැවත 0V x ∞A = 0W වීමෙන්. එමඟින්ද සිදු වන්නේ පසුඅධියරයට අඩු ජවයක් සංක්‍රමණය වීමයි.

ඒ කියන්නේ උපරිම ජවයක් සංක්‍රමණය වන්නේ ඉහත අන්ත දෙක අතරමැදි අවස්ථාවකදීය. නම්, සම්බාදක අගයන් දෙක සමාන කරන විට උපරිම ජව ප්‍රමාණයක් පෙරඅධියරයෙන් පසුඅධියරයට සංක්‍රමණය වේ. ඒ සමඟම ජවය සංක්‍රමණය වීමේ කාර්යක්ෂමතාව 50%ක් වේ (සම්බාදක දෙකක් අතරේ ජවය සංක්‍රමණය විය හැකි උපරිම කාර්යක්ෂමතාව මෙය වේ). මෙලෙස සම්බාදක සමාන කරමින් උපරිම ජවය සංක්‍රමණය කරවීම maximum power transfer theorem (උපරිම ජව සංක්‍රමණ න්‍යාය) ලෙස හැඳින් වේ.




ඒ අනුව, ට්‍රාන්සිස්ටරයේ අවුට්පුට් ඉම්පීඩන්ස් අගය ලෙස කලෙක්ටර් ප්‍රතිරෝධ අගය ගත යුතුය. එහෙත් කලෙක්ටර් ප්‍රතිරෝධකයේ පවතින සත්‍ය අගය නිශ්චිත නැති අතර, (කලෙක්ටර් ධාරාව 3.8mA ලෙස ගත් විට), එය 3V / 3.8mA = ඕම් 790 පමණ වේ. ඔබ දැන් මෙම අගයත් ප්‍රායෝගික රෙසිස්ටර් අගයක් බවට පත් කර ගන්නා විට එය ඕම් 820 වේවි (සහනතාව ගැටලු ඇති නොකරන බව පෙනේ විශේෂයෙන්ම ස්මෝල් සිග්නල් වර්ධකවලදී). ඒ අනුව, මෙම උදාහරණයේදී ස්පීකරයේ සම්බාදක අගය ඕම් 800 අවට අගයක් විය යුතු බව පෙනේ. ඊට වඩා බොහෝ අඩු හෝ වැඩි ඕම් ගණනක් ඇති විටත් එය වැඩ කරාවි; නමුත් අකාර්යක්ෂම වේවි.

ඒසී විශ්ලේෂනය අවසන් කිරීමට දැන් අප සංඥා වර්ධනය ගැන බලමු. ධාරා වර්ධනය ගැන අමුතුවෙන් සොයන්නට දෙයක් නැහැනෙ පොදු විමෝචක වින්‍යාසයේදී. එය නිකංම β අගයට සමාන වේ. ගණනය කර කර ඉන්නට දෙයක් නැත. අප සැලසුම් කළ පරිපථයේ වෝල්ටියතා වර්ධනය සොයමු. පොදු විමෝචක වින්‍යාසයේදී වෝල්ටියතා වර්ධනය පහත සූත්‍රයෙන් සෙවිය හැකිය. මෙහි ඍන ලකුණින් අදහස් වන්නේ සංඥාව අපවර්තනය වන බවයි.

re අගය එමිටර් ධාරාව මත රඳා පවතින බව ඔබ දන්නවා. ඒ කියන්නේ එමිටර් ධාරාව වැඩි කරන විට, re අඩු වීමෙන් වෝල්ටියතා වර්ධනය ඉහල යයි. ඉහත සූත්‍රය අනුව, මෙම උදාහරණයේදී වෝල්ටියතා වර්ධනය දළ වශයෙන් 790/6.63 = 120ක් පමණ වේ. කොමන් එමිටර් වින්‍යාසය සඳහා වෝල්ටියතා වර්ධනය සොයන තවත් පහසු ක්‍රමයක් තිබෙනවා. එම සූත්‍රය පහත දැක්වේ (මේ සියලු සූත්‍ර ලබා ගන්නා අයුරු පසුවට පැහැදිලි කෙරේ).


ඉහත සූත්‍රය අනුව වෝල්ටියතා වර්ධනය 40 x 0.0038A x 790R = 120 වේ. බලන්න මෙම අගයත් ඉහත සූත්‍රයෙන් ලැබුණු අගයට සමානයි නේද? ොදු විමෝචක වින්‍යාසයේදී වෝල්ටියතා වර්ධනය සෙවීමට ඉහත දැක්වා ඇති සූත්‍ර දෙකම සමාන බව ඔබ තර්ක කර බැලුවොත් පෙනේවී. ඉහත සමීකරණයේ ඇති 40IC යන කොටස 40IE ලෙසද ලිවිය හැකියිනෙ (IE ඇම්පියර් ඒකකයෙන් වේ). re = 25/IE යන සූත්‍රයේදී ධාරාව දක්වන්නේ මිලිඇම්පියර්වලිනි. මෙවිට 1/re = IE (mA)/25 හෙවත් 1000IE (A)/25 = 40IE වේ. කලෙක්ටර් හා එමිටර් ධාරා ආසන්න වශයෙන් සමාන නිසා එය 40IC ලෙසද සැලකිය හැකිය.

මෙම සූත්‍ර බලන විට අපූරු දෙයක් පෙනේ. එනම්, IC x RC = VC වේ. සාමාන්‍යයෙන් අප එම අගය දළ වශයෙන් සැපයුම් වෝල්ටියතාවෙන් ½ ක් වන සේනෙ තබන්නේ. එවිට, ඉහත සූත්‍රය AV = 40x(0.5VCC) යනුවෙන්ද සෑදිය හැකියි (සැපයුම් වෝල්ටියතාවෙන් ½ ක් නොව වෙනත් පංගුවක් ලෙස තබන්නේ නම් ඒ අනුව සූත්‍රය සුදුසු ලෙස වෙනස් කරන්න).

එවිට, ඉන් අදහස් කෙරෙන්නේ, ට්‍රාන්සිස්ටරය තුල කුමක් සිදු වුවත්, එහි වෝල්ටියතා වර්ධන තීරණය කරන්නේ සැපයුම් වෝල්ටියතාව මඟින් බවයි. ඉතිං සැපයුම් වෝල්ටියතාව ඉහල දැමීමෙන් වෝල්ටියතා වර්ධනයද ඉහල දමා ගත හැකිය. උදාහරණයක් ලෙස, වෝල්ට් 12ක් ගන්නා විට වර්ධනය දැන් ලැබී ඇති අගය මෙන් දෙගුණයක් ලැබේ; ඒ කියන්නේ 240කි.

