आवृत्ति अनुक्रिया: Difference between revisions

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[[ संकेत का प्रक्रमण |संकेत का प्रक्रमण]] और [[ इलेक्ट्रानिक्स |इलेक्ट्रानिक्स]] में, सिस्टम की आवृत्ति प्रतिक्रिया इनपुट आवृत्ति के समारोह के रूप में आउटपुट के परिमाण और चरण (तरंगों) का मात्रात्मक माप है।<ref>{{Cite book |last=Smith |first=Steven W. |title=The Scientist and Engineer's Guide to Digital Signal Processing |publisher=California Technical Pub |year=1997 |isbn=978-0966017632 |pages=177-180}}</ref> आवृत्ति प्रतिक्रिया व्यापक रूप से सिस्टम के डिजाइन और विश्लेषण में उपयोग की जाती है, जैसे कि [[ ऑडियो सिस्टम |ऑडियो सिस्टम]] और [[ नियंत्रण प्रणाली |नियंत्रण प्रणाली]] , जहां वे गणितीय विश्लेषण को सरल बनाते हैं, जो कि अंतर समीकरणों को [[ बीजीय समीकरण |बीजीय समीकरण]] ों में परिवर्तित करते हैं। ऑडियो सिस्टम में, इसका उपयोग घटकों (जैसे [[ माइक्रोफोन |माइक्रोफोन]] , [[ ऑडियो पावर एम्पलीफायर |ऑडियो पावर एम्पलीफायर]] और [[ लाउडस्पीकरों |लाउडस्पीकरों]] ) को डिजाइन करके श्रव्य विकृति को कम करने के लिए किया जा सकता है ताकि समग्र प्रतिक्रिया सिस्टम की [[ बैंडविड्थ (सिग्नल प्रोसेसिंग) |बैंडविड्थ (सिग्नल प्रोसेसिंग)]] में यथासंभव सपाट (समान) हो। नियंत्रण प्रणालियों में, जैसे कि वाहन का [[ क्रूज नियंत्रण |क्रूज नियंत्रण]] , इसका उपयोग सिस्टम [[ स्थिरता सिद्धांत |स्थिरता सिद्धांत]] का आकलन करने के लिए किया जा सकता है, अक्सर बोड भूखंडों के उपयोग के माध्यम से। विशिष्ट आवृत्ति प्रतिक्रिया वाले सिस्टम को [[ एनालॉग फिल्टर |एनालॉग फिल्टर]] और [[ डिजिटल फिल्टर |डिजिटल फिल्टर]] का उपयोग करके डिज़ाइन किया जा सकता है।
[[ संकेत का प्रक्रमण |संकेत का प्रक्रमण]] और [[ इलेक्ट्रानिक्स |इलेक्ट्रानिक्स]] में, किसी उपकरण की '''आवृत्ति अनुक्रिया''' इनपुट आवृत्ति के फलन के रूप में आउटपुट के परिमाण और चरण तरंगों का मात्रात्मक माप है।<ref>{{Cite book |last=Smith |first=Steven W. |title=The Scientist and Engineer's Guide to Digital Signal Processing |publisher=California Technical Pub |year=1997 |isbn=978-0966017632 |pages=177-180}}</ref> इस प्रकार आवृत्ति अनुक्रिया व्यापक रूप से उपकरण के डिजाइन और विश्लेषण में उपयोग की जाती है, जैसे कि [[ ऑडियो सिस्टम |ऑडियो उपकरण]] और [[ नियंत्रण प्रणाली |नियंत्रण प्रणाली]], जहाँ वे गणितीय विश्लेषण को सरल बनाते हैं, जो कि अंतर समीकरणों को [[ बीजीय समीकरण |बीजीय समीकरणों]] में परिवर्तित करते हैं। ऑडियो उपकरण में, इसका उपयोग घटकों (जैसे [[ माइक्रोफोन |माइक्रोफोन]] , [[ ऑडियो पावर एम्पलीफायर |ऑडियो पावर एम्पलीफायर]] और [[ लाउडस्पीकरों |लाउडस्पीकर]] ) को डिजाइन करके श्रव्य विकृति को कम करने के लिए किया जा सकता है, जिससे कि समग्र अनुक्रिया उपकरण की [[ बैंडविड्थ (सिग्नल प्रोसेसिंग) |बैंडविड्थ (संकेत प्रोसेसिंग)]] में यथासंभव समान हो। इस प्रकार किसी नियंत्रण प्रणाली में, जैसे कि वाहन का [[ क्रूज नियंत्रण |क्रूज नियंत्रण]] , इसका उपयोग उपकरण [[ स्थिरता सिद्धांत |स्थिरता सिद्धांत]] का आंकलन करने के लिए किया जा सकता है, अधिकांशतः बोड भूखंडों के उपयोग के माध्यम से विशिष्ट प्रकार की आवृत्ति अनुक्रिया वाले उपकरण को [[ एनालॉग फिल्टर |एनालॉग फिल्टर]] और [[ डिजिटल फिल्टर |डिजिटल फिल्टर]] का उपयोग करके डिज़ाइन किया जा सकता है।


