स्वचालित लाभ नियंत्रण
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स्वचालित लाभ नियंत्रण (एजीसी) एक प्रवर्धक या प्रवर्धक की श्रृंखला में सवृत-लूप प्रतिक्रिया विनियमन परिपथ है, जिसका उद्देश्य निर्विष्ट पर संकेत आयाम की भिन्नता के अतिरिक्त, इसके उत्पादन पर उपयुक्त संकेत आयाम बनाए रखना है। प्रवर्धक के लाभ (विद्युत्) को गतिशील रूप से समायोजित करने के लिए औसत या शिखर उत्पादन संकेत स्तर का उपयोग किया जाता है, जिससे परिपथ निर्विष्ट संकेत स्तरों की बड़ी श्रृंखला के साथ संतोषजनक ढंग से काम कर सकते है। प्राप्त संकेत की शक्ति में अंतर के साथ-साथ लुप्त होने के कारण एकल स्टेशन के वायरलेस संकेत में भिन्नता के कारण विभिन्न वायरलेस स्टेशनों की औसत मात्रा (जोर) को बराबर करने के लिए अधिकांश वायरलेस प्राप्तकर्ता में इसका उपयोग किया जाता है। एजीसी के बिना एक आयाम उतार-चढ़ाव वायरलेस प्राप्तकर्ता से निकलने वाली ध्वनि अशक्त से सशक्त संकेत तक अत्यधिक भिन्न होती है; यदि संकेत सशक्त है तो एजीसी मात्रा को प्रभावी ढंग से कम कर देता है और अशक्त होने पर इसे बढ़ा देता है। एक विशिष्ट प्राप्तकर्ता में एजीसी प्रतिक्रिया नियंत्रण संकेत सामान्यतौर पर संसूचक (वायरलेस) चरण से लिया जाता है और आईएफ या आर एफ प्रवर्धक म्रणों के लाभ को नियंत्रित करने के लिए लागू किया जाता है।
यह कैसे काम करता है
नियंत्रण प्राप्त करने के लिए संकेत (एक वायरलेस में संसूचक उत्पादन) एक दीविग्रह और संधारित्र में जाता है, जो पीक-निम्नलिखित डीसी वोल्टेज का उत्पादन करता है। यह उनके पूर्वाग्रह को बदलने के लिए आरएफ लाभ खंड को खिलाया जाता है, इस प्रकार उनका लाभ बदल जाता है। परंपरागत रूप से सभी लब्धि-नियंत्रित चरण संकेत पता लगाना से पहले आए थे, लेकिन संकेत पता लगाना के बाद लब्धि-नियंत्रित चरण जोड़कर लाभ नियंत्रण में सुधार करना भी संभव है।
उदाहरण उपयोग मामलों
एएम रेडियो रिसीवर
1925 में, हेरोल्ड एल्डन व्हीलर ने स्वचालित आयतन नियंत्रण (एविसी) का आविष्कार किया और एकस्व प्राप्त किया। कार्ल कुपफमुलर ने 1928 में एजीसी प्रणाली का विश्लेषण प्रकाशित किया।[1] 1930 के दशक के प्रारंभ तक अधिकांश नए वाणिज्यिक प्रसारण प्राप्तकर्ता में स्वचालित मात्रा नियंत्रण सम्मिलित था।[2]
एजीसी एएम वायरलेस प्राप्तकर्ता (वायरलेस) में रैखिकता से प्रस्थान है।