↓મુખ્ય સામગ્રી પર જાઓ
મિલવ
  1. સંસાધનો/
  2. અભ્યાસ સામગ્રી/
  3. ઇલેક્ટ્રોનિક્સ અને કમ્યુનિકેશન એન્જિનિયરિંગ/
  4. ઇસીઇ સેમેસ્ટર 4/
  5. લિનિયર ઈન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ્સ (4341105)/

લીનીયર ઈન્ટીગ્રેટેડ સર્કિટ (4341105) - વિન્ટર 2024 સોલ્યુશન

29 મિનિટ· ·
અભ્યાસ-સામગ્રી સોલ્યુશન્સ લીનીયર-ઈન્ટીગ્રેટેડ-સર્કિટ 4341105 2024 વિન્ટર
મિલવ ડબગર
લેખક
મિલવ ડબગર
ઇલેક્ટ્રિકલ અને ઇલેક્ટ્રોનિક મેન્યુફેક્ચરિંગ ઉદ્યોગમાં અનુભવી લેક્ચરર. એમ્બેડેડ સિસ્ટમ્સ, ઈમેજ પ્રોસેસિંગ, ડેટા સાયન્સ, મેટલેબ, પાયથન, STM32માં કુશળ. એલ.ડી. કોલેજ ઓફ એન્જિનિયરિંગ - અમદાવાદથી કમ્યુનિકેશન સિસ્ટમ્સ એન્જિનિયરિંગમાં માસ્ટર્સ ડિગ્રી ધરાવતા મજબૂત શિક્ષણ વ્યાવસાયિક.
અનુક્રમણિકા

પ્રશ્ન 1(અ) [3 ગુણ]
#

નેગેટિવ ફીડબેકના ફાયદા અને ગેરફાયદાની સૂચિ બનાવો

જવાબ:

નેગેટિવ ફીડબેકના ફાયદાનેગેટિવ ફીડબેકના ગેરફાયદા
બેન્ડવિડ્થમાં વધારોગેઈનમાં ઘટાડો
સ્થિરતામાં સુધારોવધુ ઘટકોની જરૂર
વિકૃતિમાં ઘટાડોજટિલ સર્કિટ ડિઝાઈન
નોઈઝમાં ઘટાડોયોગ્ય રીતે ડિઝાઈન ન કરવામાં આવે તો ઓસિલેશનની શક્યતા
સારું ઇનપુટ/આઉટપુટ ઇમ્પીડન્સ નિયંત્રણવધુ પાવર વપરાશ

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “STAND” - Stability, linearity, Amplitude reduction, Noise reduction, Distortion reduction

પ્રશ્ન 1(બ) [4 ગુણ]
#

ગેઇન અને સ્ટેબિલિટી ઉપર નેગેટિવ ફીડબેકની અસર સમજાવો.

જવાબ:

ગેઇન પર અસરસ્થિરતા પર અસર
(1+Aβ) ફેક્ટર દ્વારા ગેઇનમાં ઘટાડોતાપમાન પરિવર્તન સામે સ્થિરતામાં વધારો
ગેઇન સમીકરણ: A’ = A/(1+Aβ)ઘટક પરિમાણોમાં ફેરફારોથી સંવેદનશીલતામાં ઘટાડો
વધુ અનુમાનિત ગેઇન મૂલ્યોસામાન્ય કાર્ય સ્થિતિમાં ઓસિલેશન અટકાવે છે
તાપમાન સાથે ગેઇનમાં ઓછો ફેરફારસમય સાથે વધુ સુસંગત સર્કિટ કાર્યક્ષમતા

આકૃતિ:

graph LR
    A[Input] --> B[Amplifier A]
    B --> C[Output]
    C --> D[Feedback Network β]
    D --> E[Subtractor]
    A --> E
    E --> B

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “GRIP” - Gain Reduction, Improved stability, Predictable performance

પ્રશ્ન 1(ક) [7 ગુણ]
#

નેગેટિવ ફિડબેક વોલ્ટેજ એમ્પલિફાયરના ઓવરઓલ ગેઇન માટે સમીકરણ તારવો.

જવાબ:

પગલુંસમીકરણવર્ણન
1Vi = Vs - Vfઇનપુટ વોલ્ટેજ = સોર્સ - ફીડબેક
2Vf = β × Voફીડબેક વોલ્ટેજ = β ગુણા આઉટપુટ વોલ્ટેજ
3Vo = A × Viઆઉટપુટ વોલ્ટેજ = એમ્પલિફાયર ગેઇન ગુણા ઇનપુટ વોલ્ટેજ
4Vo = A × (Vs - β × Vo)(1) અને (2) ને (3) માં મૂકતા
5Vo + A × β × Vo = A × Vsપદોને ફરીથી ગોઠવતા
6Vo(1 + Aβ) = A × VsVo ને ફેક્ટર કરતા
7Vo/Vs = A/(1+Aβ)ઓવરઓલ ગેઇન સમીકરણ

આકૃતિ:

graph LR
    Vs[Vs Source] --> Sum((+/-))
    Sum --> A[Amplifier A]
    A --> Vo[Vo Output]
    Vo --> FB[Feedback β]
    FB --> Sum

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “SAFE” - Source, Amplifier, Feedback, Equation A/(1+Aβ)

પ્રશ્ન 1(ક-OR) [7 ગુણ]
#

વોલ્ટેજ શંટ એમ્પ્લીફાયર, વોલ્ટેજ સીરીઝ, કરંટ શંટ અને કરંટ સીરીઝ એમ્પ્લીફાયરની તુલના કરો.

જવાબ:

પરિમાણવોલ્ટેજ સીરીઝવોલ્ટેજ શંટકરંટ સીરીઝકરંટ શંટ
ઇનપુટ સિગ્નલવોલ્ટેજવોલ્ટેજકરંટકરંટ
આઉટપુટ સિગ્નલવોલ્ટેજકરંટવોલ્ટેજકરંટ
ઇનપુટ કોન્ફિગરેશનસીરીઝપેરેલેલસીરીઝપેરેલેલ
આઉટપુટ કોન્ફિગરેશનસીરીઝસીરીઝપેરેલેલપેરેલેલ
ઇનપુટ ઇમ્પીડન્સવધારેઘટાડેઘટાડેવધારે
આઉટપુટ ઇમ્પીડન્સઘટાડેઘટાડેવધારેવધારે
ઉપયોગિતાવોલ્ટેજ એમ્પલિફાયરટ્રાન્સકન્ડક્ટન્સ એમ્પલિફાયરટ્રાન્સરેસિસ્ટન્સ એમ્પલિફાયરકરંટ એમ્પલિફાયર

આકૃતિ:

VZACZAoivuiil↑↓r↓↓traZeZgonoe↓t↑SSeerriieessVZACZAoivuiil↓↓r↑↓traZeZgonoe↓t↑SShhuunntt

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “VISC” - Voltage In (Series/shunt), Signal Current (series/shunt)

પ્રશ્ન 2(અ) [3 ગુણ]
#

યુજેટીની એપ્લિકેશન લખો.

જવાબ:

UJT ની એપ્લિકેશન
રિલેક્સેશન ઓસિલેટર
ટાઈમિંગ સર્કિટ
SCR અને TRIAC માટે ટ્રિગર સર્કિટ
સોટૂથ વેવ જનરેટર
પલ્સ જનરેટર
પાવર ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં ફેઝ કંટ્રોલ

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “ROBOTS” - Relaxation Oscillators, Bistable circuits, Oscillators, Timing, Switching

પ્રશ્ન 2(બ) [4 ગુણ]
#

વેઈન બ્રિજ ઓસિલેટર અને હાર્ટલી ઓસિલેટરનો સર્કિટ ડાયાગ્રામ દોરો.