ව වර්ධනය යනු වෝල්ටියතා හා ධාරා වර්ධන දෙකෙහි ගුණිතයයි. ඒ අනුව, මෙම උදාහරණයේදී සැලසුම් කළ සරල පරිපථයේ ජව වර්ධනය 150 x 120 = 18,000 කි. එවිට, පරිපථයට ඇතුලු වූ මුල්ම සංඥාවේ ජවය නැනෝවොට් 10ක් යැයි සිතුවොත්, ට්‍රාන්සිස්ටරයෙන් පිට වන්නේ 10nW x 18000 = 180μW ක ජවයක් ඇති සංඥාවකි. මෙම පරිපථයේ සත්‍ය අවුට්පුට් ජවය කොපමණදැයි මොහොතකින් ගණනය කරමු.

පොදු විමෝචක වින්‍යාසය සඳහා ජව වර්ධනය පහත සූත්‍රයෙනුත් මැනිය හැකිය. β යනු ධාරා වර්ධනයද, RC/re යනු ඉහතදී පෙන්වා දී ඇති පරිදි වෝල්ටියතා වර්ධනයද වේ.

මෙම පරිපථයේ ඇති ට්‍රාන්සිස්ටරයේ කලෙක්ටරය මත ගොඩනැඟෙන වර්ධිත සංඥාව ගැන සිතන්න. එහි සංඥා වෝල්ටියතාවේ විශාලත්වය වෙත අවධානය යොමු කරමු. එම අගය වනුයේ ඉන්පුට් සංඥාවේ වෝල්ටියතාව මෙන් 120ක ප්‍රමාණයකින් වැඩි වූ (වර්ධනය වූ) අගයකි. උදාහරණයේදී අප ගත්තේ මිලිවෝල්ට් 2ක උපරිම විස්තාරයක් පිට කළ හැකි මයික් එකක්නෙ. ඉතිං, ඉන් මිලිවෝල්ට් 2ක සංඥාවක් ඉන්පුට් කළ විට, ඉන් වැඩිම කොටසක්/භාගයක් ට්‍රාන්සිස්ටරය විසින් උකහා ගන්නා නිසා (පසුඅධියරයේ සම්බාදක අගය පෙරඅධියරයට වඩා බොහෝ විශාල නිසා), අපි උපකල්පනය කරමු එම මිලිවෝල්ට් 2ම ට්‍රාන්සිස්ටරයේ ඉන්පුට් කොටසට ලැබෙනවා කියා. එවිට, 2 x 120 = 240mV ක සංඥාවක් තමයි කලෙක්ටරය මත බිහි වන්නේ.

කලෙක්ටරය මත, සංඥා හෙවත් ඒසී වෝල්ටියතාව 240mV ක් වෙද්දී බයස් හෙවත් ඩීසී හෙවත් නිවාත වෝල්ටියතාව දළ වශයෙන් වෝල්ට් 3ක් ලෙස පවතී; එම නිවාත අගය සංඥා අගයට වඩා 3000mV/240mV = 12.5ගුණයක් විශාල වේ. ඒ අනුව, සංඥාවේ විශාලත්වය නිවාත අගයට වඩා බොහෝ සෙයින් කුඩාය. එනිසයි මෙම වර්ධකය small signal (කුඩා සංඥා) යන නමින් හඳුන්වන්නේ. මා සිතනවා ස්මෝල් සිග්නල් යන සංකල්පය දැන් ඉතා හොඳින් වැටහෙන්නට ඇති කියා.

ස්මෝල් සිග්නල් ආකාරයෙන් ක්‍රියාත්මක වන පරිපථයක (ට්‍රාන්සිස්ටරයක) ඇති හොඳ ලක්ෂණයක් නම්, විවිධ හේතු නිසා න්‍යායාත්මක පරිපථ අගයන් වෙනස් වුවත් (උෂ්ණත්වය නිසා, උපාංගවල සහනතා නිසා), පරිපථයේ ක්‍රියාකාරිත්වයට එය එතරම් බල නොපෑමයි. ඊට හේතුව නිවාත අගයන්ට සාපේක්ෂව සංඥාව කුඩා නිසා නිවාත අගයන් එහේ මෙහේ තරමක් විස්ථාපනය වුවත් සංඥාවේ නිසි පැවැත්මට බාධා සිදු නොවේ. එය උපමාවකින් කියතොත්, ඔබගේ විශාල ගෙය වෙනස්කම්වලට භාජනය වුවත්, එහි වසන කුහුඹින් වැනි සතුන්ට ලොකු වෙනසක් ඇති නොවන්නා සේය.

එහි ඇති තවත් හොඳ ලක්ෂණයක් වන්නේ සංඥාව වර්ධනය වීමේදී විකෘතිය ඉතාම කුඩා වීමයි (ඊට හේතුව පසු පාඩම්වල ඇත). ස්මෝල් සිග්නල් වර්ධකයක ඇති අවාසිය වන්නේ නමින්ම කියන පරිදි, සංඥාව වර්ධනයට ලක් වුවත්, එය තවමත් කුඩා සංඥාවක් වීමයි (එනිසා, large signal amp වල අවශ්‍යතාව පැන නඟී; ඒවා ගැන පසුවට බලමු).

දැන් අපේ පරිපථ විශ්ලේෂනයන් අවසන්ය. එනිසා මෙතෙක් කතා කළ පරිපථ සැලසුම් කිරීම පිළිබඳ දීර්ඝ විස්තරය සාරාංශගත කරමු.

1. මුලින්ම තමන් සවි කරන්නට බලාපොරොත්තු වන ඩයිනමික් මයික්‍රෆෝනයේ (හෝ වෙනත් සංඥා ප්‍රභවයක) උපරිම ඉම්පීඩන්ස් අගය තීරණය කළ යුතුය. මෙහි ඉම්පීඩන්ස් අගය අඩු වන තරමට හොඳය.

2. එම ඉම්පීඩන්ස් අගයට වඩා වැඩි (බොහෝදුරට 10 ගුණයක්) ඉන්පුට් ඉම්පීඩන්ස් අගයක් ලැබෙන පරිදි දළ කලෙක්ටර්/එමිටර් ධාරාව තීරණය කළ යුතුය (ඒ සඳහා වූ සූත්‍ර මා පෙන්වා ඇත).

