سائنسنی موج کے سگنل کا فہم بنانا

ایک سائنسی لہر کا سگنل ایک قسم کی مستقل لہر ہے جس میں نرم اور دوبارہ آنے والی تناول ہوتی ہے۔ یہ سائن یا کوسائن مثلثیاتی فنکشن پر مبنی ہے، جو لہر کے منحنی کی وضاحت کرتا ہے۔ سائنسی لہر کے سگنل ریاضی، طبیعیات، مهندسی، سگنل پروسیسنگ اور بہت سے دیگر شعبوں میں عام ہیں۔ اس مضمون میں ہم ایک سائنسی لہر کے سگنل کی وضاحت کریں گے، اس کی خصوصیات کیا ہیں اور یہ کیوں اہم ہے۔

سگنل کیا ہے؟

ہم ایک سائنسی لہر کے سگنل کی تعریف کرنے سے پہلے، ایک سگنل کی عام تعریف کو سمجھ لیں۔ ایک سگنل وقت یا جگہ پر تبدیل ہونے والی کسی مقدار کی نمائندگی ہوتی ہے۔ مثال کے طور پر، آواز کی آواز، کمرے کی درجہ حرارت، باتری کا ولٹیج، اور کار کی پوزیشن سب سگنل ہیں۔ سگنل کو مختلف وقت یا جگہ پر مقادیر کے طور پر میپ کیا جا سکتا ہے اور ریکارڈ کیا جا سکتا ہے۔

ایک سگنل کو وقت یا جگہ کے طور پر ایک فنکشن کے طور پر گراف کیا جا سکتا ہے، جس میں ڈومین میں مقدار کی تبدیلی ظاہر کی جاتی ہے۔ اسے سگنل کی گرافیکل نمائندگی کہا جاتا ہے۔ مثال کے طور پر، نیچے دیا گیا گراف ایک دن میں کمرے کی درجہ حرارت کو ظاہر کرنے والا سگنل ہے۔

کچھ سگنل دائمی ہوتے ہیں، یعنی ان کی مقدار وقت یا جگہ پر تبدیل نہیں ہوتی۔ مثال کے طور پر، روشنی کی رفتار اور زمین کی کشش ثقل کی وجہ سے تیزی دائمی سگنل ہیں۔ کچھ سگنل وقت یا جگہ پر تبدیل ہوتے ہیں، یعنی ان کی مقدار وقت یا جگہ پر تبدیل ہوتی ہے۔ مثال کے طور پر، آواز کی آواز اور بیٹری کا ولٹیج وقت یا جگہ پر تبدیل ہونے والے سگنل ہیں۔

کچھ سگنل دورانیہ ہوتے ہیں، یعنی وہ وقت یا جگہ کے بعد ایک متعینہ عرصے کے بعد اپنے پیٹرن کو دہرانے لگتے ہیں۔ مثال کے طور پر، ایک دن میں کمرے کی درجہ حرارت ایک دورانیہ سگنل ہے، کیونکہ یہ 24 گھنٹے بعد دہرایا جاتا ہے۔ کچھ سگنل غیر دورانیہ ہوتے ہیں، یعنی وہ وقت یا جگہ پر اپنے پیٹرن کو دہرانے نہیں لگتے۔ مثال کے طور پر، آواز کی آواز ایک غیر دورانیہ سگنل ہے، کیونکہ اس کا کوئی متعینہ پیٹرن نہیں ہے۔

سائنسی لہر کا سگنل کیا ہے؟

ایک سائنسی لہر کا سگنل ایک خاص قسم کا دورانیہ سگنل ہے جس میں نرم اور دوبارہ آنے والی تناول ہوتی ہے۔ یہ سائن یا کوسائن مثلثیاتی فنکشن پر مبنی ہے، جو لہر کے منحنی کی وضاحت کرتا ہے۔ نیچے دیا گیا گراف ایک سائنسی لہر کے سگنل کا مثال ہے۔

ایک سائنسی لہر کا سگنل ریاضیاتی طور پر یوں ظاہر کیا جا سکتا ہے:

y(t)=A\sin(2\pi ft+\varphi )=A\sin(\omega t+\varphi ){\displaystyle y(t)=A\sin(2\pi ft+\varphi )=A\sin(\omega t+\varphi )}

جہاں:

