एनालॉग इलेक्ट्रॉनिक्स
एनालॉग इलेक्ट्रॉनिक्स (American English: एनालॉग इलेक्ट्रॉनिक्स) डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्स के विपरीत सतत फंक्शन वेरिएबल सिग्नल वाले इलेक्ट्रॉनिक्स सिस्टम हैं, जहां सिग्नल सामान्यतः बाइनरी कोड लेते हैं। एनालॉग शब्द सिग्नल और वोल्टेज या धारा के मध्य आनुपातिक संबंध का वर्णन करता है जो सिग्नल का प्रतिनिधित्व करता है। एनालॉग शब्द से लिया गया है Greek: word ανάλογος pronounced [n](एनालॉग्स) का अर्थ आनुपातिक है।[1]
एनालॉग सिग्नल
एनालॉग सिग्नल सिग्नल की जानकारी को संप्रेषित करने के लिए माध्यम की कुछ विशेषताओं का उपयोग करता है। उदाहरण के लिए, बैरोमीटर एनेरॉइड बैरोमीटर वायुमंडलीय दबाव में परिवर्तन की जानकारी देने के लिए सिग्नल के रूप में सुई की कोणीय स्थिति का उपयोग करता है।[2] विद्युत सिग्नल अपने वोल्टेज, धारा, आवृत्ति या कुल चार्ज को परिवर्तित कर जानकारी का प्रतिनिधित्व कर सकते हैं। सूचना को किसी अन्य भौतिक रूप (जैसे ध्वनि, प्रकाश, तापमान, दबाव, स्थिति) से ट्रांसड्यूसर द्वारा विद्युत सिग्नल में परिवर्तित किया जाता है जो प्रकार की ऊर्जा को दूसरे (जैसे माइक्रोफोन) में परिवर्तित करता है।[3]
सिग्नल किसी दी गई सीमा से कोई भी मान लेते हैं, और प्रत्येक अद्वितीय सिग्नल मान भिन्न-भिन्न जानकारी का प्रतिनिधित्व करता है। सिग्नल में कोई भी परिवर्तन सार्थक होता है, और सिग्नल का प्रत्येक स्तर उस घटना के भिन्न स्तर का प्रतिनिधित्व करता है जिसका वह प्रतिनिधित्व करता है। उदाहरण के लिए, मान लीजिए कि सिग्नल का उपयोग तापमान का प्रतिनिधित्व करने के लिए किया जा रहा है, जिसमें वोल्ट डिग्री सेल्सियस का प्रतिनिधित्व करता है। ऐसी प्रणाली में, 10 वोल्ट 10 डिग्री का प्रतिनिधित्व करेगा, और 10.1 वोल्ट 10.1 डिग्री का प्रतिनिधित्व करता है।
एनालॉग सिग्नल को संप्रेषित करने का अन्य विधि मॉड्यूलेशन का उपयोग करना है। इसमें, कुछ बेस कैरियर सिग्नल के गुणों में से परिवर्तित हो गया है: आयाम मॉड्यूलेशन (एएम) में स्रोत जानकारी द्वारा साइनसॉइडल वोल्टेज तरंग के आयाम को परिवर्तित करना सम्मिलित है, आवृत्ति मॉड्यूलेशन (एफएम) आवृत्ति को परिवर्तित करता है। अन्य तकनीकों, जैसे कि फेज मॉड्यूलेशन या कैरियर सिग्नल के फेज को परिवर्तित करना, इसका भी उपयोग किया जाता है।[4]
एनालॉग ध्वनि रिकॉर्डिंग में, माइक्रोफोन से कोलिसन होने ध्वनि के दबाव में भिन्नता इसके माध्यम से निकलने वाले धारा या इसके पार वोल्टेज में समान भिन्नता उत्पन्न करती है। ध्वनि के आयतन में वृद्धि से धारा या वोल्टेज का उतार-चढ़ाव समान तरंग या आकार रखते हुए आनुपातिक रूप से बढ़ जाता है।
यांत्रिकी, वायवीय, हाइड्रोलिक और अन्य प्रणालियाँ भी एनालॉग संकेतों का उपयोग कर सकती हैं।
इनहेरेंट ध्वनि