3. පරිපථයට අවශ්‍ය සැපයුම් වෝල්ටියතාව තීරණය කරන්න. සරල පරිපථයක් නම් එය මෙසේ තීරණය කළ හැකියි - පොදු විමෝචක වින්‍යාසයේ ට්‍රාන්සිස්ටරයක වෝල්ටියතා වර්ධනය තීරණය වන්නේ මෙම සැපයුම් වෝල්ටියතා අගය මත නිසා, ඔබට අවශ්‍ය වෝල්ටියතා වර්ධන ප්‍රමාණය ලැබෙන පරිදි අගයක් තීරණය කළ හැකිය.

4. පෙර ලබා ගත් දළ කලෙක්ටර් ධාරාව බීටා අගයෙන් බෙදා දළ බේස් අගය තීරණය කරන්න. ඉන්පසු, ඉන් නාමික බේස් රෙසිස්ටර් අගය ගණනය කරන්න. එම නාමික අගය ආසන්නතම ප්‍රායෝගික අගයක් බවට පත් කර ගන්න. දැන් එම ප්‍රායෝගික බේස් රෙසිස්ටර් අගය යොදා නැවත සත්‍ය බේස් ධාරාව සොයන්න.

5. සත්‍ය බේස් ධාරාව බීටා අගයෙන් වැඩි කර නැවත සත්‍ය කලෙක්ටර් ධාරාව සොයන්න. එම ධාරාව යොදා ගෙන නාමික කලෙක්ටර් රෙසිස්ටර් අගය සොයන්න. එම නාමික කලෙක්ටර් අගය ආසන්නතම ප්‍රායෝගික රෙසිස්ටර් අගයකට ගන්න/වටයන්න. අවශ්‍ය නම්, දැන් ඔබට සත්‍ය ලෙසම පවතින කලෙක්ටර් වෝල්ටියතාව ගණනය කළ හැකිය.

6. ට්‍රාන්සිස්ටරයේ අවුට්පුට් ඉම්පීඩන්ස් අගයට ගැලපෙන (එනම්, සංඥාව අවසන් වෙනවා නම්, ඉම්පීඩන්ස් අගය සමාන වන ලෙසත්, තවදුරටත් පරිපථය තුලම රැඳේ නම්, ඉම්පීඩන්ස් අගය වැඩි වන ලෙසත්) පසුඅධියර ඉම්පීඩන්ස් අගයක් තැබිය යුතුය.

7. මින්පසු පෙන්වා දෙන්නට යන වැඩිදියුණු කිරීම්ද හැකි තරම් ඇතුලත් කරන්න.

පහත දැක්වෙන්නේ උදාහරණයට ගත් පරිපථය අපේ අවශ්‍යතාවලට ගැලපෙන සේ සැකසූ පසු ලැබෙන ආකාරයයි. මෙම පරිපථය ඉතා අනර්ඝ එකක් නොවේ; ඊට හේතුව එය තවදුරටත් වැඩිදියුණු කළ හැකිය. එය ලෝක ස්වභාවයකි. ඔබ දන්නවා ඕනෑම දෙයක් අපට ඕනෑ තරමක් දක්වා දිගින් දිගටම වැඩිදියුණු කළ හැකියිනෙ. එහෙත් ප්‍රායෝගික ලෝකයේදී එවැනි වැඩිදියුණු කිරීම්වලද සීමාවක් තිබේ මොකද එසේ කරන්නට ගියොත් මුදල්, කාලය, ශ්‍රමය අනවශ්‍ය ප්‍රමාණයට වැය වේ. එනිසා අවශ්‍යතාවේ හැටියට සුදුසු දෙයක් ඒ ප්‍රමාණෙට නිර්මාණය කිරීමටයි උත්සහ කළ යුත්තේ. මා සාමාන්‍යයෙන් කියන්නේ යට ඇඳුම්වලට මල් සැරසිලි කිරීමෙන් පලක් නැත කියාය.

ඉහත පරිපථයේ කැපෑසිටර් දෙකක් ඇතුලත් කර ඇත. ඒවායේ කර්තව්‍ය කුමක් විය හැකිදැයි සිතා බලන්න. සාමාන්‍යයෙන් කැපෑසිටරය යන නම කියවෙනකොටම මතක් වෙන්නේ කැප් එකකින් ඩීසී විදුලිය බ්ලොක් කර ඒසී විදුලියට ගමන් කිරීමට ඉඩ සලසනවා යන්නයි (ඉන්පසුව, කැප් එකක් හරහා යන සංඥාවේ සංඛ්‍යාතය වැඩි වන විට එහි ප්‍රතිබාදය අඩු වන බවත් සිහිපත් වෙනවා). මෙම පරිපථයේදී කැප් දෙකෙන් කරන්නේ ඩීසී බ්ලොකර කර සංඥාවට (ඒසී) ගමන් කිරීමට සැලැස්වීම තමයි.

ස්පීකරය හා ට්‍රාන්සිස්ටර් කලෙක්ටර් අග්‍රය අතර කැපෑසිටරය නැති විට ඇති වන තත්වය විමසා බලන්න. එවිට, කලෙක්ටර් අග්‍රය RC හරහා සැපයුම් විභවයේ ධන අග්‍රයට සම්බන්ද වෙනවාට අමතරව ස්පීකරය (එනම් ස්පීකරයේ ඇති කොයිල් එක) හරහා සැපයුම් විභවයේ භූගතයටද කෙලින්ම සම්බන්ද වේ. එවිට කලෙක්ටර් ධාරාව කලෙක්ටර් අග්‍රයේදී බෙදී යයි. සාමාන්‍යයෙන් ස්පීකරයක් යනුද අඩු ඕම් ගණනක් තිබෙන උපාංගයක් නිසා, කලෙක්ටර් ධාරාවෙන් විශාල කොටසක් ස්පීකරය හරහා භූගත වේ ට්‍රාන්සිස්ටරය හරහා නොගොස්.

එවිට එය ට්‍රාන්සිස්ටර් ක්‍රියාවට බාධාවක් වේ; ට්‍රාන්සිස්ටර් බයස් එක මුලුමනින්ම අවුල් වී යා හැකියි. තවද, ස්පීකරය හරහා නිකංම ඩීසී ධාරාවක් නිරන්තරයෙන්ම ගමන් කිරීම ස්පීකරයටද කිසිසේත් යෝග්‍ය නැත. ස්පීකරයක් හරහා විදුලියක් යවනවා නම් එය සංඥා විදුලිය පමණක් විය යුතුය මොකද සංඥා විදුලියෙන් පමණි ස්පීකරයෙන් අපට අවශ්‍ය කරන ශබ්දය නිපදවිය හැක්කේ. කොටින්ම, ස්පීකරයකට ඩීසී විදුලිය පොඩ්ඩක්වත් අවශ්‍ය නැත.

