‎‎রেকটিফায়ার ফিল্টারিং

বিভিন্ন ফিল্টার সার্কিটসমূহের ওয়েভসেপসহ বর্ণনাঃ

‎‎ রেকটিফায়ার ফিল্টারিং

রেকটিফায়ারের আউটপুট হতে যে ভোল্টেজ পাওয়া যায় তা বিষুদ্ধ ডিসি নয়, বরং তা পালসেটিং ডিসি, তাতে রিপল বিদ্যমান। কিন্তু এই পালসেটিং ডিসি দ্বারা কোন ইলেকট্রনিক লোড চালালে কাংখিত মানের আউটপুট পাওয়া যাবেনা বরং তা ডিসি লোডের জন্য ক্ষতিকর। এই সমস্যা দুর করার জন্য রেকটিফায়ারের আউটপুটকে ফিল্টারিং করে রিপল দুর করা হয়। রিপল বলতে বুঝায় ডিসি ভোল্টেজের এসি কম্পোনেন্ট। সাধারণতঃ রেকটিফায়ারের আউটপুটে লো–পাস ফিল্টার যোগ করে ফিল্টারিং এর কাজ সম্পন্ন করা হয়। ফিল্টার সার্কিটের পরিচয় নিম্নরূপঃ

পরিচয়ঃ

ক্যাপাসিটর এবং ইন্ডাকটরের রিয়াকট্যান্স এসি সিগনালের কম্পাংকের উপর নির্ভরশীল। একারনে এই ডিভাইসগুলিকে ফ্রেকুয়েন্সী সিলেকটিভ ডিভাইস বলা হয়। এসকল রেজিস্টর, ক্যাপাসিটর, ইন্ডাকটরকে বিভিন্ন উপায়ে সংযোগ করে আমরা এমন কিছু বর্তনী সৃষ্টি করতে পারি যা বিশেষ ধর্ম রয়েছে এবং এই ধর্মের কারণে এই সকল সার্কিটের মধ্য দিয়ে নির্দিষ্ট কম্পাংকের তড়িৎ সিগনাল প্রবাহে বাধা প্রাপ্ত হয় এবং কোন নির্দিষ্ট কম্পাংকের সিগনাল সহজে প্রবাহযোগ্য হয়। এইসকল ফ্রেকুয়েন্সী সিলেকটিভ নেটওয়ার্কসমূহ যা নির্দিষ্ট ফ্রেকুয়েন্সী বা ফ্রেকুয়েন্সী ব্যান্ডের তড়িৎ সিগনালের এমপ্লিচুড ও দশা অবস্থার উপর এটেনুয়েশন সৃষ্টি করতে পারে তাদেরকে ফিল্টার বর্তনী বলা হয়।

প্রকারঃ

ফিল্টার বর্তনীসমূহ প্রধাণতঃ দুটি ভাগে বিভক্ত ১) একটিভ ফিল্টার নেটওয়ার্ক এবং ২) প্যাসিভ ফিল্টার নেটওয়ার্ক 

একটিভ ফিল্টার নেটওয়ার্কসমূহে সাধারণতঃ ট্রানজিস্টর এবং অপারেশনাল এমপ্লিফায়ার ইত্যাদি একটিভ কম্পোনেন্টের সাথে কিছু প্যাসিভ কম্পোনেন্ট যেমন রেজিসটর, ক্যাপাসিটর, ইন্ডাকটর ইত্যাদি ব্যবহৃত হয়। এই অংশে আমরা এই বিষয় নিয়ে আলোচনা করবনা।

প্যাসিভ ফিল্টার সমূহে বিভিন্ন প্যাসিভ কম্পোনেন্ট যেমন রেজিস্টর, ইন্ডাকটর, ক্যাপাসিটরের সিরিজ–প্যারলাল সমন্বয় থাকে, কোন একটিভ উপাদান থাকেনা। আমরা এ পাঠে এই বিষয়ে আলোচনা করব, কেননা রেকটিফায়ারের সাথে শুধুমাত্র প্যাসিভ লো–পাস ফিল্টার নেটওয়ার্ক ব্যবহৃত হয়।

প্যসিভ ফিল্টার সার্কিট সমূহ প্রধানতঃ চার ধরণের হয়। যেমনঃ ১) লো–পাস ফিল্টার, ২) হাই–পাস ফিল্টার ৩) ব্যান্ড–পাস ফিল্টার ৪) ব্যন্ড–স্টপ ফিল্টার

উপরোক্ত চার ধরণের প্যাসিভ ফিল্টার নেটওয়ার্ক হতে আমরা শুধুমাত্র লো–পাস ফিল্টার সার্কিট নিয়ে আলোচনা করব কেননা রেকটিফায়ারের রিপল ফিল্টারিং করার জন্য শুধুমাত্র প্যাসিভ লো–পাস ফিল্টার ব্যবহৃত হয়।