आवृत्ति प्रतिक्रिया [[ आवृत्ति डोमेन |आवृत्ति डोमेन]] में सिस्टम की विशेषता है, जैसे [[ आवेग प्रतिक्रिया |आवेग प्रतिक्रिया]] समय डोमेन में सिस्टम की विशेषता है। रैखिक प्रणालियों में, या तो प्रतिक्रिया पूरी तरह से सिस्टम का वर्णन करती है और इस प्रकार एक-से-एक पत्राचार होता है: आवृत्ति प्रतिक्रिया आवेग प्रतिक्रिया का फूरियर रूपांतरण है। आवृत्ति प्रतिक्रिया [[ मल्टीस्टेज एम्पलीफायर |मल्टीस्टेज एम्पलीफायर]] ों जैसे कैस्केड सिस्टम के सरल विश्लेषण की अनुमति देती है, क्योंकि समग्र प्रणाली की प्रतिक्रिया व्यक्तिगत चरणों की आवृत्ति प्रतिक्रियाओं के गुणन के माध्यम से पाई जा सकती है (समय डोमेन में आवेग प्रतिक्रिया के दृढ़ संकल्प के विपरीत)। आवृत्ति प्रतिक्रिया रैखिक प्रणालियों में स्थानांतरण फ़ंक्शन से निकटता से संबंधित है, जो आवेग प्रतिक्रिया का लाप्लास परिवर्तन है। वे बराबर हैं जब असली हिस्सा <math>\sigma</math> ट्रांसफर फंक्शन कॉम्प्लेक्स वेरिएबल का <math>s = \sigma + j\omega</math> शून्य है। <ref name="Feucht1990">{{cite book|author=Dennis L. Feucht|title=Handbook of Analog Circuit Design|year=1990|publisher=Elsevier Science|isbn=978-1-4832-5938-3|page=192}}</ref>
आवृत्ति अनुक्रिया [[ आवृत्ति डोमेन |आवृत्ति डोमेन]] में उपकरण की विशेषता है, जैसे [[ आवेग प्रतिक्रिया |आवेग अनुक्रिया]] समय डोमेन में उपकरण की विशेषता है। रैखिक प्रणालियों में, या तो अनुक्रिया पूर्ण रूप से उपकरण का वर्णन करती है और इस प्रकार प्रति युक्ति पत्राचार होता है: जैसे आवृत्ति अनुक्रिया आवेग अनुक्रिया का फूरियर रूपांतरण है। आवृत्ति अनुक्रिया [[ मल्टीस्टेज एम्पलीफायर |मल्टीस्टेज एम्पलीफायर]] जैसे कैस्केड उपकरण के सरल विश्लेषण की अनुमति देती है, क्योंकि समग्र प्रणाली की अनुक्रिया व्यक्तिगत चरणों की आवृत्ति अनुक्रियाओं के गुणन के माध्यम से पाई जा सकती है (समय डोमेन में आवेग अनुक्रिया के दृढ़ संकल्प के विपरीत)। आवृत्ति अनुक्रिया रैखिक प्रणालियों में स्थानांतरण फलन से निकटता से संबंधित है, जो आवेग अनुक्रिया का लाप्लास परिवर्तन है। वे बराबर हैं जब इसका सही भाग <math>\sigma</math> ट्रांसफर फलन कॉम्प्लेक्स चर का मान <math>s = \sigma + j\omega</math> शून्य के समान होता है। <ref name="Feucht1990">{{cite book|author=Dennis L. Feucht|title=Handbook of Analog Circuit Design|year=1990|publisher=Elsevier Science|isbn=978-1-4832-5938-3|page=192}}</ref>
== मापन और प्लॉटिंग ==
== मापन और प्लॉटिंग ==
[[Image:Butterworth response.svg|thumb|300 px|6 dB प्रति सप्तक या 20 dB प्रति दशक [[ धड़ल्ले से बोलना |धड़ल्ले से बोलना]] के साथ कम पास फ़िल्टर की परिमाण प्रतिक्रिया]]
[[Image:Butterworth response.svg|thumb|300 px|6 dB प्रति सप्तक या 20 dB प्रति दशक [[ धड़ल्ले से बोलना |उत्तम तरीके से बोलना]] के साथ कम पास फ़िल्टर की परिमाण अनुक्रिया]]
आवृत्ति प्रतिक्रिया को मापने में आम तौर पर इनपुट सिग्नल के साथ सिस्टम को रोमांचक बनाना और परिणामी आउटपुट सिग्नल को मापना, दो संकेतों के [[ आवृत्ति स्पेक्ट्रम |आवृत्ति स्पेक्ट्रम]] की गणना करना (उदाहरण के लिए, असतत संकेतों के लिए [[ फास्ट फूरियर ट्रांसफॉर्म |फास्ट फूरियर ट्रांसफॉर्म]] का उपयोग करना), और प्रभाव को अलग करने के लिए स्पेक्ट्रा की तुलना करना शामिल है। प्रणाली में। रैखिक प्रणालियों में, इनपुट सिग्नल की फ़्रीक्वेंसी रेंज को ब्याज की फ़्रीक्वेंसी रेंज को कवर करना चाहिए।
आवृत्ति अनुक्रिया को मापने में आम तौर पर इनपुट संकेत के साथ उपकरण को रोमांचक बनाना और परिणामी आउटपुट संकेत को मापना, दो संकेतों के [[ आवृत्ति स्पेक्ट्रम |आवृत्ति स्पेक्ट्रम]] की गणना करना (उदाहरण के लिए, असतत संकेतों के लिए [[ फास्ट फूरियर ट्रांसफॉर्म |फास्ट फूरियर ट्रांसफॉर्म]] का उपयोग करना), और इस प्रकार इस प्रभाव को अलग करने के लिए स्पेक्ट्रा की तुलना करना सम्मिलित है। इसके आधार पर किसी प्रणाली में रैखिक प्रणालियों के अंतर्गत इनपुट संकेत की आवृत्ति सीमा को ब्याज की आवृत्ति सीमा को कवर करना चाहिए।


