Analogue electronics
એનાલોગ ઇલેક્ટ્રોનિક્સ () એ ડિજિટલ ઇલેક્ટ્રોનિક્સથી વિપરીત સતત પરિવર્તનશીલ સંકેત સાથેની ઇલેક્ટ્રોનિક પ્રણાલીઓ છે, જ્યાં સંકેતો સામાન્ય રીતે માત્ર બે સ્તર લે છે. "એનાલોગ" શબ્દ સિગ્નલ અને સિગ્નલનું પ્રતિનિધિત્વ કરતા વોલ્ટેજ અથવા કરંટ વચ્ચેના પ્રમાણસર સંબંધને વર્ણવે છે. એનાલોગ શબ્દ ગ્રીક શબ્દ પરથી આવ્યો છે જેનો અર્થ "પ્રમાણસર" થાય છે. એનાલોગ સંકેતો એનાલોગ સંકેતો સિગ્નલની માહિતી પહોંચાડવા માટે માધ્યમના કેટલાક લક્ષણોનો ઉપયોગ કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, એનરોઇડ બેરોમીટર વાતાવરણીય દબાણમાં ફેરફારોની માહિતી પહોંચાડવા માટે સંકેત તરીકે સંકોચન અને વિસ્તરણ બોક્સની ટોચ પર સોયની કોણીય સ્થિતિનો ઉપયોગ કરે છે. વિદ્યુત સંકેતો તેમના વોલ્ટેજ, વર્તમાન, આવર્તન અથવા કુલ ચાર્જને બદલીને માહિતીનું પ્રતિનિધિત્વ કરી શકે છે. માહિતીને અન્ય કોઈ ભૌતિક સ્વરૂપ (જેમ કે ધ્વનિ, પ્રકાશ, તાપમાન, દબાણ, સ્થિતિ) થી વિદ્યુત સંકેતમાં ટ્રાન્સડ્યુસર દ્વારા રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે જે એક પ્રકારની ઊર્જાને બીજામાં રૂપાંતરિત કરે છે (જેમ કે. માઇક્રોફોન). સંકેતો આપેલ શ્રેણીમાંથી કોઈપણ મૂલ્ય લે છે, અને દરેક અનન્ય સંકેત મૂલ્ય અલગ માહિતી રજૂ કરે છે. સિગ્નલમાં કોઈપણ ફેરફાર અર્થપૂર્ણ છે, અને સિગ્નલનું દરેક સ્તર તે રજૂ કરે છે તે ઘટનાના એક અલગ સ્તરનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ધારો કે સિગ્નલનો ઉપયોગ તાપમાનનું પ્રતિનિધિત્વ કરવા માટે કરવામાં આવી રહ્યો છે, જેમાં એક વોલ્ટ એક ડિગ્રી સેલ્સિયસનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. આવી પ્રણાલીમાં, 10 વોલ્ટ 10 ડિગ્રીનું પ્રતિનિધિત્વ કરશે અને 10.1 વોલ્ટ 10.1 ડિગ્રીનું પ્રતિનિધિત્વ કરશે. એનાલોગ સિગ્નલ પહોંચાડવાની બીજી પદ્ધતિ મોડ્યુલેશનનો ઉપયોગ કરવાની છે. આમાં, કેટલાક બેઝ કેરિયર સિગ્નલમાં તેના એક ગુણધર્મમાં ફેરફાર થાય છેઃ એમ્પ્લિટ્યુડ મોડ્યુલેશન (AM) માં સ્રોત માહિતી દ્વારા સાઇનસોઈડલ વોલ્ટેજ વેવફોર્મના એમ્પ્લિટ્યુડમાં ફેરફારનો સમાવેશ થાય છે, ફ્રિક્વન્સી મોડ્યુલેશન (FM) આવર્તનમાં ફેરફાર કરે છે. અન્ય તકનીકો, જેમ કે ફેઝ મોડ્યુલેશન અથવા વાહક સંકેતના તબક્કાને બદલવા, નો પણ ઉપયોગ થાય છે. એનાલોગ સાઉન્ડ રેકોર્ડીંગમાં, માઇક્રોફોન પર પ્રહાર કરતા