offSchoolবেটা

পদার্থবিজ্ঞান · অধ্যায় ১৩ · টপিক ৬

অ্যানালগ ও ডিজিটাল ইলেকট্রনিকস

পড়ার নোট

আমাদের চারপাশে প্রতিমুহূর্তে যা ঘটছে, যেমন শব্দ, আলো, চাপ বা তাপমাত্রা, সেগুলোকে তথ্য বা উপাত্ত হিসেবে প্রকাশ করা হয়। এদের মান নিরবচ্ছিন্নভাবে বদলাতে পারে। নিরবচ্ছিন্নভাবে পরিবর্তনশীল উপাত্তকে বৈদ্যুতিক সিগন্যালে রূপান্তর করলে তাকে অ্যানালগ সিগন্যাল বলে। এই সিগন্যালকে সরাসরি ইলেকট্রনিক যন্ত্রে প্রক্রিয়া করাকে অ্যানালগ ইলেকট্রনিক্স বলে। এর লেখচিত্র মসৃণ, ঢেউয়ের মতো।

একই উপাত্তকে অন্যভাবেও প্রক্রিয়া করা যায়। নির্দিষ্ট সময় পরপর এর মান মেপে প্রতিটি মানকে একটি সংখ্যায় প্রকাশ করে পরপর সংরক্ষণ করা হয়। এভাবে বিচ্ছিন্ন মানের সিগন্যালকে ডিজিটাল সিগন্যাল বলে এবং তা প্রক্রিয়া করাকে ডিজিটাল ইলেকট্রনিক্স বলে। ইলেকট্রনিক্সে সংখ্যা প্রকাশ করা হয় বাইনারি সংখ্যায়, যেখানে অঙ্ক মাত্র দুটি: 0 ও 1। ভোল্টেজ থাকলে 1 আর শূন্য ভোল্টেজ হলে 0 ধরে সহজেই এগুলো প্রকাশ করা যায়। দরকার হলে সংরক্ষিত মানগুলোর সমান বৈদ্যুতিক সিগন্যাল পরপর তৈরি করে আবার অ্যানালগ সিগন্যাল পাওয়া যায়।

ডিজিটাল পদ্ধতির বড়ো সুবিধা হলো অনাকাঙ্ক্ষিত বৈদ্যুতিক গোলমাল বা নয়েজ সহজে সিগন্যালের মান নষ্ট করতে পারে না। অ্যানালগ সিগন্যালে নয়েজ সহজেই ঢুকে এর মান নষ্ট করে, কিন্তু ডিজিটালে রূপান্তরের পর নয়েজ সহজে ঢুকতে পারে না, তাই মান অপরিবর্তিত থাকে। এ জন্য শব্দ, ছবি বা ভিডিও শুরুতে অ্যানালগ সিগন্যাল হলেও সংরক্ষণ, প্রক্রিয়া ও প্রেরণ করা হয় ডিজিটাল সিগন্যাল হিসেবে। কম্পিউটারের সব উপাত্ত প্রক্রিয়া এবং ইন্টারনেট ও কম্পিউটার নেটওয়ার্কে তথ্য আদান-প্রদান ডিজিটাল ইলেকট্রনিক্সে হয়। ডিজিটাল সিগন্যাল প্রক্রিয়ার জন্য বিশেষ আইসি তৈরি হয়, যা খুব অল্প সময়ে নির্ভুলভাবে বিপুল সংখ্যক সিগন্যাল প্রক্রিয়া করতে পারে।

উদাহরণ: মোবাইল ফোনে কথা বললে মাইক্রোফোনে কণ্ঠস্বর প্রথমে অ্যানালগ বৈদ্যুতিক সিগন্যাল হয়। ফোন সেটিকে 0 ও 1 এর ধারায় রূপান্তর করে পাঠায়, আর অন্য প্রান্তে আবার অ্যানালগ সিগন্যাল বানিয়ে স্পিকারে শব্দ তৈরি হয়।

সাধারণ ভুল হলো অ্যানালগ সিগন্যালকে ধাপে ধাপে বদলানো সিগন্যাল ভাবা। অ্যানালগ সিগন্যাল নিরবচ্ছিন্নভাবে বদলায়; ধাপের মতো বিচ্ছিন্ন মান হলো ডিজিটাল সিগন্যালের বৈশিষ্ট্য।

মনে রাখো: অ্যানালগ সিগন্যাল নিরবচ্ছিন্ন, ডিজিটাল সিগন্যাল বিচ্ছিন্ন এবং 0 ও 1 দিয়ে প্রকাশিত; ডিজিটালে নয়েজ সহজে ঢোকে না বলে মান ঠিক থাকে।