[3] एजीसी के बिना, एएम वायरलेस के संकेत आयाम और ध्वनि तरंग के बीच एक रैखिक संबंध होगा - ध्वनि आयाम, जो जोर से संबंधित है, वायरलेस संकेत आयाम के समानुपाती है, क्योंकि संकेत की सूचना सामग्री के परिवर्तनों से होती है वाहक तरंग का आयाम है। यदि परिपथ काफी रैखिक नहीं थे, तो उतार-चढ़ाव संकेत उचित निष्ठा के साथ पुनर्प्राप्त नहीं किया जा सका था। चूँकि, प्राप्त संकेत की ताकत प्रेषक की शक्ति और दूरी और संकेत पथ क्षीणन के आधार पर व्यापक रूप से भिन्न होती है। एजीसी परिपथ संकेत की समग्र शक्ति का पता लगाकर प्राप्तकर्ता के आउटपुट स्तर को बहुत अत्यधिक उतार-चढ़ाव से बचाता है और स्वीकार्य सीमा के भीतर आउटपुट स्तर को बनाए रखने के लिए प्राप्तकर्ता के लाभ को स्वचालित रूप से समायोजित करता है। बहुत अशक्त संकेत के लिए, एजीसी प्राप्तकर्ता को अधिकतम लाभ पर संचालित करता है; जैसे ही संकेत बढ़ता है, एजीसी लाभ कम कर देता है।
अशक्त संकेतों पर प्राप्तकर्ता के आरएफ फ्रंट एंड के लाभ को कम करना सामान्यतौर पर नुकसानदेह होता है क्योंकि कम लाभ संकेत-टू-शोर अनुपात और अवरोधन (वायरलेस) को खराब कर सकता है;[4] इसलिए, कई बनावट केवल सशक्त संकेतों के लिए लाभ कम करते हैं।
चूंकि, एएम संसूचक द्विग्रह संकेत की शक्ति के लिए आनुपातिक डीसी खिंचाव उत्पन्न करता है, इसलिए लाभ कम करने के लिए इस खिंचाव को प्राप्तकर्ता के पिछले चरणों में वापस फीड किया जा सकता है। एक निस्पंदन तंत्र की आवश्यकता होती है ताकि संकेत के श्रव्य घटक प्रशंसनीय रूप से लाभ को प्रभावित नहीं करते है; यह उतार-चढ़ाव वृद्धि को रोकता है जो संकेत प्रभावी उतार-चढ़ाव गहराई को बढ़ाता है, ध्वनि को विकृत करता है। संचार प्राप्तकर्ता में अत्यधिक जटिल एवीसी प्रणाली हो सकते हैं, जिसमें अतिरिक्त प्रवर्धन चरण, अलग एजीसी संसूचक द्विग्रह ,प्रसारण और संक्षिप्त रूप से गिरोह के लिए अलग-अलग समय स्थिरांक, और विरूपण और पार करना उतार - चढ़ाव को रोकने के लिए प्राप्तकर्ता के विभिन्न चरणों में एजीसी वोल्टेज के विभिन्न स्तरों का अनुप्रयोग सम्मिलित है।[5] एवीसी प्रणाली के बनावट का प्राप्तकर्ता की उपयोगिता, समस्वरण विशेषताओं, श्रव्य निष्ठा और अधिभार और सशक्त संकेतों पर व्यवहार पर बहुत प्रभाव पड़ता है।[6]
एफएम प्राप्तकर्ता, भले ही वे सिमक चरणों और संसूचक को सम्मिलित करते हैं जो आयाम भिन्नताओं के प्रति अपेक्षाकृत असंवेदनशील हैं, फिर भी सशक्त संकेतों पर अधिभार को रोकने के लिए एजीसी से लाभान्वित होते हैं।
राडार
अवांछित अव्यवस्था (रडार) गूँज पर काबू पाने की एक विधि के रूप में एजीसी का एक संबंधित अनुप्रयोग रडार प्रणाली में है। यह विधि इस तथ्य पर निर्भर करती है कि अव्यवस्था ब्याज के लक्ष्य से कहीं अत्यधिक प्रतिध्वनित करती है। समग्र दृश्यमान अव्यवस्था के निरंतर स्तर को बनाए रखने के लिए प्राप्तकर्ता का लाभ स्वचालित रूप से समायोजित हो जाता है। चूँकि यह सशक्त आसपास के अव्यवस्था से ढके लक्ष्यों का पता लगाने में मदद नहीं करता है, लेकिन यह सशक्त लक्ष्य स्रोतों को अलग करने में मदद करता है। अतीत में, रडार एजीसी को विद्युत् रूप से नियंत्रित किया गया था और पूरे रडार प्राप्तकर्ता के लाभ को प्रभावित किया था। जैसे-जैसे रडार विकसित हुए, एजीसी संगणक-सॉफ्टवेयर नियंत्रित होता गया, और विशिष्ट पहचान कोशिकाओं में अत्यधिक कणिकता के साथ लाभ प्रभावित हुआ।
