एनवलप डिटेक्टर: Difference between revisions
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{{Short description|Electronic circuit}}एक | {{Short description|Electronic circuit}}एक '''एनवलप डिटेक्टर''' (जिसे कभी-कभी '''पीक डिटेक्टर''' कहा जाता है) एक इलेक्ट्रॉनिक सर्किट होता है जो इनपुट के रूप में (अपेक्षाकृत) उच्च-आवृत्ति आयाम मॉड्यूलेशन सिग्नल लेता है और एक आउटपुट प्रदान करता है, इस प्रकार यह मूल सिग्नल का [[demodulation|डेमोड्यूलेशन]] ''एनवलप'' (तरंगें) हाेती है। | ||
[[Image:C Envelope follower.png|thumb|एक संकेत और उसका | [[Image:C Envelope follower.png|thumb|एक संकेत और उसका एनवलप लाल रंग से चिह्नित है]] | ||
[[File:Simple envelope detector.svg|thumb|300x300px|एक साधारण | [[File:Simple envelope detector.svg|thumb|300x300px|एक साधारण एनवलप डेमोडुलेटर सर्किट।]] | ||
[[Image:analytic.svg|thumb|300px|right|नीले रंग में एक संकेत और लाल रंग में इसके [[विश्लेषणात्मक संकेत]] का परिमाण, | [[Image:analytic.svg|thumb|300px|right|नीले रंग में एक संकेत और लाल रंग में इसके [[विश्लेषणात्मक संकेत]] का परिमाण, एनवलप प्रभाव दिखा रहा है]] | ||
== सर्किट | == सर्किट संचालन == | ||
ऊपर के सर्किट में [[ संधारित्र ]] बढ़ते किनारे पर चार्ज करता है और इनपुट सिग्नल आयाम गिरने पर | ऊपर के सर्किट में [[ संधारित्र |संधारित्र]] बढ़ते किनारे पर चार्ज को संग्रहीत करता है और इनपुट सिग्नल आयाम गिरने पर इसे अवरोधक के माध्यम से इसे धीरे-धीरे छोड़ता करता है। इस प्रकार श्रृंखला में डायोड आने वाले सिग्नल को [[ सही करनेवाला |सही]] करता है, केवल तभी करंट प्रवाह की अनुमति देता है जब सकारात्मक इनपुट टर्मिनल नकारात्मक इनपुट टर्मिनल की तुलना में अधिक क्षमता पर होते है। | ||
== सामान्य विचार == | == सामान्य विचार == | ||
अधिकांश व्यावहारिक | अधिकांश व्यावहारिक एनवलप डिटेक्टर एसी ऑडियो इनपुट को स्पंदित [[एकदिश धारा|डीसी धारा]] सिग्नल में परिवर्तित करने के लिए सिग्नल के आधे-तरंग या पूर्ण-तरंग रेक्टिफायर का उपयोग करते हैं। इस प्रकार [[इलेक्ट्रॉनिक फिल्टर]] का उपयोग अंतिम परिणाम को सुचारू करने के लिए किया जाता है। यह फ़िल्टरिंग संभवतः ही कभी सही होती है और एनवलप अनुयायी आउटपुट पर कुछ "रिपल" बने रहने की संभावना होती है, विशेष रूप से बास उपकरण से नोट्स जैसे कम आवृत्ति इनपुट के लिए एवं फ़िल्टर कटऑफ़ आवृत्ति को कम करने से एक सहज आउटपुट मिलता है, लेकिन उच्च आवृत्ति प्रतिक्रिया कम हो जाती है। इसलिए, व्यावहारिक डिज़ाइनों को एक समझौते तक पहुंचना चाहिए। | ||
== लिफाफे की परिभाषा == | == लिफाफे की परिभाषा == | ||
कोई भी आयाम मॉडुलन या आवृत्ति मॉडुलन संकेत <math>x(t)</math> निम्नलिखित रूप में लिखा जा सकता है | इस प्रकार कोई भी आयाम मॉडुलन या आवृत्ति मॉडुलन संकेत <math>x(t)</math> निम्नलिखित रूप में लिखा जा सकता है | ||
: <math>x(t) = R(t) \cos ( \omega t + \varphi(t) ) \,</math> | : <math>x(t) = R(t) \cos ( \omega t + \varphi(t) ) \,</math> | ||
