इंजेक्शन लॉकिंग
इंजेक्शन लॉकिंग और इंजेक्शन पुलिंग उन आवृत्ति प्रभावों को कहते हैं जो तब हो सकते हैं जब एक सरल आवर्ती दोलन पास की आवृत्ति पर काम करने वाले दूसरे दोलन द्वारा विक्षुब्ध हो जाता है। जब युग्मन पर्याप्त रूप से मजबूत होता है और आवृत्तियाँ पर्याप्त के पास होती हैं, तो दूसरा दोलन पहले दोलन को पकड़ सकता है, जिससे यह अनिवार्य रूप से दूसरे के समान आवृत्ति का हो जाता है। यह इंजेक्शन लॉकिंग है। जब दूसरा दोलन केवल पहले को विक्षुब्ध करता है लेकिन इसे पकड़ नहीं पाता है, तो प्रभाव को इंजेक्शन पुलिंग कहा जाता है। इंजेक्शन लॉकिंग और पुलिंग प्रभाव कई प्रकार की भौतिक प्रणालियों में देखे जाते हैं, यद्यपि ये शब्द अधिकांशतः इलेक्ट्रॉनिक दोलन या लेजर प्रतिध्वनिकर्ताओं से जुड़े होते हैं।
इंजेक्शन लॉकिंग का उपयोग प्रारंभिक टेलीविजन सेट और दोलोस्कोप के डिजाइन में लाभकारी और चतुर तरीकों में किया गया है, जिससे उपकरण को अपेक्षाकृत कम लागत पर बाहरी संकेतों के साथ तुल्यकालित होने की अनुमति मिली है। उच्च निष्पादन आवृत्ति दोहरीकरण सर्किट में इंजेक्शन लॉकिंग का भी उपयोग किया गया है। यद्यपि, इंजेक्शन लॉकिंग और पुलिंग, जब अनभिप्रेत ही, चरण-बंद लूप और आरएफ एकीकृत परिपथ आवृति के प्रदर्शन को कम कर सकते हैं।
दादाजी घड़ियों से लेजर तक इंजेक्शन
इंजेक्शन पुलिंग और इंजेक्शन लॉकिंग को कई भौतिक प्रणालियों में देखा जा सकता है जहां दोलन के जोड़े एक साथ जोड़े जाते हैं। शायद सबसे पहले इन प्रभावों को प्रलेखित पेंडुलम घड़ी के आविष्कारक क्रिस्टियान ह्यूजेंस ने किया था, जो यह जानकर हैरान थे कि दो पेंडुलम घड़ियां जो सामान्यतः थोड़ा अलग समय रखती हैं, फिर भी एक आम बीम से लटकाए जाने पर पूरी तरह से संकालित हो जाती हैं। आधुनिक शोधकर्ताओं ने उनके संदेह की पुष्टि की है कि पेंडुलम घड़ी लकड़ी की बीम में छोटे-छोटे कंपन से जुड़े थे।[1] दो घड़ियाँ एक सामान्य आवृत्ति के लिए इंजेक्शन बन गईं हैं।
एक आधुनिक वोल्टेज नियंत्रित दोलन में एक इंजेक्शन-लॉकिंग संकेत अपने कम आवृत्ति नियंत्रण वोल्टेज को ओवरराइड कर सकता है, जिसके परिणामस्वरूप नियंत्रण का नुकसान हो सकता है। जानबूझकर नियोजित होने पर, इंजेक्शन लॉकिंग अन्य आवृत्ति सिंथेसाइज़र और चरण-लॉक लूप डिज़ाइन तकनीकों की तुलना में बिजली की खपत को कम करने और संभवतः चरण शोर को कम करने का साधन प्रदान करता है। इसी तरह, बड़े लेज़र के आवृत्ति आउटपुट को उच्च परिशुद्धता संदर्भ लेज़र के साथ इंजेक्शन द्वारा शोधित किया जा सकता है (इंजेक्शन सीडर देखें)।
इंजेक्शन-लॉक दोलन
एक इंजेक्शन-लॉक दोलन (ILO) सामान्यतः क्रॉस-युग्मित LC दोलन पर आधारित होता है। इसे आवृत्ति डिवीजन [2] या फेज-लॉक्ड लूप में जिटर रिडक्शन, शुद्ध साइनसोइडल वेवफॉर्म के इनपुट के साथ के लिए नियोजित किया गया है। इसे निरंतर मोड क्लॉक और डेटा रिकवरी (सीडीआर) या क्लॉक रिकवरी (सीडीआर) में नियोजित किया गया था, ताकि गैर-रिटर्न-टू-शून्य (एनआरजेड) डेटा को कूट-रिटर्न-टू-शून्य (पीआरजेड) प्रारूप [3] में परिवर्तित करने के लिए पूर्ववर्ती पल्स जनरेशन सर्किट की सहायता से घड़ी की बहाली की जा सके।[4] 2000 के दशक के अंत में, आईएलओ को बर्स्ट-मोड क्लॉक-रिकवरी योजना के लिए नियोजित किया गया था।[5]