सिस्टम की आवृत्ति प्रतिक्रिया को मापने के लिए विभिन्न इनपुट संकेतों का उपयोग करने वाली कई विधियों का उपयोग किया जा सकता है, जिनमें शामिल हैं:
उपकरण की आवृत्ति अनुक्रिया को मापने के लिए विभिन्न इनपुट संकेतों का उपयोग करने वाली कई विधियों का उपयोग किया जा सकता है, जिनमें सम्मिलित हैं:
* निरंतर [[ आयाम |आयाम]] साइनसॉइड को लागू करना आवृत्तियों की श्रृंखला के माध्यम से कदम रखा और इनपुट के सापेक्ष आउटपुट के आयाम और चरण बदलाव की तुलना करना। फ़्रीक्वेंसी स्वीप इतना धीमा होना चाहिए कि सिस्टम रुचि के प्रत्येक बिंदु पर अपनी स्थिर स्थिति तक पहुँच सके
* निरंतर [[ आयाम |आयाम]] साइनसॉइड को लागू करना आवृत्तियों की श्रृंखला के माध्यम से कदम रखा और इनपुट के सापेक्ष आउटपुट के आयाम और चरण के परिवर्तन की तुलना करना। इस प्रकार आवृत्ति स्वीप इतना धीमा होना चाहिए कि उपकरण रुचि के प्रत्येक बिंदु पर अपनी स्थिर स्थिति तक पहुँच सके
* [[ डिराक डेल्टा फ़ंक्शन | डिराक डेल्टा फ़ंक्शन]] सिग्नल लागू करना और आवेग प्रतिक्रिया के फूरियर रूपांतरण को लेना | सिस्टम की प्रतिक्रिया
* [[ डिराक डेल्टा फ़ंक्शन |डिराक डेल्टा फलन]] संकेत लागू करना और आवेग अनुक्रिया के फूरियर रूपांतरण को लेना या उपकरण की अनुक्रिया करना।
* लंबे समय तक व्यापक अर्थ वाले स्थिर सफेद शोर संकेत को लागू करना और सिस्टम की प्रतिक्रिया के फूरियर रूपांतरण को लेना। यदि चरण की जानकारी की आवश्यकता हो तो इस पद्धति के साथ, [[ क्रॉस-स्पेक्ट्रल घनत्व |क्रॉस-स्पेक्ट्रल घनत्व]] (शक्ति वर्णक्रमीय घनत्व के बजाय) का उपयोग किया जाना चाहिए
* लंबे समय तक व्यापक अर्थ वाले स्थिर सफेद शोर संकेत को लागू करना और उपकरण की अनुक्रिया के फूरियर रूपांतरण को लेना। इस प्रकार यदि चरण की जानकारी की आवश्यकता हो तो इस पद्धति के साथ, [[ क्रॉस-स्पेक्ट्रल घनत्व |क्रॉस-स्पेक्ट्रल घनत्व]] (शक्ति वर्णक्रमीय घनत्व के बजाय) का उपयोग किया जाना चाहिए


आवृत्ति प्रतिक्रिया परिमाण द्वारा विशेषता है, आमतौर पर [[ डेसिबल |डेसिबल]] (डीबी) में या आश्रित चर के सामान्य आयाम के रूप में, और चरण (लहरें), [[ कांति |कांति]] या डिग्री में, आवृत्ति के खिलाफ मापा जाता है, प्रति सेकंड रेडियन में | रेडियन / एस, [[ हेटर्स |हेटर्स]] (Hz) या [[ Nyquist दर |Nyquist दर]] के अंश के रूप में।
आवृत्ति अनुक्रिया परिमाण द्वारा विशेषता है, सामान्यतः [[ डेसिबल |डेसिबल]] (डीबी) में या आश्रित चर के सामान्य आयाम के रूप में, और चरण (लहरें), [[ कांति |कांति]] या डिग्री में, आवृत्ति के विरुद्ध मापा जाता है, प्रति सेकंड रेडियन में अर्ताथ रेडियन / एस, [[ हेटर्स |हेटर्स]] (Hz) या [[ Nyquist दर |एनवाई क्यूस्ट दर]] के अंश के रूप में मापा जाता हैं।


