ڈی ایس پی کے ساتھ ڈیجیٹل ریڈیو کیسے بنایا جائے۔
ڈیجیٹل ریڈیو بہتر آواز کی کوالٹی، فریکوئنسی سپیکٹرم کے زیادہ موثر استعمال، اور گانے کی معلومات کے میٹا ڈیٹا جیسی اضافی خصوصیات کی وجہ سے تیزی سے مقبول ہوا ہے۔ ڈیجیٹل ریڈیو کی ترقی میں اہم اجزاء میں سے ایک ڈیجیٹل سگنل پروسیسر (DSP) کا استعمال ہے۔ یہ مضمون ڈی ایس پی کا استعمال کرتے ہوئے ڈیجیٹل ریڈیو تیار کرنے میں شامل اقدامات پر تبادلہ خیال کرے گا۔
Pendahuluan
ڈی ایس پی، یا ڈیجیٹل سگنل پروسیسر، ایک مائکرو پروسیسر ہے جو خاص طور پر حقیقی وقت میں ڈیجیٹل سگنل پروسیسنگ کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ ڈیجیٹل ریڈیو کے تناظر میں، ڈی ایس پی ینالاگ سگنلز کو ڈیجیٹل میں تبدیل کرتا ہے، ان سگنلز پر کارروائی کرتا ہے، اور آخر میں ڈیجیٹل سگنلز کو دوبارہ قابل سماعت ینالاگ سگنلز میں تبدیل کرتا ہے۔
ڈیجیٹل ریڈیو بنانے کے لیے کئی اہم اجزاء کی ضرورت ہوتی ہے، یعنی:
1. اینٹینا: ریڈیو سگنل وصول کرنے کے لیے۔
2. ٹیونر: مطلوبہ ریڈیو فریکوئنسی کو منتخب کرنے کے لیے۔
3. ڈی ایس پی: ڈیجیٹل سگنل پروسیسنگ کے لیے۔
4. ڈی اے سی (ڈیجیٹل سے اینالاگ کنورٹر): ڈیجیٹل سگنلز کو دوبارہ اینالاگ سگنلز میں تبدیل کرنا۔
5. لاؤڈ اسپیکر یا ائرفون: ساؤنڈ آؤٹ پٹ کے لیے۔
پہلا مرحلہ: اجزاء کا انتخاب
1. اینٹینا
استعمال شدہ اینٹینا اس فریکوئنسی کے مطابق ہونا چاہیے جو آپ وصول کرنا چاہتے ہیں۔ ایف ایم ریڈیو کے لیے، ایک ٹیلیسکوپک اینٹینا یا ایک سادہ مونوپول اینٹینا عام طور پر استعمال ہوتا ہے۔
2. ٹونر
ٹیونر استعمال کے لیے تیار ماڈیول یا Si4703 یا TEA5767 چپ جیسا جزو ہو سکتا ہے۔ یہ ماڈیول عام طور پر I2C یا SPI انٹرفیسنگ کے ساتھ آتے ہیں، جس سے مائیکرو کنٹرولر کا استعمال کرتے ہوئے فریکوئنسی کو کنٹرول کرنا آسان ہوتا ہے۔
3. ڈی ایس پی
ڈی ایس پی کا انتخاب سب سے اہم حصہ ہے۔ ریڈیو ایپلی کیشنز میں استعمال ہونے والے کچھ عام DSPs میں شامل ہیں:
- ٹیکساس انسٹرومینٹس (TI) TMS320 سیریز
- اینالاگ ڈیوائسز (ADI) SHARC سیریز
- DSP پیری فیرلز کے ساتھ STM32 سیریز
4. ڈی اے سی
ایک DAC جیسے PCM5102 یا ES9018، جو کہ اچھے آڈیو کوالٹی والے DAC ہیں، ڈیجیٹل سگنل کو واپس اینالاگ سگنل میں تبدیل کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔
5. لاؤڈ اسپیکر
آپ فعال اسپیکر استعمال کرسکتے ہیں یا ایک چھوٹا ایمپلیفائر ماڈیول استعمال کرسکتے ہیں جیسے کہ PAM8403 واضح اور تیز آواز پیدا کرنے کے لیے۔