અવાજના દબાણમાં વિવિધતા તેમાંથી પસાર થતા પ્રવાહમાં અથવા તેની આજુબાજુના વોલ્ટેજમાં અનુરૂપ ભિન્નતા બનાવે છે. અવાજના કદમાં વધારો થવાથી સમાન તરંગરૂપ અથવા આકાર જાળવી રાખીને પ્રવાહ અથવા વોલ્ટેજમાં વધઘટ પ્રમાણમાં વધે છે. યાંત્રિક, વાયુયુક્ત, હાઇડ્રોલિક અને અન્ય પ્રણાલીઓ પણ એનાલોગ સંકેતોનો ઉપયોગ કરી શકે છે. અંતર્ગત ઘોંઘાટ એનાલોગ પ્રણાલીઓમાં નિશ્ચિતપણે એવા ઘોંઘાટનો સમાવેશ થાય છે જે અવ્યવસ્થિત વિક્ષેપ અથવા વિવિધતા હોય છે, જેમાંથી કેટલાક અણુ કણોના અવ્યવસ્થિત થર્મલ કંપનને કારણે થાય છે. એનાલોગ સિગ્નલની તમામ ભિન્નતાઓ નોંધપાત્ર હોવાથી, કોઈપણ વિક્ષેપ મૂળ સિગ્નલમાં ફેરફારની સમકક્ષ હોય છે અને તેથી અવાજ તરીકે દેખાય છે. જેમ જેમ સિગ્નલની નકલ કરવામાં આવે છે અને ફરીથી નકલ કરવામાં આવે છે, અથવા લાંબા અંતર પર પ્રસારિત થાય છે, આ રેન્ડમ ભિન્નતાઓ વધુ નોંધપાત્ર બને છે અને સિગ્નલના અધઃપતન તરફ દોરી જાય છે. ઘોંઘાટના અન્ય સ્રોતોમાં અન્ય સંકેતોમાંથી ક્રોસસ્ટૉક અથવા નબળી ડિઝાઇનવાળા ઘટકોનો સમાવેશ થઈ શકે છે. આ વિક્ષેપો રક્ષણ દ્વારા અને ઓછા અવાજવાળા એમ્પ્લીફાયર્સ (એલ. એન. એ.) નો ઉપયોગ કરીને ઘટાડવામાં આવે છે. એનાલોગ વિ ડિજિટલ ઇલેક્ટ્રોનિક્સ કારણ કે માહિતી એનાલોગ અને ડિજિટલ ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં અલગ રીતે એન્કોડ કરવામાં આવે છે, તેથી તેઓ સિગ્નલની પ્રક્રિયા કરવાની રીત પરિણામે અલગ છે. એનાલોગ સિગ્નલ પર કરી શકાય તેવી તમામ કામગીરીઓ જેમ કે એમ્પ્લીફિકેશન, ફિલ્ટરિંગ, લિમિટિંગ અને અન્ય, ડિજિટલ ડોમેનમાં પણ ડુપ્લિકેટ કરી શકાય છે. દરેક ડિજિટલ સર્કિટ પણ એક એનાલોગ સર્કિટ છે, જેમાં કોઈપણ ડિજિટલ સર્કિટના વર્તનને એનાલોગ સર્કિટના નિયમોનો ઉપયોગ કરીને સમજાવી શકાય છે. માઇક્રોઇલેક્ટ્રોનિક્સના ઉપયોગથી ડિજિટલ ઉપકરણો સસ્તા અને વ્યાપકપણે ઉપલબ્ધ થયા છે. ઘોંઘાટ એનાલોગ સર્કિટ પર ઘોંઘાટની અસર એ ઘોંઘાટના સ્તરનું કાર્ય છે. ઘોંઘાટનું સ્તર જેટલું ઊંચું હોય છે, તેટલું વધુ એનાલોગ સિગ્નલ ખલેલ પહોંચાડે છે, ધીમે ધીમે ઓછું ઉપયોગી બને છે. આ કારણે, એનાલોગ સંકેતો "ભવ્ય રીતે નિષ્ફળ" હોવાનું કહેવાય છે. એનાલોગ સંકેતો હજુ પણ ખૂબ ઊંચા સ્તરના ઘોંઘાટ સાથે સમજી શકાય તેવી માહિતી ધરાવી શકે છે. બીજી બાજુ, ડિજિટલ સર્કિટ્સ, જ્યાં સુધી ચોક્કસ સીમા સુધી પહોંચી ન જાય ત્યાં સુધી અવાજની હાજરીથી બિલકુલ પ્રભાવિત થતી નથી, તે સમયે તેઓ વિનાશક રીતે નિષ્ફળ જાય છે. ડિજિટલ ટેલિકોમ્યુનિકેશન માટે, ભૂલ શોધ અને સુધારણા કોડિંગ યોજનાઓ અને અલ્ગોરિધમ્સના ઉપયોગથી અવાજની મર્યાદા વધારવી શક્ય છે. તેમ છતાં, હજુ પણ એક બિંદુ છે કે જેના પર લિંકની આપત્તિજનક નિષ્ફળતા થાય છે. ડિજિટલ ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં, કારણ કે માહિતીની માત્રા નક્કી કરવામાં આવે છે, જ્યાં સુધી સંકેત મૂલ્યોની શ્રેણીની અંદર રહે છે, તે સમાન માહિતીનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. ડિજિટલ સર્કિટ્સમાં દરેક લોજિક ગેટ પર સિગ્નલ પુનર્જીવિત થાય છે, અવાજ ઘટાડે છે અથવા દૂર કરે છે. એનાલોગ સર્કિટમાં, સિગ્નલ લોસને એમ્પ્લીફાયર્સ સાથે પુનર્જીવિત કરી શકાય છે. જો કે, સમગ્ર સિસ્ટમમાં ઘોંઘાટ સંચિત હોય છે અને એમ્પ્લીફાયર પોતે જ તેના ઘોંઘાટના આંકડા અનુસાર ઘોંઘાટમાં વધારો કરશે. ચોકસાઇ સંખ્યાબંધ પરિબળો સંકેત કેટલો ચોક્કસ છે તેની અસર કરે છે, મુખ્યત્વે મૂળ સંકેતમાં હાજર ઘોંઘાટ અને પ્રક્રિયા દ્વારા ઉમેરાયેલા ઘોંઘાટ (સંકેત-થી-અવાજ ગુણોત્તર જુઓ). ઘટકોમાં શોટ અવાજ જેવી મૂળભૂત ભૌતિક મર્યાદાઓ એનાલોગ સંકેતોના રિઝોલ્યુશનને મર્યાદિત કરે છે. ડિજિટલ ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં સિગ્નલનું પ્રતિનિધિત્વ કરવા માટે વધારાના અંકોનો ઉપયોગ કરીને વધારાની ચોકસાઇ મેળવવામાં આવે છે. અંકોની સંખ્યામાં વ્યવહારુ મર્યાદા એનાલોગ-ટુ-ડિજિટલ કન્વર્ટર (ADC) ની કામગીરી દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, કારણ કે ડિજિટલ કામગીરી સામાન્ય રીતે ચોકસાઇ ગુમાવ્યા વિના કરી શકાય છે. એ. ડી. સી. એનાલોગ સંકેત લે છે અને તેને દ્વિસંગી સંખ્યાઓની શ્રેણીમાં બદલે છે. એડીસીનો ઉપયોગ સરળ ડિજિટલ ડિસ્પ્લે ઉપકરણોમાં થઈ શકે છે, દા. ત., થર્મોમીટર્સ અથવા લાઇટ મીટર, પરંતુ તેનો ઉપયોગ ડિજિટલ સાઉન્ડ રેકોર્ડિંગ અને ડેટા એક્વિઝિશનમાં પણ થઈ શકે છે. જો કે, ડિજિટલ-થી-એનાલોગ કન્વર્ટર (DAC) નો ઉપયોગ ડિજિટલ સિગ્નલને એનાલોગ સિગ્નલમાં બદલવા માટે થાય છે. ડીએસી દ્વિસંગી સંખ્યાઓની શ્રેણી લે છે અને તેને એનાલોગ સિગ્નલમાં રૂપાંતરિત કરે છે. ઑપ-એમ્પની ગેઇન-કંટ્રોલ સિસ્ટમમાં ડીએસી શોધવું સામાન્ય છે જેનો ઉપયોગ ડિજિટલ એમ્પ્લીફાયર્સ અને ફિલ્ટર્સને નિયંત્રિત કરવા માટે થઈ શકે છે. ડિઝાઇન મુશ્કેલી એનાલોગ સર્કિટ્સને