১) লো–পাস ফিল্টারঃ

যে ফিল্টার সার্কিট তার মধ্য দিয়ে লো–ফ্রেকুয়েন্সীর সিগনালকে সহজে অতিক্রম করতে দেয় কিন্তু হাই ফ্রেকুয়েন্সীর সিগনালকে বাধা দেয় তাকে লো–পাস ফিল্টার বলে। একারনেই লো–পাস ফিল্টার বর্তনী রেকটিফায়ারের আউটপুট হতে রিপল কম্পোনেন্ট দুর করে স্টেডি ডিসি ভোল্টেজে রূপান্তর করতে পারে।

রেকটিফায়ারের আউটপুটে লো-পাস ফিল্টার হিসাবে নিম্নলিখিত বর্তনীসমূহ অধিক ব্যবহৃত হয়ঃ

১। সিরিজ ইন্ডাকটর ফিল্টার

২। শান্ট ক্যাপাসিটর ফিল্টার

৩। LC ফিল্টার

৪। পাই (π) ফিল্টার

সিরিজ ইন্ডাকটর ফিল্টারঃ

একটি ইন্ডাকটর বা চোক কয়েলকে রেকটিফায়ারের আউটপুট এবং লোডের মধ্যবর্তী স্থানে চিত্রের মত সংযুক্ত করেলে লো–পাস ফিল্টার গঠন করা যায়। আমরা জানি, ইন্ডাকটর হাই ফ্রেকুয়েন্সীর সিগনালকে বাধা দেয় এবং লো–ফ্রিকুয়েন্সীর সিগনালকে সহজে পাস করে। এই বৈশিষ্ট্যের কারনে ইন্ডাকটরের মধ্য দিয়ে ডিসি ভোল্টেজের এসি কম্পোনেন্ট বা রিপলসমূহ বাধা প্রাপ্ত হয়।
                                         

চিত্র হতে দেখা যায়, যখন রেকটিফায়ারের আউটপুট কারেন্ট গড় মান অপেক্ষা বৃদ্ধি পেতে থাকে তখন ইন্ডাকটরে চুম্বকীয় শক্তি সঞ্চিত হতে থাকে এর ফলে কারেন্টের হঠাৎ বৃদ্ধি বাধা প্রাপ্ত হয়। আবার যখন কারেন্ট তার গড় মান অপেক্ষা নিম্নগামী হয় তখন সঞ্চিত এনার্জি হতে আউটপুট সার্কিটে কারেন্ট প্রবাহ হয়। ফলে কারেন্টের দ্রুত পতন বাধা প্রাপ্ত হয়। এই পদ্ধতিতে আউটপুট কারেন্টের ওঠানামা বা রিপল হ্রাস পায়।

এই ধরণের ফিল্টার সার্কিটের রিপল ফ্যাকটরকে নিম্নের সমীকরণের মাধ্যমে প্রকাশ করা হয়।



[উপরোক্ত সমীকরণটিতে f = 50Hz এর জন্য, যেখানে L হেনরীতে এবং RL ওহম এককে]

উপরোক্ত সমীকরণ হতে দেখা যায় (γ) সরাসরি RL এর সাথে এবং L এর সাথে বিপরীতভাবে পরিবর্তন হয়। অর্থাত L বৃদ্ধি করলে রিপল কমে আসে।

শান্ট ক্যাপাসিটর ফিল্টারঃ

রেকটিফায়ার ফিল্টার হিসাবে এই ধরণের ফিল্টার সার্কিট নানাবিধ ইলেকট্রনিক বর্তনীতে সবচে বেশী ব্যবহার হয়। এই পদ্ধতিতে একটি সুবিধাজনক মানের ক্যাপাসিটরকে রেকটিফায়ারের আউটপুটে লোড রেজিস্ট্যান্সের প্যারালালে লাগানো হয়। এই ধরণের ফিল্টারকে কখনো কখনো ক্যাপাসিটর ইনপুট ফিল্টার বলা হয়ে থাকে। ক্যাপাসিটরের গুরুত্বপূর্ণ দুটি বৈশিষ্ট্য হলো ইহা ভোল্টেজের পরিবর্তনকে বাধা দেয় এবং ইহা কিছু চার্জ ধরে রাখে। এই ধরনের ফিল্টার সার্কিটের অপারেশন ক্যাপাসিটরের উপরোক্ত ধর্মসমূহের উপর নির্ভরশীল। যখন একটি ক্যাপাসিটরকে পালসেটিং ডিসির সাথে যুক্ত করা হয় তখন ক্যাপাসিটরটি পালসেটিং ডিসির সম ভোল্টেজে চার্জ হয়, আবার যখন ডিসি রিপলের ভোল্টেজ নিম্নগামী হয় তখন ক্যাপাসিটরটি তার সঞ্চিত চার্জ হতে লোডে কারেন্ট সরবরাহ করে ফলে লোড ভোল্টেজের পরিবর্তন বাধাপ্রাপ্ত হয়। এ প্রকৃয়ায় প্রতি অর্ধ সাইকেলেই ক্যাপাসিটার চার্জিং এবং ডিসচার্জিং প্রকৃয়ায় লোডে কারেন্ট সরবরাহ করে। এভাবে রেকটিফায়ারের আউটপুটের ডিসি রিপল ভোল্টেজের পরিবর্তন বাধাপ্রাপ্ত হয়ে মোটামুটি স্থির মানের ডিসি ভোল্টেজ লোডে প্রয়োগ হয়।
                                         