प्रतिक्रिया माप की साजिश रचने के तीन सामान्य तरीके हैं:
अनुक्रिया माप की साजिश रचने के तीन सामान्य विधियाँ हैं:
* दो आयताकार भूखंडों पर बोड प्लॉट्स ग्राफ परिमाण और आवृत्ति के विरुद्ध फेज
* दो आयताकार भूखंडों पर बोड प्लॉट्स ग्राफ परिमाण और आवृत्ति के विरुद्ध फेज उपलब्ध कराये जाते हैं।
* Nyquist ने ध्रुवीय रूप में आवृत्ति के विरुद्ध ग्राफ़ परिमाण और चरण [[ पैरामीट्रिक प्लॉट |पैरामीट्रिक प्लॉट]] प्लॉट किए
* एनवाईक्यूस्ट ने ध्रुवीय रूप में आवृत्ति के विरुद्ध ग्राफ़ परिमाण और चरण [[ पैरामीट्रिक प्लॉट |पैरामीट्रिक प्लॉट]] प्लॉट किए जाते हैं।
* निकोल्स आयताकार रूप में आवृत्ति के विपरीत ग्राफ परिमाण और चरण को पैरामीट्रिक रूप से प्लॉट करते हैं
* निकोल्स आयताकार रूप में आवृत्ति के विपरीत ग्राफ परिमाण और चरण को पैरामीट्रिक रूप से प्लॉट करते हैं।


नियंत्रण प्रणालियों के डिजाइन के लिए, ओपन-लूप आवृत्ति प्रतिक्रिया से बंद-लूप स्थिरता और स्थिरता मार्जिन का अनुमान लगाने के लिए तीन प्रकार के भूखंडों में से किसी का उपयोग किया जा सकता है। कई आवृत्ति डोमेन अनुप्रयोगों (जैसे ऑडियो सिस्टम) में, चरण प्रतिक्रिया अपेक्षाकृत महत्वहीन है और बोडे प्लॉट की परिमाण प्रतिक्रिया वह सब हो सकती है जो आवश्यक है। डिजिटल सिस्टम (जैसे [[ डिजिटल फिल्टर |डिजिटल फिल्टर]] ) में, आवृत्ति प्रतिक्रिया में अक्सर कई आवधिक साइडलोब के साथ मुख्य लोब होता है, जो डिजिटल प्रक्रियाओं जैसे [[ नमूनाकरण (सिग्नल प्रोसेसिंग) |नमूनाकरण (सिग्नल प्रोसेसिंग)]] और [[ खिड़की समारोह |खिड़की समारोह]] के कारण [[ वर्णक्रमीय रिसाव |वर्णक्रमीय रिसाव]] के कारण होता है।<ref>L. R. Rabiner and B. Gold. Theory and Application of Digital Signal Processing. – Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1975. – 720 pp</ref>
नियंत्रण प्रणालियों के डिजाइन के लिए, ओपन-लूप आवृत्ति अनुक्रिया से बंद-लूप स्थिरता और स्थिरता मार्जिन का अनुमान लगाने के लिए तीन प्रकार के भूखंडों में से किसी का उपयोग किया जा सकता है। कई आवृत्ति डोमेन अनुप्रयोगों (जैसे ऑडियो उपकरण) में, चरण अनुक्रिया अपेक्षाकृत महत्वहीन है और बोडे प्लॉट की परिमाण अनुक्रिया वह सब हो सकती है जो आवश्यक है। इस प्रकार डिजिटल उपकरण (जैसे [[ डिजिटल फिल्टर |डिजिटल फिल्टर]] ) में, आवृत्ति अनुक्रिया में अधिकांशतः कई आवधिक साइडलोब के साथ मुख्य लोब होता है, जो डिजिटल प्रक्रियाओं जैसे [[ नमूनाकरण (सिग्नल प्रोसेसिंग) |संकेत प्रोसेसिंग]] और [[ खिड़की समारोह |विंडो फलन]] के कारण [[ वर्णक्रमीय रिसाव |वर्णक्रमीय रिसाव]] के कारण होता है।<ref>L. R. Rabiner and B. Gold. Theory and Application of Digital Signal Processing. – Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1975. – 720 pp</ref>
=== [[ अरेखीय |अरेखीय]] आवृत्ति प्रतिक्रिया ===
=== [[ अरेखीय |अरेखीय]] आवृत्ति अनुक्रिया ===
यदि जांच के तहत प्रणाली गैर-रेखीय है, तो रैखिक आवृत्ति डोमेन विश्लेषण सभी गैर-रेखीय विशेषताओं को प्रकट नहीं करेगा। इन सीमाओं को पार करने के लिए, सामान्यीकृत आवृत्ति प्रतिक्रिया कार्यों और गैर-रेखीय आउटपुट आवृत्ति प्रतिक्रिया कार्यों को गैर-रेखीय गतिशील प्रभावों का विश्लेषण करने के लिए परिभाषित किया गया है।<ref name="SAB1">Billings S.A. "Nonlinear System Identification: NARMAX Methods in the Time, Frequency, and Spatio-Temporal Domains". Wiley, 2013</ref> नॉनलाइनियर फ़्रीक्वेंसी रिस्पॉन्स मेथड्स [[ गूंज |गूंज]] , [[ इंटरमॉड्यूलेशन |इंटरमॉड्यूलेशन]] और [[ ऊर्जा अंतरण |ऊर्जा अंतरण]] जैसे प्रभावों को प्रकट कर सकते हैं।
यदि जांच के अनुसार प्रणाली रेखीय है, तो रैखिक आवृत्ति डोमेन विश्लेषण सभी गैर-रेखीय विशेषताओं को प्रकट नहीं करेगा। इन सीमाओं को पार करने के लिए, सामान्यीकृत आवृत्ति अनुक्रिया कार्यों और गैर-रेखीय आउटपुट आवृत्ति अनुक्रिया कार्यों को गैर-रेखीय गतिशील प्रभावों का विश्लेषण करने के लिए परिभाषित किया गया है।<ref name="SAB1">Billings S.A. "Nonlinear System Identification: NARMAX Methods in the Time, Frequency, and Spatio-Temporal Domains". Wiley, 2013</ref> इस प्रकार नॉनलाइनियर आवृत्ति रिस्पॉन्स मेथड्स [[ गूंज |इको]] , [[ इंटरमॉड्यूलेशन |इंटरमॉड्यूलेशन]] और [[ ऊर्जा अंतरण |ऊर्जा अंतरण]] जैसे प्रभावों को प्रकट कर सकते हैं।