कई विद्युत् युद्ध#विद्युत् हमले .28इ ए.29 नकली के साथ वास्तविक संकेत को प्रभावी ढंग से डूबने के द्वारा रडार के एजीसी को मूर्ख बनाने के लिए उपयोग करते हैं, क्योंकि एजीसी अशक्त, सच्चे संकेत को सशक्त स्पूफ के सापेक्ष अव्यवस्था के रूप में मानते थे।
ऑडियो/वीडियो
चुंबकीय टेप ध्वनि अभिलेख बद्ध करना निश्चित मात्रा में शोर उत्पन्न करती है। यदि टेप पर संकेत (विद्युत्) का स्तर कम है, तो शोर अत्यधिक प्रमुख है, यानी संकेत-टू-शोर अनुपात जितना हो सकता है उससे कम है। कम से कम शोर अभिलेख बद्ध करना का उत्पादन करने के लिए, अभिलेख बद्ध करना स्तर को क्लिपिंग (ऑडियो) या संकेत को विकृत करने के लिए जितना संभव हो उतना उच्च सेट किया जाना चाहिए था। पेशेवर उच्च-निष्ठा अभिलेख बद्ध करना में स्तर को शिखर पढ़ना मीटर का उपयोग करके हस्तचालित रूप से सेट किया जाता है। जब उच्च निष्ठा की आवश्यकता नहीं होती है, तो एजीसी परिपथ द्वारा एक उपयुक्त अभिलेख बद्ध करना स्तर निर्धारित किया जा सकता है जो औसत संकेत स्तर बढ़ने पर लाभ को कम करता है। यह श्रव्य अभिलेख बद्ध करना के ध्वनिग्राही से कुछ दूरी पर भाषण के लिए भी उपयोग करने योग्य अभिलेख बद्ध करना की अनुमति देता है। इसी तरह के विचार वीसीआर के साथ लागू होते हैं।
एजीसी का एक संभावित नुकसान यह है कि जब शास्त्रीय संगीत जैसे शांत और जोरदार मार्गों के साथ संगीत की तरह कुछ अभिलेख किया जाता है, तो एजीसी गतिशील श्रेणी को संपीड़ित करते हुए शांत मार्गों को जोर से और जोरदार मार्गों को शांत कर देगा; परिणाम एक कम संगीत गुणवत्ता हो सकता है यदि संकेत को बजाते समय फिर से विस्तारित नहीं किया जाता है, जैसा कि संकलन योजना में होता है।
कुछ रील से रील टेप अभिलेख बद्ध करना और कैसेट डेक में एजीसी परिपथ होते हैं। उच्च-निष्ठा के लिए उपयोग किए जाने वाले सामान्यतौर पर नहीं होते हैं।
अधिकांश वीसीआर परिपथ एजीसी को संचालित करने के लिए लंबवत खाली अंतराल के आयाम का उपयोग करते हैं। स्थूलदृस्टि जैसी क्लिपिंग प्रतिलिपि नियंत्रण योजनाएँ इसका फायदा उठाती हैं, पल्स में अनाज की बाल डालती हैं जिसे अधिकांश दूरदर्शन सेटों द्वारा अनदेखा कर दिया जाएगा, लेकिन वीसीआर के एजीसी को अतिसही और अभिलेख बद्ध करना को दूषित करने का कारण बनता है।
वोगाड
एक आवाज-संचालित लाभ-समायोजन उपकरण[7] या आयतन-संचालित लाभ-समायोजन उपकरण[8] (वोगाड) ध्वनिग्राही प्रवर्धन के लिए एजीसी या ऑडियो स्तर संपीड़न का एक प्रकार है। यह सामान्यतौर पर वायरलेस रोगणुवाहक में अति उतार-चढ़ाव को रोकने और संकेत की गतिशील सीमा को कम करने के लिए उपयोग किया जाता है जो औसत संचारित शक्ति को बढ़ाने की अनुमति देता है। दूरभाष में, यह उपकरण विभिन्न प्रकार के निर्विष्ट आयाम लेता है और सामान्यतौर पर सुसंगत उत्पादन आयाम उत्पन्न करता है।
