चर्प

For other uses, see चर्प (disambiguation).

File:Linear-chirp.svg

रेखीय चिर तरंग, ज्यावक्रीय तरंग जो समय के साथ रैखिक रूप से आवृत्ति में बढ़ती है

चर्प एक संकेत है जिसमें समय के साथ आवृत्ति बढ़ती (अप-चर्प ) या घटती (डॉउन-चर्प ) है। कुछ स्रोतों में, चर्प शब्द का उपयोग स्वीप संकेत के साथ एक दूसरे के रूप में किया जाता है। यह सामान्यतः सोनार, रडार और लेजर प्रणाली और अन्य अनुप्रयोगों जैसे विस्तार-स्पेक्ट्रम संचार (चर्प विस्तार स्पेक्ट्रम देखें) में लागू होता है। यह संकेत प्रकार जैविक रूप से प्रेरित है और प्रसार (तरंग घटकों की आवृत्ति और प्रसार गति के बीच एक गैर-रैखिक निर्भरता) के कारण एक घटना के रूप में होता है। प्रायः मेल खाने वाले फिल्टर का उपयोग करके प्रतिपूर्ति की जाती है, जो प्रचार चैनल का भाग हो सकता है। हालांकि, प्रदर्शन के विशिष्ट माप के आधार पर, रडार और संचार दोनों के लिए बेहतर तकनीकें हैं। चूंकि इसका उपयोग राडार और अंतरिक्ष में किया जाता था, इसलिए इसे संचार मानकों के लिए भी अपनाया गया है। स्वचालित रडार अनुप्रयोगों के लिए, इसे प्रायः रैखिक आवृत्ति संग्राहक तरंग (LFMW) कहा जाता है।

विस्तार-स्पेक्ट्रम उपयोग में, सतह ध्वनिक तरंग (एसएडब्ल्यू) उपकरणों का उपयोग प्रायः चर्प ्ड संकेतों को उत्पन्न करने और डिमॉड्यूलेट करने के लिए किया जाता है। प्रकाशिकी में, अतिलघु लेजर स्पंदन भी चर्प प्रदर्शित करते हैं, जो प्रकाशीय संचरण प्रणाली में, पदार्थ के प्रसार गुणों के साथ संपर्क करते है, संकेत के प्रसार के रूप में कुल स्पंद प्रसार को बढ़ाता या घटाता है। नाम पक्षियों द्वारा की गई चहकती आवाज का संदर्भ है पक्षी स्वर देखें।

परिभाषाएँ

यहाँ मूल परिभाषाएँ सामान्य भौतिकी मात्रा स्थान (चरण), गति (कोणीय वेग), त्वरण (सजीवता) के रूप में अनुवाद करती हैं। यदि एक तरंग रूप को इस प्रकार परिभाषित किया गया है-

$x(t)=\sin \left(\phi (t)\right)$

तब तात्कालिक कोणीय आवृत्ति, ω, को चरण दर के रूप में परिभाषित किया जाता है, जैसा कि चरण के पहले व्युत्पन्न द्वारा दिया जाता है, तात्कालिक सामान्य आवृत्ति के साथ, f, इसका सामान्यीकृत संस्करण है-

$\omega (t)={\frac {d\phi (t)}{dt}},\,f(t)={\frac {\omega (t)}{2\pi }}$

अंत में, तात्कालिक कोणीय सजीवता, γ, को तात्कालिक चरण के दूसरे व्युत्पन्न या तात्कालिक कोणीय आवृत्ति के पहले व्युत्पन्न के रूप में परिभाषित किया गया है, तात्कालिक सामान्य सजीवता के साथ, c, इसका सामान्यीकृत संस्करण है-

$\gamma (t)={\frac {d^{2}\phi (t)}{dt^{2}}}={\frac {d\omega (t)}{dt}},\;c(t)={\frac {\gamma (t)}{2\pi }}={\frac {df}{dt}}$

इस प्रकार सजीवता तात्कालिक आवृत्ति के परिवर्तन की दर है।

प्रकार

रेखीय

File:LinearChirpMatlab.png

एक रैखिक चर्प का स्पेक्ट्रोग्राम। स्पेक्ट्रोग्राम प्लॉट समय के फलन के रूप में आवृत्ति में परिवर्तन की रैखिक दर को प्रदर्शित करता है, इस स्थिति में 0 से 7 किलोहर्ट्ज़ (kHz) तक, प्रत्येक 2.3 सेकंड में पुनरावृत्ति करता है। संकेतित आवृत्ति और समय पर प्लॉट की तीव्रता संकेत में ऊर्जा सामग्री के समानुपाती होती है।

एक रेखीय-आवृत्ति चर्प या केवल रेखीय चर्प में, तात्कालिक आवृत्ति $f(t)$ समय के साथ बिल्कुल रैखिक रूप से भिन्न होती है-

$f(t)=ct+f_{0}$,

जहां $f_{0}$ प्रारंभिक आवृत्ति (समय $t=0$ पर) है और $c$ चर्प दर है, जिसे स्थिर मान लिया गया है-

$c={\frac {f_{1}-f_{0}}{T}}$.

यहाँ, $f_{1}$ अंतिम आवृत्ति है और $T$ वह समय है जो इसे $f_{0}$ से $f_{1}$ तक स्वीप करने में लगता है।

किसी भी दोलन संकेत के चरण के लिए संबंधित समय-क्षेत्र फलन आवृत्ति फलन का अभिन्न अंग है, क्योंकि चरण को $\phi (t+\Delta t)\simeq \phi (t)+2\pi f(t)\,\Delta t$ की तरह बढ़ने की अपेक्षा करता है, अर्थात, चरण का व्युत्पन्न कोणीय आवृत्ति $\phi '(t)=2\pi \,f(t)$ है।

रैखिक चर्प के लिए, इसका परिणाम है-

$\begin{array}{rl}\mathrm{\varphi <!--\; \varphi \; -->}(t)& ={\mathrm{\varphi <!--\; \varphi \; -->}}_0+2\mathrm{\pi <!--\; \pi \; -->}{\int <!--\; \int \; -->}_0^{t}f(\mathrm{\tau <!--\; \tau \; -->})d\mathrm{\tau <!--\; \tau \; -->}\\ & ={\mathrm{\varphi <!--\; \varphi \; -->}}_0+2\mathrm{\pi <!--\; \pi \; -->}{\int <!--\; \int \; -->}_0^t\left(c\mathrm{\tau <!--\; \tau \; -->}+f_0\right)d\mathrm{\tau <!--\; \tau \; -->}\\ & ={\mathrm{\varphi <!--\; \varphi \; -->}}_0+2\mathrm{\pi <!--\; \pi \; -->}(\frac{c}{2}\end{array}$