अंकीय संकेत

एक डिजिटल सिग्नल एक सिग्नल (इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग) है जो असतत अंतरिक्ष मूल्यों के अनुक्रम के रूप में डेटा का प्रतिनिधित्व करता है; किसी भी दिए गए समय में यह केवल, अधिक से अधिक, मूल्यों की सीमित संख्या में से एक को ग्रहण कर सकता है। यह एक एनालॉग सिग्नल के विपरीत है, जो निरंतरता (गणित) मूल्यों का प्रतिनिधित्व करता है; किसी भी समय यह मूल्यों की एक सतत सीमा के भीतर एक वास्तविक संख्या का प्रतिनिधित्व करता है।

सरल डिजिटल सिग्नल एनालॉग स्तरों के असतत बैंड में सूचना का प्रतिनिधित्व करते हैं। मूल्यों के एक बैंड के भीतर सभी स्तर समान सूचना स्थिति का प्रतिनिधित्व करते हैं। अधिकांश डिजिटल सर्किट में, सिग्नल के दो संभावित मान्य मान हो सकते हैं; इसे बाइनरी सिग्नल या लॉजिक सिग्नल कहा जाता है। वे दो वोल्टेज बैंड द्वारा दर्शाए जाते हैं: एक संदर्भ मान के पास (आमतौर पर जमीन या शून्य वोल्ट के रूप में कहा जाता है), और दूसरा आपूर्ति वोल्टेज के पास का मान। ये बूलियन डोमेन के दो मानों शून्य और एक (या गलत और सही) के अनुरूप हैं, इसलिए किसी भी समय एक बाइनरी सिग्नल एक बाइनरी अंक (बिट) का प्रतिनिधित्व करता है। इस विवेक के कारण, एनालॉग सिग्नल स्तरों में अपेक्षाकृत छोटे परिवर्तन असतत लिफाफे को नहीं छोड़ते हैं, और परिणामस्वरूप सिग्नल स्टेट सेंसिंग सर्किट्री द्वारा अनदेखा किया जाता है। नतीजतन, डिजिटल सिग्नल में शोर प्रतिरोधक क्षमता होती है; इलेक्ट्रॉनिक शोर, बशर्ते यह बहुत अधिक न हो, डिजिटल सर्किट को प्रभावित नहीं करेगा, जबकि शोर हमेशा एनालॉग सिग्नल के संचालन को कुछ हद तक कम कर देता है। दो से अधिक राज्यों वाले डिजिटल सिग्नल कभी-कभी उपयोग किए जाते हैं; ऐसे संकेतों का उपयोग करने वाले परिपथ को बहु-मूल्यवान तर्क कहा जाता है। उदाहरण के लिए, संकेत जो तीन संभावित अवस्थाओं को ग्रहण कर सकते हैं उन्हें तीन-मूल्यवान तर्क कहा जाता है।

एक डिजिटल सिग्नल में, सूचना का प्रतिनिधित्व करने वाली भौतिक मात्रा एक चर विद्युत प्रवाह या वोल्टेज, एक प्रकाशिकी या अन्य विद्युत चुंबकत्व की तीव्रता, चरण या ध्रुवीकरण (तरंगें), ध्वनिक दबाव, एक चुंबकीय भंडारण मीडिया का चुंबकत्व, वगैरह हो सकती है। डिजिटल सिग्नल का उपयोग सभी डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्स, विशेष रूप से कंप्यूटिंग उपकरण और डेटा ट्रांसमिशन में किया जाता है।



परिभाषाएँ
डिजिटल सिग्नल शब्द की विभिन्न संदर्भों में संबंधित परिभाषाएँ हैं।

डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्स में
डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्स में, एक डिजिटल सिग्नल एक पल्स ट्रेन (एक पल्स एम्प्लीट्यूड मॉड्यूलेटेड सिग्नल) होता है, यानी निश्चित-चौड़ाई वाले स्क्वायर वेव इलेक्ट्रिकल पल्स या लाइट पल्स का एक क्रम, प्रत्येक आयाम के स्तरों की असतत संख्या में से एक पर कब्जा कर लेता है। एक विशेष मामला एक लॉजिक सिग्नल या बाइनरी सिग्नल है, जो निम्न और उच्च सिग्नल स्तर के बीच भिन्न होता है।

