डायरेक्ट-कन्वर्शन रिसीवर

एक प्रत्यक्ष-रूपांतरण रिसीवर (डीसीआर), जिसे होमोडाइन, सिंक्रोडाइन या शून्य-आईएफ रिसीवर के रूप में भी जाना जाता है, एक रेडियो रिसीवर डिजाइन है जो एक स्थानीय ऑसिलेटर द्वारा संचालित सिंक्रोनस डिटेक्टर का उपयोग करके आने वाले रेडियो सिग्नल को डिमोडुलेट करता है, जिसकी आवृत्ति समा होती है, या बहुत करीब होती है। इस प्रकार इच्छित संकेत की वाहक आवृत्ति के लिए यह मानक सुपरहेट्रोडाइन रिसीवर के विपरीत है जहां यह एक मध्यवर्ती आवृत्ति के प्रारंभिक रूपांतरण के बाद ही पूरा किया जाता है।

केवल एक आवृत्ति रूपांतरण करने का सरलीकरण बुनियादी सर्किट जटिलता को कम करता है किन्तु अन्य विवाद उत्पन्न होते हैं, उदाहरण के लिए, गतिशील रेंज के संबंध में अपने मूल रूप में यह एक विस्तृत चरण बंद लूप को लागू किए बिना एएम और एफएम सिग्नल प्राप्त करने के लिए अनुपयुक्त था। इस प्रकार चूंकि इन और अन्य तकनीकी चुनौतियों ने इस तकनीक को इसके आविष्कार (साल 1930 के दशक) के आसपास अव्यावहारिक बना दिया था, वर्तमान तकनीक और विशेष रूप से सॉफ्टवेयर रेडियो ने कुछ उपभोक्ता उत्पादों सहित कुछ क्षेत्रों में इसके उपयोग को पुनर्जीवित किया है।

संचालन का सिद्धांत

प्रत्यक्ष रूपांतरण रिसीवर का एक ब्लॉक आरेख

माडुलेटेड सिग्नल का बेसबैंड में रूपांतरण एकल आवृत्ति रूपांतरण में किया जाता है। इस प्रकार यह सुपरहेटरोडाइन के दो (या अधिक) आवृत्ति रूपांतरणों, आईएफ चरण (ओं), और छवि अस्वीकृति विवादों की जटिलता से बचा जाता है।

प्राप्त रेडियो फ्रीक्वेंसी सिग्नल सीधे एक आवृत्ति मिक्सर में फीड किया जाता है, ठीक उसी तरह जैसे सुपरहीटरोडाइन रिसीवर में होता है। चूंकि, सुपरहेटरोडाइन के विपरीत, स्थानीय ऑसिलेटर की आवृत्ति ऑफसेट नहीं है, किन्तु प्राप्त सिग्नल की आवृत्ति के समान है। इस प्रकार परिणाम एक डिमॉड्युलेटेड आउटपुट है जैसा कि एक मध्यवर्ती आवृत्ति (आईएफ) चरण के बाद सिंक्रोनस डिटेक्शन (एक उत्पाद डिटेक्टर) का उपयोग करके एक सुपरहेटरोडाइन रिसीवर से प्राप्त किया जाएगा।