જવાબ:

વેઈન બ્રિજ ઓસિલેટર:

┌││││││││┌││└─┴┬│└─┌│││┐││┘───┌││└───────────R┌│┤└┌┤└┐││┘─1──C──R───1──4─┐│├┘┐├┘─────────────┌││└─┌│┘───┬││┴┌││┤└───┐│││││││┴┬││┤││┘─┐││├┘─RO─C─2p─2─-──a──m──p──┌│││└─┐│┴┬│││││││┘┐│││┘R3

હાર્ટલી ઓસિલેટર:

L┌││└1──────┐├│┘──────┌││┘┌│││││││││││┴L─┐││││└──t┌│││└──a│┴┬│└┤┌│││└┌││││┴p┐│││┘───│┴──├──┐││││┴p││││└─C──Q──o──1────i┤───┌┴┌││││┘nC──┌│││└───│┴t2├││┘┐┴┬┴──┐││└─┐│││┘────┐───L┌┤│└R─│──2──F┐│┤┘──C──┐││┘

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “WH-RC-LC” - Wein uses RC, Hartley uses LC

પ્રશ્ન 2(ક) [7 ગુણ]
#

યુજેટીની રચના, કાર્ય અને લાક્ષણિકતાઓ દોરો અને સમજાવો.

જવાબ:

UJT ની રચના:

B┌│││├│││├│││└Ba────as────se│▼─N─P─N─│▼e────2────1┐│││┤│││┤│││┘(◄(B─B2─1))Emitter(E)
રચનાકાર્યપ્રણાલીલાક્ષણિકતાઓ
N-પ્રકારની સિલિકોન બાર સાથે P-પ્રકારનું જંક્શનઇન્ટ્રિન્સિક સ્ટેન્ડ-ઓફ રેશિયો η સાથે વોલ્ટેજ ડિવાઇડર તરીકે કાર્ય કરે છેV-I કર્વમાં નેગેટિવ રેઝિસ્ટન્સ વિસ્તાર
ત્રણ ટર્મિનલ: બેઝ1, બેઝ2, એમિટરજ્યારે VE > ηVBB, ત્યારે તે વાહક થાય છેપીક પોઇન્ટ અને વેલી પોઇન્ટ
સિંગલ P-N જંક્શનઆંતરિક રેઝિસ્ટન્સ ઝડપથી ઘટે છેસ્થિર સ્વિચિંગ ઓપરેશન
સિંગલ જંક્શન પરંતુ બે બેઝરિલેક્સેશન ઓસિલેશન ઉત્પન્ન કરે છેતાપમાન સંવેદનશીલતા

V-I લાક્ષણિકતાઓ:

graph LR
    Peak[Peak point] --> Valley[Valley point]
    style Peak fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:2px
    style Valley fill:#bbf,stroke:#333,stroke-width:2px

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “PNVB” - P-N junction, Negative resistance, Valley point, Bases two

પ્રશ્ન 2(અ-OR) [3 ગુણ]
#

વપરાયેલ ઘટક અને ઓપરેટિંગ આવર્તનના આધારે ઓસિલેટરનું વર્ગીકરણ કરો.

જવાબ:

ઘટકના આધારેઓપરેટિંગ આવર્તનના આધારે
RC ઓસિલેટર (વિયન બ્રિજ, ફેઝ શિફ્ટ)ઓડિઓ ફ્રિક્વન્સી (20Hz-20kHz)
LC ઓસિલેટર (હાર્ટલી, કોલપિટ્સ, ક્લેપ)રેડિયો ફ્રિક્વન્સી (20kHz-30MHz)
ક્રિસ્ટલ ઓસિલેટર (ક્વાર્ટ્ઝ ક્રિસ્ટલ)વેરી હાઇ ફ્રિક્વન્સી (30MHz-300MHz)
રિલેક્સેશન ઓસિલેટર (UJT આધારિત)અલ્ટ્રા હાઇ ફ્રિક્વન્સી (300MHz-3GHz)
નેગેટિવ રેઝિસ્ટન્સ ઓસિલેટર (ટનલ ડાયોડ)માઇક્રોવેવ ફ્રિક્વન્સી (>3GHz)

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “RCLCN” - RC, LC, Crystal, Negative resistance

પ્રશ્ન 2(બ-OR) [4 ગુણ]
#

UJT ને રિલેક્સેશન ઓસિલેટર તરીકે સમજાવો

જવાબ:

