সংকেত প্রেরণ আমাদের দৈনন্দিন জীবনে খুবই সাধারণ, যেমন মোবাইল ফোন, টেলিভিশন এবং ইন্টারনেটে।

একক-শেষ সংকেত প্রেরণ এক প্রকার সংকেত প্রেরণ যা আমরা প্রায়শই ব্যবহার করি।

একটি একক-শেষ সংকেত বলতে বোঝায় এমন একটি সংকেত যা শুধুমাত্র একটি সংকেত লাইন ব্যবহার করে প্রেরণ করা হয়। এটি একটি একক পরিবাহীর মাধ্যমে সংকেত পাঠায় এবং এটি একক-শেষ অডিও এবং ভিডিও সংকেতে সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত হয়—উদাহরণস্বরূপ, হেডফোনগুলি এমন ডিভাইস যা একক-শেষ সংকেত গ্রহণ করে। একটি একক-শেষ সংকেতে, সংকেতটিকে একটি রেফারেন্স স্তর বা গ্রাউন্ডের সাথে সম্পর্কিত ভোল্টেজ বা কারেন্ট ব্যবহার করে এনকোড এবং প্রেরণ করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, গ্রাউন্ড লেভেলের চেয়ে বেশি ভোল্টেজ লজিক "1" প্রতিনিধিত্ব করতে পারে, যখন গ্রাউন্ড লেভেলের চেয়ে কম ভোল্টেজ লজিক "0" প্রতিনিধিত্ব করতে পারে। এটি একক-শেষ সংকেত প্রেরণ: সহজ, কিন্তু হস্তক্ষেপের জন্য অত্যন্ত সংবেদনশীল।

ধরুন আপনি একটি কোলাহলপূর্ণ পরিবেশে কল করছেন। আশেপাশের শব্দ আপনার কলে হস্তক্ষেপ করবে, যার ফলে অন্য ব্যক্তির জন্য আপনাকে স্পষ্টভাবে শোনা কঠিন হবে। এটি একক-শেষ সংকেত প্রেরণের হস্তক্ষেপের প্রবণতার অনুরূপ, তবে সংকেত প্রেরণে হস্তক্ষেপ হল ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্টারফারেন্স (EMI)। এই সমস্যার সমাধান কিভাবে করবেন? উত্তর হল ডিফারেনশিয়াল সংকেত প্রেরণ ব্যবহার করা।

ডিফারেনশিয়াল সিগন্যালিং হল একটি সংকেত প্রেরণ প্রযুক্তি যা দুটি তারের মাধ্যমে একযোগে দুটি সংকেত প্রেরণ করে। এই দুটি সংকেতের বিস্তার একই কিন্তু বিপরীত পর্যায়যুক্ত—এবং এগুলি হল ডিফারেনশিয়াল সংকেত। সুতরাং, এই পদ্ধতির সুবিধা কি? অনুগ্রহ করে নীচের চিত্রটি দেখুন:

1. সংকেত পাঠানোর সময় "প্রেরক" (প্রেরণ শেষ) লাইনটিতে সংকেত পাঠাতে দুটি তার ব্যবহার করে: নিচের তারটি মূল সংকেত প্রেরণ করে, যখন উপরের তারটি বিপরীত সংকেত প্রেরণ করে।
2. প্রেরণের সময়, একটি নয়েজ সংকেত ("নয়েজ") ঘটে এবং এটি উপরের এবং নিচের উভয় তারের সংকেতের উপর আরোপিত হয়। যেমন দেখা যায়, উভয় তারের সংকেত একই রকম ওঠানামা প্রদর্শন করে।
3. "রিসিভার" (গ্রহণ শেষ) এই দুটি সংকেতের মধ্যে ভোল্টেজের পার্থক্য তুলনা করে প্রেরক লজিক 0 নাকি লজিক 1 প্রেরণ করেছে তা নির্ধারণ করে। (ডিজিটাল যোগাযোগে, তথ্য বাইনারি আকারে উপস্থাপন এবং প্রেরণ করা হয়, অর্থাৎ, বিভিন্ন প্রতীক বা ডেটা উপস্থাপন করতে 0 এবং 1 এর সংমিশ্রণ ব্যবহার করে।)

