પ્રશ્ન 1(અ) [3 ગુણ]#
કોમ્યુનિકેશન સિસ્ટમનો બ્લોક ડાયાગ્રામ દોરો અને સમજાવો.
જવાબ:
flowchart LR A[માહિતી સ્રોત] --> B[ટ્રાન્સમીટર] B --> C[ચેનલ/માધ્યમ] C --> D[રિસીવર] D --> E[ગંતવ્ય] F[નોઈઝ સ્રોત] --> C
- માહિતી સ્રોત: સંદેશા સિગ્નલ ઉત્પન્ન કરે છે (અવાજ, વિડિઓ, ડેટા)
- ટ્રાન્સમીટર: સંદેશાને પ્રસારણ માટે યોગ્ય સ્વરૂપમાં રૂપાંતરિત કરે છે
- ચેનલ: માધ્યમ જેના દ્વારા સિગ્નલ પ્રવાસ કરે છે (તાર, ફાઇબર, હવા)
- રિસીવર: મળેલા સિગ્નલમાંથી મૂળ સંદેશો બહાર કાઢે છે
- ગંતવ્ય: અંતિમ-વપરાશકર્તા જે માહિતી પ્રાપ્ત કરે છે
મનેમોનિક: “માહિતી પ્રવાસ સાવધાનીથી ગંતવ્ય પહોંચે”
પ્રશ્ન 1(બ) [4 ગુણ]#
EM વેવ સ્પેક્ટ્રમના ઉપયોગો સમજાવો.
જવાબ:
ફ્રિક્વન્સી બેન્ડ | ફ્રિક્વન્સી રેન્જ | ઉપયોગો |
---|---|---|
રેડિયો વેવ્સ | 3 kHz - 300 MHz | AM/FM પ્રસારણ, દરિયાઈ સંચાર |
માઇક્રોવેવ્સ | 300 MHz - 300 GHz | રડાર, સેટેલાઇટ સંચાર, માઇક્રોવેવ ઓવન |
ઇન્ફ્રારેડ | 300 GHz - 400 THz | રિમોટ કંટ્રોલ, થર્મલ ઇમેજિંગ, ઓપ્ટિકલ ફાઇબર |
દૃશ્યમાન પ્રકાશ | 400 THz - 800 THz | ફાઇબર ઓપ્ટિક સંચાર, ફોટોગ્રાફી |
અલ્ટ્રાવાયોલેટ | 800 THz - 30 PHz | જંતુનાશક, પ્રમાણીકરણ, પાણી શુદ્ધિકરણ |
એક્સ-રે | 30 PHz - 30 EHz | મેડિકલ ઇમેજિંગ, સુરક્ષા સ્કેનિંગ, સામગ્રી વિશ્લેષણ |
ગામા રે | >30 EHz | કેન્સર સારવાર, ખાદ્ય જંતુનાશક, ઔદ્યોગિક નિરીક્ષણ |
મનેમોનિક: “રેડિયો માઇક્રો અદૃશ્ય દૃશ્ય અલ્ટ્રા એક્સ ગામા”
પ્રશ્ન 1(ક) [7 ગુણ]#
બાહ્ય અને આંતરિક અવાજ જણાવો અને સમજાવો.
જવાબ:
પ્રકાર | બાહ્ય અવાજ | આંતરિક અવાજ |
---|---|---|
સ્રોત | સંચાર વ્યવસ્થાની બહાર | ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકોની અંદર |
પ્રકારો | વાતાવરણીય, અવકાશ, ઔદ્યોગિક, માનવ-નિર્મિત | થર્મલ, શોટ, ટ્રાન્ઝિટ-ટાઇમ, ફ્લિકર |
નિયંત્રણ | શીલ્ડિંગ, ફિલ્ટરિંગ દ્વારા ઘટાડી શકાય છે | સારા ઘટકો, કૂલિંગ દ્વારા ઘટાડી શકાય છે |
ઉદાહરણો | વીજળી, સૂર્ય વિકિરણ, મોટર સ્પાર્કિંગ | અવરોધકોમાં ઇલેક્ટ્રોન મૂવમેન્ટ, સેમિકન્ડક્ટર્સ |
પ્રકૃતિ | સામાન્ય રીતે અનિયમિત, બદલાતી | વધુ સુસંગત અને માપી શકાય તેવી |
આકૃતિ:
graph TD A[સંચારમાં અવાજ] --> B[બાહ્ય અવાજ] A --> C[આંતરિક અવાજ] B --> D[વાતાવરણીય અવાજ] B --> E[અવકાશ અવાજ] B --> F[ઔદ્યોગિક અવાજ] B --> G[માનવ-નિર્મિત અવાજ] C --> H[થર્મલ અવાજ] C --> I[શોટ અવાજ] C --> J[ટ્રાન્ઝિટ-ટાઇમ અવાજ] C --> K[ફ્લિકર અવાજ]
મનેમોનિક: “બાહ્ય વાતાવરણ આવે; આંતરિક ઘટકો જન્માવે”
પ્રશ્ન 1(ક) OR [7 ગુણ]#
સુપરહીટરોડાઇન AM રિસીવરનો બ્લોક ડાયાગ્રામ દોરો અને સમજાવો.