ઓપરેશન સ્ટેજવર્ણન
ચાર્જિંગ ફેઝકેપેસિટર રેઝિસ્ટર R થી ચાર્જ થાય છે
થ્રેશોલ્ડ પોઇન્ટજ્યારે કેપેસિટર વોલ્ટેજ પીક પોઇન્ટ વોલ્ટેજ (ηVBB) સુધી પહોંચે ત્યારે UJT ચાલુ થાય છે
ડિસ્ચાર્જ ફેઝકેપેસિટર UJT ના ઓછા રેઝિસ્ટન્સ દ્વારા ઝડપથી ડિસ્ચાર્જ થાય છે
રિસેટકેપેસિટરનો વોલ્ટેજ વેલી પોઇન્ટથી નીચે પડ્યા પછી UJT બંધ થાય છે

સર્કિટ ડાયાગ્રામ:

V─Cc─c──┌│┤└──V┌│││└──┌││└B│▼┴┬│└R┐│├┘││││┴┬│└B┐│││┘──┐││┘─G───NR───D1┬│││││┤││└────B─U─│││││││┘2─J─┐││T│││││┘B1

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “CTDR” - Charge, Threshold, Discharge, Repeat

પ્રશ્ન 2(ક-OR) [7 ગુણ]
#

કોલપિટ્સ ઓસિલેટરના સર્કિટનું સ્કેચ કરો અને તેનું કામ સંક્ષિપ્તમાં સમજાવો

જવાબ:

કોલપિટ્સ ઓસિલેટર સર્કિટ:

C┌││└1────┐├│┘────┌│┤│└──┌││││││││┴┬│││││││││└─────┐│││┘──────┌│││└────┌│││└───┬││┴┬│└────┐│││┘─┌│││└─────│┴┬│┴V┌│││└──Q──┐│││┘─c│▼┴┬┴────c┐│││┘───┌│││└─L───┬││┴┬│┘─R───┐│││┘─F─┐│││┘─C──────┐││││││││││├│││││││││││┘─C┌┤│└2────┐││┘
ઘટકકાર્ય
C1 અને C2ફીડબેક પ્રદાન કરતું વોલ્ટેજ ડિવાઇડર નેટવર્ક
ઇન્ડક્ટર LC1 અને C2 સાથે LC ટેંક સર્કિટ બનાવે છે
ટ્રાન્ઝિસ્ટર Qએમ્પ્લિફિકેશન પ્રદાન કરે છે
RFC (રેડિયો ફ્રિક્વન્સી ચોક)DC ને પસાર કરતાં AC ને અવરોધે છે

કાર્યપ્રણાલી:

  1. ટેંક સર્કિટ (L સાથે C1+C2) દોલન આવૃત્તિ નક્કી કરે છે
  2. આવૃત્તિ ફોર્મ્યુલા: f = 1/(2π√(L×(C1×C2)/(C1+C2)))
  3. કેપેસિટિવ વોલ્ટેજ ડિવાઇડર મારફતે ફીડબેક
  4. ટ્રાન્ઝિસ્ટર એમ્પ્લિફાય કરે છે અને દોલનો જાળવે છે
  5. ટ્રાન્ઝિસ્ટર મારફતે 180° ફેઝ શિફ્ટ, ફીડબેક નેટવર્ક મારફતે 180° ફેઝ શિફ્ટ

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “COLTS” - Capacitors form Oscillations with L-Tank circuit Sustainably

પ્રશ્ન 3(અ) [3 ગુણ]
#

પાવર એમ્પ્લીફાયર સંબંધિત શરતો વ્યાખ્યાયિત કરો: i) collector Efficiency ii) Distortion iii) power dissipation capability

જવાબ:

શબ્દવ્યાખ્યા
કલેક્ટર કાર્યક્ષમતાકલેક્ટર બેટરી દ્વારા પૂરા પાડવામાં આવતા DC પાવરથી AC આઉટપુટ પાવરનો ગુણોત્તર (η = P_out/P_DC × 100%)
ડિસ્ટોર્શનઇનપુટથી આઉટપુટ સુધી વેવફોર્મ આકારમાં અનિચ્છનીય ફેરફાર (THD - ટોટલ હાર્મોનિક ડિસ્ટોર્શન તરીકે માપવામાં આવે છે)
પાવર ડિસિપેશન કેપેબિલિટીમહત્તમ પાવર જે એમ્પ્લિફાયર નુકસાન વિના ગરમી તરીકે સુરક્ષિત રીતે ઓગાળી શકે છે (P_D = V_CE × I_C)

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “EDP” - Efficiency measures DC-to-AC conversion, Distortion alters signal, Power dissipation limits operation

પ્રશ્ન 3(બ) [4 ગુણ]
#

વર્ગ-A પાવર એમ્પ્લીફાયરની કાર્યક્ષમતા મેળવો.