इंजेक्शन-लॉक करने की क्षमता सभी दोलनो (इलेक्ट्रॉनिक या अन्य) की एक अंतर्निहित पूर्णावस्था है। इस क्षमता को मौलिक रूप से दोलन की आवधिकता और उसकी स्वायत्तता के संयुक्त प्रभाव के रूप में समझा जा सकता है। विशेष रूप से, एक आवधिक इंजेक्शन (यानी, बाहरी गड़बड़ी) पर विचार करें जो प्रत्येक दोलन चक्र को कुछ चरणों में स्थानांतरित करके दोलन चरण को आगे बढ़ाता या पीछे करता है। दोलन की आवधिकता के कारण, यह चरण शिफ्ट चक्र से चक्र तक समान होगा यदि दोलन इंजेक्शन-लॉक होता है। इसके अलावा, दोलन की स्वायत्तता के कारण, प्रत्येक चरण अनिश्चित रूप से जारी रहता है। इन दो प्रभावों का संयोजन प्रति दोलन चक्र एक निश्चित चरण शिफ्ट का उत्पादन करता है, जो समय के साथ एक निरंतर आवृत्ति परिवर्तन में परिणत होता है। यदि परिणामी, स्थानांतरित दोलन आवृत्ति इंजेक्शन आवृत्ति से मेल खाती है, तो दोलन को इंजेक्शन-लॉक कहा जाता है। यद्यपि, यदि इंजेक्शन के कारण दोलन अनुभव कर सकने वाली अधिकतम आवृत्ति शिफ्ट दोलन और इंजेक्शन आवृत्तियों (यानी, इंजेक्शन आवृत्ति लॉक रेंज के बाहर है) के मेल खाने के लिए पर्याप्त नहीं है, तो दोलन केवल इंजेक्शन लिया जा सकता है (देखें इंजेक्शन)।[6]
अवांछित इंजेक्शन लॉकिंग
उच्च गति तार्किक संकेत और उनके हारमोनिक्स एक दोलन के लिए संभावित खतरे हैं। एक अनपेक्षित लॉक के साथ एक प्रतिस्थापित संयमित के माध्यम से एक दोलन में इन और अन्य उच्च आवृत्ति संकेतों का रिसाव अवांछित इंजेक्शन लॉकिंग है।
इंजेक्शन लॉकिंग द्वारा लाभ
इंजेक्शन लॉकिंग कुछ अनुप्रयोगों में कम बिजली लागत पर लाभ का साधन भी प्रदान कर सकता है।
इंजेक्शन पुलिंग
इंजेक्शन (एका आवृत्ति) पुलिंग तब होता है जब एक इंटरफेरिंग आवृत्ति स्रोत एक दोलन को विक्षुब्ध करता है लेकिन इंजेक्शन लॉक करने में असमर्थ होता है। दोलन की आवृत्ति को आवृत्ति स्रोत की ओर पुल किया जाता है जैसा कि स्पेक्ट्रोग्राम में देखा जा सकता है। लॉक करने में विफलता अपर्याप्त युग्मन के कारण हो सकती है, या क्योंकि इंजेक्शन स्रोत आवृत्ति दोलन के लॉकिंग विंडो (जिसे लॉक रेंज भी कहा जाता है) के बाहर होती है। इंजेक्शन पुलिंग मूल रूप से दोलन की अंतर्निहित आवृति को खराब करता है।
प्रवेश
युग्मित चालित दोलनो के मोड लॉकिंग की प्रक्रिया को संदर्भित करने के लिए प्रवेश का उपयोग किया गया है, जो कि प्रक्रिया को संदर्भित करने के लिए किया गया है, जो एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें दो परस्पर क्रिया दोलन प्रणाली होती हैं, जिनमें अलग-अलग अवधि होती है जब वे स्वतंत्र रूप से कार्य करते हैं, एक सामान्य अवधि ग्रहण करते हैं। दो दोलन तुल्यकालन में पड़ सकते हैं, लेकिन अन्य चरण संबंध भी संभव हैं। अधिक आवृत्ति वाली प्रणाली धीमी हो जाती है, और दूसरी गति बढ़ जाती है।
पेंडुलम घड़ी के आविष्कारक, डच भौतिक विज्ञानी क्रिस्टियान ह्यूजेंस ने 1666 में यह देखने के बाद अवधारणा पेश की कि एक सामान्य बोर्ड पर लगे दो घड़ियों के पेंडुलम तुल्यकालित हो गए थे, और बाद के प्रयोगों ने इस घटना को दोहराया गया था। उन्होंने इस प्रभाव को विषम सहानुभूति बताया था। दो पेंडुलम घड़ियों को उनके पेंडुलम के साथ विपरीत दिशाओं में झूलते हुए सिंक्रनाइज़ किया जाता है, 180 ° चरण से बाहर, लेकिन इन-फेज अवस्थाएँ भी परिणाम दे सकती हैं। प्रवेश इसलिए होता है क्योंकि ऋणात्मक प्रतिक्रिया उत्पन्न करने के लिए चरण से बाहर होने पर ऊर्जा की छोटी मात्रा को दो प्रणालियों के बीच स्थानांतरित किया जाता है। जैसा कि वे एक अधिक स्थिर चरण संबंध मानते हैं, ऊर्जा की मात्रा धीरे-धीरे शून्य हो जाती है। भौतिकी के क्षेत्र में, ह्यूजेंस के अवलोकन अनुनाद और हार्मोनिक दोलन के अनुनाद युग्मन से संबंधित हैं, जो संवेदी कंपन को भी जन्म देता है।
