Random pulse-width modulation
रैंडम पल्स-विड्थ मॉडुलन (आर. पी. डब्ल्यू. एम.) एक मॉडुलन तकनीक है जो एक व्यापक बैंडविड्थ पर शोर संकेत की ऊर्जा को फैलाकर बिजली परिवर्तकों के विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (ई. एम. आई.) को कम करने के लिए शुरू की गई है, ताकि शोर का कोई महत्वपूर्ण शिखर न हो। यह पल्स-चौड़ाई मॉडुलन संकेत के मुख्य मापदंडों को यादृच्छिक रूप से बदलकर प्राप्त किया जाता है। विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (ई. एम. आई.) फिल्टरों का व्यापक रूप से उपयोग बिजली परिवर्तकों द्वारा उत्पन्न किए गए उत्सर्जन को उनके आगमन के बाद से फ़िल्टर करने के लिए किया जाता रहा है। हालांकि, जब आकार विमान और ऑटोमोबाइल अनुप्रयोगों की तरह बहुत चिंता का विषय है, तो संचालित उत्सर्जन को दबाने के लिए व्यावहारिक समाधानों में से एक यादृच्छिक पल्स-चौड़ाई मॉडुलन (आर. पी. डब्ल्यू. एम.) का उपयोग करना है। पारंपरिक पल्स-विड्थ मॉड्यूलेशन (पीडब्लूएम) योजनाओं में, हार्मोनिक्स शक्ति एक महत्वपूर्ण परिमाण के साथ नियतात्मक या ज्ञात आवृत्तियों पर केंद्रित होती है, जिससे यांत्रिक कंपन, शोर और ई. एम. आई. होता है। हालांकि, पारंपरिक पीडब्लूएम योजना में यादृच्छिकता लागू करने से, हार्मोनिक शक्ति फैल जाएगी ताकि महत्वपूर्ण परिमाण का कोई हार्मोनिक मौजूद न हो, और असतत आवृत्ति पर शिखर हार्मोनिक्स में काफी कमी आ जाए। आर. पी. डब्ल्यू. एम. में, पी. डब्ल्यू. एम. संकेत के स्विचिंग मापदंडों में से एक, जैसे कि स्विचिंग आवृत्ति, पल्स स्थिति और कर्तव्य चक्र पी. डब्ल्यू. एम. संकेत की ऊर्जा को फैलाने के लिए यादृच्छिक रूप से भिन्न होते हैं। इसलिए, उस पैरामीटर के आधार पर जिसे यादृच्छिक बनाया जाता है, आर. पी. डब्ल्यू. एम. को यादृच्छिक आवृत्ति मॉडुलन (आर. एफ. एम.), यादृच्छिक पल्स-स्थिति मॉडुलन (आर. पी. पी. एम.) और यादृच्छिक कर्तव्य-चक्र मॉडुलन (आर. डी. सी. एम.) के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। आर. पी. डब्ल्यू. एम. के गुणों की शक्ति वर्णक्रमीय घनत्व (पी. एस. डी.) को देखकर आगे जांच की जा सकती है। पारंपरिक पी. डब्ल्यू. एम. के लिए, पी. एस. डी. को सीधे पी. डब्ल्यू. एम. संकेत के फूरियर श्रृंखला विस्तार से निर्धारित किया जा सकता है। हालांकि, आर. पी. डब्ल्यू. एम. संकेतों के पी. एस. डी. को केवल एक संभावित स्तर द्वारा विस्तृत-भावना स्थिर (डब्ल्यू. एस. एस.) यादृच्छिक प्रक्रियाओं जैसे यादृच्छिक प्रक्रियाओं के सिद्धांत का उपयोग करके वर्णित किया जा सकता है। आर. एफ. एम. विभिन्न आर. पी. डब्ल्यू. एम. तकनीकों में, आर. एफ. एम. (यादृच्छिक आवृत्ति मॉडुलन) तीन प्रमुख प्रकारों में से सबसे आम विधि है, जिसका उपयोग विद्युत