જવાબ:

પગલુંસમીકરણવર્ણન
1P_DC = V_CC × I_CDC પાવર ઇનપુટ
2P_out = (V_peak × I_peak)/2AC પાવર આઉટપુટ
3V_peak = V_CCમહત્તમ વોલ્ટેજ સ્વિંગ
4I_peak = I_Cમહત્તમ કરંટ સ્વિંગ
5P_out = (V_CC × I_C)/2મહત્તમ મૂલ્યો મૂકતા
6η = (P_out/P_DC) × 100%કાર્યક્ષમતાની વ્યાખ્યા
7η = ((V_CC × I_C)/2)/(V_CC × I_C) × 100%પાવર મૂલ્યો મૂકતા
8η = 50%મહત્તમ સૈદ્ધાંતિક કાર્યક્ષમતા

આકૃતિ:

graph TD
    A[Class A] --> B["Maximum η = 25-30%"]
    B --> C["Practical η < 50%"]
    style A fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:2px

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “HALF” - Highest Achievable Level Fifty percent

પ્રશ્ન 3(ક) [7 ગુણ]
#

કંપલીમેંટરી સીમેંટરી પુશ-પુલ એમ્પ્લીફાયરની કામગીરી સમજાવો.

જવાબ:

સર્કિટ ડાયાગ્રામ:

I─n─p─u─t──┌│┤└────┐├│┘R─1───V┌│││└│┴c│▼┴┬│├│││││─c┐│││┘────R─Q│┤└c─N1┌│─1─P───N────────┌││││└┐│││┴────├│┘──┐│──PQ─┌│││└-┬││┴N2┬│┴┬│▼VO──P─┐│││┘cu───ct───Rp─┐││││┘cu►2t
ઓપરેશનવર્ણન
પોઝિટિવ હાફ સાયકલNPN ટ્રાન્ઝિસ્ટર Q1 કન્ડક્ટ કરે છે, PNP ટ્રાન્ઝિસ્ટર Q2 બંધ રહે છે
નેગેટિવ હાફ સાયકલPNP ટ્રાન્ઝિસ્ટર Q2 કન્ડક્ટ કરે છે, NPN ટ્રાન્ઝિસ્ટર Q1 બંધ રહે છે
ક્રોસઓવર રીજનબંને ટ્રાન્ઝિસ્ટર લગભગ બંધ હોય છે, ક્રોસઓવર ડિસ્ટોર્શન થાય છે
બાયસ સર્કિટથોડો ફોરવર્ડ બાયસ આપીને ક્રોસઓવર ડિસ્ટોર્શન ઘટાડે છે
કાર્યક્ષમતાક્લાસ A કરતાં વધુ (સૈદ્ધાંતિક રીતે 78.5% સુધી)
હીટ ડિસિપેશનક્લાસ A કરતાં સારું કારણ કે એક સમયે માત્ર એક ટ્રાન્ઝિસ્ટર કન્ડક્ટ કરે છે

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “COPS” - Complementary transistors, Opposite conducting cycles, Push-pull operation, Symmetrical output

પ્રશ્ન 3(અ-OR) [3 ગુણ]
#

પાવર એમ્પ્લીફાયરનું વર્ગીકરણ આપો

જવાબ:

વર્ગીકરણ આધારપ્રકારો
બાયસિંગના આધારેક્લાસ A, ક્લાસ B, ક્લાસ AB, ક્લાસ C
કોન્ફિગરેશનના આધારેસિંગલ-એન્ડેડ, પુશ-પુલ, કોમ્પ્લિમેન્ટરી સિમેટ્રી
કપલિંગના આધારેRC કપલ્ડ, ટ્રાન્સફોર્મર કપલ્ડ, ડાયરેક્ટ કપલ્ડ
ફ્રિક્વન્સી રેન્જના આધારેઓડિઓ પાવર એમ્પ્લિફાયર, RF પાવર એમ્પ્લિફાયર
ઓપરેટિંગ મોડના આધારેલિનિયર, સ્વિચિંગ (ક્લાસ D, E, F)