જવાબ:
flowchart LR A[એન્ટેના] --> B[RF એમ્પ્લિફાયર] B --> C[મિક્સર] D[લોકલ ઓસિલેટર] --> C C --> E[IF એમ્પ્લિફાયર] E --> F[ડિટેક્ટર] F --> G[AF એમ્પ્લિફાયર] G --> H[સ્પીકર] I[AGC] --> B I --> E F --> I
બ્લોક | કાર્ય |
---|---|
RF એમ્પ્લિફાયર | નબળા રેડિયો સિગ્નલને વધારે છે અને પસંદગી પૂરી પાડે છે |
લોકલ ઓસિલેટર | આવનારા સિગ્નલ સાથે મિક્સિંગ માટે ફ્રિક્વન્સી ઉત્પન્ન કરે છે |
મિક્સર | RF અને લોકલ ઓસિલેટર સિગ્નલોને સંયોજિત કરીને IF ઉત્પન્ન કરે છે |
IF એમ્પ્લિફાયર | ફિક્સ્ડ ઇન્ટરમીડિયેટ ફ્રિક્વન્સી (455 kHz) પર સિગ્નલને વધારે છે |
ડિટેક્ટર | મોડ્યુલેટેડ કેરિયરમાંથી ઓડિયો બહાર કાઢે છે (ડિમોડ્યુલેશન) |
AF એમ્પ્લિફાયર | સ્પીકર ચલાવવા માટે ઓડિયો સિગ્નલને વધારે છે |
AGC | ઓટોમેટિક ગેઇન કંટ્રોલ - સતત આઉટપુટ લેવલ જાળવે છે |
મનેમોનિક: “રેડિયો લય મિશ્રણ માધ્યમ ઉત્પાદન આવાજ”
પ્રશ્ન 2(અ) [3 ગુણ]#
મોડ્યુલેશન વ્યાખ્યાયિત કરો. મોડ્યુલેશનના પ્રકારો જણાવો.
જવાબ:
મોડ્યુલેશન: માહિતી ધરાવતા મોડ્યુલેટિંગ સિગ્નલ સાથે ઉચ્ચ-ફ્રિક્વન્સી કેરિયર સિગ્નલની એક અથવા વધુ લાક્ષણિકતાઓને બદલવાની પ્રક્રિયા.
મોડ્યુલેશનના પ્રકારો:
graph TD A[મોડ્યુલેશન] --> B[એનાલોગ મોડ્યુલેશન] A --> C[ડિજિટલ મોડ્યુલેશન] A --> D[પલ્સ મોડ્યુલેશન] B --> E[AM] B --> F[FM] B --> G[PM] C --> H[ASK] C --> I[FSK] C --> J[PSK] D --> K[PAM] D --> L[PWM] D --> M[PPM] D --> N[PCM]
મનેમોનિક: “મોડ્યુલેશન આવૃત્તિ, એમ્પલિટ્યુડ, ફેઝ બદલે છે”
પ્રશ્ન 2(બ) [4 ગુણ]#
વ્યાખ્યાયિત કરો: સિગ્નલ ટુ નોઈઝ રેશિયો અને નોઈઝ ફિગર.
જવાબ:
પેરામીટર | વ્યાખ્યા | ફોર્મ્યુલા | એકમ | મહત્વ |
---|---|---|---|---|
સિગ્નલ ટુ નોઈઝ રેશિયો (SNR) | સિગ્નલ પાવર અને નોઈઝ પાવરનો ગુણોત્તર | SNR = P_signal / P_noise | dB માં વ્યક્ત | ઉચ્ચ મૂલ્ય સારી સિગ્નલ ક્વોલિટી દર્શાવે છે |
નોઈઝ ફિગર (NF) | સિસ્ટમમાંથી પસાર થવાથી SNR ના ઘટાડાનું માપ | NF = SNR_input / SNR_output | dB માં વ્યક્ત | નીચું મૂલ્ય સારી કામગીરી દર્શાવે છે |
મનેમોનિક: “SNR સિગ્નલ શક્તિ બતાવે; નોઈઝ ફિગર ખામી શોધે”
પ્રશ્ન 2(ક) [7 ગુણ]#
PAM, PWM અને PPM તકનીકોની તુલના કરો.
જવાબ:
પેરામીટર | PAM | PWM | PPM |
---|---|---|---|
પૂરું નામ | પલ્સ એમ્પ્લિટ્યુડ મોડ્યુલેશન | પલ્સ વિડ્થ મોડ્યુલેશન | પલ્સ પોઝિશન મોડ્યુલેશન |
મોડ્યુલેટેડ પેરામીટર | પલ્સની એમ્પ્લિટ્યુડ | પલ્સની પહોળાઈ/અવધિ | પલ્સની સ્થિતિ/સમય |
નોઈઝ ઇમ્યુનિટી | નબળી | સારી | ઉત્તમ |
બેન્ડવિડ્થ | ઓછી | મધ્યમ | ઉચ્ચ |
સર્કિટ જટિલતા | સરળ | મધ્યમ | જટિલ |
પાવર એફિશિયન્સી | નબળી | સારી | ઉત્તમ |
ઉપયોગો | સરળ ડેટા સેમ્પલિંગ | મોટર કંટ્રોલ, પાવર નિયમન | સચોટ ટાઇમિંગ, ઓપ્ટિકલ સંચાર |
આકૃતિ:
મનેમોનિક: “એમ્પલિટ્યુડ ઊંચાઈ, પહોળાઈ લંબાઈ, પોઝિશન સમય બદલે”
પ્રશ્ન 2(અ) OR [3 ગુણ]#
બીટ, સિમ્બોલ અને બોડ રેટ વચ્ચે તફાવત કરો.
જવાબ:
પેરામીટર | બીટ | સિમ્બોલ | બોડ રેટ |
---|---|---|---|
વ્યાખ્યા | બાઇનરી અંક (0 અથવા 1) | બિટ્સનો સમૂહ | પ્રતિ સેકન્ડ પ્રસારિત સિમ્બોલ્સની સંખ્યા |
એકમ | કોઈ એકમ નથી | કોઈ એકમ નથી | સિમ્બોલ પ્રતિ સેકન્ડ (બોડ) |
સંબંધ | ડિજિટલ માહિતીનો મૂળભૂત એકમ | એકાધિક બિટ્સ એક સિમ્બોલ બનાવે છે | બોડ રેટ × બિટ્સ પ્રતિ સિમ્બોલ = બિટ રેટ |
ઉદાહરણ | 0, 1 | 4-QAM માં, દરેક સિમ્બોલ 2 બિટ્સ રજૂ કરે છે | 1200 બોડ એટલે દર સેકન્ડે 1200 સિમ્બોલ |
મનેમોનિક: “બિટ સિમ્બોલ બનાવે, બોડ ગતિ બતાવે”
પ્રશ્ન 2(બ) OR [4 ગુણ]#
DSB કરતાં SSB ના ફાયદા અને ગેરફાયદા જણાવો.
