स्वचालित लाभ नियंत्रण

एनालॉग टेलीफोन नेटवर्क में उपयोग किए जाने वाले एजीसी की योजना; आउटपुट स्तर से लाभ प्राप्त करने के लिए प्रतिक्रिया वैक्ट्रोल प्रतिरोधी ऑप्टो-आइसोलेटर के माध्यम से प्रभावित होती है।

स्वचालित लाभ नियंत्रण (एजीसी) एक प्रवर्धक या प्रवर्धक की श्रृंखला में बंद-लूप प्रतिक्रिया विनियमन परिपथ है, जिसका उद्देश्य निर्विष्ट पर संकेत आयाम की भिन्नता के बावजूद, इसके उत्पादन पर उपयुक्त संकेत आयाम बनाए रखना है। प्रवर्धक के लाभ (इलेक्ट्रॉनिक्स) को गतिशील रूप से समायोजित करने के लिए औसत या शिखर उत्पादन संकेत स्तर का उपयोग किया जाता है, जिससे परिपथ निर्विष्ट संकेत स्तरों की एक बड़ी श्रृंखला के साथ संतोषजनक ढंग से काम कर सकते है। प्राप्त संकेत की शक्ति में अंतर के साथ-साथ लुप्त होने के कारण एकल स्टेशन के वायरलेस संकेत में भिन्नता के कारण विभिन्न वायरलेस स्टेशनों की औसत मात्रा (जोर) को बराबर करने के लिए अधिकांश वायरलेस प्राप्तकर्ता में इसका उपयोग किया जाता है। एजीसी के बिना एक आयाम मॉडुलन वायरलेस प्राप्तकर्ता से निकलने वाली ध्वनि कमजोर से मजबूत संकेत तक अत्यधिक भिन्न होती है; यदि संकेत मजबूत है तो एजीसी मात्रा को प्रभावी ढंग से कम कर देता है और कमजोर होने पर इसे बढ़ा देता है। एक विशिष्ट प्राप्तकर्ता में एजीसी प्रतिक्रिया नियंत्रण संकेत सामान्यतौर पर संसूचक (वायरलेस) चरण से लिया जाता है और आईएफ या आर एफ प्रवर्धक म्रणों के लाभ को नियंत्रित करने के लिए लागू किया जाता है।

यह कैसे काम करता है

नियंत्रण प्राप्त करने के लिए संकेत (एक रेडियो में डिटेक्टर आउटपुट) एक डायोड और संधारित्र में जाता है, जो एक पीक-निम्नलिखित डीसी वोल्टेज का उत्पादन करता है। यह उनके पूर्वाग्रह को बदलने के लिए RF लाभ ब्लॉकों को खिलाया जाता है, इस प्रकार उनका लाभ बदल जाता है। परंपरागत रूप से सभी गेन-नियंत्रित चरण सिग्नल डिटेक्शन से पहले आए थे, लेकिन सिग्नल डिटेक्शन के बाद गेन-नियंत्रित चरण जोड़कर लाभ नियंत्रण में सुधार करना भी संभव है।

उदाहरण उपयोग मामलों

एएम रेडियो रिसीवर

1925 में, हेरोल्ड एल्डन व्हीलर ने स्वचालित आयतन नियंत्रण (AVC) का आविष्कार किया और एक पेटेंट प्राप्त किया। कार्ल कुपफमुलर ने 1928 में एजीसी सिस्टम का विश्लेषण प्रकाशित किया। 1930 के दशक के प्रारंभ तक अधिकांश नए वाणिज्यिक प्रसारण रिसीवरों में स्वचालित वॉल्यूम नियंत्रण शामिल था। एजीसी एएम रेडियो रिसीवर (रेडियो) में रैखिकता से प्रस्थान है। एजीसी के बिना, एक एएम रेडियो के सिग्नल आयाम और ध्वनि तरंग के बीच एक रैखिक संबंध होगा - ध्वनि आयाम, जो जोर से संबंधित है, रेडियो सिग्नल आयाम के समानुपाती है, क्योंकि सिग्नल की सूचना सामग्री के परिवर्तनों से होती है वाहक तरंग का आयाम। यदि सर्किट काफी रैखिक नहीं थे, तो मॉड्यूटेड सिग्नल उचित निष्ठा के साथ पुनर्प्राप्त नहीं किया जा सका। हालांकि, प्राप्त सिग्नल की ताकत ट्रांसमीटर की शक्ति और दूरी और सिग्नल पथ क्षीणन के आधार पर व्यापक रूप से भिन्न होगी। एजीसी सर्किट सिग्नल की समग्र शक्ति का पता लगाकर रिसीवर के आउटपुट स्तर को बहुत अधिक उतार-चढ़ाव से बचाता है और स्वीकार्य सीमा के भीतर आउटपुट स्तर को बनाए रखने के लिए रिसीवर के लाभ को स्वचालित रूप से समायोजित करता है। बहुत कमजोर सिग्नल के लिए, एजीसी रिसीवर को अधिकतम लाभ पर संचालित करता है; जैसे ही सिग्नल बढ़ता है, एजीसी लाभ कम कर देता है।