चुम्बकीय संगतता (ई. एम. सी.) परीक्षण को पास करने के लिए कई शक्ति परिवर्तक टोपोलॉजी में किया जाता है। इस प्रकार के मॉडुलन में, पी. डब्ल्यू. एम. संकेत की स्विचिंग आवृत्ति यादृच्छिक रूप से भिन्न होती है ताकि बिजली परिवर्तकों के उत्सर्जित शोर को फैलाया जा सके जिसमें इसे लागू किया जाता है। आर. एफ. एम. को लागू करना बहुत आसान है और यह पारंपरिक पी. डब्ल्यू. एम. की तुलना में शोर शिखरों में महत्वपूर्ण कमी प्रदान करता है। हालांकि, अनुप्रयोग बिजली परिवर्तकों तक सीमित है जिन्हें अपने सामान्य संचालन के लिए निश्चित स्विचिंग आवृत्ति की आवश्यकता नहीं होती है। स्विचिंग आवृत्ति भिन्नता की एक बड़ी डिग्री बिजली कनवर्टर सर्किट के अंदर उपकरणों और घटकों के उचित कामकाज को प्रभावित कर सकती है। आर. पी. पी. एम. आर. पी. पी. एम. को आमतौर पर ई. एम. सी. अनुपालन परीक्षणों को पास करने के लिए बिजली परिवर्तकों में भी तैनात किया जाता है। यह मॉडुलन तकनीक संचालित उत्सर्जन में महत्वपूर्ण कमी भी प्रदान करती है और इसके परिणामस्वरूप, बिजली परिवर्तकों का विकिरणित उत्सर्जन भी। हालांकि, आर. एफ. एम. की तुलना में, आर. पी. पी. एम. ई. एम. आई. में कमी में कम प्रभावी है। ऐसा इसलिए है क्योंकि आरपीपीएम के पीएसडी में घनत्व और हार्मोनिक दोनों घटक होते हैं, और स्पेक्ट्रम को आरएफएम के विपरीत पूरी तरह से फैलाया नहीं जा सकता है, जहां स्पेक्ट्रम में केवल घनत्व घटक होता है। हालांकि, इस मॉडुलन योजना में, स्विचिंग आवृत्ति और पल्स चौड़ाई दोनों को तय किया जाता है ताकि प्रेरक और संधारित्र जैसे परिवर्तक घटक ठीक से काम कर सकें। आर. डी. सी. एम. आर. डी. सी. एम. में, पल्स चौड़ाई या पी. डब्ल्यू. एम. संकेत का शुल्क चक्र शोर स्पेक्ट्रम को फैलाने के लिए यादृच्छिक रूप से भिन्न होता है। इस तरह का मॉड्यूलेशन पिछले लोगों की तुलना में कम आम है। ऐसा इसलिए है क्योंकि आर. डी. सी. एम. शोर फैलाने में कम प्रभावी है। इसके अलावा, यादृच्छिक रूप से शुल्क चक्र को बदलने से आउटपुट वोल्टेज में उतार-चढ़ाव और लहरें हो सकती हैं। इसके अलावा, कुछ पावर कनवर्टर टोपोलॉजी में, शुल्क चक्र भिन्नता बंद लूप नियंत्रण प्रणालियों का उपयोग करके इनपुट-आउटपुट वोल्टेज और धाराओं को नियंत्रित करने का प्राथमिक साधन है। इसका एक उदाहरण ब्रश किए गए डी. सी. मोटर के लिए ड्राइव हो सकता है। चूँकि मोटर की शक्ति को पहले से ही वोल्टेज और धारा को बदलने के लिए एक विशिष्ट आवृत्ति पर "काटा" जा रहा है, इस प्रक्रिया में यादृच्छिककरण शुरू करने से प्रणाली के प्रदर्शन में बाधा आ सकती है। चर-आवृत्ति इन्वर्टर प्रणालियों में इस प्रकार का मॉड्यूलेशन सभी आकारों और अनुप्रयोगों के चर-आवृत्ति ड्राइव में अधिक आम होता जा रहा है। उपभोक्ता-आकार