اے این سی، سی وی سی، ڈی ایس پی کیا ہیں؟ شور کی کمی؟

1.CVC اور DSP شور میں کمی:

جب صارفین بلوٹوتھ ہیڈسیٹ خریدتے ہیں، تو وہ ہمیشہ CVC اور DSP شور کو کم کرنے کے افعال سنیں گے جو تاجروں کے پاس ہیڈ فون کو فروغ دینے میں ہوتا ہے۔ اس بات سے کوئی فرق نہیں پڑتا ہے کہ کتنے صارفین نے وضاحتیں سنی ہیں، بہت سے صارفین اب بھی دونوں کے درمیان فرق کو نہیں سمجھتے ہیں۔ فرق، ایسے تکنیکی مسئلے کے لیے، ہم کام کے اصول اور فرق کے تحت دونوں کی سائنس کی طرف آتے ہیں۔

ڈی ایس پی ڈیجیٹل سگنل پروسیسنگ کے لیے ایک شارٹ ہینڈ ہے۔ اس کے کام کرنے کا اصول: مائیکروفون بیرونی ماحولیاتی شور کو جمع کرتا ہے، اور پھر ائرفون کے اندر شور کم کرنے والے نظام کے فنکشن کے ذریعے، یہ محیطی شور کے برابر ایک الٹی آواز کی لہر پیدا کرنے کے لیے نقل کرتا ہے، جو شور کو منسوخ کر دیتا ہے اور اس طرح مزید حاصل کرتا ہے۔ اچھا شور کی کمی کا اثر.

CVC کلیئر وائس کیپچر کے لیے مختصر ہے۔ یہ ایک سافٹ ویئر شور کم کرنے والی ٹیکنالوجی ہے۔ اصول یہ ہے کہ بلٹ میں شور منسوخی سافٹ ویئر اور مائیکروفون کے ذریعے مختلف قسم کے ریوربریشن شور کو دبایا جائے۔

مندرجہ ذیل فرق:

a اعتراض کے لیے مختلف ہے، CVC ٹیکنالوجی بنیادی طور پر کال کے دوران پیدا ہونے والی بازگشت کے لیے ہے، DSP بنیادی طور پر بیرونی ماحول میں زیادہ اور کم فریکوئنسی شور کے لیے ہے۔
ب مختلف فائدہ اٹھانے والوں، ڈی ایس پی ٹیکنالوجی بنیادی طور پر ہیڈسیٹ صارفین کو ذاتی آمدنی بناتی ہے، اور CVC بنیادی طور پر دوسرے فریق کو فائدہ پہنچاتا ہے۔

خلاصہ یہ کہ DSP اور CVC شور کم کرنے والی ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے ہیڈ فون کال کے بیرونی ماحول کے شور کو مؤثر طریقے سے کم کر سکتے ہیں، اور کال کے معیار اور ہیڈ فون کی آواز کو نمایاں طور پر بہتر بنا سکتے ہیں۔

2.ANC شور میں کمی:

ANC سے مراد ایکٹو نوائس کنٹرول ہے، جو شور کو فعال طور پر کم کرتا ہے۔ بنیادی اصول یہ ہے کہ شور کو کم کرنے کا نظام باہر کے شور کے برابر الٹی آواز کی لہریں پیدا کرتا ہے، شور کو بے اثر کرتا ہے۔ شکل 1 فیڈ فارورڈ فعال شور منسوخ کرنے والے ائرفون کا اسکیمیٹک خاکہ ہے۔ اے این سی چپ ائرفون کے اندر رکھی گئی ہے۔ Ref مائیک (حوالہ مائیکروفون) ائرفون پر محیطی شور جمع کرتا ہے۔ ایرر مائیک (ایرر مائیکروفون) ائرفون میں شور کم ہونے کے بعد بقایا شور کو جمع کرتا ہے۔ اے این سی پروسیسنگ کے بعد اسپیکر اینٹی شور بجاتا ہے۔

شکل 2 اے این سی سسٹم کا اسکیمیٹک ڈایاگرام ہے، جس میں تین تہوں کو ڈیشڈ لائنوں سے الگ کیا گیا ہے۔ سب سے اوپر کا بنیادی راستہ ریف مائک سے ایرر مائک تک صوتی چینل ہے، رسپانس فنکشن کی نمائندگی P(z)P(z) سے ہوتی ہے۔ درمیانی پرت اینالاگ چینل ہے، جہاں ثانوی راستہ انکولی فلٹر آؤٹ پٹ سے واپسی بقایا تک کا راستہ ہے۔ بشمول ڈی اے سی، تعمیر نو کا فلٹر، پاور ایمپلیفائر، اسپیکر پلے بیک، دوبارہ حصول، پری ایمپلیفائر، اینٹی ایلائزنگ فلٹر، اے ڈی سی؛ نیچے کی تہہ ڈیجیٹل پاتھ ہے، جہاں انکولی فلٹر مسلسل فلٹر کے وزن کے گتانک کو ایڈجسٹ کرتا ہے تاکہ کنورجنسی تک بقایا کو کم کیا جا سکے۔ سب سے عام حل یہ ہے کہ LMS الگورتھم کے ساتھ مل کر FIR فلٹر کا استعمال کرتے ہوئے انکولی فلٹر کو لاگو کیا جائے۔ شکل 2 کو آسان بنائیں اور شکل 3 حاصل کریں۔