සටහන
ස්පීකරයකින් ශබ්දය ඇසෙන්නේ එහි ඇති කඩදාසි කෝන් එක විදුලි සංඥාවට අනුව ඉස්සරහට පස්සට කම්පනය වීමෙන් එමඟින් අවට ඇති වාතය කම්පනය කිරීමෙනි. කෝන් එක කම්පනය වන්නේ ඊට ඒසී විදුලියක් ලබා දෙන විටයි.

එහෙත්, ඊට යම් ඩීසී විදුලියක් ලබා දුන් විට සිදු වන්නේ එම කෝන් එක එක පැත්තකට ගමන් කොට දිගටම එම තැනම රැඳී තිබීමයි. සමහරවිට ඩීසී විදුලිය විශාල අගයක් ගනී නම්, ඉන් කෝන් එක එක දිගටම ඇදී තිබීම නිසා විනාශ වන්නටත් පුලුවන්. ඩිසී විදුලිය එතරම් විශාල නැති නම් කෝන් එක විනාශ නොවේවි; නමුත් ඊට යොමු වන සංඥාවට අනුව ලස්සනට කම්පනය වන්නට බාධාවක් වේ; එවිට නිවැරදිව ශබ්දය නිපද වන්නේ නැත. එය හරියට ලස්සනට නටන්නට හැකි පුද්ගලයකු නටන විට කෙනෙකු ඔහුගේ අතින් එකදිගට ඇදගෙන ඉන්නවා සේය; එවිට සුපුරුදු ලස්සනට නටන්නට බැරි වේ.

එනිසා, පෙරඅධියරයේ (එනම් ට්‍රාන්සිස්ටරයේ) ඇති ඩීසී විදුලිය බ්ලොක් කර ස්පීකරය වෙතට සංඥාව පමණක් යැවීමට කැපෑසිටරයක් භාවිතා කළ යුතු වෙනවා. කැපෑසිටරය මෙවැනි අරමුණකින් යොදා ගන්නා විට ඊට ඈදුම් ධාරිත්‍රකය (coupling capacitor) යැයි කියනවා. මෙම කැපෑසිටරයේ අගය කොපමණ විය යුතුද? සරලව කියතොත් හැකි උපරිම ෆැරඩ් අගයක් යෙදුවට කමක් නැත. එහෙත් කැපෑසිටරයක අගය වැඩි වන විට එහි මිලද වැඩි වන නිසා, අපගේ අවශ්‍යතාවට ගැලපෙන අගයක් සෙයා ගත යුතුය. තවද, මෙම කැපෑසිටරයේ තිබිය හැකි අවම අගයක් නම් තිබෙනවා. ඊට වඩා අඩු අගයක් යෙදීම සුදුසු නොවේ. එම අගය මා මීට පෙර කැපෑසිටර් පාඩම්වල සඳහන් කර තිබෙන සූත්‍රයක් භාවිතා කර පහසුවෙන්ම සෙවිය හැකිය (එම පාඩම් නැවත බලන්න). ඒ ගැන නැවත කෙටියෙන් බලමු.

කැපෑසිටරයක් නිකංම ඒසී සංඥාවට තමන් හරහා යන්න දෙන්නෙ නැහැනෙ. ගමන් කරන සංඥාවේ සංඛ්‍යාතය අනුව කැප් එක විසින් යම් ප්‍රතිරෝධයක් (ඊට ධාරිත්‍රක ප්‍රතිබාදය – capacitive reactance – XC යැයි කියනවා) ඇති කරනවා. සංඛ්‍යාතය වැඩි වන විට ප්‍රතිබාදය අඩු වෙනවා. ප්‍රතිබාදය සොයන්නේ XC = 1/(2πfC) යන සූත්‍රයට අනුවයි.

කප්ලිං කැප් එකක් ලෙස ධාරිත්‍රකයක් යොදන විට අපට කිසිසේත් අවශ්‍ය වන්නේ නැහැ ඒ හරහා ගමන් කරන සංඥාවට ප්‍රතිබාදයක් කැප් එක විසින් ඇති කරනවාට. එම ප්‍රතිබාදය හැකි තරම් අවම කළ යුතු වෙනවා. ඒ සඳහා අපට එක්කෝ සංඥා සංඛ්‍යාතය වැඩි කිරීමට සිදු වෙනවා; නැතිනම් කැප් එකේ කැපෑසිටන්ස් එක වැඩි කිරීමට සිදු වෙනවා. එහෙත් අපට බැහැ සංඥාවේ සංඛ්‍යාතය වැඩි කරන්නට. සංඥාව යනු සංඥාවයි; ඊට යම් සංඛ්‍යාතයක් තිබීම අවශ්‍ය නම් ඊට ඉඩ දිය යුතු වෙනවා අප විසින් අනවශ්‍ය කොන්දේසි නොදමා. එහෙත් අපට ඊට වඩා පහසුවෙන් කැප් එකේ ෆැරඩ් ගණන නම් වැඩි කිරීමට හැකියි නේද?

මෙවිට නැවත අප පිහිටන්නේ වර්ස්ට් කේස් සිනාරියෝ එක මතයි. ඒ කියන්නේ පරිපථයේ ගමන් කරන සංඥාවේ තිබිය හැකි (පුරෝකථනය කළ හැකි) අවම සංඛ්‍යාතයයි අප සලකන්නේ. අවම සංඛ්‍යාතයට පහසුවෙන් කැප් එක හරහා යා හැකි නම් ඊට වඩා ඉහල සංඛ්‍යාතයන්ට ඉතාම පහසුවෙන් යා හැකියිනෙ. එවිට, ඉහත සමීකරණයේ f ට ආදේශ කරන්නේ මෙම අවම සංඛ්‍යාතයයි.

අපට එම සමීකරණයෙන් සොයන්නට වෙන්නේ C අගයනෙ. එවිට XC ට යම් සුදුසු අගයක් ආදේශ කළ විට සූත්‍රය පහසුවෙන්ම C = 1/(2πfXC) ලෙසට C උක්ත කර අගයක් ලබා ගත හැකියි. XC ට ආදේශ කරන අගය කුමක්ද? සංඥාව කැපෑසිටරය හරහා ගමන් කරන පසුඅධියරයේ ඉන්පුට් ඉම්පීඩන්ස් අගයට සමාන අගයකි.