જવાબ:
SSB ના DSB કરતાં ફાયદા | SSB ના DSB કરતાં ગેરફાયદા |
---|---|
બેન્ડવિડ્થ: માત્ર અર્ધી બેન્ડવિડ્થની જરૂર પડે છે | સર્કિટ જટિલતા: વધુ જટિલ મોડ્યુલેશન અને ડિમોડ્યુલેશન |
પાવર એફિશિયન્સી: માત્ર એક સાઇડબેન્ડ પ્રસારિત કરે છે, પાવર બચાવે છે | રિસીવર ડિઝાઇન: ચોક્કસ ફ્રિક્વન્સી સિન્ક્રોનાઇઝેશનની જરૂર પડે છે |
ઓછું ફેડિંગ: સિલેક્ટિવ ફેડિંગ પ્રભાવોમાં ઘટાડો | લો ફ્રિક્વન્સી લોસ: નીચી ફ્રિક્વન્સી ઘટકો ગુમાવી શકે છે |
ઓછું ઇન્ટરફેરન્સ: એડજેસન્ટ ચેનલ ઇન્ટરફેરન્સમાં ઘટાડો | ખર્ચ: વધુ ખર્ચાળ અમલીકરણ |
મનેમોનિક: “SSB બેન્ડવિડ્થ પાવર બચાવે, પણ જટિલ હાર્ડવેર માંગે”
પ્રશ્ન 2(ક) OR [7 ગુણ]#
એમ્પલિટ્યુડ મોડ્યુલેશન (AM) અને ફ્રિક્વન્સી મોડ્યુલેશન (FM) ની તુલના કરો.
જવાબ:
પેરામીટર | AM | FM |
---|---|---|
મોડ્યુલેટેડ પેરામીટર | કેરિયરની એમ્પલિટ્યુડ | કેરિયરની ફ્રિક્વન્સી |
બેન્ડવિડ્થ | સાંકડી (2 × ઉચ્ચતમ મોડ્યુલેટિંગ ફ્રિક્વન્સી) | વિશાળ (2 × (ઉચ્ચતમ મોડ્યુલેટિંગ ફ્રિક્વન્સી + ડેવિએશન)) |
નોઈઝ ઇમ્યુનિટી | નબળી | ઉત્તમ |
પાવર એફિશિયન્સી | નબળી (કેરિયરમાં મોટાભાગનો પાવર) | સારી |
સર્કિટ જટિલતા | સરળ | જટિલ |
ક્વોલિટી | નીચી | ઉચ્ચ |
ઉપયોગો | બ્રોડકાસ્ટિંગ (MW), એરક્રાફ્ટ કોમ્યુનિકેશન | FM રેડિયો, TV સાઉન્ડ, મોબાઇલ કોમ્યુનિકેશન |
આકૃતિ:
મનેમોનિક: “AM શક્તિ બદલે, FM આવૃત્તિ હલાવે”
પ્રશ્ન 3(અ) [3 ગુણ]#
AM રિસીવરને FM રિસીવર સાથે સરખાવો.
જવાબ:
પેરામીટર | AM રિસીવર | FM રિસીવર |
---|---|---|
IF ફ્રિક્વન્સી | 455 kHz | 10.7 MHz |
ડિટેક્ટર | એન્વેલોપ ડિટેક્ટર | ડિસ્ક્રિમિનેટર/રેશિયો ડિટેક્ટર/PLL |
બેન્ડવિડ્થ | સાંકડી (±5 kHz) | વિશાળ (±75 kHz) |
સ્પેશિયલ સર્કિટ | સરળ | લિમિટર, ડી-એમ્ફેસિસ |
જટિલતા | સરળ | જટિલ |
મનેમોનિક: “AM લઘુ બેન્ડવિડ્થ સરળ; FM વિશાળ બેન્ડવિડ્થ જટિલ”
પ્રશ્ન 3(બ) [4 ગુણ]#
સેમ્પલિંગ વ્યાખ્યાયિત કરો? સંક્ષિપ્તમાં સેમ્પલિંગના પ્રકારો સમજાવો.
જવાબ:
સેમ્પલિંગ: સતત-સમય સિગ્નલને નિયમિત અંતરાલે સેમ્પલ લઈને વિવેકાધીન-સમય સિગ્નલમાં રૂપાંતરિત કરવાની પ્રક્રિયા.
સેમ્પલિંગના પ્રકાર | વર્ણન | લાક્ષણિકતાઓ |
---|---|---|
આદર્શ સેમ્પલિંગ | સિગ્નલના તાત્કાલિક સેમ્પલ | સંપૂર્ણ પરંતુ સૈદ્ધાંતિક, આવેગ ફંક્શનનો ઉપયોગ કરે છે |
નેચરલ સેમ્પલિંગ | સિગ્નલને ટૂંકા સમયગાળા માટે સેમ્પલ કરવામાં આવે છે | પલ્સના ટોચ મૂળ સિગ્નલને અનુસરે છે |
ફ્લેટ-ટોપ સેમ્પલિંગ | આગલા સેમ્પલ સુધી સેમ્પલ સ્થિર રાખવામાં આવે છે | સીડી અનુમાન બનાવે છે, અમલમાં મૂકવા માટે સરળ |
આકૃતિ:
મનેમોનિક: “આદર્શ ક્ષણો લે, નેચરલ આકાર અનુસરે, ફ્લેટ સ્થિર રહે”
પ્રશ્ન 3(ક) [7 ગુણ]#
FM રિસીવરનો બ્લોક ડાયાગ્રામ દોરો અને સમજાવો. FM રિસીવરમાં લિમિટરનો ઉપયોગ શું છે?