== आवेदन ==
== आवेदन ==


इलेक्ट्रॉनिक्स में यह प्रोत्साहन इनपुट सिग्नल होगा।<ref name=Stark51>Stark, 2002, p. 51.</ref> श्रव्य श्रेणी में इसे आमतौर पर [[ इलेक्ट्रॉनिक एम्पलीफायर |इलेक्ट्रॉनिक एम्पलीफायर]] ों, [[ माइक्रोफ़ोन |माइक्रोफ़ोन]] और लाउडस्पीकरों के संबंध में संदर्भित किया जाता है। रेडियो स्पेक्ट्रम आवृत्ति प्रतिक्रिया समाक्षीय केबल, [[ श्रेणी 6 केबल |श्रेणी 6 केबल]] | मुड़-जोड़ी केबल, [[ वीडियो स्विचिंग |वीडियो स्विचिंग]] उपकरण, [[ तार रहित |तार रहित]] संचार उपकरणों और एंटीना सिस्टम के माप को संदर्भित कर सकती है। इन्फ्रासोनिक आवृत्ति प्रतिक्रिया माप में [[ भूकंप |भूकंप]] और [[ इलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राफी |इलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राफी]] (मस्तिष्क तरंगें) शामिल हैं।
इलेक्ट्रॉनिक्स में यह प्रोत्साहन इनपुट संकेत होगा।<ref name=Stark51>Stark, 2002, p. 51.</ref> श्रव्य श्रेणी में इसे सामान्यतः [[ इलेक्ट्रॉनिक एम्पलीफायर |इलेक्ट्रॉनिक एम्पलीफायर]], [[ माइक्रोफ़ोन |माइक्रोफ़ोन]] और लाउडस्पीकरों के संबंध में संदर्भित किया जाता है। इस प्रकार रेडियो स्पेक्ट्रम आवृत्ति अनुक्रिया समाक्षीय केबल, [[ श्रेणी 6 केबल |श्रेणी 6 केबल]] या को ऐक्सेल केबल, [[ वीडियो स्विचिंग |वीडियो स्विचिंग]] उपकरण, [[ तार रहित |तार रहित]] संचार उपकरणों और एंटीना उपकरण के माप को संदर्भित कर सकती है। इसके आधार पर इन्फ्रासोनिक आवृत्ति अनुक्रिया माप में [[ भूकंप |भूकंप]] और [[ इलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राफी |इलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राफी]] (मस्तिष्क तरंगें) सम्मिलित हैं।


आवृत्ति प्रतिक्रिया आवश्यकताएं आवेदन के आधार पर भिन्न होती हैं।<ref name=Luther141>Luther, 1999, p. 141.</ref> उच्च फ़िडेलिटी ऑडियो में, एम्पलीफायर को कम से कम 20-20,000 हर्ट्ज की आवृत्ति प्रतिक्रिया की आवश्यकता होती है, जिसमें लगभग 1000 हर्ट्ज़ के मध्य-श्रेणी की आवृत्तियों में ± 0.1 dB जितनी सख्त सहनशीलता होती है; हालांकि, [[ टेलीफ़ोनी |टेलीफ़ोनी]] में, 400-4,000 हर्ट्ज की आवृत्ति प्रतिक्रिया, ± 1 डीबी की सहनशीलता के साथ भाषण की सुगमता के लिए पर्याप्त है।<ref name=Luther141/>
आवृत्ति अनुक्रिया आवश्यकताएं आवेदन के आधार पर भिन्न होती हैं।<ref name=Luther141>Luther, 1999, p. 141.</ref> इस प्रकार उच्च फ़िडेलिटी ऑडियो में, एम्पलीफायर को कम से कम 20-20,000 हर्ट्ज की आवृत्ति अनुक्रिया की आवश्यकता होती है, जिसमें लगभग 1000 हर्ट्ज़ के मध्य-श्रेणी की आवृत्तियों में ± 0.1 dB जितनी कठोर सहनशीलता होती है, चूंकि, [[ टेलीफ़ोनी |टेलीफ़ोनी]] में, 400-4,000 हर्ट्ज की आवृत्ति अनुक्रिया, ± 1 डीबी की सहनशीलता के साथ भाषण की सुगमता के लिए पर्याप्त है।<ref name=Luther141/>