මෙම උදාහරණයේ පසුඅධියරයේ ඉම්පීඩන්ස් අගය ඕම් 800ක් පමණ වේ. තවද, මෙම පරිපථය හරහා ගලා යන්නේ ශබ්ද තරංග වේ. එම පරිපථය ශ්‍රව්‍ය පරාසය (මිනිස් කනට ඇසෙන සංඛ්‍යාත පරාසය) තුල ක්‍රියාත්මක කරවන එකක් යැයි උපකල්පනය කළ හැකිය. එවිට, අවම සංඛ්‍යාතය හර්ට්ස් 20 ලෙස ගමු (ඊට වඩා වැඩි හර්ට්ස් ගණනක් ගත්තත් ගැටලුවක් නැත). දැන් අදාල අගයන් සූත්‍රයට ආදේශ කළ විට C = 1/(2x3.14x20x800) = 10μF ලැබේ. ඒ කියන්නේ මයික්‍රොෆැරඩ් 10ට අඩු කැප් එකක් යෙදිය නොහැකිය.

සටහන
ඇත්තෙන්ම ශබ්දය වර්ධනය කිරීමට යොදා ගන්නා සියලුම පෙරවර්ධක ශ්‍රව්‍ය පරාසය තුල පමණක් තිබීමට අවශ්‍ය නැත. විවිධ පර්යේෂණ සඳහා එම පරාසයෙන් පිටත ඇති ශබ්ද සඳහාද මෙවන් පරිපථයක් නිර්මාණය කළ හැකිය. ඒ ඕනෑම අවස්ථාවකදී ඔබට දැනුමක් පවතිනවා තමන් අරමුණු කරන ශබ්දයේ අවම හා උපරිම සංඛ්‍යාත පරාසය ගැන.

කැපෑසිටර්ද රෙසිස්ටර්වල මෙන්ම ඕනෑම අගයකින් ගත නොහැකිය. ඒ සඳහා E12 ශ්‍රේණිගත කැපෑසිටර් අගයන් ලබා ගන්න. එවිට 22μ අගයක කැපෑසිටරයක් යෙදිය හැකිය.

CIN ගැනද කියන්නට තිබෙන්නේ එවැනිම දෙයකි. එමඟින්ද කරන්නේ පෙර හා පසු අධියර දෙකේ පවතින ඩීසී වෝල්ටියතාවන් එම පැතිවලම පවත්වාගෙන යමින් සංඥාවට පමණක් ගමන් කිරීමට ඉඩ දීමයි. එලෙසම COUT ද ගණනය කළ විට, 1/(2x3.14x20x1000) = 8μF ලැබේ. එ් සඳහාද 22μ කැපෑසිටරයක් යොදමු.

ඇත්තටම මෙම පරිපථයේ මයික් එකෙන් නිපදවෙන සංඥා ජවය කොපමණ පමණ වේද? එය ගණනය කළ හැකියි. මයික් එකෙන් නිපදවෙන සංඥාවේ උපරිම වෝල්ටියතාව 2mV ක් බව පැවසුවනෙ; පසුඅධියරයේ සම්බාදකය පෙර අධියරයට වඩා බෙහෙවින් වැඩි නිසා එම වෝල්ටියතාවෙන් අතිශය බහුතරය (සියල්ලම පාහේ) පසුඅධියරය වෙතට ගමන් කරයි. එම වෝල්ටියතාව නිසා ගමන් කරන ධාරාව මයික් එකේ අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධය හා ට්‍රාන්සිස්ටරයේ ඉන්පුට් ඉම්පීඩන්ස් එක හරහා ගමන් කළ යුතු වෙනවා. එවිට ඕම් නියමය අනුව, මයික් එකෙන් ගලන උපරිම ධාරාව වන්නේ 2mV/(1000R + 200R) = 1.6μA පමණ වේ. දැන් p=vi යන සූත්‍රයට අනුව, මයික් එකෙන් ජනනය වන උපරිම සංඥා ජවය වන්නේ 1.6μ x 2mV = 3.2nW පමණ වේ.

මෙය උපරිම ජවයයි (එනම් වෝල්ටියතාවද උපරිම විට, එවිට ධාරාවද සමකලා බැවින් උපරිම වී, එම උපරිම අගයන් දෙකේ ගුණිතයයි). අවශ්‍ය නම් එම අගය rms අගයක් බවට පත් කළ හැකියි එම උපරිම ධාරා හා වෝල්ටියතා අගයන් දෙකේ rms අගයන් වෙන වෙනම සොයා ඒ දෙක එකිනෙකට ගුණ කළොත්. එවිට එම rms ජවය ලෙස, (1.6x0.707)x(2x0.707) = 1.6nW (rms) ලැබේ.

දැන් අපට තවත් අමතර ගැටලුවක් මතු වේ. මෙම අවස්ථාවේදී අප සැලකිය යුත්තේ උපරිම ජවයද නැතිනම් rms ජවයද? ඇත්තටම මෙම දෙකම සැලකිල්ලට ගත හැකිය. එහෙත් අපට ජවය ගැන අවංකම සත්‍යම අදහසක් ගැනීමට අවශ්‍ය නම් ගත යුත්තේ rms ජවයයි. මෙම ජවයන් දෙකෙහි වෙනස මුල් පාඩම්වල මා පෙන්වා දී තිබෙනවා. ඒ අනුව අපි නැනෝවොට් 1.6 යන අගය සලකමු. ජවයට පමණක් නොව, අවස්ථාව අනුව ධාරාවේ හා වෝල්ටියතාවේ උපරිම අගයද rms අගයද ගන්නේ යන්න ඔබටම තීරණය කළ හැකියි.

එවිට ට්‍රාන්සිස්ටරය විසින් එය 1.6nW x 18000 = 28.8μW දක්වා වර්ධනය කර ලබා දේවි (ආසන්න අගයට වැටයූ විට එය මයික්‍රොවොට් 29ක් ලෙස සලකමු). කෙසේ වෙතත්, මෙම මයික්‍රොවොට් 29ක ජවයම ස්පීකරයට සංක්‍රමණය නොවේ. ඒ ඇයි? (වර්ධිත සංඥාව ගැන පමණක් සලකන විට, ට්‍රාන්සිස්ටරය එම සංඥාව නිපදවන සංඥා ප්‍රභවය ලෙස සැලකිය යුතුය. එය සිහියේ තබා ගෙන පහත විස්තරය කියවන්න.)