तकनीकी विवाद

सुपरहेटरोडाइन रिसीवर के प्रदर्शन से मेल खाने के लिए, आईएफ चरण द्वारा सामान्य रूप से संबोधित किए जाने वाले कई कार्यों को बेसबैंड पर पूरा किया जाना चाहिए। इस प्रकार चूंकि स्वचालित लाभ नियंत्रण (एजीसी) का उपयोग करने वाले एम्पलीफायर में कोई उच्च लाभ नहीं है, इसलिए बेसबैंड आउटपुट स्तर प्राप्त सिग्नल शक्ति के आधार पर बहुत व्यापक रेंज में भिन्न हो सकता है। इस प्रकार यह एक प्रमुख तकनीकी चुनौती है जिसने डिजाइन की व्यावहारिकता को सीमित कर दिया है। एक अन्य मुद्दा एएम संकेतों के लिफाफा डिटेक्टर को लागू करने के लिए इस डिजाइन की असमर्थता है। इस प्रकार एएम या एफएम संकेतों के प्रत्यक्ष डिमॉड्यूलेशन (जैसा कि प्रसारण में उपयोग किया जाता है) के लिए स्थानीय ऑसिलेटर को वाहक आवृत्ति पर लॉक करने की आवश्यकता होती है, जो सुपरहेटरोडाइन में आईएफ चरण के आउटपुट पर अधिक मजबूत लिफाफा डिटेक्टर या अनुपात डिटेक्टर की तुलना में बहुत अधिक मांग वाला कार्य है। चूंकि डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग के बाद क्वाडरेचर डिटेक्शन का उपयोग करके प्रत्यक्ष-रूपांतरण डिज़ाइन के मामले में इससे बचा जा सकता है। सॉफ्टवेयर रेडियो तकनीकों का उपयोग करते हुए, स्थानीय ऑसिलेटर आवृत्ति के करीब आवृत्तियों से डाउन-परिवर्तित संकेतों पर किसी भी प्रकार के डिमॉड्यूलेशन और फ़िल्टरिंग करने के लिए दो चतुर्भुज आउटपुट को संसाधित किया जा सकता है। इस प्रकार बेसबैंड में आवृत्ति रूपांतरण में सम्मिलित एनालॉग घटकों में परिशोधन के साथ-साथ डिजिटल हार्डवेयर का प्रसार, इस प्रकार इस सरल टोपोलॉजी को कई अनुप्रयोगों में व्यावहारिक बना दिया है।

इतिहास और अनुप्रयोग

इस प्रकार होमोडाइन को साल 1932 में ब्रिटिश वैज्ञानिकों की एक टीम द्वारा विकसित किया गया था, जो सुपरहेटरोडाइन (दो चरण रूपांतरण मॉडल) को पार करने के लिए एक डिज़ाइन की खोज कर रहे थे। इस प्रकार बाद में डिज़ाइन का नाम बदलकर "सिंक्रोडाइन" कर दिया गया। एकल रूपांतरण चरण के कारण न केवल इसका उत्तम प्रदर्शन हुआ, बल्कि इसने सर्किट की जटिलता और बिजली की खपत को भी कम किया। डिज़ाइन को स्थानीय ऑसिलेटर के थर्मल ड्रिफ्ट का सामना करना पड़ा जिसने समय के साथ इसकी आवृत्ति को बदल दिया। इस प्रकार इस बहाव का प्रतिकार करने के लिए, चरण डिटेक्टर द्वारा स्थानीय ऑसिलेटर की आवृत्ति की तुलना प्रसारण इनपुट सिग्नल से की गई थी। इसने एक सुधार वोल्टेज का उत्पादन किया जो वांछित संकेत के साथ लॉक में रखते हुए स्थानीय ऑसिलेटरआवृत्ति को बदल देगा। इस प्रकार का प्रतिक्रिया सर्किट विकसित हुआ जिसे अब चरण बंद लूप के रूप में जाना जाता है। जबकि विधि कई दशकों से अस्तित्व में है, बड़े पैमाने पर घटक इंजीनियरिंग सहिष्णुता के कारण इसे लागू करना कठिनाई था, जो इस प्रकार के सर्किट के सफलतापूर्वक कार्य करने के लिए छोटे बदलाव का होना चाहिए।