২০২৬ সালের NCTB পাঠ্যবই অনুসরণ করে লেখা।

চালিয়ে দেখো

  • লজিক গেট ও কলিংবেল বর্তনীচালিয়ে দেখো

    একটি বাড়ির কলিংবেল বা সতর্কবার্তা বর্তনীতে দুটি সুইচ A ও B যুক্ত আছে। OR গেট বসালে যেকোনো একটি সুইচ চালু (১) করলেই বেল বাজে, আর AND গেট বসালে কেবল দুটি সুইচই চালু (১) থাকলে বেল বাজে। এখন সুইচ A চালু (১) এবং সুইচ B বন্ধ (০) রাখা হলো। বর্তনীতে একটি NAND গেট ব্যবহার করা হলে আউটপুট Y কত হবে (বেল কি বাজবে)?

অনুশীলনের প্রশ্ন

  1. ঢাকার মিরপুরের একটি দোতলা বাড়ির প্রধান দরজায় একটি কলিংবেল বর্তনী তৈরি করা হলো। বাড়ির ফটকে দুটি সুইচ A ও B স্থাপন করা হয়েছে—যাতে যেকোনো একটি সুইচ কিংবা উভয় সুইচ অন (লজিক ১) করলেই বেলটি বেজে ওঠে (আউটপুট ১)। সুইচ দুটিকে কোন লজিক গেটের ইনপুটে যুক্ত করতে হবে?

    1. ক

      OR গেট

    2. খ

      AND গেট

    3. গ

      NAND গেট

    4. ঘ

      NOR গেট

    উত্তর ও ব্যাখ্যা
    সঠিক উত্তর:

    ক) OR গেট

    1. OR গেটের বুলিয়ান সমীকরণ Y = A + B; অর্থাৎ ইনপুটগুলোর যেকোনো একটি বা উভয়টির মান ১ হলে আউটপুট ১ হয়।
    2. যেহেতু যেকোনো একটি বা উভয় সুইচ অন (১) করলেই কলিংবেল বাজাতে হবে (আউটপুট ১), তাই এটি একটি OR গেটের সঠিক প্রয়োগ।
  2. টেলিযোগাযোগ ও তথ্য সংরক্ষণে এনালগ সংকেতের (analog signal) চেয়ে ডিজিটাল সংকেত (digital signal) ব্যবহারে তথ্য বেশি সুরক্ষিত ও অবিকৃত থাকে কেন? ব্যাখ্যা করো।

    উত্তর ও ব্যাখ্যা
    সঠিক উত্তর:

    এনালগ সংকেতের মান সময়ের সাথে অবিচ্ছিন্নভাবে পরিবর্তিত হওয়ায় সঞ্চালনের সময় সামান্য নয়েজ (noise) বা অবাঞ্ছিত সংকেত যুক্ত হলেই মূল তথ্যের স্থায়ী বিকৃতি ঘটে। পক্ষান্তরে, ডিজিটাল সংকেত কেবল দুটি নির্দিষ্ট বিচ্ছিন্ন মান (০ এবং ১) গ্রহণ করে; ফলে কিছুটা নয়েজ যুক্ত হলেও সংকেতকে সঠিকভাবে শনাক্ত ও পূর্বাবস্থায় পুনরুদ্ধার করা যায়। এছাড়া ডিজিটাল তথ্য কোনো অপচয় বা মানের অবনতি ছাড়াই নির্ভুলভাবে প্রক্রিয়াকরণ, সংকোচন ও কম্পিউটারে সংরক্ষণ করা সম্ভব হয়।

    1. এনালগ সংকেত অবিচ্ছিন্ন হওয়ায় বহিরাগত নয়েজ মূল সংকেতের সাথে সহজে মিশ্রিত হয়ে তথ্যে স্থায়ী বিকৃতি তৈরি করে।
    2. ডিজিটাল সংকেত বাইনারি স্তর (০ ও ১) ব্যবহার করে, ফলে রিসিভার নয়েজ উপেক্ষা করে মূল বাইনারি তথ্য নিখুঁতভাবে পুনরুদ্ধার করতে পারে।

এই টপিক নিয়ে প্রশ্ন আছে?

মেন্টরকে বাংলায় বা ইংরেজিতে জিজ্ঞেস করো, বা খাতার ছবি দাও। সিমুলেশন চালিয়ে বুঝিয়ে দেবে।

মেন্টরকে জিজ্ঞেস করো