ස්පීකරයේ හා කලෙක්ටර් රෙසිස්ටරයේ අගයන් සමාන නිසා, ට්‍රාන්සිස්ටරය මඟින් වර්ධිත සංඥාවේ ධාරා ප්‍රමාණයෙන් දළ වශයෙන් අඩක් පමණයි ස්පීකරයට යන්නේ; ඉතිරි භාගය කලෙක්ටර් රෙසිස්ටරය හරහා ගමන් කරයි. අගයන් අසමාන වූවා නම්, එම ප්‍රතිරෝධ අගයන්ගේ අනුපාතයට ප්‍රතිලෝම සමානුපාතිකව මෙම අගයන් පිහිටයි (ධාරා බෙදුම් පරිපථය – current divider circuit). උදාහරණයක් ලෙස, කලෙක්ටර් රෙසිස්ටරය මෙන් දෙගුණයක් වේ නම් ස්පීකරයේ සම්බාදක අගය, එවිට ට්‍රාන්සිස්ටරයෙන් පිටවන සංඥා ධාරාවෙන් 1/(2+1) = 1/3 ක් ස්පීකරය හරහාද ඉතිර් 2/3 කලෙක්ටර් රෙසිස්ටරය හරහාද ගමන් කරාවි. එලෙසම, ස්පීකරයේ සම්බාදක අගය මෙන් 3 ගුණයක් කලෙක්ටර් රෙසිස්ටර් අගය වේ නම්, ¼ ක ධාරා ප්‍රමාණයක් කලෙක්ටර් රෙසිස්ටරය හරහා යන විට ඉතිරි ¾ ක ප්‍රමාණය ස්පීකරය හරහා ගමන් කරාවි.

එලෙසම, සංඥා වෝල්ටියතාවෙන් භාගයක් තමයි ස්පීකරයට යන්නෙත්. සංඥා (ඒසී) විදුලිය සඳහා, ට්‍රාන්සිස්ටරයේ අවුට්පුට් කොටසට කලෙක්ටර් රෙසිස්ටරය හා භාර ප්‍රතිරෝධකය යන දෙකම සමාන්තරගතව තිබෙන්නාක් සේ පෙනේ. එනිසානේ ඉහත ඡේදයේ විස්තර කළ පරිදි සංඥා ධාරාව එම රෙසිස්ටර් දෙක හරහා බෙදී යන්නෙත්. මෙම ප්‍රතිරෝධයේ අගය ඒ හරහා ගමන් කරන ධාරාවෙන් ගුණ කළ විට, එම රෙසිස්ටරය හරහා ඩ්‍රොප් වන වෝල්ටියතාව ලැබේ. එක් ප්‍රතිරෝධයක වෝල්ටියතාව සෙවීම ප්‍රමාණවත්ය; අනෙක් රෙසිස්ටරය දෙපස පිහිටන්නේත් මෙම වෝල්ටියතාවමනෙ. පහත රූපයෙන් මෙම විස්තර තවත් හොඳින් පැහැදිලි වේ. vce අගයත් මෙම සංඥා වෝල්ටියතාවටම සමාන වේ. (නැවත මතක් කර ගන්න මේ අප කතා කරන්නේ ඩීසී බයස් අගයන් නොව ඒසී සංඥාවේ වෝල්ටියතා/ධාරා ගැන පමණක් බව).


භාර ප්‍රතිරෝධය (ස්පීකරයේ සම්බාදක අගය) වෙනස් වන විට භාර ප්‍රතිරෝධය හරහා පිහිටන වෝල්ටියතාව වෙනස් වේ. එලෙසමයි කලෙක්ටර් රෙසිස්ටරයේ අගය වෙනස් වන විටත්. එහෙත් කලෙක්ටර් රෙසිස්ටරය අපට දැන් වෙනස් කරන්නට බැහැනෙ; එතකොට ට්‍රාන්සිස්ටරයේ බයස් එකත් වෙනස් වෙනවා.

හත පැහැදිලි කළ ආකාරයට සම්බාදක ගැලපීම නිසා, සංඥා ධාරාව මෙන්ම සංඥා වෝල්ටියතාවද ස්පීකරයට (භාරයට) ගමන් කරන්නේ ට්‍රාන්සිස්ටරය තුල නිපදවූ ප්‍රමාණවලින් හරි අඩක් බැඟිනි. එවිට ස්පීකරයට ලැබෙන ජව ප්‍රමාණය වන්නේ ½ vs x ½ is = ¼ (vs.is) = ¼ ps යන ප්‍රමාණයයි. ඒ කියන්නේ ට්‍රාන්සිස්ටරය තුල ඇති වන මුලු සංඥා ජවයෙන් (ps ) කාලක් පමණ ප්‍රමාණයකුයි ඇත්තටම ස්පීකරයට සංක්‍රමණය වන්නේ.

මැක්සිමම් පවර් ට්‍රාන්ස්ෆර් න්‍යාය අනුව ¼ ක් නොව, ½ ක් නේද පෙරඅධියරයෙන් පසුඅධියරට යා යුත්තේ සම්බාදක සමාන විට? ඇත්තෙන්ම ධියර දෙක සම්භාදක දෙකක් මඟින් ආදර්ශනය කළ හැකි විට, මැක්සිමම් පවර් ට්‍රාන්ස්ෆර් න්‍යාය ඒ කියපු ලෙසටම අදාල වේ. එහෙත් අපගේ පරිපථය බලන්න. ට්‍රාන්සිස්ටරයෙන් පිටවන සංඥා ධාරාව ස්පීකරයට මෙන්ම කලෙක්ටර් ප්‍රතිරෝධය හරහාද බෙදී ගමන් කරන්නට සිදු වේ; ධාරාව අර්ධයක් වේ. එනිසා සාමාන්‍ය මැක්සිමම් පවර් ට්‍රාන්ස්ෆර් න්‍යායෙන් ලැබුණු අගය නැවත ½ ක් බව පත් වේ.

ා මෙම පරිපථය පරිගනක සිම්‍යුලේෂන් ප්‍රෝග්‍රෑම් එකක් මඟින් විශ්ලේෂනය කර බැලුවා භාර ප්‍රතිරෝධ අගයට විවිධ අගයන් ආදේශ කරමින්. එවිට එම පරිපථය ක්‍රියාත්මක වීමේදී ලැබුණු දත්ත කිහිපයක් පහත දක්වා තිබෙනවා. ඉහත විස්තර කළ කරුණු මෙම දත්ත තුලත් දක්නට ලැබෙනවා නේද? භාර ප්‍රතිරෝධය වෙනස් වන විට භාරය හරහා වෝල්ටියතාව හා ධාරාව වෙනස් වන හැටිත්, භාර වෝල්ටියතාවට සමාන වෝල්ටියතාවක් හැමවිටම කලෙක්ටර් රෙසිස්ටරය හරහා පිහිටන හැටිත් බලන්න. තවද, භාර ප්‍රතිරෝධයේ බලපෑමෙන් ට්‍රාන්සිස්ටරයේ ඉන්පුට් කොටස නිදහස්ය; එනිසයි ib, vb, pi යන ඒකක වෙනස් නොවී තිබෙන්නේ. එලෙස, මෙම වගුවෙන් තවත් රටා මතු කර බලන්න.