آئیے میں مختصراً اڈاپٹو فلٹر اور ایل ایم ایس (کم سے کم مطلب مربع) الگورتھم کے اصولوں کے بارے میں بات کرتا ہوں، اور پھر شکل 3۔ جیسا کہ شکل 4 میں دکھایا گیا ہے، ان پٹ xx اور مطلوبہ آؤٹ پٹ ڈی ڈی کو دیکھتے ہوئے، انکولی فلٹر ہر تکرار کے گتانک کو اپ ڈیٹ کرتا ہے تاکہ آؤٹ پٹ yy اور dd کے درمیان فرق اس وقت تک چھوٹا اور چھوٹا ہوتا جاتا ہے جب تک کہ بقایا صفر کے کافی قریب نہ ہو اور کنورج نہ ہو جائے۔ LMS انکولی فلٹرز کے لیے ایک اپ ڈیٹ الگورتھم ہے۔ LMS کا معروضی فعل فوری غلطی e2(n)=(d(n)−y(n))2e2(n)=(d(n)−y(n))2 کا مربع ہے، تاکہ کم سے کم کیا جا سکے۔ معروضی فعل، تدریجی نزول کو لاگو کرنے سے الگورتھم کا تازہ ترین فارمولا ملتا ہے۔ (کسی مقصد کو کم سے کم کرنے اور پیرامیٹر کے اپ ڈیٹ شدہ فارمولے کو حاصل کرنے کا الگورتھمک خیال بہت عام ہے، جیسے لکیری ریگریشن۔) FIR فلٹر کا استعمال کرتے ہوئے LMS الگورتھم کا اپ ڈیٹ فارمولا ہے: w(n+1) ) =w(n)+μe(n)x(n)w(n+1)=w(n)+μe(n)x(n)، جہاں μμ قدمی سائز ہے۔ اگر μμ سائز کو تکرار کے ساتھ ایڈجسٹ کیا جاتا ہے، تو یہ ایک مرحلہ وار LMS الگورتھم ہے۔

آئیے شکل 3 کے بارے میں بات کرتے ہیں۔ یہاں مرضی کے آؤٹ پٹ کے ساتھ موازنہ کرنے کے لیے انکولی فلٹر S(z)S(z) کے بعد آؤٹ پٹ ہے۔ S(z)S(z) عدم استحکام کا سبب بنے گا۔ ادب میں، "غلطی کا اشارہ صحیح طریقے سے 'سیدھا نہیں ہوا' حوالہ سگنل کے ساتھ وقت میں"، LMS کا کنورجن ٹوٹ جاتا ہے۔ (میں نے یہ نہیں سمجھا کہ اس کا کیا مطلب ہے T__T) ایک موثر طریقہ FXLMS (فلٹرڈ-X LMS) ہے، جو x(n) کو LMS ماڈیول میں S-(z)S^(z)، Sˆ( کے ذریعے داخل کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ z S^(z) S(z)S(z) کا تخمینہ ہے۔ FXLMS کا مقصد:

E2(n)=(d(n)−s(n)∗[wT(n)x(n)])2،

E2(n)=(d(n)−s(n)∗[wT(n)x(n)])2،

تو gradient=−2e(n)s(n)∗x(n)−2e(n)s(n)∗x(n)، جہاں s(n)s(n) نامعلوم ہے، اس کے تخمینے کے ساتھ، تو FXLMS اپ ڈیٹ فارمولہ ہے۔

w(n+1)=w(n)+μe(n)x'(n)،

w(n+1)=w(n)+μe(n)x'(n)،

جہاں x'(n)=sˆ(n)∗x(n)x'(n)=s^(n)∗x(n)۔

جب انکولی فلٹر کنورج ہوتا ہے، E(z)=X(z)P(z)−X(z)W(z)S(z)≈0E(z)=X(z)P(z)−X(z) ) W(z)S(z) ≈ 0، تو W(z) ≈ P(z) / S(z) W(z) ≈ P(z) / S(z)۔ کہنے کا مطلب یہ ہے کہ انکولی فلٹر کے وزن کا گتانک ہیڈ فون کے بنیادی راستے اور ثانوی راستے سے طے ہوتا ہے۔ ہیڈسیٹ کا بنیادی راستہ اور ثانوی راستہ نسبتاً مستحکم ہے، اس لیے انکولی فلٹر کا وزن کا گتانک نسبتاً مستحکم ہے۔ لہذا، سادگی کی خاطر، فیکٹری میں کچھ مینوفیکچررز کے ANC ہیڈ فون کے وزن کے گتانک کا تعین کیا جاتا ہے۔ بلاشبہ، اس ANC ائرفون کا سننے کا تجربہ ظاہر ہے کہ ANC ائرفون کی طرح صحیح موافقت پذیر معنی کے ساتھ اچھا نہیں ہے، کیونکہ اصل حالات میں، ائرفون کی سمت کے لحاظ سے بیرونی شور، مختلف درجہ حرارت اور اس جیسی چیزوں کا اثر ہو سکتا ہے۔ ائرفون کا چینل جواب۔