જવાબ:
flowchart LR A[એન્ટેના] --> B[RF એમ્પ્લિફાયર] B --> C[મિક્સર] D[લોકલ ઓસિલેટર] --> C C --> E[IF એમ્પ્લિફાયર] E --> F[લિમિટર] F --> G[ડિસ્ક્રિમિનેટર] G --> H[ડી-એમ્ફેસિસ] H --> I[AF એમ્પ્લિફાયર] I --> J[સ્પીકર]
બ્લોક | કાર્ય |
---|---|
RF એમ્પ્લિફાયર | નબળા RF સિગ્નલને વધારે છે અને પસંદગી પૂરી પાડે છે |
મિક્સર/લોકલ ઓસિલેટર | RF ને IF માં રૂપાંતરિત કરે છે (10.7 MHz) |
IF એમ્પ્લિફાયર | ફિક્સ્ડ ફ્રિક્વન્સી પર ગેઇન અને પસંદગી પ્રદાન કરે છે |
લિમિટર | એમ્પલિટ્યુડ વેરિએશન્સ દૂર કરે છે, ફ્રિક્વન્સી વેરિએશન્સ જાળવે છે |
ડિસ્ક્રિમિનેટર | ફ્રિક્વન્સી વેરિએશન્સને એમ્પલિટ્યુડ વેરિએશન્સમાં રૂપાંતરિત કરે છે |
ડી-એમ્ફેસિસ | ઉચ્ચ-ફ્રિક્વન્સી નોઈઝને ઘટાડે છે |
AF એમ્પ્લિફાયર | સ્પીકર માટે મેળવેલા ઓડિયોને વધારે છે |
લિમિટરનું કાર્ય: ડીમોડ્યુલેશન પહેલાં FM સિગ્નલમાંથી એમ્પલિટ્યુડ વેરિએશન્સને દૂર કરે છે જેથી નોઈઝ ઇમ્યુનિટી સુનિશ્ચિત થાય, કારણ કે FM માં માહિતી ફ્રિક્વન્સી વેરિએશન્સમાં સમાયેલી છે, એમ્પલિટ્યુડમાં નહીં.
મનેમોનિક: “રેડિયો મિક્સર વધારે આવૃત્તિ; લિમિટર ફરક ઓળખી અવાજ કાઢે”
પ્રશ્ન 3(અ) OR [3 ગુણ]#
સિંગલ સાઇડ બેન્ડ (SSB) ટ્રાન્સમિશનના ખ્યાલનું વર્ણન કરો.
જવાબ:
સિંગલ સાઇડબેન્ડ (SSB) ટ્રાન્સમિશન: એક તકનીક જેમાં કેરિયર અને અન્ય સાઇડબેન્ડને દબાવીને માત્ર એક સાઇડબેન્ડ (ઉપર અથવા નીચે) પ્રસારિત કરવામાં આવે છે.
graph LR A[AM સિગ્નલ] --> B[DSBFC] A --> C[DSBSC] A --> D[SSB] D --> E[USB] D --> F[LSB]
- બેન્ડવિડ્થ: માત્ર અર્ધી બેન્ડવિડ્થની જરૂર પડે છે (fc ± fm)
- પાવર એફિશિયન્સી: વધુ કાર્યક્ષમ કારણ કે પાવર એક સાઇડબેન્ડમાં કેન્દ્રિત થાય છે
- પ્રકારો: USB (અપર સાઇડબેન્ડ) અને LSB (લોઅર સાઇડબેન્ડ)
મનેમોનિક: “SSB સ્પેક્ટ્રમ બેન્ડવિડ્થ બચાવે”
પ્રશ્ન 3(બ) OR [4 ગુણ]#
પ્રી-એમ્ફેસિસ અને ડી-એમ્ફેસિસ સર્કિટ સમજાવો.
જવાબ:
પેરામીટર | પ્રી-એમ્ફેસિસ | ડી-એમ્ફેસિસ |
---|---|---|
સ્થાન | ટ્રાન્સમીટર | રિસીવર |
સર્કિટ પ્રકાર | હાઈ-પાસ RC નેટવર્ક | લો-પાસ RC નેટવર્ક |
કાર્ય | પ્રસારણ પહેલાં ઉચ્ચ ફ્રિક્વન્સીઓને વધારે છે | રિસેપ્શન પછી ઉચ્ચ ફ્રિક્વન્સીઓને ઘટાડે છે |
હેતુ | ઉચ્ચ ફ્રિક્વન્સીઓ માટે SNR સુધારે છે | મૂળ ફ્રિક્વન્સી રિસ્પોન્સ પુનઃસ્થાપિત કરે છે |
સર્કિટ ડાયાગ્રામ:
મનેમોનિક: “પ્રી ઊંચા ધક્કા મારે, ડી ઊંચા નીચે લાવે”
પ્રશ્ન 3(ક) OR [7 ગુણ]#
ફેઝ લોક લૂપ ટેકનિકનો ઉપયોગ કરીને FM સિગ્નલનું જનરેશન સમજાવો.
જવાબ:
flowchart LR A[મોડ્યુલેટિંગ સિગ્નલ] --> B[લૂપ ફિલ્ટર] B --> C[VCO] C --> D[FM આઉટપુટ] C --> E[ફેઝ ડિટેક્ટર] F[રેફરન્સ ઓસિલેટર] --> E E --> B
ઘટક | કાર્ય |
---|---|
ફેઝ ડિટેક્ટર | રેફરન્સ અને VCO સિગ્નલ્સની તુલના કરે છે, એરર વોલ્ટેજ ઉત્પન્ન કરે છે |
લૂપ ફિલ્ટર | એરર વોલ્ટેજને ફિલ્ટર કરે છે અને મોડ્યુલેટિંગ સિગ્નલ સાથે જોડે છે |
VCO (વોલ્ટેજ કંટ્રોલ્ડ ઓસિલેટર) | કંટ્રોલ વોલ્ટેજના આધારે ફ્રિક્વન્સી ઉત્પન્ન કરે છે |
રેફરન્સ ઓસિલેટર | સ્થિર રેફરન્સ ફ્રિક્વન્સી પૂરી પાડે છે |
કાર્ય પ્રક્રિયા:
- મોડ્યુલેટિંગ સિગ્નલ લૂપ ફિલ્ટરમાં લાગુ કરવામાં આવે છે
- VCO ફ્રિક્વન્સી મોડ્યુલેટિંગ સિગ્નલના પ્રમાણમાં શિફ્ટ થાય છે
- ફેઝ ડિટેક્ટર એરર સિગ્નલ ઉત્પન્ન કરે છે
- લૂપ ફ્રિક્વન્સી મોડ્યુલેશનની મંજૂરી આપતી વખતે લોક જાળવે છે
- VCO નો આઉટપુટ FM સિગ્નલ છે
મનેમોનિક: “ફેઝ લોક કરે, વોલ્ટેજ નિયંત્રિત કરે, ફ્રિક્વન્સી મોડ્યુલેટ કરે”
પ્રશ્ન 4(અ) [3 ગુણ]#
ક્વોન્ટાઇઝેશન પ્રક્રિયા અને તેનું મહત્વ સમજાવો.