एएम के स्थितियों में, φ(t) (सिग्नल का चरण घटक) स्थिर है और इसे अनदेखा किया जा सकता है। एएम में, [[वाहक आवृत्ति]] <math>\omega</math> भी स्थिर है। इस प्रकार, एएम सिग्नल में सभी सूचनाएँ R(t) में होती हैं। R(t) को सिग्नल का एनवलप कहा जाता है। अतः फलन द्वारा एएम संकेत दिया जाता है | |||
: <math>x(t) = (C + m(t)) \cos(\omega t) \,</math> | : <math>x(t) = (C + m(t)) \cos(\omega t) \,</math> | ||
m(t) के साथ मूल ऑडियो आवृत्ति संदेश का प्रतिनिधित्व करता है, C वाहक आयाम और R(t) C + m(t) के बराबर है। इसलिए, यदि | इस प्रकार m(t) के साथ मूल ऑडियो आवृत्ति संदेश का प्रतिनिधित्व करता है, C वाहक आयाम और R(t) C + m(t) के बराबर है। इसलिए, यदि एएम सिग्नल का एनवलप निकाला जा सकता है, तो मूल संदेश को पुनः प्राप्त किया जा सकता है। | ||
एफएम के | एफएम के स्थितियों में, प्रेषित <math>x(t)</math> एक स्थिर लिफ़ाफ़ा R(t) = R है और इसे अनदेखा किया जा सकता है। | ||
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== | == [[डायोड]] डिटेक्टर == | ||
एक [[ लो पास फिल्टर ]] में एक | एनवलप डिटेक्टर का सबसे सरल रूप '''डायोड डिटेक्टर''' है जो ऊपर दिखाया गया है। इस प्रकार एक डायोड डिटेक्टर एक सर्किट के इनपुट और आउटपुट के बीच बस एक डायोड है, जो सर्किट के आउटपुट से जमीन तक समानांतर में एक अवरोधक और कैपेसिटर से जुड़ा होता है। यदि अवरोधक और संधारित्र सही ढंग से चुने गए हैं, तो इस सर्किट के आउटपुट को मूल ([[बेसबैंड]]) सिग्नल के वोल्टेज-स्थानांतरित संस्करण का अनुमान लगाना चाहिए। इस प्रकार डीसी घटक को फ़िल्टर करने के लिए एक साधारण फ़िल्टर लागू किया जा सकता है। | ||
== परिशुद्धता डिटेक्टर == | |||
एक [[ लो पास फिल्टर |कम-पास फिल्टर]] में एक त्रुटिहीन रेक्टीफायर फीडिंग का उपयोग करके एक एनवलप डिटेक्टर का निर्माण भी किया जा सकता है। | |||
== कमियां == | == कमियां == | ||
एनवलप डिटेक्टर में कई कमियां हैं: | |||
* डिटेक्टर के इनपुट को वांछित सिग्नल के चारों ओर [[बंदपास छननी]] किया जाना चाहिए, अन्यथा डिटेक्टर एक साथ कई संकेतों को डिमॉड्यूलेट करेगा। फ़िल्टरिंग एक ट्यून करने योग्य फ़िल्टर या अधिक व्यावहारिक रूप से, एक [[सुपरहेटरोडाइन रिसीवर]] के साथ किया जा सकता है | * डिटेक्टर के इनपुट को वांछित सिग्नल के चारों ओर [[बंदपास छननी]] किया जाना चाहिए, अन्यथा डिटेक्टर एक साथ कई संकेतों को डिमॉड्यूलेट करेगा। फ़िल्टरिंग एक ट्यून करने योग्य फ़िल्टर या अधिक व्यावहारिक रूप से, एक [[सुपरहेटरोडाइन रिसीवर]] के साथ किया जा सकता है | ||
* यह [[उत्पाद डिटेक्टर]] की तुलना में शोर के प्रति अधिक संवेदनशील है | * यह [[उत्पाद डिटेक्टर]] की तुलना में शोर के प्रति अधिक संवेदनशील है | ||
* यदि सिग्नल [[ overmodulation ]] ( | * यदि सिग्नल [[ overmodulation |अतिमॉड्यूलेशन]] (अर्थात [[ मॉडुलन सूचकांक |मॉडुलन सूचकांक]] > 1) है, तो विरूपण होगा | ||