متلاب کی تصدیق

متلاب کوڈ لکھیں، متغیر سٹیپ سائز LMS کے انکولی فلٹر کا استعمال کرتے ہوئے، سمولیشن کے نتائج شکل 5 میں دکھائے گئے ہیں۔ 0 سے 2 kHz کی رینج میں، فیڈ فارورڈ ANC کا استعمال گاوسی سفید شور کو ختم کرنے کے لیے کیا جاتا ہے، اور شور کی کشیدگی 30 dB+ ہے۔ اوسطا. Matlab لائبریری میں FXLMS طے شدہ مرحلہ ہے، اور اس کا اثر بدتر ہے۔

سوال و جواب

a ANC صرف 2 kHz سے کم فریکوئنسی شور کے لیے کیوں ہے؟
ایک طرف، ہیڈ فون کی فزیکل صوتی موصلیت (غیر فعال شور کی کمی) مؤثر طریقے سے ہائی فریکوئینسی شور کو روک سکتی ہے، اور ہائی فریکوئنسی شور کو کم کرنے کے لیے ANC کا استعمال ضروری نہیں ہے۔ دوسری طرف، کم تعدد والے شور کی طول موج لمبی ہوتی ہے اور یہ ایک خاص مرحلے کی تاخیر کو برداشت کر سکتا ہے، جب کہ اعلی تعدد والے شور کی طول موج ایک مختصر ہوتی ہے اور وہ مرحلے کے انحراف کے لیے حساس ہوتا ہے، اس لیے ANC زیادہ تعدد والے شور کو ختم کرتا ہے۔

ب جب الیکٹرانک تاخیر بنیادی تاخیر سے زیادہ ہوتی ہے تو الگورتھم کی کارکردگی کو کیسے کم کیا جا سکتا ہے؟
P(z) تاخیر چھوٹی ہے، S(z) تاخیر بڑی ہے، جیسے P(z)=z-1، S(z)=z-2، صرف اس صورت میں جب W(z)=z ضروریات پوری کر سکے، غیر ١ - سبب، ناقابل رسائی۔

c Feedforward ANC، narrow-band feedforward ANC، اور فیڈ بیک ANC میں کیا فرق ہے؟
Feedforwad ڈھانچے میں ایک ریف مائک اور ایک ایرر مائک ہے جو بالترتیب بیرونی شور اور اندرونی بقایا سگنل جمع کرتا ہے۔ فیڈ بیک سٹرکچر میں صرف ایک ایرر مائک ہے، اور ریفرنس سگنل ایرر مائک اور ایڈپٹیو فلٹر آؤٹ پٹ سے تیار ہوتا ہے۔

براڈ بینڈ فیڈ فارورڈ اوپر بیان کردہ ڈھانچہ ہے۔ تنگ بینڈ کی ساخت میں، شور کا ذریعہ ایک سگنل ٹرگر سگنل جنریٹر پیدا کرتا ہے، اور سگنل جنریٹر انکولی فلٹر کے لیے ایک حوالہ سگنل تیار کرتا ہے۔ صرف متواتر شور کو ختم کرنے پر لاگو ہوتا ہے۔

فیڈ بیک ANC فیڈ فارورڈ سٹرکچر میں ریف مائک کے ذریعے جمع کیے گئے سگنل کو بازیافت کرنے کے لیے ایرر مائک کا استعمال کرتا ہے کیونکہ اس میں صرف ایرر مائک ہوتا ہے۔ راستہ وجہ کی رکاوٹ کو پورا نہیں کرتا، اس لیے صرف پیشین گوئی کے قابل شور اجزاء یعنی تنگ بینڈ متواتر شور کو ختم کیا جاتا ہے۔ واضح رہے کہ اگر فیڈ فارورڈ وجہ کی رکاوٹ کو پورا نہیں کرتا ہے، یعنی الیکٹرانک تاخیر مین چینل کے صوتی تاخیر سے زیادہ طویل ہے، تو یہ صرف تنگ بینڈ کے متواتر شور کو ختم کر سکتا ہے۔

ایک ہائبرڈ اے این سی ڈھانچہ بھی ہے جس میں فیڈ فارورڈ اور فیڈ بیک ڈھانچے دونوں شامل ہیں۔ اہم فائدہ یہ ہے کہ آپ انکولی فلٹر کے آرڈر کو بچا سکتے ہیں۔

سفارش کردہ مصنوعات