જવાબ:
ક્વોન્ટાઇઝેશન: એનાલોગ-ટુ-ડિજિટલ રૂપાંતરણમાં સતત એમ્પલિટ્યુડ મૂલ્યોને વિવેકાધીન સ્તરના મર્યાદિત સેટમાં મેપિંગ કરવાની પ્રક્રિયા.
પાસું | વર્ણન |
---|---|
પ્રક્રિયા | એમ્પલિટ્યુડ રેન્જને ફિક્સ્ડ લેવલમાં વિભાજિત કરવી અને ડિજિટલ મૂલ્યો સોંપવા |
પ્રકારો | યુનિફોર્મ (સમાન સ્ટેપ્સ) અને નોન-યુનિફોર્મ (વેરિયેબલ સ્ટેપ્સ) |
એરર | વાસ્તવિક અને ક્વોન્ટાઇઝ્ડ મૂલ્ય વચ્ચેનો તફાવત (ક્વોન્ટાઇઝેશન નોઈઝ) |
મહત્વ:
- એનાલોગ સિગ્નલ્સના ડિજિટલ રજૂઆતને સક્ષમ કરે છે
- ડિજિટલ સિગ્નલની રિઝોલ્યુશન અને ચોકસાઈ નક્કી કરે છે
- ડિજિટલ સિસ્ટમમાં સિગ્નલ-ટુ-નોઈઝ રેશિયોને અસર કરે છે
મનેમોનિક: “ક્વોન્ટાઇઝેશન એનાલોગથી ડિજિટલ બનાવે”
પ્રશ્ન 4(બ) [4 ગુણ]#
રેડિયો રિસીવરની વિવિધ લાક્ષણિકતાઓ સમજાવો.
જવાબ:
લાક્ષણિકતા | વ્યાખ્યા | મહત્વ |
---|---|---|
સેન્સિટિવિટી | નબળા સિગ્નલ્સને પ્રાપ્ત કરવાની ક્ષમતા | રિસેપ્શન રેન્જ નક્કી કરે છે |
સિલેક્ટિવિટી | અડીને આવેલા ચેનલ્સને અલગ કરવાની ક્ષમતા | ઇન્ટરફેરન્સ અટકાવે છે |
ફિડેલિટી | પુનરુત્પાદનની ચોકસાઈ | સાઉન્ડ ક્વોલિટી નક્કી કરે છે |
ઇમેજ રિજેક્શન | ઇમેજ ફ્રિક્વન્સીને નકારવાની ક્ષમતા | અનિચ્છનીય રિસેપ્શન અટકાવે છે |
આકૃતિ:
graph TD A[રેડિયો રિસીવર લાક્ષણિકતાઓ] --> B[સેન્સિટિવિટી] A --> C[સિલેક્ટિવિટી] A --> D[ફિડેલિટી] A --> E[ઇમેજ રિજેક્શન] B --> F[μV માં માપવામાં આવે છે] C --> G[બેન્ડવિડ્થ અને Q ફેક્ટર] D --> H[ફ્રિક્વન્સી રિસ્પોન્સ] E --> I[ઇમેજ રેશિયો]
મનેમોનિક: “સંવેદનશીલ પસંદગી શુદ્ધતા પ્રતિમા”
પ્રશ્ન 4(ક) [7 ગુણ]#
PCM ટ્રાન્સમીટર અને રિસીવરનો બ્લોક ડાયાગ્રામ દોરો અને સમજાવો.
જવાબ:
PCM ટ્રાન્સમીટર:
flowchart LR A[ઈનપુટ સિગ્નલ] --> B[એન્ટી-એલિયાસિંગ ફિલ્ટર] B --> C[સેમ્પલ એન્ડ હોલ્ડ] C --> D[ક્વોન્ટાઇઝર] D --> E[એન્કોડર] E --> F[લાઇન કોડર] F --> G[ટ્રાન્સમિશન ચેનલ]
PCM રિસીવર:
flowchart LR A[પ્રાપ્ત સિગ્નલ] --> B[લાઇન ડિકોડર] B --> C[રિજનરેટિવ રિપીટર] C --> D[ડિકોડર] D --> E[રિકન્સ્ટ્રક્શન ફિલ્ટર] E --> F[આઉટપુટ સિગ્નલ]
બ્લોક | કાર્ય |
---|---|
એન્ટી-એલિયાસિંગ ફિલ્ટર | એલિયાસિંગને રોકવા માટે ઇનપુટ બેન્ડવિડ્થને મર્યાદિત કરે છે |
સેમ્પલ એન્ડ હોલ્ડ | સતત સિગ્નલને વિવેકાધીન-સમય સેમ્પલમાં રૂપાંતરિત કરે છે |
ક્વોન્ટાઇઝર | સેમ્પલ એમ્પલિટ્યુડને વિવેકાધીન સ્તરોમાં રૂપાંતરિત કરે છે |
એન્કોડર | ક્વોન્ટાઇઝ્ડ મૂલ્યોને બાઇનરી કોડમાં રૂપાંતરિત કરે છે |
લાઇન કોડર | પ્રસારણ માટે બાઇનરી ડેટા ફોર્મેટ કરે છે |
ડિકોડર | બાઇનરી કોડને પાછા ક્વોન્ટાઇઝ્ડ મૂલ્યોમાં રૂપાંતરિત કરે છે |
રિકન્સ્ટ્રક્શન ફિલ્ટર | મૂળ સિગ્નલ પુનઃપ્રાપ્ત કરવા માટે સ્ટેપ્ડ આઉટપુટને સરળ બનાવે છે |
મનેમોનિક: “સેમ્પલ, ક્વોન્ટાઇઝ, એનકોડ, પ્રસારણ; ડિકોડ, પુનઃસર્જન, આઉટપુટ”
પ્રશ્ન 4(અ) OR [3 ગુણ]#
નેચરલ અને ફ્લેટ ટોપ સેમ્પલિંગની સરખામણી કરો.
