સંમિશ્રણ (modulation) : વ્યાપક રીતે, કોઈ પણ ઇલેક્ટ્રૉનિક પ્રાચલમાં બીજા પ્રાચલ વડે કરવામાં આવતો ફેરફાર કે વધારો અથવા વિશિષ્ટ રૂપે, એક તરંગ(વાહક તરંગ)નાં કેટલાંક લક્ષણોમાં બીજા તરંગ(signal)ના લક્ષણ વડે, સુસંગત રીતે ફેરફાર કરવાની પ્રક્રિયા. પરિણામી સંયુક્ત તરંગને સંમિશ્રિત તરંગ કહે છે તેનાથી વ્યસ્ત, (ઊલટી) પ્રક્રિયાને વિમિશ્રણ (demodulation) કહે છે. તેમાં નિર્ગત તરંગ મૂળ સિગ્નલ તરીકે મેળવવામાં આવે છે. વાહક તરંગનું સંમિશ્રણ વિવિધ રીતે થઈ શકે છે; જેમ કે, કંપવિસ્તાર સંમિશ્રણ (amplitude modulation AM); આવૃત્તિ સંમિશ્રણ (frequency modulation – FM); કલાકોણ-સંમિશ્રણ (phase modulation – PM). અનિચ્છિત સિગ્નલ વડે થતાં સંમિશ્રણને આડું (cross) સંમિશ્રણ કહે છે. સંમિશ્રણની પ્રક્રિયાને પરંપરિત રીતે આગળ વધારવાની ક્રિયાને ગુણક સંમિશ્રણ કહે છે, જેમાં આખો ને આખો કે અંશત: સંમિશ્રિત તરંગ બીજા તબક્કાનું સંમિશ્રણ કરતો તરંગ બને છે. અરેખીય તંત્રમાં (જટિલ – complex) તરંગના ઘટકના સંમિશ્રણને આંતર-સંમિશ્રણ કહે છે, જેમાં બીજી આવૃત્તિઓ સાથે મૂળ તરંગના ઘટકોની આવૃત્તિના સરવાળા કે તફાવત બરાબર હોય છે.
કંપવિસ્તાર–સંમિશ્રણ : આ એવા પ્રકારનું સંમિશ્રણ છે, જેમાં વાહક તરંગનો કંપવિસ્તાર તેના અમિશ્રિત (unmodulated) મૂલ્યની ઉપર-નીચે સિગ્નલ-તરંગના કંપવિસ્તારના સમપ્રમાણમાં બદલાયા કરે છે. (જુઓ આકૃતિ 1.) જો સંમિશ્રણ પામતો તરંગ જયાવક્રીય (sinusoidal) હોય તો કંપવિસ્તાર-સંમિશ્રિત તરંગનો તાત્ક્ષણિક કંપવિસ્તાર e નીચે પ્રમાણે મળે છે :
આકૃતિ 1 : કંપવિસ્તાર-સંમિશ્રણ
e = (A + B sin pt) sin ωt;
જ્યાં, A અમિશ્રિત વાહકનો કંપવિસ્તાર અને B એ સંયુક્ત તરંગનો અધિકતમ કંપવિસ્તાર છે. P = 2π × સંમિશ્રણ કરતા (મૉડ્યુલેટિંગ) સિગ્નલની આવૃત્તિ છે.
જો સંમિશ્રણ અવયવ mને B/A તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે તો તે સંમિશ્રિત તરંગ નીચે પ્રમાણે અપાય છે :
e = (1 + m sin pt) A sin ωt.
mને કેટલીક વખત પ્રતિશત-સંમિશ્રણ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. રેડિયો-આવૃત્તિવાળા class C-આવર્ધક (amplifier) કે દોલક(oscillator)નો ઉપયોગ કરીને કંપવિસ્તાર-સંમિશ્રણ મેળવી શકાય છે. આવર્ધક કે દોલકમાં વાહક તરંગ પેદા કરવામાં આવે છે. ઍનોડ વોલ્ટેજ (ઍનોડ સંમિશ્રણ) અથવા તો ગ્રીડ વોલ્ટેજ(ગ્રીડ સંમિશ્રણ)ના સંમિશ્રણ કરતા સિગ્નલને પ્રમાણસર ફેરફાર કરીને તેના ઉપર સંપાત કરવામાં આવે છે. આવા સંજોગોમાં પ્રયુક્તિના નિર્ગત(output)ને કંપવિસ્તાર સંમિશ્રિત રેડિયો-આવૃત્તિ-તરંગ કહે છે.