के वी. एफ. डी. में जो इसे एक विशेषता के रूप में शामिल करते हैं, यह एक उपयोगकर्ता-चयन योग्य पैरामीटर के रूप में प्रस्तुत करता है, अक्सर कई अलग-अलग संचालन स्तरों के साथ। कुछ ड्राइव एक बार में एक से अधिक विधियों का भी उपयोग कर सकते हैं। हालाँकि, जबकि "आर. पी. डब्ल्यू. एम". शब्द का उपयोग आम तौर पर तकनीकी अर्थों में इस प्रकार के मॉडुलन को लेबल करने के लिए किया जाता है, तकनीक में अभी तक वी. एफ. डी. पैरामीटर नामों की दुनिया में कोई लेबल नहीं है। उदाहरण के लिए, फ़ूजी इलेक्ट्रिक अपने शोर-कटौती पैरामीटर को "मोटर टोन" के रूप में लेबल करता है, जबकि मित्सुबिशी इलेक्ट्रिक और टेको वेस्टिंगहाउस दोनों इसे "सॉफ्ट पीडब्ल्यूएम" के रूप में लेबल करते हैं। "सॉफ्ट पीडब्लूएम" शब्द का उपयोग संभावित रूप से उन लोगों के लिए भ्रम पैदा कर सकता है जो इस तकनीक से परिचित नहीं हैं, क्योंकि जीरो क्रॉसिंग कंट्रोल को कभी-कभी "सॉफ्ट स्विचिंग" के रूप में लेबल किया जाता है। एक शब्द जिसका संभावित रूप से एक मानक लेबल के रूप में उपयोग किया जा सकता है, वह "स्क्रैम्बल पीडब्लूएम" या "वाहक स्क्रैम्बलिंग" हो सकता है, क्योंकि इस अर्थ में "स्क्रैम्बल" शब्द उपयोग की जाने वाली आरपीडब्ल्यूएम की विधि के लिए अनिर्दिष्ट है, फिर भी उपयोगकर्ता को सूचित करता है कि वास्तव में एक विशेष प्रक्रिया हो रही है जो आउटपुट तरंग के आकार और गुणों को प्रभावित करती है। इसके अलावा, इस शब्द का दूरसंचार क्षेत्र में एक घर है, जहां एक स्क्रैम्बलर कोई भी उपकरण (आमतौर पर एनालॉग) है जिसका उपयोग एक संकेत को एन्कोड करने के लिए किया जाता है ताकि उचित रूप से ट्यून किए गए डी-स्क्रैम्बलर के बिना इच्छित प्राप्तकर्ता तक पहुंचने से पहले इसे रोक दिया जाए तो यह समझ से बाहर हो जाएगा। इसका मतलब यह है कि यदि आर. पी. डब्ल्यू. एम. को अधिक सामान्य अर्थों में लेबल करने के लिए उपयोग किया जाता है तो "स्क्रैम्बल" जगह से बाहर नहीं होगा। लेबल के बावजूद, उपभोक्ता-आकार के वी. एफ. डी. में मैनुअल के अवलोकन पर, जिसमें यह शामिल है, पैरामीटर विवरण का ध्यान ई. एम. आई. में कमी और मोटर स्वास्थ्य के बजाय ध्वनिक शोर में कमी पर प्रतीत होता है। आधुनिक रेल कर्षण परिवर्तकों में, यह विधि उस ध्वनि में परिवर्तन प्रस्तुत करती है जो मोटरों द्वारा उत्सर्जित होती है जब वे इनवर्टर द्वारा संचालित होते हैं जो इसका उपयोग करते हैं। एक क्लासिक एस. पी. डब्ल्यू. एम. कनवर्टर के सामान्य रूप से स्थिर, वाहक-आधारित शोर के विपरीत, ध्वनि सफेद शोर के समान, एक हिस की अधिक होती है। चूंकि रेल कर्षण परिवर्तक इतने उच्च शक्ति स्तरों पर काम करते हैं, इसलिए ऐसी प्रणालियों में ई. एम. आई. अधिक आसानी से बनाई जाती है। इन अनुप्रयोगों में