જવાબ:
પેરામીટર | નેચરલ સેમ્પલિંગ | ફ્લેટ-ટોપ સેમ્પલિંગ |
---|---|---|
આકાર | પલ્સની ટોચ ઇનપુટ સિગ્નલને અનુસરે છે | સેમ્પલિંગ અંતરાલ દરમિયાન સ્થિર એમ્પલિટ્યુડ |
અમલીકરણ | વધુ મુશ્કેલ (એનાલોગ સ્વિચ) | સરળ (સેમ્પલ એન્ડ હોલ્ડ સર્કિટ) |
સ્પેક્ટ્રમ | ઓછા હાર્મોનિક્સ | વધુ હાર્મોનિક્સ |
પુનઃસર્જન | સરળ, વધુ ચોક્કસ | વિકૃતિ માટે વળતરની જરૂર છે |
આકૃતિ:
મનેમોનિક: “નેચરલ અનુસરે, ફ્લેટ ઠરે”
પ્રશ્ન 4(બ) OR [4 ગુણ]#
ડાયોડ ડિટેક્ટર સર્કિટ સમજાવો.
જવાબ:
ડાયોડ ડિટેક્ટર સર્કિટ: મોડ્યુલેટેડ વેવના એન્વેલોપને બહાર કાઢીને AM સિગ્નલ્સના ડિમોડ્યુલેશન માટે વપરાય છે.
ઘટક | કાર્ય |
---|---|
ડાયોડ (D) | AM સિગ્નલને રેક્ટિફાય કરે છે, માત્ર પોઝિટિવ હાફ પસાર કરે છે |
કેપેસિટર (C) | પીક વેલ્યુ સુધી ચાર્જ થાય છે, કેરિયરને સરળ બનાવે છે |
રેઝિસ્ટર (R) | કેપેસિટરના ડિસ્ચાર્જ સમયને નિયંત્રિત કરે છે |
કાર્ય:
- ડાયોડ AM સિગ્નલને રેક્ટિફાય કરે છે
- કેપેસિટર પીક વેલ્યુ સુધી ચાર્જ થાય છે
- RC સમય અચળાંક કેપેસિટરને એન્વેલોપ અનુસરવાની મંજૂરી આપે છે
- આઉટપુટ મૂળ મોડ્યુલેટિંગ સિગ્નલને અનુસરે છે
મનેમોનિક: “ડાયોડ શોધે, કેપેસિટર પકડે”
પ્રશ્ન 4(ક) OR [7 ગુણ]#
ડેલ્ટા મોડ્યુલેશનનો બ્લોક ડાયાગ્રામ દોરો અને સમજાવો.
જવાબ:
ડેલ્ટા મોડ્યુલેશન ટ્રાન્સમીટર:
flowchart LR A[ઇનપુટ સિગ્નલ] --> B[કમ્પેરેટર] B --> C[1-બિટ ક્વોન્ટાઇઝર] C --> D[ટ્રાન્સમિશન ચેનલ] C --> E[ઇન્ટિગ્રેટર] E --> B D --> F[રિસીવર તરફ]
ડેલ્ટા મોડ્યુલેશન રિસીવર:
flowchart LR A[પ્રાપ્ત સિગ્નલ] --> B[ઇન્ટિગ્રેટર] B --> C[લો-પાસ ફિલ્ટર] C --> D[આઉટપુટ સિગ્નલ]
ઘટક | કાર્ય |
---|---|
કમ્પેરેટર | ઇનપુટને અનુમાનિત મૂલ્ય સાથે સરખાવે છે |
1-બિટ ક્વોન્ટાઇઝર | જો ઇનપુટ > અનુમાનિત હોય તો બાઇનરી 1, જો ઇનપુટ < અનુમાનિત હોય તો 0 આઉટપુટ કરે છે |
ઇન્ટિગ્રેટર | અગાઉના આઉટપુટને ઇન્ટિગ્રેટ કરીને અનુમાનિત મૂલ્ય ઉત્પન્ન કરે છે |
લો-પાસ ફિલ્ટર | મૂળ સિગ્નલ પુનઃપ્રાપ્ત કરવા માટે સ્ટેપ્ડ આઉટપુટને સરળ બનાવે છે |
મર્યાદાઓ:
- સ્લોપ ઓવરલોડ: જ્યારે સિગ્નલ સ્ટેપ સાઇઝ કરતાં ઝડપથી બદલાય ત્યારે થાય છે
- ગ્રેન્યુલર નોઈઝ: સિગ્નલના આઇડલ અથવા સ્થિર ભાગો દરમિયાન થાય છે
મનેમોનિક: “ડેલ્ટા તફાવત શોધે, ઇન્ટિગ્રેટર ઉમેરો કરે”
પ્રશ્ન 5(અ) [3 ગુણ]#
DPCM ના કાર્યનું ચિત્રણ કરો.
