মডুলেশন

Modulation হচ্ছে এক ধরনের প্রসেস যার মাধ্যমে Carrier Signal এর বিভিন্ন ধর্ম বা property গুলোকে আমাদের পাঠানো message signal এর সাপেক্ষে পরিবর্তন করা হয়।

Modulation is a process of modification of carrier signal with respect to modulating or message signal.

 অথবা,

Modulation is a process of changing one or more properties of carrier signal in accordance with the signal to be transmitted.

Input transducer থেকে যে low frequency এর সিগন্যাল বের হয় সেটাকে চ্যানেল দিয়ে বহুদূরে পাঠানো যায় না। তাই আমাদের low frequency এর সিগন্যালকে high frequency তে কনভার্ট করতে হয়। তখন একটা carrier সিগন্যালকে যুক্ত করে এই কাজটি করা হয় যাতে আমাদের পাঠানো সিগন্যালটি বা তথ্যটি অনেক দূর চলাচল করতে পারে।

Modulation প্রসেসে তিন ধরনের সিগন্যালকে ব্যবহার করা হয়। এগুলো হলো-

 

Modulating Signal বা Message Signal

যে সিগন্যালের মাধ্যমে sender থেকে কোন ইনফরমেশন বা ডেটা বের হয় তাকে Modulating Signal বা Message Signal বলে। অর্থাৎ এই সিগন্যাল এর মধ্যে ডেটা বা ইনফরমেশন যুক্ত থাকে। এই সিগন্যালকে পরবর্তীতে Modulation করা হয়।

 

Carrier Signal

এটি high frequency এর একটি সিগন্যাল যার একটা নির্দিষ্ট phase, amplitude এবং frequency রয়েছে। কিন্তু এই সিগন্যাল এর মধ্যে কোন ইনফরমেশন বা মেসেজ যুক্ত থাকে না। অর্থাৎ এটি একটি খালি (empty) সিগন্যাল। এই সিগন্যালের কাজ হচ্ছে modulating signal বা message signal কে বহন করা।

 

Modulated Signal

Modulation এর পরে modulating signal এবং carrier signal একত্রে যুক্ত হয়। ফলে যে নতুন signal তৈরি হয় তাকে Modulated Signal বলে। এই সিগন্যালটি receiver টার্মিনালে চলে যায়।

মনে রাখতে হবে,

Transmitter এর ভেতরে Modulating Signal ঢোকে এবং Carrier Signal-এর সাথে সেটি সেখানে যুক্ত হয়, তারপর Transmitter থেকে তারা Modulated Signal হিসেবে বের হয়-

Modulation Process এর জন্য আমাদের অনেক ধরনের উপকার হয়, এগুলো হলো-

i) Decrease the height of Antenna (এন্টেনার উচ্চতা কমে যায়)

Modulation এর মাধ্যমে যদি আমরা high frequency তৈরি করতে পারি তবে সেটা আমাদের এন্টেনার উচ্চতা কে কমিয়ে দিতে পারবে। ধরা যাক, আমরা 3 KHz এর একটা সিগন্যালকে এন্টেনা দিয়ে পাঠাবো। তাহলে এই সিগন্যালের তরঙ্গদৈর্ঘ্য বা wavelength হবে-

λ = c/f

   =(3 * 10⁸) / (3 * 10³)

   =10⁵ m

   =100 km

সূত্রানুসারে, যদি এন্টেনার length L হয় তবে, L = λ/4 হবে

কাজেই 3 KHz সিগন্যালের জন্য অ্যান্টেনার উচ্চতা বা height বা length হবে-

L = 100/4

   =25 km

কিন্তু বাস্তবে 25 km উচ্চতার এন্টেনা ব্যবহার করা অসম্ভব। তাই আমরা KHz রেঞ্জের সিগন্যাল না পাঠিয়ে যদি GHz রেঞ্জের সিগন্যাল পাঠাই তবে 1 GHz বা 10⁹ Hz এর সিগন্যাল এর জন্য তার wave length হবে-

λ = c/f

   = (3 * 10⁸) / (1 * 10⁹)

   = 0.3

এবং এই সিগন্যালের জন্য এন্টেনার দৈর্ঘ্য বা length হবে-

L = λ/4

   = 0.3/4

   = 0.075 m

   = 7.5 cm

অর্থাৎ Modulation এর মাধ্যমে যদি আমরা সিগন্যাল এর ফ্রিকোয়েন্সি বাড়িয়ে ফেলি তবে এন্টেনার উচ্চতা অনেক কমে যাবে এবং আমাদের খরচও কমে যাবে।

ii) এন্টেনার Radiated Power বেড়ে যায়

কোনো এন্টেনার radiated power Pr এবং এন্টেনা থেকে বের হওয়া সিগন্যালের wave length λ হলে-

Pr ∝ (1/λ)

যদি সিগন্যালটি low frequency হয় তবে λ এর মান বেশি হবে এবং Pr এর মান কমে যাবে। কিন্তু সিগন্যালকে modulation করার পর তার ফ্রিকুয়েন্সি বেড়ে যায়, ফলে λ কমে যায় এবং Pr এর মানও বেড়ে যায়।

iii) Signal Multiplexing করাতে সাহায্য করে

যখন একই ফ্রিকোয়েন্সির অনেকগুলো সিগন্যালকে একটা চ্যানেলের মধ্য দিয়ে পাঠানো হয় তখন তাদের ফ্রিকোয়েন্সি একই হওয়াতে তাদের receiver টার্মিনালে পৃথক করা কঠিন হয়ে পড়ে। যেমন তিনটা একই ফ্রিকোয়েন্সির সিগন্যালের কথা ধরা যাক যাদের মান 5 KHz. তাদের প্রত্যেকের ফ্রিকোয়েন্সি একই কিন্তু modulation প্রসেসে প্রতিটা সিগন্যালের সাথে আলাদা আলাদা ফ্রিকোয়েন্সি এর Carrier Signal যুক্ত হয়। ফলে receiver টার্মিনালে তাদেরকে পৃথক করা সহজ হয়ে যায়।

ধরা যাক এই তিনটি একই ফ্রিকোয়েন্সি যুক্ত সিগন্যালের সাথে তিনটি ভিন্ন মানের ফ্রিকোয়েন্সি যুক্ত Carrier signal-কে যুক্ত করা হলো। যেহেতু এখানে carrier signal এর ফ্রিকোয়েন্সি ভিন্ন তাই একে Frequency Division Multiple Access (FDMA) বলা হয়।

iv) High Bandwidth

সাধারণ message সিগন্যাল গুলো কম ফ্রিকোয়েন্সি যুক্ত হয়, যেমন 20 Hz থেকে 20 KHz পর্যন্ত। তাই এদের ব্যান্ডউইথের রেঞ্জ অনেক কম হয়। কিন্তু সেই সিগন্যালকে modulation করলে তার ফ্রিকোয়েন্সি অনেক বেশি বেড়ে যায় এবং তার ব্যান্ডউইথও বেড়ে যায়।

v) Narrow Banding

যখন এন্টেনা থেকে low frequency এর সিগন্যাল বের হয় তখন সেটা পৃথিবীর ভূমির কাছে এসে পড়ে। ফলে সিগন্যালটি বেশি দূর যেতে পারে না।

কিন্তু Modulation এর ফলে সিগন্যালের ফ্রিকোয়েন্সি অনেক বেশি হয় এবং সেটা পৃথিবীর surface area অনুযায়ী প্রবাহিত না হয়ে Line Of Sight অনুসরণ করে রিসিভারের এন্টেনাতে চলে যায়।