• শক্তিশালী অ্যান্টি-হস্তক্ষেপ ক্ষমতা: হস্তক্ষেপের গোলমাল সাধারণত দুটি ডিফারেনশিয়াল সংকেত তারে সমানভাবে এবং একযোগে প্রয়োগ করা হয়, তবে রিসিভার শুধুমাত্র এই দুটি তারের মধ্যে সংকেতের পার্থক্য নিয়ে চিন্তা করে। অতএব, গোলমালের সংকেতের লজিক্যাল অর্থে কোনো প্রভাব নেই, যা সম্পূর্ণ গোলমাল বাতিলকরণ অর্জন করে।

  ব্যবহারিক প্রয়োগ: উচ্চ-গতির ডেটা ট্রান্সমিশনে, ডিফারেনশিয়াল সংকেতগুলি বাহ্যিক ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক হস্তক্ষেপের কারণে সৃষ্ট সংকেত বিকৃতিকে কার্যকরভাবে হ্রাস করতে পারে, ডেটার নির্ভুলতা এবং অখণ্ডতা নিশ্চিত করে।

• ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্টারফারেন্স (EMI) এর কার্যকর দমন: যেহেতু দুটি ডিফারেনশিয়াল সংকেত তারগুলি একে অপরের কাছাকাছি স্থাপন করা হয় এবং সমান সংকেত বিস্তার থাকে, তাই প্রতিটি তার এবং গ্রাউন্ডের মধ্যে মিলিত ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ক্ষেত্রগুলিরও সমান বিস্তার থাকে। একই সময়ে, তাদের সংকেত পোলারিটি বিপরীত, তাই তাদের ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ক্ষেত্র একে অপরের বাতিল করে। সুতরাং, ডিফারেনশিয়াল সংকেতগুলি বাইরের বিশ্বে কম ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক হস্তক্ষেপের কারণ হয়।

  ব্যবহারিক প্রয়োগ: ডিফারেনশিয়াল সংকেতগুলি যোগাযোগ এবং সংকেত প্রক্রিয়াকরণ সিস্টেমে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, বিশেষ করে এমন পরিস্থিতিতে যেখানে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বিকিরণ এবং হস্তক্ষেপ কমাতে হবে—যেমন স্বয়ংচালিত ইলেকট্রনিক্স এবং মহাকাশ ক্ষেত্রে।

• সঠিক সময় নির্ধারণের অবস্থান: ডিফারেনশিয়াল সংকেতের রিসিভার দুটি তারের মধ্যে বিস্তারের পার্থক্য পজিটিভ থেকে নেগেটিভে (বা তদ্বিপরীত) পরিবর্তিত হওয়ার বিন্দুর উপর ভিত্তি করে লজিক 0/1 পরিবর্তন বিচার করে। এই পদ্ধতিটি একক-শেষ সংকেতের চেয়ে বেশি নির্ভুল (যা থ্রেশহোল্ড ভোল্টেজ বিচারের উপর নির্ভর করে), কারণ এটি থ্রেশহোল্ড ভোল্টেজ থেকে সংকেত বিস্তারের ভোল্টেজের অনুপাতের দ্বারা কম প্রভাবিত হয়। অতএব, এটি কম-বিস্তারের সংকেতের জন্য আরও উপযুক্ত।

  ব্যবহারিক প্রয়োগ: উচ্চ-গতির ডেটা ট্রান্সমিশন এবং নির্ভুলতা পরিমাপের ক্ষেত্রে, ডিফারেনশিয়াল সংকেতের সঠিক সময় নির্ধারণের অবস্থান ডেটা সিঙ্ক্রোনাইজেশন এবং সঠিক প্রক্রিয়াকরণ নিশ্চিত করে, সিস্টেমের কর্মক্ষমতা এবং স্থিতিশীলতা উন্নত করে।

1. একক-শেষ সংকেতের সাথে তুলনা করলে, ডিফারেনশিয়াল সংকেতগুলির একই তথ্য প্রেরণের জন্য দুটি সংকেত তারের প্রয়োজন। এর মানে হল যে একই পরিমাণ ডেটা প্রেরণ করার সময়, ডিফারেনশিয়াল সংকেতগুলির আরও সংকেত তারের প্রয়োজন, যা সার্কিট সংযোগের সংখ্যা এবং PCB (প্রিন্টেড সার্কিট বোর্ড) এলাকার চাহিদা বাড়ায়।
2. ডিফারেনশিয়াল ট্রেসগুলি অবশ্যই দুটি তার হতে হবে যার দৈর্ঘ্য সমান, প্রস্থ সমান, কাছাকাছি এবং একই স্তরে অবস্থিত।
3. সাধারণ-মোড সংকেত তৈরির ঝুঁকি: যদি ডিফারেনশিয়াল সংকেত ডিজাইনটি অনুপযুক্ত হয়, তবে সংকেত তারগুলিতে সাধারণ-মোড সংকেত তৈরি হতে পারে। সাধারণ-মোড সংকেতগুলি কেবল EMI সমস্যাগুলিই বাড়ায় না বরং ডিফারেনশিয়াল সংকেতের ট্রান্সমিশন গুণমানকেও প্রভাবিত করতে পারে।