कमजोर संकेतों पर रिसीवर के आरएफ फ्रंट एंड के लाभ को कम करना आमतौर पर नुकसानदेह होता है क्योंकि कम लाभ सिग्नल-टू-शोर अनुपात और अवरोधन (रेडियो) को खराब कर सकता है; इसलिए, कई डिज़ाइन केवल मजबूत संकेतों के लिए लाभ कम करते हैं।

चूंकि एएम डिटेक्टर डायोड सिग्नल की शक्ति के लिए आनुपातिक डीसी वोल्टेज उत्पन्न करता है, इसलिए लाभ कम करने के लिए इस वोल्टेज को रिसीवर के पिछले चरणों में वापस फीड किया जा सकता है। एक फिल्टर नेटवर्क की आवश्यकता होती है ताकि सिग्नल के ऑडियो घटक प्रशंसनीय रूप से लाभ को प्रभावित न करें; यह मॉड्यूलेशन वृद्धि को रोकता है जो सिग्नल की प्रभावी मॉड्यूलेशन गहराई को बढ़ाता है, ध्वनि को विकृत करता है। संचार रिसीवर में अधिक जटिल एवीसी सिस्टम हो सकते हैं, जिसमें अतिरिक्त प्रवर्धन चरण, अलग एजीसी डिटेक्टर डायोड, प्रसारण और शॉर्टवेव बैंड के लिए अलग-अलग समय स्थिरांक, और विरूपण और क्रॉस-मॉड्यूलेशन को रोकने के लिए रिसीवर के विभिन्न चरणों में एजीसी वोल्टेज के विभिन्न स्तरों का अनुप्रयोग शामिल है। एवीसी प्रणाली के डिजाइन का रिसीवर की उपयोगिता, ट्यूनिंग विशेषताओं, ऑडियो निष्ठा और अधिभार और मजबूत संकेतों पर व्यवहार पर बहुत प्रभाव पड़ता है। एफएम रिसीवर, भले ही वे लिमिटर चरणों और डिटेक्टरों को शामिल करते हैं जो आयाम भिन्नताओं के प्रति अपेक्षाकृत असंवेदनशील हैं, फिर भी मजबूत संकेतों पर अधिभार को रोकने के लिए एजीसी से लाभान्वित होते हैं।

राडार

अवांछित अव्यवस्था (रडार) गूँज पर काबू पाने की एक विधि के रूप में एजीसी का एक संबंधित अनुप्रयोग रडार सिस्टम में है। यह विधि इस तथ्य पर निर्भर करती है कि अव्यवस्था ब्याज के लक्ष्य से कहीं अधिक प्रतिध्वनित करती है। समग्र दृश्यमान अव्यवस्था के निरंतर स्तर को बनाए रखने के लिए रिसीवर का लाभ स्वचालित रूप से समायोजित हो जाता है। हालांकि यह मजबूत आसपास के अव्यवस्था से ढके लक्ष्यों का पता लगाने में मदद नहीं करता है, लेकिन यह मजबूत लक्ष्य स्रोतों को अलग करने में मदद करता है। अतीत में, रडार एजीसी को इलेक्ट्रॉनिक रूप से नियंत्रित किया गया था और पूरे रडार रिसीवर के लाभ को प्रभावित किया था। जैसे-जैसे रडार विकसित हुए, एजीसी कंप्यूटर-सॉफ्टवेयर नियंत्रित होता गया, और विशिष्ट पहचान कोशिकाओं में अधिक ग्रैन्युलैरिटी के साथ लाभ प्रभावित हुआ। कई इलेक्ट्रॉनिक युद्ध#इलेक्ट्रॉनिक हमले .28EA.29 नकली के साथ वास्तविक सिग्नल को प्रभावी ढंग से डूबने के द्वारा रडार के एजीसी को मूर्ख बनाने के लिए उपयोग करते हैं, क्योंकि एजीसी कमजोर, सच्चे सिग्नल को मजबूत स्पूफ के सापेक्ष अव्यवस्था के रूप में मानेगा।