ڈیوائس ڈیزائن
بلاک سکیم
1. اینٹینا -> 2. ٹونر -> 3. DSP -> 4. DAC -> 5. اسپیکر
اس سسٹم کی بنیادی پروسیسنگ ڈی ایس پی پر ہوتی ہے، جہاں سگنل اینٹینا کے ذریعے موصول ہوتا ہے اور ٹونر کے ذریعے منتخب کیا جاتا ہے، پھر ڈیجیٹل پروسیسنگ کے لیے ڈی ایس پی میں داخل ہوتا ہے، اور آخر میں ڈی اے سی کے ذریعے اینالاگ سگنل میں تبدیل ہوتا ہے اور لاؤڈ اسپیکر کے ذریعے آؤٹ پٹ ہوتا ہے۔
سرکٹ اسکیمیٹک
1. اینٹینا
- ٹیونر ان پٹ سے منسلک اینٹینا کا سادہ خاکہ۔
2. ٹونر ماڈیول
- ٹونر اور فریکوئنسی کنٹرول کے لیے استعمال ہونے والے مائیکرو کنٹرولر کے درمیان انٹرفیس کا خاکہ۔
3. ڈی ایس پی
- ڈی ایس پی وائرنگ ڈایاگرام ان پٹ سگنلز حاصل کرنے کے لیے ٹونر سے جڑا ہوا ہے اور پروگرام اپ لوڈ کرنے کے لیے مائیکرو کنٹرولر سے بھی جڑا ہوا ہے۔
4. ڈی اے سی
- لاؤڈ اسپیکر سے منسلک ڈی ایس پی سے ینالاگ سگنل میں ڈیجیٹل سگنل کی تبدیلی کا خاکہ۔
5. لاؤڈ اسپیکر
- اگر ضرورت ہو تو اسپیکر کو یمپلیفائر سے جوڑنے کا آسان خاکہ۔
فرم ویئر کا نفاذ
ہارڈ ویئر مکمل ہونے کے بعد، اگلا مرحلہ فرم ویئر تیار کرنا ہے جو مائیکرو کنٹرولر اور ڈی ایس پی پر چلے گا۔
ٹونر کو کنٹرول کرنا
سب سے پہلے، یقینی بنائیں کہ آپ کا مائیکرو کنٹرولر ٹونر کے ساتھ بات چیت کر سکتا ہے۔ ان ماڈیولز کے لیے جو I2C یا SPI کمیونیکیشن کا استعمال کرتے ہیں، آپ کو I2C/SPI لائبریری کو اپنے مائیکرو کنٹرولر میں ضم کرنے کی ضرورت ہوگی۔
Arduino کے ساتھ TEA5767 ٹونر ماڈیول کو کنٹرول کرنے کے لیے مثال کوڈ:
''سی پی پی
شامل
باطل سیٹ اپ () {
Wire.begin(); // I2C ابتدا
سیریل.بیگین (9600)؛
سیٹ فریکونسی(101.1)؛ // فریکوئنسی کو 101.1MHz پر سیٹ کریں۔
}
باطل لوپ () {
// ضرورت نہیں ہے۔
}
باطل سیٹ فریکوئنسی (فلوٹ فریکوئنسی) {
uint16_t فریکوئنسی بی = 4 (فریکوئنسی 1000000 + 225000) / 32768;
بائٹ بفر[5]؛
بفر [0] = فریکوئنسی بی >> 8؛
بفر[1] = فریکوئنسی بی اور 0 ایکس ایف ایف؛
بفر [2] = 0xB0؛
بفر [3] = 0x10؛
بفر [4] = 0x00؛
Wire.beginTransmission(0x60);
Wire.write(بفر، 5)؛
Wire.endTransmission();
}
“۔
ڈی ایس پی کے ساتھ سگنل پروسیسنگ
DSP پروگرامنگ DSP کی قسم اور صلاحیتوں کے لحاظ سے زیادہ پیچیدہ ہو سکتی ہے۔ مثال کے طور پر، Texas Instruments DSP کے ساتھ، آپ ممکنہ طور پر کوڈ کمپوزر اسٹوڈیو (CCS) کو ڈی ایس پی پر کوڈ تیار کرنے اور اپ لوڈ کرنے کے لیے استعمال کریں گے۔