एनालॉग सिस्टम में सदैव ध्वनि (इलेक्ट्रॉनिक्स) सम्मिलित होता है जो यादृच्छिक अस्तव्यस्तता या भिन्नता है, कुछ परमाणु कणों के जॉनसन-निक्विस्ट ध्वनि के कारण होता है। चूंकि एनालॉग सिग्नल के सभी रूपांतर महत्वपूर्ण हैं, कोई भी अस्तव्यस्तता मूल सिग्नल में परिवर्तन के समान है और इसलिए ध्वनि के रूप में प्रकट होता है।[5] जैसे-जैसे सिग्नल को कॉपी किया जाता है और फिर से कॉपी किया जाता है, या लंबी दूरी पर प्रसारित किया जाता है, ये यादृच्छिक परिवर्तन अधिक महत्वपूर्ण हो जाते हैं और सिग्नल में क्षय का कारण बनते हैं। ध्वनि के अन्य स्रोतों में अन्य संकेतों से क्रॉसस्टॉक या व्यर्थ डिज़ाइन किए गए अवयव सम्मिलित हो सकते हैं। विद्युत चुम्बकीय परिरक्षण और कम ध्वनि वाले एम्पलीफायरों (एलएनए) का उपयोग करके इन अस्तव्यस्तता को कम किया जाता है।[6]
एनालॉग बनाम डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्स
चूंकि जानकारी को एनालॉग और डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्स में भिन्न-भिन्न विधि से एन्कोड किया गया है, इसलिए जिस तरह से वह सिग्नल को प्रोसेस करते हैं वह भिन्न-भिन्न होता है। सभी ऑपरेशन जो एनालॉग सिग्नल पर किए जा सकते हैं जैसे एम्पलीफायर, इलेक्ट्रॉनिक फिल्टर, लिमिटिंग, और अन्य, डिजिटल डोमेन में भी डुप्लिकेट किए जा सकते हैं। प्रत्येक डिजिटल परिपथ भी एनालॉग परिपथ होता है, जिसमें किसी भी डिजिटल परिपथ के व्यवहार को एनालॉग परिपथ के नियमों का उपयोग करके समझाया जा सकता है।
माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक के उपयोग ने डिजिटल उपकरणों को सस्ता और व्यापक रूप से उपलब्ध कराया है।
ध्वनि
एनालॉग परिपथ पर ध्वनि (इलेक्ट्रॉनिक्स) का प्रभाव ध्वनि के स्तर (लघुगणक मात्रा) का कार्य है। ध्वनि का स्तर जितना अधिक होता है, एनालॉग सिग्नल उतना ही व्यर्थ होता है, धीरे-धीरे कम उपयोगी होता जा रहा है। इस कारण से, एनालॉग सिग्नल को उत्तमता से विफल होने के लिए कहा जाता है। एनालॉग सिग्नल में अभी भी बहुत उच्च स्तर के ध्वनि के साथ सुगम जानकारी हो सकती है। दूसरी ओर, डिजिटल परिपथ ध्वनि की उपस्थिति से बिल्कुल भी प्रभावित नहीं होते हैं जब तक कि निश्चित सीमा तक नहीं पहुंच जाता है, जिस बिंदु पर वह विनाशकारी रूप से विफल हो जाते हैं। डिजिटल दूरसंचार के लिए, त्रुटि का पता लगाने और सुधार कोडिंग योजनाओं और एल्गोरिदम के उपयोग से ध्वनि सीमा को बढ़ाना संभव है। फिर भी, अभी भी बिंदु है जिस पर लिंक की विकट विफलता होती है।[7][8]
डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्स में, क्योंकि सूचना परिमाणीकरण (सिग्नल प्रोसेसिंग) है, जब तक सिग्नल मूल्यों की सीमा के अंदर रहता है, यह उसी जानकारी का प्रतिनिधित्व करता है। डिजिटल परिपथ में ध्वनि को कम करने या हटाने के लिए प्रत्येक लॉजिक गेट पर सिग्नल को पुनर्जीवित किया जाता है।[9] एनालॉग परिपथ में, एम्पलीफायरों के साथ सिग्नल हानि को पुन: उत्पन्न किया जा सकता है। चूँकि, पूरे सिस्टम में ध्वनि संचयी होता है और एम्पलीफायर स्वयं अपने ध्वनि के आंकड़े के अनुसार ध्वनि को जोड़ देता है।[10][11]