જવાબ:
DPCM (ડિફરેન્શિયલ પલ્સ કોડ મોડ્યુલેશન): વર્તમાન સેમ્પલ અને અનુમાનિત મૂલ્ય વચ્ચેના તફાવતને એનકોડ કરે છે.
flowchart LR A[ઇનપુટ] --> B[સેમ્પલર] B --> C[ડિફરન્સ જનરેટર] D[પ્રેડિક્ટર] --> C C --> E[ક્વોન્ટાઇઝર] E --> F[એન્કોડર] F --> G[ટ્રાન્સમિશન] E --> H[ઇન્વર્સ ક્વોન્ટાઇઝર] H --> D
- પ્રેડિક્ટર: અગાઉના સેમ્પલ્સના આધારે વર્તમાન સેમ્પલનો અંદાજ લગાવે છે
- ડિફરન્સ: માત્ર વાસ્તવિક અને અનુમાનિત વચ્ચેનો તફાવત એનકોડ થાય છે
- ફાયદો: સિગ્નલ સહસંબંધનો ઉપયોગ કરીને PCM ની તુલનામાં બિટ રેટ ઘટાડે છે
મનેમોનિક: “તફાવત અનુમાન ઓછા બિટ્સ”
પ્રશ્ન 5(બ) [4 ગુણ]#
અનુકૂલનશીલ ડેલ્ટા મોડ્યુલેશનનું ચિત્રણ કરો.
જવાબ:
અનુકૂલનશીલ ડેલ્ટા મોડ્યુલેશન (ADM): સિગ્નલ લાક્ષણિકતાઓના આધારે સ્ટેપ સાઇઝ બદલતી DM ની સુધારેલી આવૃત્તિ.
flowchart LR A[ઇનપુટ] --> B[કમ્પેરેટર] B --> C[પલ્સ જનરેટર] C --> D[સ્ટેપ સાઇઝ એડાપ્ટર] D --> E[ઇન્ટિગ્રેટર] E --> B C --> F[ટ્રાન્સમિશન]
ઘટક | કાર્ય |
---|---|
કમ્પેરેટર | ઇનપુટને અનુમાનિત સિગ્નલ સાથે સરખાવે છે |
સ્ટેપ સાઇઝ એડાપ્ટર | સળંગ બિટ પેટર્નના આધારે સ્ટેપ સાઇઝ એડજસ્ટ કરે છે |
ઇન્ટિગ્રેટર | સ્ટેપ-એડજસ્ટેડ પલ્સમાંથી અનુમાનિત સિગ્નલ બનાવે છે |
પલ્સ જનરેટર | કમ્પેરેટરના આધારે બાઇનરી આઉટપુટ જનરેટ કરે છે |
કાર્યપદ્ધતિ:
- જો એકાધિક 1 ડિટેક્ટ થાય: સ્લોપ ઓવરલોડ ટાળવા માટે સ્ટેપ સાઇઝ વધારો
- જો એકાધિક 0 ડિટેક્ટ થાય: ઘટતા સિગ્નલને ટ્રેક કરવા માટે સ્ટેપ સાઇઝ વધારો
- જો 1 અને 0 વૈકલ્પિક હોય: ગ્રેન્યુલર નોઈઝ ઘટાડવા માટે સ્ટેપ સાઇઝ ઘટાડો
મનેમોનિક: “અનુકૂલિત ડેલ્ટા ઢાળ અનુસરે”
પ્રશ્ન 5(ક) [7 ગુણ]#
TDM ફ્રેમનું ચિત્રણ કરો.
જવાબ:
TDM (ટાઇમ ડિવિઝન મલ્ટિપ્લેક્સિંગ) ફ્રેમ: ટાઇમ સ્લોટ્સ ફાળવીને એકાધિક સિગ્નલ્સને જોડવા માટે વપરાતી સ્ટ્રક્ચર.
ફ્રેમ સ્ટ્રક્ચર:
ઘટક | વર્ણન |
---|---|
ફ્રેમ સિન્ક | ફ્રેમ બાઉન્ડરીઝ ઓળખવા માટેનું પેટર્ન |
ચેનલ સેમ્પલ | વ્યક્તિગત ચેનલનો ડેટા |
ટાઇમ સ્લોટ (TS) | દરેક ચેનલ માટે સમર્પિત સમયગાળો |
ફ્રેમ અવધિ | સેમ્પલિંગ રેટના વ્યસ્ત પ્રમાણસર |
TDM હાયરાર્કી:
graph TD A[પ્રાથમિક મલ્ટિપ્લેક્સિંગ 2.048 Mbps] --> B[માધ્યમિક મલ્ટિપ્લેક્સિંગ 8.448 Mbps] B --> C[તૃતીય મલ્ટિપ્લેક્સિંગ 34.368 Mbps] C --> D[ચતુર્થ મલ્ટિપ્લેક્સિંગ 139.264 Mbps]
મનેમોનિક: “ફ્રેમ સંગઠિત કરે સમય સ્લોટ મલ્ટિપ્લેક્સિંગ”
પ્રશ્ન 5(અ) OR [3 ગુણ]#
DM અને ADM વચ્ચેનો તફાવત જણાવો.
જવાબ:
પેરામીટર | ડેલ્ટા મોડ્યુલેશન (DM) | અનુકૂલનશીલ ડેલ્ટા મોડ્યુલેશન (ADM) |
---|---|---|
સ્ટેપ સાઇઝ | ફિક્સ્ડ સ્ટેપ સાઇઝ | વેરિયેબલ સ્ટેપ સાઇઝ |
સ્લોપ ઓવરલોડ | સામાન્ય સમસ્યા | અનુકૂલનશીલ સ્ટેપ સાઇઝ દ્વારા ઘટાડો |
ગ્રેન્યુલર નોઈઝ | ધીમા વેરિએશન્સ દરમિયાન ઉચ્ચ | અનુકૂલનશીલ સ્ટેપ સાઇઝ દ્વારા ઘટાડો |
સર્કિટ જટિલતા | સરળ | વધુ જટિલ |
સિગ્નલ ક્વોલિટી | નીચી | ઉચ્ચ |
મનેમોનિક: “DM ફિક્સ્ડ સ્ટેપ; ADM અનુકૂલિત”
પ્રશ્ન 5(બ) OR [4 ગુણ]#
લાઇન કોડિંગની જરૂરિયાત સમજાવો. AMI તકનીક સમજાવો.