इनमें से अधिकतर कमियां अपेक्षाकृत | इनमें से अधिकतर कमियां अपेक्षाकृत साधारण हैं और सामान्यतः एनवलप डिटेक्टर का उपयोग करने की सादगी और कम लागत के लिए स्वीकार्य ट्रेडऑफ़ हैं। | ||
== संकेतों का डिमॉड्यूलेशन == | == संकेतों का डिमॉड्यूलेशन == | ||
सिग्नल के सभी उच्च आवृत्ति घटकों को हटाकर | सिग्नल के सभी उच्च आवृत्ति घटकों को हटाकर पहले से मॉड्यूलेटेड सिग्नल को [[ डिमोड्यूलेट |डिमोड्यूलेट]] करने के लिए एक लिफ़ाफ़ा डिटेक्टर का उपयोग किया जा सकता है। इस प्रकार संधारित्र और अवरोधक वाहक आवृत्ति को फ़िल्टर करने के लिए एक कम-पास फ़िल्टर बनाते हैं। इस तरह के उपकरण का उपयोग अधिकांशतः एएम रेडियो सिग्नलों को डिमोड्युलेट करने के लिए किया जाता है क्योंकि मॉड्यूलेटेड सिग्नल का आवरण बेसबैंड सिग्नल के बराबर होता है। | ||
== ऑडियो == | == ऑडियो == | ||
एक | एक एनवलप डिटेक्टर को कभी-कभी [[संगीत]]मय वातावरण में एनवलप अनुयायी के रूप में संदर्भित किया जाता है। इस प्रकार यह अभी भी आने वाले सिग्नल के [[आयाम]] विविधताओं का पता लगाने के लिए उपयोग किया जाता है जिससे कि उन विविधताओं के समान नियंत्रण सिग्नल उत्पन्न किया जा सके। यद्यपि, इस स्थितियों में इनपुट सिग्नल श्रव्य आवृत्तियों से बना है। | ||
एनवलप डिटेक्टर अधिकांशतः अन्य सर्किट का एक घटक होते हैं, जैसे [[ऑडियो स्तर संपीड़न]] या [[ ऑटो-वह |ऑटो-वह]] या एनवलप-अनुसरण फ़िल्टर। इस प्रकार इन परिपथों में, एनवलप अनुयायी [[साइड चेन (ध्वनि)]] के रूप में जाना जाने वाला हिस्सा है, एक सर्किट जो इनपुट की कुछ विशेषताओं का वर्णन करता है, इस स्थितियों में इसकी मात्रा। | |||
[[गतिशील रेंज संपीड़न]] और ऑडियो लेवल कम्प्रेशन दोनों एक एम्पलीफायर के लाभ को नियंत्रित करने के लिए लिफाफे के आउटपुट वोल्टेज का उपयोग करते हैं। ऑटो-वाह फिल्टर की कटऑफ आवृत्ति को नियंत्रित करने के लिए वोल्टेज का उपयोग करता है। [[एनालॉग सिंथेसाइज़र]] का वोल्टेज-नियंत्रित फ़िल्टर एक समान सर्किट है। | [[गतिशील रेंज संपीड़न]] और ऑडियो लेवल कम्प्रेशन दोनों एक एम्पलीफायर के लाभ को नियंत्रित करने के लिए लिफाफे के आउटपुट वोल्टेज का उपयोग करते हैं। इस प्रकार ऑटो-वाह फिल्टर की कटऑफ आवृत्ति को नियंत्रित करने के लिए वोल्टेज का उपयोग करता है। [[एनालॉग सिंथेसाइज़र]] का वोल्टेज-नियंत्रित फ़िल्टर एक समान सर्किट है। | ||
आधुनिक | आधुनिक एनवलप अनुयायियों को लागू किया जा सकता है: | ||
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# या [[डिजिटल सिग्नल प्रोसेसर]] (डीएसपी) या सॉफ्टवेयर का उपयोग कर सॉफ्टवेयर के रूप में | # या [[डिजिटल सिग्नल प्रोसेसर]] (डीएसपी) या सॉफ्टवेयर का उपयोग कर सॉफ्टवेयर के रूप में | ||
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== यह भी देखें == | == यह भी देखें == | ||
* विश्लेषणात्मक संकेत | * विश्लेषणात्मक संकेत | ||
* [[एडीएसआर लिफाफा]] | हमला-क्षय-टिकाऊ-रिलीज | * [[एडीएसआर लिफाफा|एडीएसआर एनवलप]] | हमला-क्षय-टिकाऊ-रिलीज एनवलप | ||
==बाहरी संबंध== | ==बाहरी संबंध== | ||