आवृत्ति प्रतिक्रिया वक्र अक्सर इलेक्ट्रॉनिक घटकों या प्रणालियों की सटीकता को इंगित करने के लिए उपयोग किए जाते हैं।<ref name=Stark51/>जब कोई सिस्टम या घटक किसी विशेष आवृत्ति बैंड के जोर या क्षीणन के बिना सभी वांछित इनपुट संकेतों को पुन: उत्पन्न करता है, तो सिस्टम या घटक को फ्लैट कहा जाता है, या फ्लैट आवृत्ति प्रतिक्रिया वक्र होता है।<ref name=Stark51/>अन्य मामले में, हम आवृत्ति प्रतिक्रिया सतह के 3D-रूप का उपयोग कर सकते हैं।
आवृत्ति अनुक्रिया वक्र अधिकांशतः इलेक्ट्रॉनिक घटकों या प्रणालियों की सटीकता को इंगित करने के लिए उपयोग किए जाते हैं।<ref name=Stark51/> इस प्रकार जब कोई उपकरण या घटक किसी विशेष आवृत्ति बैंड के जोर या क्षीणन के बिना सभी वांछित इनपुट संकेतों को पुन: उत्पन्न करता है, तो उपकरण या घटक को फ्लैट कहा जाता है, या फ्लैट आवृत्ति अनुक्रिया वक्र होता है।<ref name=Stark51/> इसकी अन्य स्थिति में, हम आवृत्ति अनुक्रिया सतह के 3डी-रूप का उपयोग कर सकते हैं।


एक बार आवृत्ति प्रतिक्रिया को मापा गया है (उदाहरण के लिए, आवेग प्रतिक्रिया के रूप में), बशर्ते सिस्टम एलटीआई सिस्टम सिद्धांत | रैखिक और समय-अपरिवर्तनीय है, इसकी विशेषता को डिजिटल फ़िल्टर द्वारा मनमानी सटीकता के साथ अनुमानित किया जा सकता है। इसी तरह, यदि किसी सिस्टम को खराब आवृत्ति प्रतिक्रिया के लिए प्रदर्शित किया जाता है, तो इन कमियों की भरपाई के लिए उनके पुनरुत्पादन से पहले सिग्नल पर डिजिटल या एनालॉग फ़िल्टर लागू किया जा सकता है।
एक बार आवृत्ति अनुक्रिया को मापा गया है, जैसे उदाहरण के लिए, आवेग अनुक्रिया के रूप में उपकरण एलटीआई उपकरण सिद्धांत या रैखिक और समय-अपरिवर्तनीय है, इसकी विशेषता को डिजिटल फ़िल्टर द्वारा मनमानी सटीकता के साथ अनुमानित किया जा सकता है। इसी प्रकार यदि किसी उपकरण को खराब आवृत्ति अनुक्रिया के लिए प्रदर्शित किया जाता है, तो इन कमियों का आवरण के लिए उनके पुनरुत्पादन से पहले संकेत पर डिजिटल या एनालॉग फ़िल्टर लागू किया जा सकता है।


राडार जैमिंग और धोखे के लिए आवृत्ति प्रतिक्रिया वक्र का रूप बहुत महत्वपूर्ण है | रडार, संचार और अन्य प्रणालियों की एंटी-जैमिंग सुरक्षा।
राडार जैमिंग और धोखे के लिए आवृत्ति अनुक्रिया वक्र का रूप बहुत महत्वपूर्ण है, जैसे रडार, संचार और अन्य प्रणालियों की एंटी-जैमिंग सुरक्षा इत्यादि।


==यह भी देखें==
==यह भी देखें==

Revision as of 23:52, 6 December 2023

संकेत का प्रक्रमण और इलेक्ट्रानिक्स में, किसी उपकरण की आवृत्ति अनुक्रिया इनपुट आवृत्ति के फलन के रूप में आउटपुट के परिमाण और चरण तरंगों का मात्रात्मक माप है।[1] इस प्रकार आवृत्ति अनुक्रिया व्यापक रूप से उपकरण के डिजाइन और विश्लेषण में उपयोग की जाती है, जैसे कि ऑडियो उपकरण और नियंत्रण प्रणाली, जहाँ वे गणितीय विश्लेषण को सरल बनाते हैं, जो कि अंतर समीकरणों को बीजीय समीकरणों में परिवर्तित करते हैं। ऑडियो उपकरण में, इसका उपयोग घटकों (जैसे माइक्रोफोन , ऑडियो पावर एम्पलीफायर और लाउडस्पीकर ) को डिजाइन करके श्रव्य विकृति को कम करने के लिए किया जा सकता है, जिससे कि समग्र अनुक्रिया उपकरण की बैंडविड्थ (संकेत प्रोसेसिंग) में यथासंभव समान हो। इस प्रकार किसी नियंत्रण प्रणाली में, जैसे कि वाहन का क्रूज नियंत्रण , इसका उपयोग उपकरण स्थिरता सिद्धांत का आंकलन करने के लिए किया जा सकता है, अधिकांशतः बोड भूखंडों के उपयोग के माध्यम से विशिष्ट प्रकार की आवृत्ति अनुक्रिया वाले उपकरण को एनालॉग फिल्टर और डिजिटल फिल्टर का उपयोग करके डिज़ाइन किया जा सकता है।