अपने सरलतम रूप में, सीमक में एक के पीछे क्लैपर (इलेक्ट्रॉनिक्स) की जोड़ी सम्मिलित हो सकती है, जो द्विग्रह प्रवाहकत्व द्वार पार होने पर अतिरिक्त संकेत आयाम को आसानी से जमीन पर धकेल देती है। यह दृष्टिकोण केवल बड़े संकेतों के शीर्ष को बंद कर देगा, जिससे उच्च स्तर की विकृति होती है।
यद्यपि क्लिपर (इलेक्ट्रॉनिक्स) को अक्सर अति उतार-चढ़ाव के खिलाफ अंतिम-खाई सुरक्षा के रूप में उपयोग किया जाता है, ठीक से बनावट किया गया वोगड परिपथ वास्तविक समय में उतार-चढ़ाव गहराई को अनुकूलित करने के लिए लाभ की मात्रा को सक्रिय रूप से नियंत्रित करता है। अति उतार-चढ़ाव को रोकने के साथ-साथ यह शांत संकेतों के स्तर को बढ़ा देता है ताकि कम उतार-चढ़ाव से भी बचाया जा सकता है। कम उतार-चढ़ाव शोर की स्थिति में खराब संकेत पैठ का कारण बन सकता है, फलस्वरूप वोगड विशेष रूप से ध्वनि अनुप्रयोगों जैसे कि वायरलेस दूरभाष के लिए महत्वपूर्ण है।
अच्छे वोगाड परिपथ में बहुत तेज़ हमले का समय होना चाहिए था, ताकि प्रारम्भ तेज़ आवाज संकेत अत्यधिक उतार-चढ़ाव के अचानक फटने का कारण न बने है। व्यवहार में हमले का समय कुछ मिलीसेकंड होगा, इसलिए कभी-कभी इन छोटी चोटियों पर संकेत पकड़ने के लिए एक क्लिपिंग सिमक की आवश्यकता होती है। एक बहुत लंबा क्षय समय परिपथ पर नियोजित होता है, ताकि प्राकृतिक भाषण में सामान्य ठहराव के दौरान लाभ बहुत जल्दी नहीं बढ़ाया जाता है। बहुत कम क्षय समय श्वास (शोर में कमी) की घटना की ओर जाता है जहां भाषण में प्रत्येक अंतराल पर पृष्ठभूमि शोर का स्तर बढ़ जाता है। वोगड परिपथ को सामान्य रूप से समायोजित किया जाता है ताकि निर्विष्ट के निम्न स्तर पर संकेत पूरी तरह से बढ़ाया न जाता हो, बल्कि रैखिक प्रोत्साहन वक्र का पालन करते है। यह शोर रद्द ध्वनिग्रहि के साथ अच्छा काम करता है।
टेलीफोन रिकॉर्डिंग
दूरभाष वार्तालाप के दोनों पक्षों को वायरलेस करने के लिए उपकरणों को स्थानीय उपयोगकर्ता से अपेक्षाकृत बड़े संकेत और दूरस्थ उपयोगकर्ता से तुलनात्मक रूप से बहुत छोटे संकेत दोनों को दूरभाष वायरलेस करना चाहिए था। कुछ दूरभाष वायरलेस उपकरण स्वीकार्य-गुणवत्ता रिकॉर्डिंग बनाने के लिए स्वत: लाभ नियंत्रण सम्मिलित करते हैं।
जैविक