উচ্চ-মানের সংকেত প্রেরণ এবং অ্যান্টি-হস্তক্ষেপ ক্ষমতার প্রয়োজন এমন বিভিন্ন পরিস্থিতিতে ডিফারেনশিয়াল সংকেতগুলি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। নিম্নলিখিতগুলি হল কিছু প্রধান অ্যাপ্লিকেশন ক্ষেত্র:

• কেবল ট্রান্সমিশন: উদাহরণস্বরূপ, USB (ইউনিভার্সাল সিরিয়াল বাস), HDMI (হাই-ডেফিনেশন মাল্টিমিডিয়া ইন্টারফেস), এবং ইথারনেট (নেটওয়ার্ক তারের জন্য ব্যবহৃত) এর মতো সাধারণ কেবলগুলি সবই ডিফারেনশিয়াল সংকেত ব্যবহার করে। এটি আরও ভালো সংকেত গুণমান এবং শক্তিশালী অ্যান্টি-হস্তক্ষেপ ক্ষমতা সক্ষম করে।
• অডিও সরঞ্জাম: ডিফারেনশিয়াল সংকেতগুলি পেশাদার অডিও সরঞ্জামের জন্য সংকেত প্রেরণে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, কারণ এটি গোলমাল কমাতে এবং অডিওর গুণমান উন্নত করতে পারে।
• ডেটা যোগাযোগ: উচ্চ-গতির ডেটা যোগাযোগে (যেমন, সার্ভার এবং নেটওয়ার্ক ডিভাইসে), ডিফারেনশিয়াল সংকেতগুলি ত্রুটির হার হ্রাস করার সময় উচ্চ ডেটা ট্রান্সমিশন হার সরবরাহ করতে পারে।
• মেডিকেল সরঞ্জাম: কিছু চিকিৎসা ডিভাইসে যেগুলির জন্য উচ্চ নির্ভুলতা এবং উচ্চ সংকেত-থেকে-গোলমাল অনুপাত প্রয়োজন—যেমন ইলেক্ট্রোকার্ডিওগ্রাফ (ECG) এবং ইলেক্ট্রোএনসেফালোগ্রাফ (EEG)—ডিফারেনশিয়াল সংকেতগুলিও ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
• শিল্প নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা: শিল্প পরিবেশে, যেখানে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক হস্তক্ষেপ শক্তিশালী, ডিফারেনশিয়াল সংকেতগুলি প্রায়শই সেন্সর এবং কন্ট্রোলারের মধ্যে যোগাযোগের জন্য ব্যবহৃত হয় সিস্টেমের নির্ভরযোগ্যতা এবং স্থিতিশীলতা উন্নত করতে।

এগুলি ডিফারেনশিয়াল সংকেতের প্রধান অ্যাপ্লিকেশন ক্ষেত্র, তবে এগুলি এতে সীমাবদ্ধ নয়। ডিফারেনশিয়াল সংকেতগুলি এমন কোনো পরিস্থিতিতে ব্যবহার করা যেতে পারে যেখানে উচ্চ-মানের সংকেত প্রেরণ এবং অ্যান্টি-হস্তক্ষেপ ক্ষমতার প্রয়োজন।

সংক্ষেপে, ডিফারেনশিয়াল সিগন্যালিং একটি অত্যন্ত কার্যকরী সংকেত প্রেরণ পদ্ধতি। এটির শক্তিশালী অ্যান্টি-হস্তক্ষেপ ক্ষমতা রয়েছে, ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক হস্তক্ষেপকে কার্যকরভাবে দমন করতে পারে এবং সঠিক সময় নির্ধারণের অবস্থান সরবরাহ করে। যদিও তারের ক্ষেত্রে এর কিছু সীমাবদ্ধতা রয়েছে, তবে এটি অনেক ক্ষেত্রে এর ব্যাপক প্রয়োগকে প্রভাবিত করে না।