प्रेसिजन
विभिन्न कारक प्रभावित करते हैं कि सिग्नल कितना स्पष्ट है, मुख्य रूप से मूल सिग्नल में उपस्थित ध्वनि और प्रसंस्करण द्वारा जोड़ा गया ध्वनि (सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात देखें)। मौलिक भौतिक सीमाएं जैसे कि अवयवो में शॉट ध्वनि एनालॉग संकेतों के संकल्प को सीमित करता है। डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्स में सिग्नल का प्रतिनिधित्व करने के लिए अतिरिक्त अंकों का उपयोग करके अतिरिक्त स्पष्टता प्राप्त की जाती है। अंकों की संख्या में व्यावहारिक सीमा एनालॉग-टू-डिजिटल कनवर्टर या एनालॉग-टू-डिजिटल कनवर्टर (एडीसी) के प्रदर्शन से निर्धारित होती है, क्योंकि डिजिटल संचालन सामान्यतः स्पष्टता के हानि के बिना किया जा सकता है। एडीसी एनालॉग सिग्नल लेता है और इसे बाइनरी नंबरों की श्रृंखला में परिवर्तित हो जाता है। एडीसी का उपयोग साधारण डिजिटल डिस्प्ले डिवाइस में किया जा सकता है, उदाहरण G, थर्मामीटर या लाइट मीटर किन्तु इसका उपयोग डिजिटल साउंड रिकॉर्डिंग और डेटा अधिग्रहण में भी किया जा सकता है। चूँकि, डिजिटल-से-एनालॉग कनवर्टर या डिजिटल-से-एनालॉग कनवर्टर (डीएसी) का उपयोग डिजिटल सिग्नल को एनालॉग सिग्नल में परिवर्तित करने के लिए किया जाता है। डीएसी बाइनरी नंबरों की श्रृंखला लेता है और इसे एनालॉग सिग्नल में परिवर्तित करता है। ऑप-एम्प के गेन-कंट्रोल सिस्टम में डीएसी मिलना सामान्य बात है जिसका उपयोग डिजिटल एम्पलीफायरों और फिल्टर को नियंत्रित करने के लिए किया जा सकता है।[12]
डिजाइन संचार
एनालॉग परिपथ सामान्यतः डिजाइन करने के लिए कठिन होते हैं, अवधारणा के लिए तुलनीय डिजिटल सिस्टम की तुलना में अधिक कौशल की आवश्यकता होती है।[13] यह मुख्य कारणों में से है कि डिजिटल सिस्टम एनालॉग उपकरणों की तुलना में अधिक सामान्य हो गए हैं। एनालॉग परिपथ सामान्यतः हाथ से डिज़ाइन किया जाता है, और यह प्रक्रिया डिजिटल सिस्टम की तुलना में बहुत कम स्वचालित होती है। 2000 के दशक की प्रारंभ से, कुछ प्लेटफॉर्म विकसित किए गए थे, जो सॉफ्टवेयर का उपयोग करके एनालॉग डिजाइन को परिभाषित करने में सक्षम थे जो तेजी से प्रोटोटाइप की अनुमति देता है। चूँकि, यदि डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस को वास्तविक विश्व के साथ इंटरैक्ट करना है, तो उसे सदैव एनालॉग इंटरफेस की आवश्यकता होती है।[14] उदाहरण के लिए, प्रत्येक डिजिटल रेडियो रिसीवर के पास प्राप्त श्रृंखला में पहले स्टेज के रूप में एनालॉग प्रीम्प्लीफायर होता है।
परिपथ वर्गीकरण