आवृत्ति अनुक्रिया आवृत्ति डोमेन में उपकरण की विशेषता है, जैसे आवेग अनुक्रिया समय डोमेन में उपकरण की विशेषता है। रैखिक प्रणालियों में, या तो अनुक्रिया पूर्ण रूप से उपकरण का वर्णन करती है और इस प्रकार प्रति युक्ति पत्राचार होता है: जैसे आवृत्ति अनुक्रिया आवेग अनुक्रिया का फूरियर रूपांतरण है। आवृत्ति अनुक्रिया मल्टीस्टेज एम्पलीफायर जैसे कैस्केड उपकरण के सरल विश्लेषण की अनुमति देती है, क्योंकि समग्र प्रणाली की अनुक्रिया व्यक्तिगत चरणों की आवृत्ति अनुक्रियाओं के गुणन के माध्यम से पाई जा सकती है (समय डोमेन में आवेग अनुक्रिया के दृढ़ संकल्प के विपरीत)। आवृत्ति अनुक्रिया रैखिक प्रणालियों में स्थानांतरण फलन से निकटता से संबंधित है, जो आवेग अनुक्रिया का लाप्लास परिवर्तन है। वे बराबर हैं जब इसका सही भाग ट्रांसफर फलन कॉम्प्लेक्स चर का मान शून्य के समान होता है। [2]

मापन और प्लॉटिंग

6 dB प्रति सप्तक या 20 dB प्रति दशक उत्तम तरीके से बोलना के साथ कम पास फ़िल्टर की परिमाण अनुक्रिया

आवृत्ति अनुक्रिया को मापने में आम तौर पर इनपुट संकेत के साथ उपकरण को रोमांचक बनाना और परिणामी आउटपुट संकेत को मापना, दो संकेतों के आवृत्ति स्पेक्ट्रम की गणना करना (उदाहरण के लिए, असतत संकेतों के लिए फास्ट फूरियर ट्रांसफॉर्म का उपयोग करना), और इस प्रकार इस प्रभाव को अलग करने के लिए स्पेक्ट्रा की तुलना करना सम्मिलित है। इसके आधार पर किसी प्रणाली में रैखिक प्रणालियों के अंतर्गत इनपुट संकेत की आवृत्ति सीमा को ब्याज की आवृत्ति सीमा को कवर करना चाहिए।

उपकरण की आवृत्ति अनुक्रिया को मापने के लिए विभिन्न इनपुट संकेतों का उपयोग करने वाली कई विधियों का उपयोग किया जा सकता है, जिनमें सम्मिलित हैं:

  • निरंतर आयाम साइनसॉइड को लागू करना आवृत्तियों की श्रृंखला के माध्यम से कदम रखा और इनपुट के सापेक्ष आउटपुट के आयाम और चरण के परिवर्तन की तुलना करना। इस प्रकार आवृत्ति स्वीप इतना धीमा होना चाहिए कि उपकरण रुचि के प्रत्येक बिंदु पर अपनी स्थिर स्थिति तक पहुँच सके
  • डिराक डेल्टा फलन संकेत लागू करना और आवेग अनुक्रिया के फूरियर रूपांतरण को लेना या उपकरण की अनुक्रिया करना।
  • लंबे समय तक व्यापक अर्थ वाले स्थिर सफेद शोर संकेत को लागू करना और उपकरण की अनुक्रिया के फूरियर रूपांतरण को लेना। इस प्रकार यदि चरण की जानकारी की आवश्यकता हो तो इस पद्धति के साथ, क्रॉस-स्पेक्ट्रल घनत्व (शक्ति वर्णक्रमीय घनत्व के बजाय) का उपयोग किया जाना चाहिए

आवृत्ति अनुक्रिया परिमाण द्वारा विशेषता है, सामान्यतः डेसिबल (डीबी) में या आश्रित चर के सामान्य आयाम के रूप में, और चरण (लहरें), कांति या डिग्री में, आवृत्ति के विरुद्ध मापा जाता है, प्रति सेकंड रेडियन में अर्ताथ रेडियन / एस, हेटर्स (Hz) या एनवाई क्यूस्ट दर के अंश के रूप में मापा जाता हैं।

अनुक्रिया माप की साजिश रचने के तीन सामान्य विधियाँ हैं:

  • दो आयताकार भूखंडों पर बोड प्लॉट्स ग्राफ परिमाण और आवृत्ति के विरुद्ध फेज उपलब्ध कराये जाते हैं।
  • एनवाईक्यूस्ट ने ध्रुवीय रूप में आवृत्ति के विरुद्ध ग्राफ़ परिमाण और चरण पैरामीट्रिक प्लॉट प्लॉट किए जाते हैं।
  • निकोल्स आयताकार रूप में आवृत्ति के विपरीत ग्राफ परिमाण और चरण को पैरामीट्रिक रूप से प्लॉट करते हैं।

नियंत्रण प्रणालियों के डिजाइन के लिए, ओपन-लूप आवृत्ति अनुक्रिया से बंद-लूप स्थिरता और स्थिरता मार्जिन का अनुमान लगाने के लिए तीन प्रकार के भूखंडों में से किसी का उपयोग किया जा सकता है। कई आवृत्ति डोमेन अनुप्रयोगों (जैसे ऑडियो उपकरण) में, चरण अनुक्रिया अपेक्षाकृत महत्वहीन है और बोडे प्लॉट की परिमाण अनुक्रिया वह सब हो सकती है जो आवश्यक है। इस प्रकार डिजिटल उपकरण (जैसे डिजिटल फिल्टर ) में, आवृत्ति अनुक्रिया में अधिकांशतः कई आवधिक साइडलोब के साथ मुख्य लोब होता है, जो डिजिटल प्रक्रियाओं जैसे संकेत प्रोसेसिंग और विंडो फलन के कारण वर्णक्रमीय रिसाव के कारण होता है।[3]