ડિઝાઇન કરવી સામાન્ય રીતે મુશ્કેલ હોય છે, જેની કલ્પના કરવા માટે તુલનાત્મક ડિજિટલ સિસ્ટમો કરતાં વધુ કૌશલ્યની જરૂર પડે છે. એનાલોગ સર્કિટ સામાન્ય રીતે હાથ દ્વારા ડિઝાઇન કરવામાં આવે છે કારણ કે એપ્લિકેશન હાર્ડવેરમાં બનેલી હોય છે. બીજી બાજુ, ડિજિટલ હાર્ડવેર, એપ્લિકેશનોમાં ઘણી સમાનતા ધરાવે છે અને પ્રમાણિત સ્વરૂપમાં મોટા પાયે ઉત્પાદન કરી શકાય છે. હાર્ડવેર ડિઝાઇનમાં મોટે ભાગે પુનરાવર્તિત સમાન બ્લોકનો સમાવેશ થાય છે અને ડિઝાઇન પ્રક્રિયા અત્યંત સ્વચાલિત હોઈ શકે છે. એનાલોગ ઉપકરણો કરતાં ડિજિટલ સિસ્ટમો વધુ સામાન્ય બની છે તેનું આ એક મુખ્ય કારણ છે. જો કે, ડિજિટલ હાર્ડવેરનો ઉપયોગ એ સોફ્ટવેર/ફર્મવેરનું કાર્ય છે અને આને બનાવવું એ હજુ પણ મોટાભાગે શ્રમ-સઘન પ્રક્રિયા છે. 2000 ના દાયકાની શરૂઆતથી, કેટલાક પ્લેટફોર્મ વિકસાવવામાં આવ્યા હતા જેણે એનાલોગ ડિઝાઇનને સોફ્ટવેરનો ઉપયોગ કરીને વ્યાખ્યાયિત કરવામાં સક્ષમ બનાવ્યું હતું-જે ઝડપી પ્રોટોટાઇપિંગને મંજૂરી આપે છે. વધુમાં, જો ડિજિટલ ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણને વાસ્તવિક દુનિયા સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરવી હોય, તો તેને હંમેશા એનાલોગ ઇન્ટરફેસની જરૂર પડશે. ઉદાહરણ તરીકે, દરેક ડિજિટલ રેડિયો રીસીવરમાં રીસીવ ચેઇનના પ્રથમ તબક્કા તરીકે એનાલોગ પ્રીએમ્પ્લીફાયર હોય છે. સ્પાઇસ જેવા સોફ્ટવેર સર્કિટ સિમ્યુલેટરના આગમનથી એનાલોગ સર્કિટની રચના ઘણી સરળ બની છે. આઇબીએમએ 1970ના દાયકામાં પોતાનું આંતરિક સિમ્યુલેટર, એએસટીએપી વિકસાવ્યું હતું, જેમાં સર્કિટ વિશ્લેષણની અસામાન્ય (અન્ય સિમ્યુલેટરની સરખામણીમાં) વિરલ મેટ્રિક્સ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. સર્કિટ વર્ગીકરણ એનાલોગ સર્કિટ સંપૂર્ણપણે નિષ્ક્રિય હોઈ શકે છે, જેમાં અવરોધકો, કેપેસિટર્સ અને ઇન્ડક્ટર્સનો સમાવેશ થાય છે. સક્રિય સર્કિટમાં ટ્રાન્ઝિસ્ટર જેવા સક્રિય ઘટકો પણ હોય છે. પરંપરાગત સર્કિટ લમ્પ્ડ ઘટકોમાંથી બનાવવામાં આવે છે-એટલે કે, અલગ ઘટકો. જો કે, એક વૈકલ્પિક ડિસ્ટ્રિબ્યુટેડ-એલિમેન્ટ સર્કિટ છે, જે ટ્રાન્સમિશન લાઇનના ટુકડાઓથી બનેલી છે. એનાલોગ ચિપ એનાલોગ કમ્પ્યુટર એનાલોગ ચકાસણી એનાલોગ અને ડિજિટલ રેકોર્ડિંગ ડિજિટલ ડેટાની સરખામણી-એનાલોગ સંદર્ભો એનાલોગ સર્કિટ્સ ઇલેક્ટ્રોનિક એન્જિનિયરિંગ સાથે સરખામણી માટે પણ જુઓ.