Inductive output tube
इंडक्टिव आउटपुट ट्यूब (आई. ओ. टी.) या क्लिस्ट्रोड एक प्रकार की रैखिक-बीम वैक्यूम ट्यूब है, जो एक क्लिस्ट्रॉन के समान है, जिसका उपयोग उच्च आवृत्ति रेडियो तरंगों के लिए शक्ति प्रवर्धक के रूप में किया जाता है। यह 1980 के दशक में रेडियो ट्रांसमीटरों में उच्च-शक्ति वाले आर. एफ. एम्पलीफायरों के लिए बढ़ती दक्षता आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए विकसित हुआ। आई. ओ. टी. का प्राथमिक व्यावसायिक उपयोग यू. एच. एफ. टेलीविजन ट्रांसमीटरों में होता है, जहां उन्होंने अपनी उच्च क्षमता (35 प्रतिशत से 40 प्रतिशत) और छोटे आकार के कारण ज्यादातर क्लिस्ट्रॉन को बदल दिया है। आई. ओ. टी. क उपयोग कण त्वरकमे सेहो कयल जाइत अछि। वे लगभग 30 किलोवाट निरंतर और 7 मेगावाट स्पंदित बिजली उत्पादन करने में सक्षम हैं और लगभग एक गीगाहर्ट्ज़ तक की आवृत्तियों पर 20-23 dB का लाभ उठाते हैं। इंडक्टिव आउटपुट ट्यूब (आई. ओ. टी.) का आविष्कार 1938 में एंड्रयू वी. हेफ द्वारा किया गया था। बाद में आई. ओ. टी. के लिए एक पेटेंट एंड्रयू वी. हैफ को जारी किया गया और रेडियो कॉर्पोरेशन ऑफ अमेरिका (आर. सी. ए.) को सौंपा गया। 1939 के न्यूयॉर्क विश्व मेले के दौरान आई. ओ. टी. का उपयोग एम्पायर स्टेट बिल्डिंग से मेले के मैदानों में पहली टेलीविजन छवियों के प्रसारण में किया गया था। आर. सी. ए. ने टाइप नंबर 825 के तहत एक छोटे से आई. ओ. टी. को थोड़े समय के लिए व्यावसायिक रूप से बेच दिया। इसे जल्द ही नए विकासों द्वारा अप्रचलित कर दिया गया था, और प्रौद्योगिकी वर्षों तक कमोबेश निष्क्रिय थी। डिजिटल टेलीविजन और हाई-डेफिनिशन डिजिटल टेलीविजन के प्रसारण के लिए विशेष रूप से उपयुक्त विशेषताओं (ब्रॉडबैंड रैखिकता) की खोज के बाद पिछले बीस वर्षों के भीतर प्रेरक आउटपुट ट्यूब फिर से उभरा है। एनालॉग से डिजिटल टेलीविजन प्रसारण में संक्रमण से पहले किए गए शोध में, यह पाया गया कि बिजली, उच्च वोल्टेज एसी पावर ट्रांसमिशन, एसी रेक्टिफायर और फ्लोरोसेंट प्रकाश में उपयोग किए जाने वाले बैलास्ट से विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप ने कम-बैंड वीएचएफ चैनलों (उत्तरी अमेरिका में, चैनल 2,3,4,5, और 6) को बहुत प्रभावित किया, जिससे डिजिटल टेलीविजन के लिए उनका उपयोग करना मुश्किल से असंभव हो गया। ये कम संख्या वाले चैनल अक्सर किसी दिए गए शहर में पहले टेलीविजन प्रसारक होते थे, और अक्सर बड़े, महत्वपूर्ण संचालन होते थे जिनके पास यूएचएफ में स्थानांतरित होने के अलावा कोई विकल्प नहीं होता था। ऐसा करते हुए, इसने आधुनिक डिजिटल टेलीविजन को मुख्य रूप से एक यूएचएफ माध्यम बना दिया, और आईओटी उन ट्रांसमीटरों के बिजली उत्पादन खंड के लिए पसंद की आउटपुट ट्यूब बन गए हैं। आधुनिक 21वीं सदी के आई. ओ. टी. का बिजली उत्पादन आर. सी. ए. द्वारा 1940-1941 में उत्पादित पहले आई. ओ. टी. की तुलना में अधिक परिमाण का है, लेकिन संचालन का मौलिक सिद्धांत मूल रूप से समान है। 