ڈی ایس پی کے لیے سیوڈو کوڈ کی مثال جو ایف ایم سگنل کو کم کرتا ہے:
''سی پی پی
باطل مین () {
initDSP()؛ // ڈی ایس پی کو شروع کریں۔
جبکہ (1) {
// ٹیونر سے سگنل پڑھیں
signalAnalog = readAnalogInput();
// ڈیجیٹل سگنل پروسیسنگ
signalDigital = analogToDigital(signalAnalog)؛
demodulatedSignal = FM_Demodulate(signalDigital)؛
// واپس ینالاگ سگنل میں تبدیل کریں۔
outputSignal = digitalToAnalog(demodulatedSignal)؛
// ڈی اے سی کو بھیجیں۔
sendToDAC (آؤٹ پٹ سگنل)؛
}
}
“۔
ڈی اے سی کا قیام
ڈی ایس پی میں پروسیسنگ مکمل ہونے کے بعد، ڈی اے سی کا استعمال کرتے ہوئے ڈیجیٹل سگنل کو دوبارہ اینالاگ میں تبدیل کرنے کی ضرورت ہے۔ یہ سیٹ اپ عام طور پر I2C یا SPI کے ذریعے کیا جاتا ہے۔ یقینی بنائیں کہ آپ جو DAC استعمال کرتے ہیں وہ DSP کے ڈیجیٹل سگنل آؤٹ پٹ کے ساتھ مطابقت رکھتا ہے۔
Raspberry Pi کے ساتھ PCM5102 DAC کو کنٹرول کرنے کے لیے سادہ کوڈ کی مثال:
'' ازگر
smbus درآمد کریں۔
بس = smbus.SMBus(1)
پتہ = 0x4C
def set_volume(حجم):
bus.write_byte_data(پتہ، 0x00، والیوم)
حجم کو ایک خاص سطح پر سیٹ کریں مثال کے طور پر 0x7F
سیٹ_ والیوم(127)
“۔
جانچ اور ڈیبگنگ
ایک بار جب پورا سرکٹ منسلک ہو جاتا ہے اور فرم ویئر اپ لوڈ ہو جاتا ہے، اگلا مرحلہ یہ یقینی بنانے کے لیے جانچ کر رہا ہے کہ تمام اجزاء ٹھیک سے کام کر رہے ہیں۔
جانچ کی تجاویز
1. انکریمنٹل ٹیسٹنگ انجام دیں: ہر ایک جزو کو یکجا کرنے سے پہلے الگ الگ جانچ لیں۔
2. ایک اوسیلوسکوپ کا استعمال کریں: سرکٹ کے مختلف مقامات پر سگنل ویوفارم کا مشاہدہ کرنے کے لیے۔
3. انکریمنٹل ڈیبگنگ: اگر کوئی مسئلہ ہے تو DSP میں جانے سے پہلے HF جزو سے مسئلہ کو الگ کر دیں۔
4. مداخلت پر توجہ دیں: اینٹینا کی پوزیشن اور شیلڈنگ سگنل کے معیار کو متاثر کر سکتی ہے۔
آخر میں، اگر تمام اجزاء صحیح طریقے سے کام کر رہے ہیں، تو آپ اپنے بنائے ہوئے سسٹم سے صاف ساؤنڈ کوالٹی کے ساتھ ڈیجیٹل ریڈیو سن سکتے ہیں۔
نتیجہ اخذ کرنا
ڈی ایس پی کے ساتھ ڈیجیٹل ریڈیو بنانے کے لیے ڈیجیٹل سگنل ہارڈویئر اور پروگرامنگ کی ٹھوس سمجھ کی ضرورت ہوتی ہے۔ محتاط منصوبہ بندی اور مناسب اجزاء کے انتخاب کے ساتھ، آپ ایک اعلیٰ معیار کا ڈیجیٹل ریڈیو بنا سکتے ہیں۔ DSP سگنل پروسیسنگ میں لچک فراہم کرتا ہے اور متعدد اضافی خصوصیات کو قابل بناتا ہے جو روایتی اینالاگ طریقوں سے ممکن نہیں ہے۔ اپنا ڈیجیٹل ریڈیو بنانے میں مزہ کریں اور اپنی محنت کے ثمرات سے لطف اندوز ہوں!