डिजिटल सर्किट में पल्स ट्रेन आमतौर पर मेटल-ऑक्साइड-सेमीकंडक्टर फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर (एमओएसएफईटी) उपकरणों द्वारा उत्पन्न होती हैं, क्योंकि उनकी इलेक्ट्रॉनिक स्विचिंग गति और बड़े पैमाने पर एकीकरण (एलएसआई) क्षमता तेज होती है। इसके विपरीत, BJT ट्रांजिस्टर अधिक धीरे-धीरे साइन तरंगों के समान एनालॉग सिग्नल उत्पन्न करते हैं।

सिग्नल प्रोसेसिंग में


डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग में, एक डिजिटल सिग्नल एक भौतिक सिग्नल का प्रतिनिधित्व होता है जिसे नमूना और परिमाणित किया जाता है। एक डिजिटल सिग्नल एक अमूर्त है जो समय और आयाम में असतत है। सिग्नल का मान केवल नियमित समय अंतराल पर मौजूद होता है, क्योंकि आगे के डिजिटल प्रोसेसिंग के लिए केवल उन नमूना क्षणों पर संबंधित भौतिक सिग्नल के मान महत्वपूर्ण होते हैं। डिजिटल सिग्नल मूल्यों के एक परिमित सेट से तैयार किए गए कोडों का एक क्रम है। डिजिटल सिग्नल को पल्स-कोड मॉड्यूलेशन (पीसीएम) सिग्नल के रूप में भौतिक रूप से संग्रहीत, संसाधित या प्रेषित किया जा सकता है।

संचार में
डिजिटल संचार में, एक डिजिटल सिग्नल एक निरंतर-समय का भौतिक संकेत होता है, जो तरंगों की असतत संख्या के बीच वैकल्पिक होता है, एक बिटस्ट्रीम का प्रतिनिधित्व करना। तरंग का आकार संचरण योजना पर निर्भर करता है, जो या तो एक लाइन कोडिंग योजना हो सकती है जो बेसबैंड ट्रांसमिशन की अनुमति देती है; या एक डिजिटल मॉड्यूलेशन योजना, लंबे तारों पर या एक सीमित रेडियो फ्रीक्वेंसी बैंड पर पासबैंड ट्रांसमिशन की अनुमति देता है। इस तरह के एक वाहक-संग्राहक साइन लहर को डिजिटल संचार और डेटा ट्रांसमिशन पर साहित्य में डिजिटल सिग्नल माना जाता है, लेकिन इलेक्ट्रॉनिक्स और कंप्यूटर नेटवर्किंग में एक बिट स्ट्रीम के रूप में एक एनालॉग सिग्नल में परिवर्तित माना जाता है। संचार में, हस्तक्षेप के स्रोत आमतौर पर मौजूद होते हैं, और शोर अक्सर एक महत्वपूर्ण समस्या होती है। हस्तक्षेप के प्रभाव को आम तौर पर जितना संभव हो उतना हस्तक्षेप करने वाले संकेतों को फ़िल्टर करके और अतिरेक (सूचना सिद्धांत) का उपयोग करके कम किया जाता है। संचार के लिए डिजिटल संकेतों के मुख्य लाभों को अक्सर शोर प्रतिरक्षा माना जाता है, और क्षमता, कई मामलों में जैसे कि ऑडियो और वीडियो डेटा के साथ, संचार मीडिया पर आवश्यक बैंडविड्थ को कम करने के लिए डेटा संपीड़न का उपयोग करने के लिए।

तर्क वोल्टेज स्तर


एक वेवफ़ॉर्म जो बूलियन लॉजिक मान (0 और 1, या निम्न और उच्च, या असत्य और सत्य) की दो अवस्थाओं का प्रतिनिधित्व करने वाले स्विच को डिजिटल सिग्नल या लॉजिक सिग्नल या बाइनरी सिग्नल के रूप में संदर्भित करता है, जब इसकी व्याख्या केवल दो के संदर्भ में की जाती है। संभावित अंक।

दो राज्यों को आम तौर पर विद्युत गुण के कुछ माप द्वारा दर्शाया जाता है: विद्युत क्षमता सबसे आम है, लेकिन कुछ तर्क परिवारों में विद्युत प्रवाह का उपयोग किया जाता है। वोल्टेज की दो श्रेणियां आमतौर पर प्रत्येक तर्क परिवार के लिए परिभाषित की जाती हैं, जो अक्सर सीधे आसन्न नहीं होती हैं। सिग्नल कम होता है जब कम रेंज में और हाई जब हाई रेंज में होता है, और दो रेंज के बीच व्यवहार विभिन्न प्रकार के फाटकों के बीच भिन्न हो सकता है।

