डायरेक्ट-कन्वर्शन रिसीवर

एक प्रत्यक्ष-रूपांतरण रिसीवर (डीसीआर), जिसे होमोडाइन, सिंक्रोडाइन या शून्य-IF 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 डेमो ड्यूलेशन करता है, जिसकी आवृत्ति समान होती है, या बहुत करीब होती है। 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 मुद्दे 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। चूंकि इन और अन्य तकनीकी चुनौतियों ने इस तकनीक को इसके आविष्कार (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। यह सुपरहेटरोडाइन के दो (या अधिक) आवृत्ति रूपांतरणों, IF 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। परिणाम एक डिमॉड्युलेटेड आउटपुट है जैसा कि एक इंटरमीडिएट फ़्रीक्वेंसी (IF) चरण के बाद सिंक्रोनस डिटेक्शन (एक उत्पाद डिटेक्टर) का उपयोग करके एक सुपरहेटरोडाइन रिसीवर से प्राप्त किया जाएगा।

तकनीकी मुद्दे

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। चूंकि कोई उच्च लाभ नहीं है IF एम्पलीफायर स्वचालित लाभ नियंत्रण (एजीसी) का उपयोग कर रहा है, बेसबैंड आउटपुट स्तर प्राप्त सिग्नल शक्ति पर निर्भर एक बहुत विस्तृत श्रृंखला में भिन्न हो सकता है। 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 अक्षमता है। इस प्रकार एएम या एफएम संकेतों (जैसा कि प्रसारण में उपयोग किया जाता है) के प्रत्यक्ष डिमॉड्यूलेशन के लिए वाहक आवृत्ति के लिए स्थानीय थरथरानवाला चरण लॉक लूप की आवश्यकता होती है, अधिक मजबूत लिफाफा डिटेक्टर या डिटेक्टर (रेडियो) की तुलना में बहुत अधिक मांग वाला कार्य # अनुपात डिटेक्टर के आउटपुट पर एक सुपरहेटरोडाइन डिज़ाइन में IF चरण। चूंकि अंकीय संकेत प्रक्रिया के बाद बेसबैंड#समतुल्य बेसबैंड सिग्नल डिटेक्शन का उपयोग करके प्रत्यक्ष-रूपांतरण डिज़ाइन के स्थितियोंमें 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। 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

होमोडाइन को 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। डिजाइन को बाद में सिंक्रोडाइन नाम दिया गया था। 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 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 थरथरानवाला आवृत्ति 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

मिक्सिंग स्टेज से अवांछित बाय-प्रोडक्ट बीट सिग्नल को किसी और प्रोसेसिंग की आवश्यकता नहीं है, क्योंकि ऑडियो आउटपुट स्टेज पर लो पास फिल्टर के उपयोग से उन्हें पूरी तरह से खारिज कर दिया जाता है। रिसीवर (रेडियो) डिज़ाइन में उच्च चयनात्मकता (रेडियो) का अतिरिक्त लाभ है, और इसलिए यह एक त्रुटिहीन डिमोडुलेटर है। 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 | पल्स-मॉड्यूलेटेड ट्रांसमिशन मोड सिग्नल का पता लगाने में भी सुधार करता है।

नुकसान

रिसीवर में सिग्नल लीकेज पथ हो सकते हैं। आवश्यक उच्च ऑडियो फ्रीक्वेंसी गेन के परिणामस्वरूप मुख्य ह्यूम को अस्वीकार करने में कठिनाई हो सकती है। स्थानीय-थरथरानवाला 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 थरथरानवाला 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। डिज़ाइन संशोधन हैं जो इस समस्या से निपटते हैं, किन्तु वे रिसीवर की जटिलता को जोड़ते हैं। अतिरिक्त डिज़ाइन जटिलता अधिकांशतः प्रत्यक्ष-रूपांतरण रिसीवर के लाभों से अधिक होती है।

आधुनिक उपयोग

वेस हेवर्ड और डिक बिंघम के 1968 के लेख ने प्रत्यक्ष-रूपांतरण डिजाइनों में नई रुचि दिखाई। कम लागत वाले आईसी पैकेजों में एकीकृत सर्किट के विकास और पूर्ण चरण-लॉक लूप उपकरणों को सम्मिलित करने से इस डिजाइन को व्यापक रूप से स्वीकार किया गया। उपयोग अब एएम रेडियो संकेतों के स्वागत तक ही सीमित नहीं है, बल्कि अधिक जटिल मॉडुलन विधियों को संसाधित करने में भी उपयोग करता है। डायरेक्ट-रूपांतरण रिसीवर 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 IF रिसीवर
• न्यूट्रोडाइन
• पुनर्योजी रेडियो रिसीवर
• [[सुपरHeterodyne 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