* [https://web.archive.org/web/20071105091112/http://seniord.ee.iastate.edu/SSOL/RADAR/prjpln99/detector3.html Envelope detector] | * [https://web.archive.org/web/20071105091112/http://seniord.ee.iastate.edu/SSOL/RADAR/prjpln99/detector3.html Envelope detector] | ||
* [http://www.ele.uri.edu/Courses/ele436/labs/expA4.pdf Envelope and envelope recovery] | * [http://www.ele.uri.edu/Courses/ele436/labs/expA4.pdf Envelope and envelope recovery] | ||
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Latest revision as of 15:27, 8 September 2023
एक एनवलप डिटेक्टर (जिसे कभी-कभी पीक डिटेक्टर कहा जाता है) एक इलेक्ट्रॉनिक सर्किट होता है जो इनपुट के रूप में (अपेक्षाकृत) उच्च-आवृत्ति आयाम मॉड्यूलेशन सिग्नल लेता है और एक आउटपुट प्रदान करता है, इस प्रकार यह मूल सिग्नल का डेमोड्यूलेशन एनवलप (तरंगें) हाेती है।
सर्किट संचालन
ऊपर के सर्किट में संधारित्र बढ़ते किनारे पर चार्ज को संग्रहीत करता है और इनपुट सिग्नल आयाम गिरने पर इसे अवरोधक के माध्यम से इसे धीरे-धीरे छोड़ता करता है। इस प्रकार श्रृंखला में डायोड आने वाले सिग्नल को सही करता है, केवल तभी करंट प्रवाह की अनुमति देता है जब सकारात्मक इनपुट टर्मिनल नकारात्मक इनपुट टर्मिनल की तुलना में अधिक क्षमता पर होते है।
सामान्य विचार
अधिकांश व्यावहारिक एनवलप डिटेक्टर एसी ऑडियो इनपुट को स्पंदित डीसी धारा सिग्नल में परिवर्तित करने के लिए सिग्नल के आधे-तरंग या पूर्ण-तरंग रेक्टिफायर का उपयोग करते हैं। इस प्रकार इलेक्ट्रॉनिक फिल्टर का उपयोग अंतिम परिणाम को सुचारू करने के लिए किया जाता है। यह फ़िल्टरिंग संभवतः ही कभी सही होती है और एनवलप अनुयायी आउटपुट पर कुछ "रिपल" बने रहने की संभावना होती है, विशेष रूप से बास उपकरण से नोट्स जैसे कम आवृत्ति इनपुट के लिए एवं फ़िल्टर कटऑफ़ आवृत्ति को कम करने से एक सहज आउटपुट मिलता है, लेकिन उच्च आवृत्ति प्रतिक्रिया कम हो जाती है। इसलिए, व्यावहारिक डिज़ाइनों को एक समझौते तक पहुंचना चाहिए।
लिफाफे की परिभाषा
इस प्रकार कोई भी आयाम मॉडुलन या आवृत्ति मॉडुलन संकेत निम्नलिखित रूप में लिखा जा सकता है
एएम के स्थितियों में, φ(t) (सिग्नल का चरण घटक) स्थिर है और इसे अनदेखा किया जा सकता है। एएम में, वाहक आवृत्ति भी स्थिर है। इस प्रकार, एएम सिग्नल में सभी सूचनाएँ R(t) में होती हैं। R(t) को सिग्नल का एनवलप कहा जाता है। अतः फलन द्वारा एएम संकेत दिया जाता है
इस प्रकार m(t) के साथ मूल ऑडियो आवृत्ति संदेश का प्रतिनिधित्व करता है, C वाहक आयाम और R(t) C + m(t) के बराबर है। इसलिए, यदि एएम सिग्नल का एनवलप निकाला जा सकता है, तो मूल संदेश को पुनः प्राप्त किया जा सकता है।
एफएम के स्थितियों में, प्रेषित एक स्थिर लिफ़ाफ़ा R(t) = R है और इसे अनदेखा किया जा सकता है।
यद्यपि, कई एफएम रिसीवर प्राप्त संकेत शक्ति संकेत के लिए वैसे भी लिफाफे को मापते हैं।
डायोड डिटेक्टर