लाभ

मिश्रण चरण से अवांछित उप-उत्पाद बीट संकेतों को किसी भी आगे की प्रक्रिया की आवश्यकता नहीं होती है, क्योंकि ऑडियो आउटपुट स्टेज पर लो पास फिल्टर के उपयोग से उन्हें पूरी तरह से खारिज कर दिया जाता है। इस प्रकाररिसीवर (रेडियो) डिज़ाइन में उच्च चयनात्मकता (रेडियो) का अतिरिक्त लाभ है और इसलिए यह एक त्रुटिहीन डिमोडुलेटर है। इस प्रकार डिज़ाइन सिद्धांतों को निकटवर्ती चैनल प्रसारण संकेतों को अलग करने की अनुमति देने के लिए बढ़ाया जा सकता है जिनके साइडबैंड वांछित संचरण को ओवरलैप कर सकते हैं। डिजाइन पल्स मॉड्यूलेशन ट्रांसमिशन मोड सिग्नल का पता लगाने में भी सुधार करता है।

नुकसान

रिसीवर में सिग्नल लीकेज पथ हो सकते हैं। इस प्रकार आवश्यक उच्च ऑडियो फ्रीक्वेंसी लाभ के परिणामस्वरूप मुख्य ह्यूम को अस्वीकार करने में कठिनाई हो सकती है। इस प्रकार स्थानीय-ऑसिलेटर ऊर्जा मिक्सर चरण के माध्यम से एंटीना (रेडियो) इनपुट में लीक हो सकती है और फिर मिक्सर चरण में वापस प्रतिबिंबित हो सकती है। समग्र प्रभाव यह है कि स्थानीय ऑसिलेटर ऊर्जा आत्म-मिश्रण करेगी और डीसी ऑफसेट सिग्नल बनाएगी। बेसबैंड एम्पलीफायरों को ओवरलोड करने और वांछित सिग्नल प्राप्त करने से रोकने के लिए ऑफसेट अधिक बड़ा हो सकता है। इस प्रकार डिज़ाइन संशोधन हैं जो इस समस्या से निपटते हैं, किन्तु वे रिसीवर की जटिलता को जोड़ते हैं। इस प्रकार अतिरिक्त डिज़ाइन जटिलता अधिकांशतः प्रत्यक्ष-रूपांतरण रिसीवर के लाभों से अधिक होती है।

आधुनिक उपयोग

इस प्रकार वेस हेवर्ड और डिक बिंघम के वर्ष 1968 के लेख ने प्रत्यक्ष-रूपांतरण डिजाइनों में नई रुचि दिखाई थीं।

एकीकृत सर्किट के विकास और कम लागत वाले आईसी पैकेजों में पूर्ण चरण-लॉक लूप उपकरणों को सम्मिलित करने से इस डिजाइन को व्यापक रूप से स्वीकार कर लिया गया हैं। इस प्रकार इसका उपयोग अब केवल एएम रेडियो संकेतों को प्राप्त करने तक ही सीमित नहीं है, बल्कि इसका उपयोग अधिक जटिल मॉड्यूलेशन विधियों के प्रसंस्करण में भी किया जाता है। इस प्रकार प्रत्यक्ष-रूपांतरण रिसीवर जिनमें अब सेलफोन, पेजर, टेलीविजन, वैमानिकी , मेडिकल इमेजिंग उपकरण और सॉफ्टवेयर-परिभाषित रेडियो सिस्टम सहित कई रिसीवर अनुप्रयोगों में सम्मिलित किए गए हैं।

यह भी देखें

• क्रिस्टल रेडियो
• परावर्तक रिसीवर
• हार्मोनिक मिक्सर
• होमोडाइन का पता लगाना
• कम आईएफ रिसीवर
• न्यूट्रोडाइन
• पुनर्योजी रेडियो रिसीवर
• [[सुपर Heterodyne रिसीवर]]
• ट्यून्ड रेडियो फ्रीक्वेंसी रिसीवर
• हेटेरोडाइन
• हेटेरोडाइन का पता लगाना

बाहरी संबंध

• The History of the Homodyne and Syncrodyne The Journal of the British Institution of Radio Engineers, April 1954
• U.S. Patent 706,740, "Wireless Signaling" (heterodyne principle) – 12 August 1902 - by Reginald Fessenden