अरेखीय आवृत्ति अनुक्रिया

यदि जांच के अनुसार प्रणाली रेखीय है, तो रैखिक आवृत्ति डोमेन विश्लेषण सभी गैर-रेखीय विशेषताओं को प्रकट नहीं करेगा। इन सीमाओं को पार करने के लिए, सामान्यीकृत आवृत्ति अनुक्रिया कार्यों और गैर-रेखीय आउटपुट आवृत्ति अनुक्रिया कार्यों को गैर-रेखीय गतिशील प्रभावों का विश्लेषण करने के लिए परिभाषित किया गया है।[4] इस प्रकार नॉनलाइनियर आवृत्ति रिस्पॉन्स मेथड्स इको , इंटरमॉड्यूलेशन और ऊर्जा अंतरण जैसे प्रभावों को प्रकट कर सकते हैं।

आवेदन

इलेक्ट्रॉनिक्स में यह प्रोत्साहन इनपुट संकेत होगा।[5] श्रव्य श्रेणी में इसे सामान्यतः इलेक्ट्रॉनिक एम्पलीफायर, माइक्रोफ़ोन और लाउडस्पीकरों के संबंध में संदर्भित किया जाता है। इस प्रकार रेडियो स्पेक्ट्रम आवृत्ति अनुक्रिया समाक्षीय केबल, श्रेणी 6 केबल या को ऐक्सेल केबल, वीडियो स्विचिंग उपकरण, तार रहित संचार उपकरणों और एंटीना उपकरण के माप को संदर्भित कर सकती है। इसके आधार पर इन्फ्रासोनिक आवृत्ति अनुक्रिया माप में भूकंप और इलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राफी (मस्तिष्क तरंगें) सम्मिलित हैं।

आवृत्ति अनुक्रिया आवश्यकताएं आवेदन के आधार पर भिन्न होती हैं।[6] इस प्रकार उच्च फ़िडेलिटी ऑडियो में, एम्पलीफायर को कम से कम 20-20,000 हर्ट्ज की आवृत्ति अनुक्रिया की आवश्यकता होती है, जिसमें लगभग 1000 हर्ट्ज़ के मध्य-श्रेणी की आवृत्तियों में ± 0.1 dB जितनी कठोर सहनशीलता होती है, चूंकि, टेलीफ़ोनी में, 400-4,000 हर्ट्ज की आवृत्ति अनुक्रिया, ± 1 डीबी की सहनशीलता के साथ भाषण की सुगमता के लिए पर्याप्त है।[6]

आवृत्ति अनुक्रिया वक्र अधिकांशतः इलेक्ट्रॉनिक घटकों या प्रणालियों की सटीकता को इंगित करने के लिए उपयोग किए जाते हैं।[5] इस प्रकार जब कोई उपकरण या घटक किसी विशेष आवृत्ति बैंड के जोर या क्षीणन के बिना सभी वांछित इनपुट संकेतों को पुन: उत्पन्न करता है, तो उपकरण या घटक को फ्लैट कहा जाता है, या फ्लैट आवृत्ति अनुक्रिया वक्र होता है।[5] इसकी अन्य स्थिति में, हम आवृत्ति अनुक्रिया सतह के 3डी-रूप का उपयोग कर सकते हैं।

एक बार आवृत्ति अनुक्रिया को मापा गया है, जैसे उदाहरण के लिए, आवेग अनुक्रिया के रूप में उपकरण एलटीआई उपकरण सिद्धांत या रैखिक और समय-अपरिवर्तनीय है, इसकी विशेषता को डिजिटल फ़िल्टर द्वारा मनमानी सटीकता के साथ अनुमानित किया जा सकता है। इसी प्रकार यदि किसी उपकरण को खराब आवृत्ति अनुक्रिया के लिए प्रदर्शित किया जाता है, तो इन कमियों का आवरण के लिए उनके पुनरुत्पादन से पहले संकेत पर डिजिटल या एनालॉग फ़िल्टर लागू किया जा सकता है।

राडार जैमिंग और धोखे के लिए आवृत्ति अनुक्रिया वक्र का रूप बहुत महत्वपूर्ण है, जैसे रडार, संचार और अन्य प्रणालियों की एंटी-जैमिंग सुरक्षा इत्यादि।

यह भी देखें

संदर्भ

Notes
  1. Smith, Steven W. (1997). The Scientist and Engineer's Guide to Digital Signal Processing. California Technical Pub. pp. 177–180. ISBN 978-0966017632.
  2. Dennis L. Feucht (1990). Handbook of Analog Circuit Design. Elsevier Science. p. 192. ISBN 978-1-4832-5938-3.
  3. L. R. Rabiner and B. Gold. Theory and Application of Digital Signal Processing. – Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1975. – 720 pp
  4. Billings S.A. "Nonlinear System Identification: NARMAX Methods in the Time, Frequency, and Spatio-Temporal Domains". Wiley, 2013
  5. 5.0 5.1 5.2 Stark, 2002, p. 51.
  6. 6.0 6.1 Luther, 1999, p. 141.
Bibliography

बाहरी संबंध