एनवलप डिटेक्टर का सबसे सरल रूप डायोड डिटेक्टर है जो ऊपर दिखाया गया है। इस प्रकार एक डायोड डिटेक्टर एक सर्किट के इनपुट और आउटपुट के बीच बस एक डायोड है, जो सर्किट के आउटपुट से जमीन तक समानांतर में एक अवरोधक और कैपेसिटर से जुड़ा होता है। यदि अवरोधक और संधारित्र सही ढंग से चुने गए हैं, तो इस सर्किट के आउटपुट को मूल (बेसबैंड) सिग्नल के वोल्टेज-स्थानांतरित संस्करण का अनुमान लगाना चाहिए। इस प्रकार डीसी घटक को फ़िल्टर करने के लिए एक साधारण फ़िल्टर लागू किया जा सकता है।
परिशुद्धता डिटेक्टर
एक कम-पास फिल्टर में एक त्रुटिहीन रेक्टीफायर फीडिंग का उपयोग करके एक एनवलप डिटेक्टर का निर्माण भी किया जा सकता है।
कमियां
एनवलप डिटेक्टर में कई कमियां हैं:
- डिटेक्टर के इनपुट को वांछित सिग्नल के चारों ओर बंदपास छननी किया जाना चाहिए, अन्यथा डिटेक्टर एक साथ कई संकेतों को डिमॉड्यूलेट करेगा। फ़िल्टरिंग एक ट्यून करने योग्य फ़िल्टर या अधिक व्यावहारिक रूप से, एक सुपरहेटरोडाइन रिसीवर के साथ किया जा सकता है
- यह उत्पाद डिटेक्टर की तुलना में शोर के प्रति अधिक संवेदनशील है
- यदि सिग्नल अतिमॉड्यूलेशन (अर्थात मॉडुलन सूचकांक > 1) है, तो विरूपण होगा
इनमें से अधिकतर कमियां अपेक्षाकृत साधारण हैं और सामान्यतः एनवलप डिटेक्टर का उपयोग करने की सादगी और कम लागत के लिए स्वीकार्य ट्रेडऑफ़ हैं।
संकेतों का डिमॉड्यूलेशन
सिग्नल के सभी उच्च आवृत्ति घटकों को हटाकर पहले से मॉड्यूलेटेड सिग्नल को डिमोड्यूलेट करने के लिए एक लिफ़ाफ़ा डिटेक्टर का उपयोग किया जा सकता है। इस प्रकार संधारित्र और अवरोधक वाहक आवृत्ति को फ़िल्टर करने के लिए एक कम-पास फ़िल्टर बनाते हैं। इस तरह के उपकरण का उपयोग अधिकांशतः एएम रेडियो सिग्नलों को डिमोड्युलेट करने के लिए किया जाता है क्योंकि मॉड्यूलेटेड सिग्नल का आवरण बेसबैंड सिग्नल के बराबर होता है।
ऑडियो
एक एनवलप डिटेक्टर को कभी-कभी संगीतमय वातावरण में एनवलप अनुयायी के रूप में संदर्भित किया जाता है। इस प्रकार यह अभी भी आने वाले सिग्नल के आयाम विविधताओं का पता लगाने के लिए उपयोग किया जाता है जिससे कि उन विविधताओं के समान नियंत्रण सिग्नल उत्पन्न किया जा सके। यद्यपि, इस स्थितियों में इनपुट सिग्नल श्रव्य आवृत्तियों से बना है।
एनवलप डिटेक्टर अधिकांशतः अन्य सर्किट का एक घटक होते हैं, जैसे ऑडियो स्तर संपीड़न या ऑटो-वह या एनवलप-अनुसरण फ़िल्टर। इस प्रकार इन परिपथों में, एनवलप अनुयायी साइड चेन (ध्वनि) के रूप में जाना जाने वाला हिस्सा है, एक सर्किट जो इनपुट की कुछ विशेषताओं का वर्णन करता है, इस स्थितियों में इसकी मात्रा।
गतिशील रेंज संपीड़न और ऑडियो लेवल कम्प्रेशन दोनों एक एम्पलीफायर के लाभ को नियंत्रित करने के लिए लिफाफे के आउटपुट वोल्टेज का उपयोग करते हैं। इस प्रकार ऑटो-वाह फिल्टर की कटऑफ आवृत्ति को नियंत्रित करने के लिए वोल्टेज का उपयोग करता है। एनालॉग सिंथेसाइज़र का वोल्टेज-नियंत्रित फ़िल्टर एक समान सर्किट है।
आधुनिक एनवलप अनुयायियों को लागू किया जा सकता है:
- सीधे इलेक्ट्रॉनिक हार्डवेयर के रूप में,
- या डिजिटल सिग्नल प्रोसेसर (डीएसपी) या सॉफ्टवेयर का उपयोग कर सॉफ्टवेयर के रूप में
- एक सामान्य प्रयोजन सीपीयू पर।
यह भी देखें
- विश्लेषणात्मक संकेत
- एडीएसआर एनवलप | हमला-क्षय-टिकाऊ-रिलीज एनवलप