ऑडियो/वीडियो

एक चुंबकीय टेप ध्वनि रिकॉर्डिंग एक निश्चित मात्रा में शोर उत्पन्न करती है। यदि टेप पर सिग्नल (इलेक्ट्रॉनिक्स) का स्तर कम है, तो शोर अधिक प्रमुख है, यानी सिग्नल-टू-शोर अनुपात जितना हो सकता है उससे कम है। कम से कम शोर रिकॉर्डिंग का उत्पादन करने के लिए, रिकॉर्डिंग स्तर को क्लिपिंग (ऑडियो) या सिग्नल को विकृत करने के लिए जितना संभव हो उतना उच्च सेट किया जाना चाहिए। पेशेवर उच्च-निष्ठा रिकॉर्डिंग में स्तर को शिखर पढ़ना मीटर का उपयोग करके मैन्युअल रूप से सेट किया जाता है। जब उच्च निष्ठा की आवश्यकता नहीं होती है, तो एजीसी सर्किट द्वारा एक उपयुक्त रिकॉर्डिंग स्तर निर्धारित किया जा सकता है जो औसत सिग्नल स्तर बढ़ने पर लाभ को कम करता है। यह एक ऑडियो रिकॉर्डर के माइक्रोफ़ोन से कुछ दूरी पर भाषण के लिए भी उपयोग करने योग्य रिकॉर्डिंग की अनुमति देता है। इसी तरह के विचार वीसीआर के साथ लागू होते हैं।

एजीसी का एक संभावित नुकसान यह है कि जब शास्त्रीय संगीत जैसे शांत और जोरदार मार्गों के साथ संगीत की तरह कुछ रिकॉर्ड किया जाता है, तो एजीसी गतिशील रेंज को संपीड़ित करते हुए शांत मार्गों को जोर से और जोरदार मार्गों को शांत कर देगा; परिणाम एक कम संगीत गुणवत्ता हो सकता है यदि सिग्नल को बजाते समय फिर से विस्तारित नहीं किया जाता है, जैसा कि एक कंपैंडिंग सिस्टम में होता है।

कुछ रील से रील टेप रिकार्डर और कैसेट डेक में एजीसी सर्किट होते हैं। उच्च-निष्ठा के लिए उपयोग किए जाने वाले आमतौर पर नहीं होते हैं।

अधिकांश वीसीआर सर्किट एजीसी को संचालित करने के लिए लंबवत खाली अंतराल के आयाम का उपयोग करते हैं। मैक्रोविजन जैसी वीडियो प्रतिलिपि नियंत्रण योजनाएँ इसका फायदा उठाती हैं, पल्स में स्पाइक्स डालती हैं जिसे अधिकांश टेलीविजन सेटों द्वारा अनदेखा कर दिया जाएगा, लेकिन वीसीआर के एजीसी को ओवरकरेक्ट और रिकॉर्डिंग को दूषित करने का कारण बनता है।

वोगाड

एक आवाज-संचालित लाभ-समायोजन डिवाइस या वॉल्यूम-संचालित लाभ-समायोजन डिवाइस (वोगाड) माइक्रोफ़ोन प्रवर्धन के लिए AGC या ऑडियो स्तर संपीड़न का एक प्रकार है। यह आमतौर पर रेडियो ट्रांसमीटरों में overmodulation को रोकने और सिग्नल की गतिशील सीमा को कम करने के लिए उपयोग किया जाता है जो औसत संचारित शक्ति को बढ़ाने की अनुमति देता है। टेलीफ़ोनी में, यह डिवाइस विभिन्न प्रकार के इनपुट आयाम लेता है और आम तौर पर सुसंगत आउटपुट आयाम उत्पन्न करता है।

अपने सरलतम रूप में, एक सीमक में बैक-टू-बैक क्लैपर (इलेक्ट्रॉनिक्स) की एक जोड़ी शामिल हो सकती है, जो डायोड कंडक्शन थ्रेशोल्ड पार होने पर अतिरिक्त सिग्नल आयाम को आसानी से जमीन पर धकेल देती है। यह दृष्टिकोण केवल बड़े संकेतों के शीर्ष को बंद कर देगा, जिससे उच्च स्तर की विकृति हो जाएगी।

जबकि क्लिपर (इलेक्ट्रॉनिक्स) को अक्सर ओवरमॉड्यूलेशन के खिलाफ अंतिम-खाई सुरक्षा के रूप में उपयोग किया जाता है, ठीक से डिज़ाइन किया गया वोगड सर्किट वास्तविक समय में मॉडुलन गहराई को अनुकूलित करने के लिए लाभ की मात्रा को सक्रिय रूप से नियंत्रित करता है। ओवरमॉड्यूलेशन को रोकने के साथ-साथ यह शांत संकेतों के स्तर को बढ़ा देता है ताकि अंडरमॉड्यूलेशन से भी बचा जा सके। अंडरमॉड्यूलेशन शोर की स्थिति में खराब सिग्नल पैठ का कारण बन सकता है, फलस्वरूप वोगड विशेष रूप से ध्वनि अनुप्रयोगों जैसे कि रेडियो-टेलीफोन के लिए महत्वपूर्ण है।