1970 के दशक से आई. ओ. टी. को विद्युत चुम्बकीय मॉडलिंग कंप्यूटर सॉफ्टवेयर के साथ डिजाइन किया गया है जिसने उनके विद्युत-गतिकीय प्रदर्शन में बहुत सुधार किया है। यह कैसे काम करता है आई. ओ. टी. एक रैखिक बीम वैक्यूम ट्यूब है। जैसा कि पुराने टेलीविज़न में पाई जाने वाली कैथोड-रे ट्यूब में, इलेक्ट्रॉनों का उत्पादन एक गर्म नकारात्मक इलेक्ट्रोड या कैथोड द्वारा किया जाता है और एक छोर पर एक इलेक्ट्रॉन गन नामक संरचना में एक उच्च सकारात्मक वोल्टेज द्वारा त्वरित किया जाता है, जिससे ट्यूब के नीचे की ओर यात्रा करने वाली एक किरण बनती है। नली के दूसरे छोर पर किरण एक सी. आर. टी. की तरह एक चमकती हुई फॉस्फोर तस्वीर का उत्पादन नहीं करती है, लेकिन एक अनुनाद गुहा से गुजरती है जो अपनी ऊर्जा निकालती है, फिर एक सकारात्मक इलेक्ट्रोड पर हमला करती है और अवशोषित हो जाती है। आई. ओ. टी. को क्लिस्ट्रॉन और ट्रायोड के बीच एक क्रॉस के रूप में वर्णित किया गया है, इसलिए उनके लिए आईमैक का व्यापार नाम, क्लिस्ट्रोड है। उनके पास क्लिस्ट्रॉन की तरह एक इलेक्ट्रॉन बंदूक होती है, लेकिन इसके सामने एक ट्रायोड की तरह एक नियंत्रण ग्रिड होता है, जिसमें लगभग 0.1 मिमी की बहुत करीबी दूरी होती है। ग्रिड पर उच्च आवृत्ति आर. एफ. वोल्टेज इलेक्ट्रॉनों को गुच्छों में जाने देता है। एक बेलनाकार एनोड पर उच्च वोल्टेज डीसी एक क्लिस्ट्रॉन की तरह एक छोटी ड्रिफ्ट ट्यूब के माध्यम से मॉड्यूलेटेड इलेक्ट्रॉन बीम को तेज करता है। यह बहाव नली विद्युत चुम्बकीय विकिरण के पश्चप्रवाह को रोकती है। गुच्छेदार इलेक्ट्रॉन किरण खोखले एनोड के माध्यम से एक अनुनाद गुहा में गुजरती है, जो एक क्लिस्ट्रॉन के आउटपुट गुहा के समान होती है, और एक संग्राहक इलेक्ट्रोड से टकराती है। एक क्लिस्ट्रॉन की तरह, प्रत्येक गुच्छ गुहा में एक समय पर गुजरता है जब विद्युत क्षेत्र इसे धीमा कर देता है, बीम की गतिज ऊर्जा को आर. एफ. क्षेत्र की स्थितिज ऊर्जा में बदल देता है, संकेत को बढ़ाता है। गुहा में दोलन विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा को एक समाक्षीय संचरण रेखा द्वारा निकाला जाता है। एक अक्षीय चुंबकीय क्षेत्र किरण के अंतरिक्ष आवेश के प्रसार को रोकता है। कलेक्टर इलेक्ट्रोड एनोड (डिप्रेस्ड कलेक्टर) की तुलना में कम क्षमता पर होता है जो बीम से कुछ ऊर्जा को पुनर्प्राप्त करता है, जिससे दक्षता बढ़ती है। क्लिस्ट्रॉन से दो अंतर इसे कम लागत और उच्च दक्षता देते हैं। सबसे पहले, क्लिस्ट्रॉन बंचिंग बनाने के लिए वेग मॉड्यूलेशन का उपयोग करता है; इसका बीम करंट स्थिर है। इलेक्ट्रानों को गुच्छे में लाने के लिए कई फीट लंबी एक ड्रिफ्ट ट्यूब की आवश्यकता होती है। इसके विपरीत आई. ओ. टी. एक साधारण ट्रायोड की तरह वर्तमान मॉडुलन का उपयोग करता है; अधिकांश गुच्छे ग्रिड द्वारा किए जाते हैं, इसलिए ट्यूब बहुत छोटी हो सकती है, जिससे इसे बनाना और माउंट करना कम खर्चीला हो जाता है, और कम भारी हो जाता है। दूसरा, चूंकि क्लिस्ट्रॉन में पूरे आर. एफ. चक्र में बीम करंट होता है, इसलिए यह केवल एक अक्षम वर्ग-ए एम्पलीफायर के रूप में काम कर सकता है, जबकि आई. ओ. टी. का ग्रिड अधिक बहुमुखी संचालन मोड की अनुमति देता है। ग्रिड पक्षपाती हो सकता है ताकि चक्र के दौरान बीम धारा को काट दिया जा सके, जिससे यह अधिक कुशल वर्ग बी या एबी मोड में काम कर सके। आई. ओ. टी. में प्राप्त की जाने वाली उच्चतम आवृत्ति ग्रिड-से-कैथोड अंतराल द्वारा सीमित होती है। आर. एफ. विद्युत क्षेत्र के विपरीत दिशा में जाने से पहले इलेक्ट्रॉनों को कैथोड से त्वरित किया जाना चाहिए और ग्रिड को पार करना चाहिए। आवृत्ति की ऊपरी सीमा लगभग है। आई. ओ. टी. का लाभ एक क्लिस्ट्रॉन