• y(t) وقت t پر سگنل کی قدر ہے

• A سگنل کی ایمپلیٹیوڈ ہے، جو صفر سے زیادہ سے زیادہ انحراف ہے

• f سگنل کی فریکونسی ہے، جو فی سیکنڈ کے دور ہے

• ω= 2πf سگنل کی زاویہ فریکونسی ہے، جو ریڈیئنز فی سیکنڈ کی شرح میں زاویہ کی تبدیلی کی شرح ہے

• φ{\displaystyle \varphi } سگنل کا فیز ہے، جو وقت t= 0 پر ابتدائی زاویہ ہے

فریکونسی اور زاویہ فریکونسی سگنل کی تناول کی رفتار کو تعین کرتی ہیں۔ ایک زیادہ فریکونسی یا زاویہ فریکونسی کا مطلب ہے کہ کم وقت میں زیادہ دور ہوں گے، اور بالعکس۔ فیز وقت کے شروع کو تعین کرتا ہے۔ ایک مثبت فیز وقت کی ترقی کا مطلب ہے، اور ایک منفی فیز وقت کی تاخیر کا مطلب ہے۔

ایک سائنسی لہر کا سگنل ایک دور مکمل کرتا ہے جب یہ صفر سے مثبت ذروہ تک صفر سے منفی ذروہ تک، اور پھر واپس صفر تک جاتا ہے۔ ایک دور کی مدت کو سگنل کا دور (T) کہا جاتا ہے، جو فریکونسی کے معکوس کے تناسب میں ہوتا ہے:

T=1/f{\displaystyle T=1/f}

دو متوالی ذروہ یا گھبراہ کے درمیان فاصلہ کو سگنل کا موج طول (λ) کہا جاتا ہے، جو زاویہ فریکونسی کے معکوس کے تناسب میں ہوتا ہے:

λ=2π/ω{\displaystyle \lambda =2\pi /\omega }

ایک سائنسی لہر کا سگنل کی شکل کوئی تبدیلی نہیں ہوتی جب اسے ایک دوسرے سائنسی لہر کے سگنل کے ساتھ شامل کیا جاتا ہے جس کی فریکونسی اور کوئی بھی ایمپلیٹیوڈ اور فیز ہو۔ یہ خصوصیت سائنسی لہر کے سگنل کو پیچیدہ سگنل کی تجزیہ کے لیے فوریئر سیریز اور فوریئر تبدیل کے استعمال کے لیے مفید بناتی ہے۔

سائنسی لہر کے سگنل کیوں اہم ہیں؟

سائنسی لہر کے سگنل الیکٹریکل اور الیکٹرانک مهندسی کے کئی اطلاقیوں کے لیے اہم ہیں۔ بعض اہم اطلاقیات یہ ہیں:

آڈیو سسٹم

آڈیو سسٹم آواز کی ریکارڈنگ اور تعمیر کے لیے سائنسی لہر کے سگنل استعمال کرتے ہیں۔ آواز کی لہر ہوا کے دباؤ کی تبدیلی ہوتی ہیں جو مختلف فریکونسیوں اور ایمپلیٹیوڈوں کے سائنسی لہر کے طور پر ظاہر کی جا سکتی ہیں۔ مائیکروفون آواز کی لہروں کو الیکٹریکل سائنسی لہر کے سگنل میں تبدیل کرتے ہیں، جن کو اعلیٰ کیا جا سکتا ہے، پروسیسنگ کیا جا سکتا ہے، ذخیرہ کیا جا سکتا ہے یا منتقل کیا جا سکتا ہے۔ اسپیکرز الیکٹریکل سائنسی لہر کے سگنل کو واپس آواز کی لہروں میں تبدیل کرتے ہیں بذریعہ ایک ڈائرافرام کو کماند کرتے ہوئے۔ ہم الیکٹرانک اسیلیٹر کو استعمال کرتے ہوئے مطلوبہ فریکونسیوں اور ایمپلیٹیوڈوں کے سائنسی لہر کے سگنل تیار کر کے آواز کی تعمیر کر سکتے ہیں۔

لاسلکی مواصلات

لاسلکی مواصلات کے نظام سائنسی لہر کے سگنل کو الیکٹرومیگنیٹک لہروں کے ذریعے معلومات کو منتقل کرنے اور وصول کرنے کے ل