ह्यूजेन्स के अवलोकनों के 2002 के एक अध्ययन से पता चलता है कि एक एंटीपेज़ स्थिर दोलन कुछ हद तक आकस्मिक था, और अन्य संभावित स्थिर समाधान हैं, जिसमें एक घातक स्थिति भी सम्मिलित है, जहां घड़ियों के बीच युग्मन की ताकत के आधार पर एक घड़ी चलना बंद हो जाती है।[7]
संचालित दोलनो के बीच मोड लॉकिंग को एक सामान्य, आसानी से चल सकने वाली सतह पर यांत्रिक गतिमापी का उपयोग करके आसानी से प्रदर्शित किया जा सकता है।[8][9][10] जैविक पेसमेकर के उचित संचालन सहित कई जैविक प्रणालियों के लिए इस तरह की मोड लॉकिंग महत्वपूर्ण है।[11]
आधुनिक भौतिकी साहित्य में एंट्रेनमेंट शब्द का उपयोग अधिकांशतः एक तरल पदार्थ के संचलन, या पार्टिकुलेट्स के संग्रह को दूसरे द्वारा संदर्भित करता है (प्रवेश (हाइड्रोडायनामिक्स) देखें)। गैर-रेखीय युग्मित दोलनो के मोड लॉकिंग को संदर्भित करने के लिए शब्द का उपयोग लगभग 1980 के बाद दिखाई देता है, और तुलना में अपेक्षाकृत दुर्लभ रहता है।
इसी तरह की युग्मन घटना श्रवण यंत्र में विशेषता थी, जब अनुकूली प्रतिक्रिया रद्द करने का प्रयोग किया जाता है। यह कैओस सिद्धांत आर्टिफैक्ट (प्रवेश) देखा जाता है जब सहसंबंधित इनपुट सिग्नल अनुकूली प्रतिक्रिया रद्द करने वाले को प्रस्तुत किया जाता है।
हाल के वर्षों में, एपेरियोडिक एंट्रेंस को एंट्रेंस के वैकल्पिक रूप के रूप में पहचाना गया है जो जैविक लय में रुचि रखता है।[12][13][14]
यह भी देखें
- आवृत्ति डिवाइडर#इंजेक्शन-लॉक आवृत्ति डिवाइडर|इंजेक्शन-लॉक आवृत्ति डिवाइडर
- चरण बंद लूप
- एलसी दोलन
- इलेक्ट्रॉनिक दोलन
- बर्स्ट मोड क्लॉक और डेटा रिकवरी
- प्रवेश (हाइड्रोडायनामिक्स)
- ब्रेनवेव तुल्यकालन
- अराजकता का तुल्यकालन
- फेज-लॉक लूप रेंज
- ज्वारीय ताला
संदर्भ
- ↑ http://phys.org/news/2016-03-huygens-pendulum-synchronization.html - Researchers prove Huygens was right about pendulum synchronization
- ↑ Tiebout, M. (2004). "उच्च-आवृत्ति कम-शक्ति आवृत्ति विभक्त के रूप में एक CMOS प्रत्यक्ष इंजेक्शन-लॉक ऑसिलेटर टोपोलॉजी". IEEE Journal of Solid-State Circuits. Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). 39 (7): 1170–1174. Bibcode:2004IJSSC..39.1170T. doi:10.1109/jssc.2004.829937. ISSN 0018-9200.
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- Filter Entrainment Avoidance with a Frequency Domain Transform Algorithm [1][permanent dead link]
- Entrainment Avoidance with Pole Stabilization [2][permanent dead link]
- Entrainment Avoidance with a Transform Domain Algorithm [3]
- Entrainment Avoidance with an Auto Regressive Filter [4][permanent dead link]
अग्रिम पठन
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