के लिए 20-23 dB बनाम 35-40 dB है। कम लाभ आमतौर पर कोई समस्या नहीं है क्योंकि 20 डीबी पर ड्राइव पावर (उत्पादन शक्ति का 1 प्रतिशत) की आवश्यकताएं किफायती सॉलिड स्टेट यूएचएफ एम्पलीफायरों की क्षमताओं के भीतर होती हैं। हाल की प्रगति आई. ओ. टी. के नवीनतम संस्करण मल्टीस्टेज डिप्रेस्ड कलेक्टर (एम. एस. डी. सी.) के उपयोग के माध्यम से और भी अधिक दक्षता (60%-70%) प्राप्त करते हैं। एक निर्माता के संस्करण को स्थिर दक्षता प्रवर्धक (सी. ई. ए.) कहा जाता है, जबकि दूसरा निर्माता अपने संस्करण को ई. एस. सी. आई. ओ. टी. (ऊर्जा बचत संग्राहक आई. ओ. टी.) के रूप में बेचता है। एमएसडीसीआईओटी की प्रारंभिक डिजाइन कठिनाइयों को एक संयुक्त शीतलक और इन्सुलेशन माध्यम के रूप में उच्च परावर्तक ट्रांसफॉर्मर तेल के पुनर्चक्रण के उपयोग के माध्यम से दूर किया गया था ताकि निकट दूरी वाले संग्राहक चरणों के बीच धनुषाकार और कटाव को रोका जा सके और ट्यूब के जीवन के लिए विश्वसनीय कम रखरखाव संग्राहक शीतलन प्रदान किया जा सके। पहले के एम. एस. डी. सी. संस्करणों को हवा में ठंडा (सीमित शक्ति) किया जाता था या डी-आयनीकृत पानी का उपयोग किया जाता था जिसे फ़िल्टर किया जाता था, नियमित रूप से आदान-प्रदान किया जाता था और कोई जमने या जंग सुरक्षा प्रदान नहीं की जाती थी। नुकसान कैथोड से थर्मल विकिरण ग्रिड को गर्म करता है। नतीजतन, कम काम करने वाली कैथोड सामग्री वाष्पित हो जाती है और ग्रिड पर घनीभूत हो जाती है। यह अंततः कैथोड और ग्रिड के बीच एक शॉर्ट की ओर ले जाता है, क्योंकि ग्रिड पर जमा होने वाली सामग्री इसके और कैथोड के बीच के अंतर को कम कर देती है। इसके अलावा, ग्रिड पर उत्सर्जक कैथोड सामग्री एक नकारात्मक ग्रिड धारा (ग्रिड से कैथोड में विपरीत इलेक्ट्रॉन प्रवाह) का कारण बनती है। यह ग्रिड बिजली की आपूर्ति को दलदली कर सकता है यदि यह रिवर्स करंट बहुत अधिक हो जाता है, ग्रिड (बायस) वोल्टेज को बदल देता है और इसके परिणामस्वरूप, ट्यूब का संचालन बिंदु। आज के आई. ओ. टी. लेपित कैथोड से लैस हैं जो अपेक्षाकृत कम परिचालन तापमान पर काम करते हैं, और इसलिए वाष्पीकरण दर धीमी होती है, जिससे इस प्रभाव को कम किया जा सकता है। बाहरी ट्यूनिंग गुहाओं वाले अधिकांश रैखिक बीम ट्यूबों की तरह, आई. ओ. टी. आर्सिंग के लिए असुरक्षित होते हैं, और उन्हें आउटपुट गुहाओं में स्थित आर्क डिटेक्टरों से संरक्षित किया जाना चाहिए जो हाइड्रोजन थायराट्रॉन या उच्च-वोल्टेज आपूर्ति में एक ट्रिगर स्पार्क अंतराल के आधार पर एक क्रोबार सर्किट को ट्रिगर करते हैं। क्रोबार परिपथ का उद्देश्य उच्च वोल्टेज बीम आपूर्ति में संग्रहीत भारी विद्युत आवेश को तुरंत डंप करना है, इससे पहले कि यह ऊर्जा एक अनियंत्रित गुहा, संग्राहक या कैथोड चाप के दौरान ट्यूब असेंबली को नुकसान पहुंचा सके। फ्री-इलेक्ट्रॉन लेजर संदर्भ बाहरी लिंक http://www.bext.com/iot-an-old-dream-now-come-true http://www.ebu.ch/departments/technical/trev/trev_273-heppinstall.pdf http://www.davidsarnoff.org/kil-chapter03.html http://www.allaboutcircuits.com/vol_3/chpt_13/11.html http://www.harris.com/view_pressrelease.asp?act=lookup&pr_id=2037 http://epaper.kek.jp/p95/ARTICLES/TAQ/TAQ02.PDF माइक्रोवेव प्रौद्योगिकी टेलीविजन प्रौद्योगिकी वैक्यूम ट्यूब भी देखें।