සටහන
පරිගනක තාක්ෂණය දියුණු නැති කාලේ පරිපථ නිර්මාණය කරන විට, සෛද්ධාන්තිකව සැලසුම් කළ පරිපථය ඇත්තටම වැඩ කරනවාද යන්න සොයා බැලීමට තිබුණු එකම ක්‍රමය වූයේ එය පරිපථයක් ලෙස සාදා බැලීමයි. ඉන්පසු මල්ටිමීටර්, ඔසිලොස්කෝප් වැනි ටෙස්ටිං උපකරණ යොදා ගෙන එම පරිපථයේ එක් එක් තැන්වල පවතින විභවයන් හා ධාරාවන් මැනිය හැකි වූවා.

එම පරිපථයේ යම් යම් උපාංග වෙනස් කරන විට පරිපථය කෙසේ හැසිරේදැයි සොයා බැලීමට අවශ්‍ය වූ විට, එක් එක් උපාංගය ("කෑල්ල") පරිපථයෙන් ගලවා අලුත් “කෑලි” සවි කර කර නැවත නැවත එකම ක්‍රියාවලිය සිදු කිරීමට අවශ්‍ය වූවා.

බැලූබැල්මටම මෙම පැරණි ක්‍රමය මුදල් මෙන්ම කාලය හා ශ්‍රමයද බොහෝ වැය වන ක්‍රමයක් බව අමුතුවෙන් කිව යුතු නොවේ. එහෙත් දැන් මෙම සම්පූර්ණ ක්‍රියාවලිය අපට සිදු කළ හැකියි පරිගනකයක් ඇසුරින්. ඒ සඳහාම නිපදවූ පරිගනක වැඩසටහන් තිබෙනවා. එවැනි වැඩසටහන් නොමිලේ මෙන්ම මුදලටද ලබා ගත හැකියි.

එහිදී, පරිගනක වැඩසටහනේ අපගේ පරිපථය අඳිනවා/සැලසුම් කරනවා. ඉන්පසු එම පරිපථය ක්‍රියාත්මක කරන්න (රන් කරන්න) යැයි උපදෙස් දෙනවා. පරිගනක වැඩසටහන තුල තිබෙනවා අවශ්‍ය ගණිත සූත්‍ර හා ආකෘති සෑම ඉලෙක්ට්‍රොනික් උපාංගයක් සඳහාම. එමඟින් ඊට හැකියාව තිබෙනවා විදුලිය ඒ ඒ උපාංගවලට යෙදෙන විට කුමක් සිදු වේදැයි ගණනය කරන්නට. ඉතිං පරිපථයක් යනු ඉලෙක්ට්‍රොනික් උපාංග ගොන්නක එකතුවක් නිසා, එම පරිගනක වැඩසටහනට හැකියි සමස්ථ පරිපථ ක්‍රියාකාරිත්වය පරිගනකය මත “මවන්නට”. යම් ප්‍රායෝගික ක්‍රියාකාරිත්වයක් පරිගනක වැඩසටහනක් මඟින් පරිගනකය තුල “මවා පෙන්වීම” simulation යන වචනයෙන් හඳුන්වනවා.

සිම්‍යුලේෂන් නිසා පරිපථ නිර්මාණය ඉතා පහසු, ඉක්මන්, ලාබදායි වී තිබෙනවා. පරිපථය ඇත්තටම කෑලි යොදා ගෙන නිර්මාණය කිරීමට පෙර පරිගනකයෙන් බැලිය හැකියි එහි සමස්ථ ක්‍රියාකාරිත්වය ගැන. වියදම් අධික උපාංග වැරදීමෙන් පිලිස්සී යෑමද ඉන් වැලකෙනවා. කෙසේ වෙතත් මෙවන් සිම්‍යුලේෂන් එකකින්ම බැහැ 100%ක්ම ප්‍රායෝගිකව නිවැරදි පරිපථයක් සාදන්නට. එහෙත් නිවැරදි උපක්‍රම හා විධික්‍රම භාවිතා කරනවා නම්, ඉතාම නිවැරදිව එය කළ හැකිය.

බලන්න භාර ප්‍රතිරෝධය වෙනස් වන විට පරිපථය තුල සංඥා වෝල්ටියතාවන් හා ධාරාවන් වෙනස් වන හැටි. භාරය හරහා පවතින සංඥා ජව ප්‍රමාණය උපරිම වන්නේ පෙර හා පසු සම්බාදක අගයන් සමාන වන අවස්ථාවේදීය. ඒ කියන්නේ මැක්සිමම් පවර් ට්‍රාන්ස්ෆර් න්‍යාය මෙහිදිත් වලංගු වේ; නමුත් ජවයෙන් භාගයක් වෙනුවට ¼ ක් පමණයි ගමන් කරන්නේ. ඉහත දත්ත ප්‍රස්ථාර ගත කළ විට උපරිම ජව සංක්‍රමණය වන අවස්ථාව පහත රූපයේ ආකාරයට දැක්විය හැකිය.


මෙහිදී වැදගත් දෙයක් සිහි තබා ගත යුතුය. එනම්, කලෙක්ටරය හරහා ධාරාවන් දෙකක් ගමන් කරන බවයි. එකක් නම් ඩීසී/නිවාත ධාරාවයි. අනෙක සංඥා ධාරාවයි. ඩීසී ධාරාව කැපෑසිටරය හරහා ගමන් කරන්නේ නැහැනෙ. එනිසා, නිවාත ධාරාව හැමවිටම කලෙක්ටර් රෙසිස්ටරය හරහා විත්, CE හරහා ගොස් එමිටරයෙන් භූගතයට ගමන් කරයි. එහෙත් සංඥා ධාරාව අර කියූ ලෙස RCE හා RL දෙක හරහාම අඩක් බැඟින් බෙදී ගමන් කරයි.

අවසානයේදී ස්පීකරයෙන් ඇත්තටම ශබ්ද තරංග ලෙස පිටවන්නේ මයික්‍රොවොට් ට්‍රාන්සිස්ටරයෙන් පිටවන ජවයෙන් ¼ ක් වන 28.8μW x ¼ = 7.2μW ක් පමණය. සිම්‍යුලේෂන් මඟින් ලැබෙන දත්ත හා අප අතින් ගණනය කර ලබා ගත් අගයන් අතර සුලු වෙනස්කම් පවතී (එය සාමාන්‍ය දෙයකි). ඉන් 38dB SPL /1 meter පමණ සැරක් සහිත ශබ්දයක් පිට වේවි. එය අප සාමාන්‍යයෙන් කතා කරන විට නැගෙන සැරට වඩා අඩු සැරකි.