क्लॉक सिग्नल एक विशेष डिजिटल सिग्नल है जिसका उपयोग कई डिजिटल सर्किटों को सिंक्रनाइज़ करने के लिए किया जाता है। दिखाई गई छवि को क्लॉक सिग्नल का वेवफॉर्म माना जा सकता है। तर्क परिवर्तन या तो बढ़ते किनारे या गिरने वाले किनारे से शुरू होते हैं। बढ़ता किनारा कम वोल्टेज (आरेख में स्तर 1) से उच्च वोल्टेज (स्तर 2) में संक्रमण है। गिरने वाला किनारा एक उच्च वोल्टेज से निम्न में संक्रमण है।

हालांकि एक डिजिटल सर्किट के अत्यधिक सरलीकृत और आदर्श मॉडल में, हम चाहते हैं कि ये बदलाव तुरंत हों, कोई भी वास्तविक विश्व सर्किट पूरी तरह से प्रतिरोधक नहीं है और इसलिए कोई भी सर्किट तुरंत वोल्टेज के स्तर को नहीं बदल सकता है। इसका मतलब है कि एक छोटे, परिमित संक्रमण समय के दौरान आउटपुट इनपुट को ठीक से प्रतिबिंबित नहीं कर सकता है, और तार्किक रूप से उच्च या निम्न वोल्टेज के अनुरूप नहीं होगा।

मॉड्यूलेशन
एक डिजिटल सिग्नल बनाने के लिए, एक एनालॉग सिग्नल को इसे उत्पन्न करने के लिए नियंत्रण सिग्नल के साथ संशोधित किया जाना चाहिए। सबसे सरल मॉड्यूलेशन, एक प्रकार का एकध्रुवीय एन्कोडिंग, डीसी सिग्नल को चालू और बंद करना है ताकि उच्च वोल्टेज '1' का प्रतिनिधित्व करे और कम वोल्टेज '0' हो।

डिजिटल रेडियो योजनाओं में एक या एक से अधिक वाहक तरंगें एम्प्लिट्यूड मॉड्यूलेशन, फ्रीक्वेंसी मॉड्यूलेशन या फेज मॉड्यूलेशन हैं, जो कंट्रोल सिग्नल द्वारा ट्रांसमिशन के लिए उपयुक्त डिजिटल सिग्नल का उत्पादन करती हैं।

टेलीफोन तारों पर असममित डिजिटल सब्सक्राइबर लाइन (ADSL), मुख्य रूप से बाइनरी लॉजिक का उपयोग नहीं करती है; व्यक्तिगत चैनल की शैनन क्षमता के आधार पर, अलग-अलग वाहकों के लिए डिजिटल सिग्नल अलग-अलग मूल्यवान लॉजिक्स के साथ संशोधित होते हैं।

क्लॉकिंग
फ्लिप-फ्लॉप (इलेक्ट्रॉनिक्स) | फ्लिप-फ्लॉप के माध्यम से सिग्नल पास करके डिजिटल सिग्नल को नियमित अंतराल पर क्लॉक सिग्नल द्वारा सैंपल किया जा सकता है। जब यह किया जाता है, तो इनपुट को घड़ी के किनारे पर मापा जाता है, और उस समय से संकेत मिलता है। सिग्नल को अगली घड़ी तक स्थिर रखा जाता है। यह प्रक्रिया तुल्यकालिक तर्क का आधार है।

अतुल्यकालिक तर्क भी मौजूद है, जो एक भी घड़ी का उपयोग नहीं करता है, और आम तौर पर अधिक तेज़ी से संचालित होता है, और कम शक्ति का उपयोग कर सकता है, लेकिन डिजाइन करना काफी कठिन है।

यह भी देखें

 * इंटरसिंबल हस्तक्षेप

बाहरी संबंध

 * CodSim 2.0: Open source Virtual Laboratory for Digital Data Communications Model Department of Computer Architecture, University of Malaga. Simulates Digital line encodings and Digital Modulations. Written in HTML for any web browser.
 * CodSim 2.0: Open source Virtual Laboratory for Digital Data Communications Model Department of Computer Architecture, University of Malaga. Simulates Digital line encodings and Digital Modulations. Written in HTML for any web browser.