এই ধরণের ফিল্টার সার্কিটের রিপল ফ্যাকটরকে নিম্নের সমীকরণের মাধ্যমে প্রকাশ করা হয়।



[উপরোক্ত সমীকরণটিতে f = 50Hz এর জন্য, যেখানে L হেনরীতে, RL ওহম এককে এবং C মাইক্রোফ্যারাডে]

সমীকরণ হতে দেখা যায় যে, ফিল্টার সার্কিটের ক্যাপাসিটর এবং লোড রেজিস্টরের মান বৃদ্ধি করে রিপল কমানো সম্ভব। 

** সিরিজ ইন্ডাকটর ফিল্টারের সাথে শান্ট ক্যাপাসিটর ফিল্টারের পার্থক্য হলো সিরিজ ইন্ডাকটর ফিল্টারে লোড রেজিস্ট্যান্সের পরিমান বৃদ্ধির সাথে সাথে রিপল বৃদ্ধি পেত কিন্তু শান্ট ক্যাপাসিটর ফিল্টারে লোড রেজিস্ট্যান্সের মান বৃদ্ধির সাথে সাথে রিপলের পরিমান কমে আসে।

LC ফিল্টারঃ

সিরিজি ইন্ডাকটর এবং শান্ট ক্যাপাসিটর ফিল্টারকে সমন্বয় করে এলসি ফিল্টার তৈরী করা হয়। এর আউটপুটে খুবই নগণ্য মাত্রায় রিপল থাকে এবং খুবই স্টেডি ডিসি পাওয়া যায়। এটি সিরিজি ইন্ডাকটর এবং শান্ট ক্যাপাসিটর ফিল্টার অপেক্ষা উন্নত মানের। ইহা রিপল কারেন্টের জন্য খুবই লো রিয়াকট্যান্স প্রদর্শন করে ফলে রিপল উপাদানগুলি গ্রাউন্ডেড হয় এবং স্টেডি-স্টেট ডিসির জন্য ওপেন সার্কিট হিসাবে কাজ করে ফলে ডিসি কারেন্ট বিনা বাধায় লোডে প্রবাহিত হয়।
                                                
LC ফিল্টারের রিপল ফ্যাকটর নিম্নের সমীকরণের মাধ্যমে প্রকাশ করা হয়,

                                               

এখানে, L হেনরী এবং C মাইক্রোফ্যারাড এককে।

CLC বা (π) পাই ফিল্টারঃ

একটি ইন্ডাকটরের উভয় পার্শ্বে দুটি ক্যাপাসিটরকে চিত্রের মত করে সংযুক্ত করে CLC পাই ফিল্টার গঠন করা যায়। তিনটি কম্পোনেন্ট ক্যাপাসিটর, ইন্ডাকটর এবং ক্যাপাসিটরের সমন্বয়ে গঠিত নেটওয়ার্কটি গ্রীক অক্ষর (π) পাই সদৃশ বিধায় একে পাই ফিল্টার বলা হয়। একে অনেক সময় ক্যাপাসিটর ইনপুট পাই ফিল্টারও বলা হয়ে থাকে।
                                           

ফিল্টারিং এর প্রধান কাজটি সম্পন্ন হয় C1 ক্যাপাসিটরের মাধ্যমে এবং অবশিষ্ট রিপলের অংশ দুরীভূত হয় L এবং C2 এর মাধ্যমে। এই ধরণের ফিল্টার সার্কিট LC ফিল্টারের তুলনায় অধিক উন্নত।

CLC ফিল্টারের রিপল ফ্যাকটর,

                                       

এখানে, L হেনরী, C মাইক্রোফ্যারাড এবং f = 50Hz এককে। পোস্টটি ডাউনলোড করুন নিচের লিংক থেকে