සටහන

ස්පීකරයක විදුලි ජවය හා ශබ්ද ජවය අතර සම්බන්දය

මයික්‍රොවොට් 1ක් යනු ඉතා කුඩා ජවයක් නේද? යම් විද්‍යුත් සංඥාවක ජවය මයික්‍රොවොට් 1ක් නම්, එම කුඩා සංඥා ජවය ස්පීකරයක් වෙත යොමු කළ විට ඉන් අපට ශබ්ද තරංගවලින් (එනම්, යාන්ත්‍රික තරංග වශයෙන්) මයික්‍රොවොට් 1ක් ලැබේවිද? නැත. ඊට හේතුව, ස්පීකර් යනු ඉතාම ආකාර්යක්ෂම උපකරණයකි. ස්පීකරයකට ඉන්පුට් කරන වොට් ගණනින් 5%ක් වැනි ඉතා කුඩා ප්‍රමාණයකුයි ශබ්ද තරංග බවට පත් වන්නේ; ඉතිරි 95% තාපය වශයෙන් ස්පීකරය තුල හානි වේ.

මේ අනුව ඉහත උදාහරණයේදී ස්පීකරය වෙතට යොමු වන ජවයෙන් 5%ක් වන 7.2μW x 5/100 = 0.26μW වැනි ජව ප්‍රමාණයක් තමයි ඇත්තටම ශබ්දය බවට පත් වන්නේ. නිකමට සිතා බලන්න මයික්‍රොවොට් 1ක ශබ්ද තරංගයක් කොතරම් විශාල/සැර/ප්‍රබල ශබ්දයක් වේවිද? ඒ ගැන හැඟීමක් දළ වශයෙන් ගත හැකිය.

ඇත්තටම ස්පීකරයකින් ඇසෙන ශබ්දය කෙබඳුදැයි වැටහීමක් ගැනීමට සාධක කිහිපයක්ම පවතී. එම ස්පීකරය තිබෙන පරිසරයේ/කාමරයේ තිබෙන බිත්ති හා සීලිංවල තත්වය, ස්පීකරයේ කොලිටිය, පරිපථයේ කොලිටිය, සංඥා සංඛ්‍යාතය ආදිය බලපායි. එහෙත් අප දැන් බලාපොරොත්තු වන්නේ ස්පීකරයට දෙන විදුලි ශක්තියෙන් කොතරම් ශබ්ද තරංග ශක්තියක් ලැබේදැයි දළ වශයෙන් සෙවීමටයි (අනෙක් සාධක සැලකිල්ලට නොගෙන).

ස්පීකරයක වැදගත් දත්ත අතර තිබෙන තවත් වැදගත් දත්තයක් තමයි ස්පීකරයේ සංවේදිතාව (sensitivity). ස්පීකරයක් සම්බන්දයෙන් සංවේදිතාව යනු ඊට දෙන විදුලි වොට් ගණනින් කොපමණ ශබ්ද තරංග ප්‍රමාණයක් ලැබේද යන්නයි. එය අර්ථ දක්වා තිබෙන්නේ යම් ස්පීකරයකට වොට් 1ජවයෙන් යුතු කිලෝහර්ට්ස් 1ක සංඛ්‍යාතයෙන් යුතු විදුලි සංඥාවක් යොමු කළ විට, ස්පීකරයේ සිට හරි කෙලින් මීටර් 1ක් දුරින් ඉන් පිටවන ශබ්දයේ සැර (loudness) කොතරම්ද යන්නයි. මෙම සැර dB SPL නම් ඩෙසිබල් ආශ්‍රිත ඒකකයෙන් මැනේ. මේ පිළිබඳ වැඩි විස්තරයක් අතිරේකයේ ඇත. මෙම දත්තය තුලට ඉහත කතා කළ ස්පීකරයේ කාර්යක්ෂමතාව (එනම්, විදුලි ජවයෙන් කොපමණ ශබ්ද තරංග ජවයක් ඇති කෙරෙන්නේද යන්න) ඇතුලත් වේ.

උදාහරණයක් ලෙස අපි සිතමු 90 dB SPL /1W /1 m (මීටරයකට වොට් එකකට ඩෙසිබල්) සංවේදිතාවක් සහිත ස්පීකරයක් භාවිතා කරනවා කියා. ඒ කියන්නේ මෙම ස්පීකරයට වොට් 1ක විදුලි සංඥාවක් දුන් විට ඉන් ඩෙසිබල් 90ක ශබ්දයක් ලැබේ. ඩෙසිබල්වලින් මැනෙන නිසා ඩෙසිබල් ගැන දැනුමක් තිබීම වැදගත් වේ. තිබෙන විදුලි ශක්තිය (වොට් ගණන) දැන් තිබෙන ප්‍රමාණයට වඩා දෙගුණයකින් වැඩි කරන විට ශබ්දයේ සැර වැඩි වන්නේ 3dB කිනි. එලෙසම විදුලි වොට් ගණන දෙගුණයකින් අඩු වන විට, ශබ්දයේ සැර අඩු වන්නේද -3dBකිනි.

ඒ අනුව, මෙම ස්පීකරයෙන් ඊට ලැබෙන ඕනෑම විදුලි වොට් ගණනක් සඳහා පිට කරන ශබ්දය ගණනය කළ හැකියි. දෙගුණයකින් අඩු කළ විට (එනම් 500mW ක් සඳහා), ශබ්දයේ සැර 90 – 3 = 87db ක් ලැබේ. තවත් දෙගුණයකින් අඩු කළ විට (250mW සඳහා), ශබ්දයේ සැර 87 – 3 = 84db ක් ලැබේවි. ඒ ආදි ලෙස බලන විට, මයික්‍රොවොට් 1ක් සඳහා මෙම ස්පීකරයෙන් ඩෙසිබල් 30ක් වේවි. ජවය 1000කින් 1 පංගුවක් බවට පත් වන විට, ශබ්දයේ සැර ඩෙසිබල් 30කින් අඩු වේ යැයි මතක තබා ගන්න. අප සලකා බැලූ උදාහරණයේදී 7.2μW ක විදුලි ජවයකට ශබ්දයේ සැර ස්පීකරයේ සිට මීටර් 1ක දුරින් සිට අසන විට 38dB SPLක් පමණ වේවි.
Read More »