જવાબ:
લાઇન કોડિંગની જરૂરિયાત:
- DC કમ્પોનન્ટ: AC-કપલ્ડ સિસ્ટમ્સ માટે DC કમ્પોનન્ટ દૂર કરવા
- સિન્ક્રોનાઇઝેશન: ક્લોક રિકવરી માટે ટાઇમિંગ માહિતી પ્રદાન કરવા
- એરર ડિટેક્શન: ટ્રાન્સમિશન એરર શોધવા સક્ષમ કરવા
- સ્પેક્ટ્રલ એફિશિયન્સી: કાર્યક્ષમ બેન્ડવિડ્થ ઉપયોગ માટે સિગ્નલ સ્પેક્ટ્રમને આકાર આપવા
- નોઈઝ ઇમ્યુનિટી: ચેનલ નોઈઝ સામે પ્રતિરોધ પ્રદાન કરવા
AMI (ઓલ્ટરનેટ માર્ક ઇન્વર્ઝન) તકનીક:
પેરામીટર | વર્ણન |
---|---|
એન્કોડિંગ રૂલ | બાઇનરી 0 → ઝીરો વોલ્ટેજ, બાઇનરી 1 → વૈકલ્પિક પોઝિટિવ/નેગેટિવ વોલ્ટેજ |
DC કમ્પોનન્ટ | કોઈ DC કમ્પોનન્ટ નથી (બેલેન્સ્ડ કોડ) |
એરર ડિટેક્શન | વૈકલ્પિક પેટર્નમાં ઉલ્લંઘનો શોધી શકે છે |
બેન્ડવિડ્થ | NRZ કોડ કરતાં ઓછી બેન્ડવિડ્થની જરૂર પડે છે |
આકૃતિ:
મનેમોનિક: “વૈકલ્પિક એક ધ્રુવતા બદલે”
પ્રશ્ન 5(ક) OR [7 ગુણ]#
મૂળભૂત PCM-TDM સિસ્ટમનો બ્લોક ડાયાગ્રામ દોરો અને સમજાવો.
જવાબ:
flowchart LR subgraph "PCM-TDM ટ્રાન્સમીટર" A1[ચેનલ 1] --> B1[લો-પાસ ફિલ્ટર] A2[ચેનલ 2] --> B2[લો-પાસ ફિલ્ટર] A3[ચેનલ 3] --> B3[લો-પાસ ફિલ્ટર] B1 --> C1[સેમ્પલ એન્ડ હોલ્ડ] B2 --> C2[સેમ્પલ એન્ડ હોલ્ડ] B3 --> C3[સેમ્પલ એન્ડ હોલ્ડ] C1 --> D[મલ્ટિપ્લેક્સર] C2 --> D C3 --> D D --> E[ક્વોન્ટાઇઝર] E --> F[એન્કોડર] F --> G[લાઇન કોડર] end G --> H[ટ્રાન્સમિશન ચેનલ] subgraph "PCM-TDM રિસીવર" H --> I[લાઇન ડિકોડર] I --> J[રિજનરેટર] J --> K[ડિકોડર] K --> L[ડિમલ્ટિપ્લેક્સર] L --> M1[હોલ્ડ સર્કિટ] L --> M2[હોલ્ડ સર્કિટ] L --> M3[હોલ્ડ સર્કિટ] M1 --> N1[લો-પાસ ફિલ્ટર] M2 --> N2[લો-પાસ ફિલ્ટર] M3 --> N3[લો-પાસ ફિલ્ટર] N1 --> O1[ચેનલ 1] N2 --> O2[ચેનલ 2] N3 --> O3[ચેનલ 3] end
બ્લોક | કાર્ય |
---|---|
લો-પાસ ફિલ્ટર (ઇનપુટ) | સેમ્પલિંગ થિયરમને સંતોષવા માટે બેન્ડવિડ્થને મર્યાદિત કરે છે |
સેમ્પલ એન્ડ હોલ્ડ | એનાલોગ સિગ્નલ્સના તાત્કાલિક મૂલ્યોને કેપ્ચર કરે છે |
મલ્ટિપ્લેક્સર | વિવિધ ચેનલ્સના સેમ્પલ્સને એક સ્ટ્રીમમાં જોડે છે |
ક્વોન્ટાઇઝર | સેમ્પલ કરેલા મૂલ્યોને વિવેકાધીન સ્તરો સોંપે છે |
એન્કોડર | ક્વોન્ટાઇઝ્ડ મૂલ્યોને બાઇનરી કોડમાં રૂપાંતરિત કરે છે |
લાઇન કોડર | પ્રસારણ માટે બાઇનરી ડેટા ફોર્મેટ કરે છે |
રિજનરેટર | નોઈઝ અને એટેન્યુએશન દ્વારા ડિગ્રેડ થયેલા સિગ્નલને પુનઃસ્થાપિત કરે છે |
ડિકોડર | બાઇનરી કોડને પાછા ક્વોન્ટાઇઝ્ડ મૂલ્યોમાં રૂપાંતરિત કરે છે |
ડિમલ્ટિપ્લેક્સર | સંયુક્ત સિગ્નલને પાછા વ્યક્તિગત ચેનલોમાં અલગ કરે છે |
હોલ્ડ સર્કિટ | આગલા સેમ્પલ આવે ત્યાં સુધી સેમ્પલ મૂલ્ય જાળવે છે |
લો-પાસ ફિલ્ટર (આઉટપુટ) | સેમ્પલિંગ હાર્મોનિક્સ દૂર કરીને મૂળ સિગ્નલનું પુનઃનિર્માણ કરે છે |
મનેમોનિક: “મલ્ટિપલ ચેનલ્સ સેમ્પલ, ક્વોન્ટાઇઝ, એનકોડ; ડિકોડ, ડિમલ્ટિપ્લેક્સ, ફિલ્ટર”