एक अच्छे वोगाड सर्किट में बहुत तेज़ हमले का समय होना चाहिए, ताकि एक शुरुआती तेज़ आवाज संकेत अत्यधिक मॉड्यूलेशन के अचानक फटने का कारण न बने। व्यवहार में हमले का समय कुछ मिलीसेकंड होगा, इसलिए कभी-कभी इन छोटी चोटियों पर सिग्नल पकड़ने के लिए एक क्लिपिंग लिमिटर की आवश्यकता होती है। एक बहुत लंबा क्षय समय आमतौर पर नियोजित होता है, ताकि प्राकृतिक भाषण में सामान्य ठहराव के दौरान लाभ बहुत जल्दी न बढ़ जाए। बहुत कम क्षय समय श्वास (शोर में कमी) की घटना की ओर जाता है जहां भाषण में प्रत्येक अंतराल पर पृष्ठभूमि शोर का स्तर बढ़ जाता है। वोगड सर्किट को सामान्य रूप से समायोजित किया जाता है ताकि इनपुट के निम्न स्तर पर सिग्नल पूरी तरह से बढ़ाया न जाए, बल्कि एक रैखिक बूस्ट वक्र का पालन करें। यह शोर रद्द माइक्रोफोन के साथ अच्छा काम करता है।

टेलीफ़ोन रिकॉर्डिंग

टेलीफोन वार्तालाप के दोनों पक्षों को रिकॉर्ड करने के लिए उपकरणों को स्थानीय उपयोगकर्ता से अपेक्षाकृत बड़े सिग्नल और दूरस्थ उपयोगकर्ता से तुलनात्मक रूप से बहुत छोटे सिग्नल दोनों को रिकॉर्ड करना चाहिए। कुछ टेलीफोन रिकॉर्डिंग डिवाइस स्वीकार्य-गुणवत्ता रिकॉर्डिंग बनाने के लिए स्वत: लाभ नियंत्रण शामिल करते हैं।

जैविक

जैसा कि इंजीनियरिंग में पाई जाने वाली कई अवधारणाओं के साथ होता है, जैविक प्रणालियों, विशेष रूप से संवेदी प्रणालियों में स्वत: लाभ नियंत्रण भी पाया जाता है। उदाहरण के लिए, कशेरुक दृश्य प्रणाली में, रेटिना फोटोरिसेप्टर कोशिकाओं में कैल्शियम की गतिशीलता प्रकाश के स्तर के अनुरूप लाभ को समायोजित करती है। दृश्य प्रणाली में आगे, V1 में कोशिकाओं को पारस्परिक रूप से बाधित करने के लिए सोचा जाता है, जिससे विपरीत प्रतिक्रियाओं का सामान्यीकरण होता है, स्वचालित लाभ नियंत्रण का एक रूप। इसी तरह, श्रवण प्रणाली में, ओलिवोकोक्लियर सिस्टम #विद्युत उत्तेजना न्यूरॉन्स के प्रभाव एक बायोमैकेनिकल गेन कंट्रोल लूप का हिस्सा हैं।

पुनर्प्राप्ति समय

जैसा कि सभी स्वचालित नियंत्रण प्रणालियों में होता है, एजीसी संचालन की अस्थायी गतिशीलता कई अनुप्रयोगों में महत्वपूर्ण हो सकती है। कुछ एजीसी प्रणालियां लाभ परिवर्तन की आवश्यकता पर प्रतिक्रिया करने में धीमी हैं, जबकि अन्य बहुत तेजी से प्रतिक्रिया कर सकती हैं। एक एप्लिकेशन का एक उदाहरण जिसमें तेजी से एजीसी रिकवरी समय की आवश्यकता होती है, मोर्स कोड संचार में उपयोग किए जाने वाले रिसीवर में होता है, जहां तथाकथित क्यूएसके ऑपरेशन (पूर्ण ब्रेक-इन) | पूर्ण ब्रेक-इन या क्यूएसके ऑपरेशन प्राप्त करने वाले स्टेशनों को भेजने में बाधा डालने के लिए आवश्यक है। स्टेशनों के मध्य-चरित्र (जैसे डॉट और डैश सिग्नल के बीच)।

यह भी देखें

• कंपाउंडिंग
• क्लिपिंग (ऑडियो)
• गतिशील रेंज संपीड़न
• संपीड़न प्राप्त करें
• उच्च गतिशील रेंज
• झंखाड़
• वीडियो शब्दों की शब्दावली