આવૃત્તિ–સંમિશ્રણ (FM) : આ એવા પ્રકારનું સંમિશ્રણ છે જેમાં વાહક તરંગની આવૃત્તિ તેના સંમિશ્રિત મૂલ્યની ઉપર-નીચે સિગ્નલ તરંગની આવૃત્તિના સમપ્રમાણમાં બદલાયાં કરે છે. અહીં વાહક તરંગનો કંપવિસ્તાર અચળ રહે છે. (જુઓ આકૃતિ 2.) જો સંમિશ્રણ કરતું સિગ્નલ જયાવક્રીય હોય તો આવૃત્તિ-સંમિશ્રિત તરંગનો તાત્ક્ષણિક કંપવિસ્તાર e નીચે પ્રમાણે અપાય છે :
આકૃતિ 2 : આવૃત્તિ-સંમિશ્રણ
e = Em sin [2π Ft + (Δf/f) sin 2πf t)
જ્યાં Em વાહક તરંગનો કંપવિસ્તાર છે; F અમિશ્રિત વાહક તરંગની આવૃત્તિ છે; DF એ વાહક તરંગની આવૃત્તિમાં અધિકતમ ફેરફાર છે. f એ સંમિશ્રણ કરતા સિગ્નલની આવૃત્તિ DFને આવૃત્તિ પ્રદોલ (swing) કહે છે. તેના મહત્તમ મૂલ્ય(DFmax)ને તંત્રનું આવૃત્તિ વિચલન કહે છે.
કંપવિસ્તાર-સંમિશ્રણ કરતાં આવૃત્તિ-સંમિશ્રણના કેટલાક વિશેષ લાભ છે. ખાસ તો સંકેત-અવાજ-ગુણોત્તર(signal.. to noise ratio)માં સારો એવો સુધારો જોવા મળે છે.
કલા-સંમિશ્રણ (PM) : આ એવા પ્રકારનું સંમિશ્રણ છે જેમાં વાહક તરંગની કલા અમિશ્રિત મૂલ્યની આસપાસ, સિગ્નલ-તરંગની આવૃત્તિએ, સંમિશ્રણ કરતા સિગ્નલના કંપવિસ્તારના સમપ્રમાણમાં બદલાય છે. જો સંમિશ્રણ કરતો સિગ્નલ જયાવક્રીય હોય તો કલાસંમિશ્રિત તરંગનો તાત્ક્ષણિક કંપવિસ્તાર e નીચે પ્રમાણે અપાય છે :
e = Em sin [2π Ft + B sin 2π ft)
જ્યાં Em વાહક તરંગના કંપવિસ્તાર છે, F અસંમિશ્રિત વાહક તરંગની આવૃત્તિ છે; B સંમિશ્રણને કારણે વાહક તરંગની કલામાં થતો અધિકતમ ફેરફાર છે અને f એ સંમિશ્રણ કરતા સિગ્નલની આવૃત્તિ છે. સંમિશ્રિત તરંગનો કલાકોણ અને વાહકની કલા વચ્ચેના અધિકતમ તફાવતને કલા-વિચરણ કહે છે.
સ્પંદ–સંમિશ્રણ (pulse modulation – PM) : આ પ્રકારના સંમિશ્રણમાં વાહક તરંગને સંમિશ્રિત કરવા માટે સ્પંદ અથવા સ્પંદનોની સાંકળનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. અહીં સ્પંદના કોઈ એક પ્રાચલને સંમિશ્રિત કરીને માહિતી મોકલવામાં આવે છે. સ્પંદ-સંમિશ્રણનો ઉપયોગ સામાન્યત: ‘time-division multeple-xing’માં થાય છે.
વેગ–સંમિશ્રણ (velocity modulation – VM) : આ પ્રક્રિયામાં ઇલેક્ટ્રૉનની ધારામાં રેડિયો આવૃત્તિ (radio frequency rf) ઘટક દાખલ કરવામાં આવે છે અને તે રીતે બીમના ઇલેક્ટ્રૉનના વેગનું સંમિશ્રણ કરવામાં આવે છે. અહીં વ્યક્તિગત ઇલેક્ટ્રૉન, રેડિયો-આવૃત્તિ-ઘટકની સાપેક્ષ કલાના સંદર્ભમાં, કાં તો પ્રવેગિત અથવા પ્રતિવેગિત થાય છે. વેગ-સંમિશ્રણથી ઇલેક્ટ્રૉન બીમનું ગુચ્છન (bunching) થતું હોય છે.
શીતલ આનંદ પટેલ