आर. पी. डब्ल्यू. एम. मोटर के स्वास्थ्य और उत्सर्जित ई. एम. आई. के स्तर के लिए अत्यधिक फायदेमंद है। सह-अस्तित्व समस्या आर. पी. डब्ल्यू. एम. तकनीकें बिजली परिवर्तकों की ई. एम. आई. को कम करने में बहुत प्रभावी हैं। हालांकि, जब इस विशेष प्रकार के मॉड्यूलेशन के साथ बिजली परिवर्तक संचार प्रणालियों के साथ सह-अस्तित्व में होते हैं, तो बिजली प्रणाली और संचार प्रणाली के बीच एक गंभीर विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप संघर्ष हो सकता है। यह हानिकारक प्रभाव बिजली लाइन संचार (पी. एल. सी.) प्रणालियों में देखा जा सकता है, जहां बिजली परिवर्तक और संचार प्रणाली दोनों सह-अस्तित्व में हैं। वास्तव में, हाल के अध्ययनों ने पुष्टि की है कि संचालित उत्सर्जन को कम करने के लिए बिजली परिवर्तकों पर लागू आर. पी. डब्ल्यू. एम. पी. एल. सी. प्रणाली में हानिकारक रूप से हस्तक्षेप कर सकता है। हस्तक्षेप तब बिगड़ सकता है जब पी. एल. सी. प्रणाली की स्विचिंग आवृत्ति और बैंडविड्थ बिजली प्रणाली के साथ ओवरलैप हो जाती है। अधिकांश बिजली परिवर्तक एक स्विचिंग आवृत्ति का उपयोग करते हैं जो 150 किलोहर्ट्ज़ से कम है, जो कम आवृत्ति विद्युत चुम्बकीय संगतता सीमा में है। यह मुख्य रूप से संकीर्ण बैंड पी. एल. सी. प्रणालियों में सह-अस्तित्व के मुद्दों का कारण बन सकता है, (विशेष पी. एल. सी. प्रोटोकॉल जिनका उपयोग स्मार्ट ग्रिड अनुप्रयोग के लिए किया जा रहा है, जैसे कि प्राइम पी. एल. सी. और जी. 3-पी. एल. सी., 150 किलोहर्ट्ज़ से कम आवृत्तियों में)। पारंपरिक पीडब्लूएम में, पावर कनवर्टर से शोर केवल स्विचिंग आवृत्ति के असतत गुणकों पर पीएलसी आवृत्ति बैंड के साथ ओवरलैप होता है। इसके परिणामस्वरूप पी. एल. सी. प्रणाली में कम हस्तक्षेप होता है। हालांकि, आर. पी. डब्ल्यू. एम. में, शोर अधिक फैलता है और पी. एल. सी. और बिजली कनवर्टर से होने वाला शोर दोनों व्यापक बैंडविड्थ साझा करते हैं। यह पी. एल. सी. प्रणाली में अधिक गड़बड़ी पैदा करता है। इसलिए, किसी भी सह-विद्यमान प्रणाली के गुणों का सावधानीपूर्वक निरीक्षण करने की सलाह दी जाती है ताकि यादृच्छिक रूप से मॉड्यूलेटेड पावर कन्वर्टर्स के लिए एक स्विचिंग आवृत्ति का चयन किया जा सके जो एक सह-विद्यमान पी. एल. सी. प्रणाली के साथ ओवरलैप नहीं करता है। संचालित उत्सर्जन विद्युत चुम्बकीय संगतता विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप पावर-लाइन संचार प्रसार स्पेक्ट्रम संदर्भ बाहरी लिंक https://www.analog.com/en/technical-articles/spread-spectrum-frequency-modulation-reduces-emi.html https://www.analog.com/en/technical-articles/easy-to-use-spread-spectrum-clock-generator-reduces-emi-and-more.html संकेत प्रसंस्करण