जैसा कि इंजीनियरिंग में पाई जाने वाली कई अवधारणाओं के साथ होता है, जैविक प्रणालियों, विशेष रूप से संवेदी प्रणालियों में स्वत: लाभ नियंत्रण भी पाया जाता है। उदाहरण के लिए, कशेरुक दृश्य प्रणाली में, दृष्टिपटल प्रकाशग्राही कोशिकाओं में कैल्शियम की गतिशीलता प्रकाश के स्तर के अनुरूप लाभ को समायोजित करती है। दृश्य प्रणाली में आगे, वि1 में कोशिकाओं को पारस्परिक रूप से बाधित करने के लिए सोचा जाता है, जिससे विपरीत प्रतिक्रियाओं का सामान्यीकरण होता है, स्वचालित लाभ नियंत्रण का एक रूप था। इसी तरह, श्रवण प्रणाली में, वर्तुलिका-कर्णावर्त प्रणाली #विद्युत उत्तेजना न्यूरॉन्स के प्रभाव एक जैवयांत्रिक स्वतः लब्धि पाश का हिस्सा हैं।[9][10]
पुनर्प्राप्ति समय
जैसा कि सभी स्वचालित नियंत्रण प्रणालियों में होता है, एजीसी संचालन की अस्थायी गतिशीलता कई अनुप्रयोगों में महत्वपूर्ण हो सकती है। कुछ एजीसी प्रणालियां लाभ परिवर्तन की आवश्यकता पर प्रतिक्रिया करने में धीमी हैं, यद्यपि अन्य बहुत तेजी से प्रतिक्रिया कर सकती हैं। आवेदन का एक उदाहरण जिसमें तेजी से एजीसी रिकवरी पुनः प्राप्त करना समय की आवश्यकता होती है, मोर्स कोड संचार में उपयोग किए जाने वाले प्राप्तकर्ता में होता है, जहां तथाकथित क्यूएसके ऑपरेशन (पूर्ण ब्रेक-इन) | पूर्ण ब्रेक-इन या क्यूएसके ऑपरेशन प्राप्त करने वाले स्टेशनों को भेजने में बाधा डालने के लिए आवश्यक है। स्टेशनों के मध्य-चरित्र (जैसे डॉट और डैश संकेत के बीच) होता है।
यह भी देखें
- संयोजन
- क्लिपिंग (ऑडियो)
- गतिशील श्रेणी संपीड़न
- संपीड़न प्राप्त करें
- उच्च गतिशील श्रेणी
- झंखाड़
- वीडियो शब्दों की शब्दावली
संदर्भ
- ↑ K. Küpfmüller, "Über die Dynamik der selbsttätigen Verstärkungsregler", Elektrische Nachrichtentechnik, vol. 5, no. 11, pp. 459-467, 1928. (German) On the dynamics of automatic gain controllers, (English translation)
- ↑ Memorial Tributes: National Academy of Engineering, Volume 9 (2001) page 281, retrieved 2009 Oct 23
- ↑ F. Langford-Smith (ed.), Radiotron Designer's Handbook 4th ed., RCA, 1953, chapter 27 section 3
- ↑ Automatic gain control in receivers by Iulian Rosu, VA3IUL
- ↑ Langford-Smith 53, page 1108
- ↑ Langford-Smith 53, chapter 25 page 1229
- ↑ Vogad at Federal Standard 1037C
- ↑ "Roar and Whisper Equalled by Radio Voice Leveler". Popular Mechanics: 236. Feb 1939.
- ↑ D. O. Kim (1984). "Functional roles of the inner-and outer-hair-cell subsystems in the cochlea and brainstem". In C. I. Berlin (ed.). Hearing science: Recent advances (PDF). College Hill Press. pp. 241–262. Archived from the original (PDF) on 2010-07-01. Retrieved 2010-10-13.
- ↑ R. F. Lyon (1990). "Automatic Gain Control in Cochlear Mechanics". In P. Dallos; et al. (eds.). The Mechanics and Biophysics of Hearing (PDF). Springer-Verlag. pp. 395–402.[permanent dead link]