एनालॉग परिपथ पूरी तरह से निष्क्रियता (इंजीनियरिंग) हो सकते हैं, जिसमें प्रतिरोधक, कैपेसिटर और इंडक्टर्स सम्मिलित होते हैं। सक्रिय परिपथ में ट्रांजिस्टर जैसे सक्रिय अवयव भी होते हैं। पारंपरिक परिपथ लम्प्ड-एलिमेंट मॉडल अवयवो से निर्मित होते हैं अर्थात असतत अवयव चूँकि, विकल्प वितरित-अवयव परिपथ है, जो ट्रांसमिशन लाइन के टुकड़ों से बनाया गया है।
यह भी देखें
- एनालॉग कंप्यूटर
- एनालॉग सिग्नल
- अस्टैप
- डिजिटल डेटा - एनालॉग के साथ तुलना के लिए
- डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्स
- एनालॉग रिकॉर्डिंग बनाम डिजिटल रिकॉर्डिंग या एनालॉग रिकॉर्डिंग बनाम डिजिटल रिकॉर्डिंग
- एनालॉग चिप
- एनालॉग सत्यापन
- विद्युत परिपथ
संदर्भ
- ↑ Concise Oxford dictionary (10 ed.). Oxford University Press Inc. 1999. ISBN 0-19-860287-1.
- ↑ Plympton, George Washington (1884). The aneroid barometer: its construction and use. D. Van Nostran Co.
aneroid barometer.
- ↑ Singmin, Andrew (2001). Beginning Digital Electronics Through Projects. Newnes. p. 9. ISBN 0-7506-7269-2.
Signals come from transducers...
- ↑ Miller, Mark R. (2002). Electronics the Easy Way. Barron's Educational Series. pp. 232–239. ISBN 0-7641-1981-8.
Until the radio came along...
- ↑ Hsu, Hwei Piao (2003). Schaum's Outline of Theory and Problems of Analogue and Digital Communications. McGraw-Hill Professional. p. 202. ISBN 0-07-140228-4.
The presence of noise degrades the performance of communication systems.
- ↑ Carr, Joseph J. (2000). Secrets of RF circuit design. McGraw-Hill Professional. p. 423. ISBN 0-07-137067-6.
It is common in microwave systems...
- ↑ Richard Langton Gregory, Even Odder Perceptions, p. 161, Psychology Press, 1994 ISBN 0415061067.
- ↑ Robin Blair, Digital Techniques in Broadcasting Transmission, p. 34, Focal Press, 2002, ISBN 0240805089.
- ↑ Chen, Wai-Kai (2005). The electrical engineering handbook. Academic Press. p. 101. ISBN 0-12-170960-4.
Noise from an analog (or small-signal) perspective...
- ↑ Jon B. Hagen, Radio-Frequency Electronics: Circuits and Applications, p. 203, Cambridge University Press, 1996 ISBN 0521553563.
- ↑ Jonathan Davidson, James Peters, Brian Gracely, Voice Over IP Fundamentals, Cisco Press, 2000 ISBN 1578701686.
- ↑ Scherz, Paul (2006). Practical electronics for inventors. McGraw-Hill Professional. p. 730. ISBN 0-07-145281-8.
In order for analog devices... to communicate with digital circuits...
- ↑ "Clocks - Digital and Analog". www.mathsisfun.com. Retrieved 2020-12-18.
- ↑ Williams, Jim (1991). Analog circuit design. Newnes. p. 238. ISBN 0-7506-9640-0.
Even within companies producing both analog and digital products...