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “ABCDE” - A, B, C classes, Direct/transformer coupling, Efficiency increases from A to C

પ્રશ્ન 3(બ-OR) [4 ગુણ]
#

વર્ગ B પુશ પુલ એમ્પ્લીફાયરની કાર્યક્ષમતા મેળવો

જવાબ:

પગલુંસમીકરણવર્ણન
1P_DC = (2 × V_CC × I_max)/πDC પાવર ઇનપુટ (દરેક ટ્રાન્ઝિસ્ટર અર્ધા ચક્ર માટે કન્ડક્ટ કરે છે)
2P_out = (V_CC × I_max)/2AC પાવર આઉટપુટ
3η = (P_out/P_DC) × 100%કાર્યક્ષમતાની વ્યાખ્યા
4η = ((V_CC × I_max)/2)/((2 × V_CC × I_max)/π) × 100%પાવર મૂલ્યો મૂકતા
5η = (π/4) × 100%સરળીકરણ કરતા
6η = 78.5%મહત્તમ સૈદ્ધાંતિક કાર્યક્ષમતા

આકૃતિ:

graph TD
    A[Class B] --> B["Maximum η = 78.5%"]
    B --> C["π/4 × 100%"]
    style A fill:#bbf,stroke:#333,stroke-width:2px

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “PIPE” - Pi divided by four Equals efficiency

પ્રશ્ન 3(ક-OR) [7 ગુણ]
#

વર્ગ A, B, C અને AB પાવર એમ્પ્લીફાયર વચ્ચે તફાવત કરો.

જવાબ:

પરિમાણક્લાસ Aક્લાસ Bક્લાસ ABક્લાસ C
કન્ડક્શન એંગલ360°180°180°-360°<180°
બાયસ પોઇન્ટલોડ લાઇનના સેન્ટરમાંકટ-ઓફ પરકટ-ઓફથી થોડું ઉપરકટ-ઓફથી નીચે
કાર્યક્ષમતા25-30%78.5%50-78.5%90% સુધી
ડિસ્ટોર્શનસૌથી ઓછુંવધારે (ક્રોસઓવર)ઓછુંખૂબ વધારે
લિનિયારિટીસારુંનબળુંસારુંનબળું
પાવર આઉટપુટઓછોમધ્યમમધ્યમવધારે
ઉપયોગોહાઇ-ફિડેલિટી ઓડિઓઓડિઓ પાવર એમ્પ્લિફાયરઓડિઓ પાવર એમ્પ્લિફાયરRF પાવર એમ્પ્લિફાયર

વેવફોર્મ તુલના:

C─l─a─s┌│┘s──A─:┐│└───C─l─a─└s┌│┘─s────B─┐│└:┐││───C─l─a┌│─└s─┘─s────│└A┐│┐─B│─:─C─l─a┌│─└s─┘─s──│└───C┐│┐─:│─

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “ABCE” - Angle decreases, Bias moves to cutoff, Conduction decreases, Efficiency increases

પ્રશ્ન 4(અ) [3 ગુણ]
#

વ્યાખ્યાયિત કરો (i) CMRR (ii) Slew rate

જવાબ:

પરિમાણવ્યાખ્યાપ્રમાણભૂત મૂલ્ય
CMRR (કોમન મોડ રિજેક્શન રેશિયો)ડિફરેન્શિયલ મોડ ગેઇનનો કોમન મોડ ગેઇન સાથેનો ગુણોત્તર, dB માં વ્યક્ત90-120 dB
CMRR = 20 log(Ad/Acm)વધારે એટલે વધુ સારું
સ્લ્યુ રેટઆઉટપુટ વોલ્ટેજના એકમ સમય દીઠ મહત્તમ ફેરફારનો દર0.5-10 V/μs
SR = dVo/dtવધારે એટલે ઝડપી પ્રતિસાદ

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “CRSR” - Common Rejection Slope Rate

પ્રશ્ન 4(બ) [4 ગુણ]
#

ઓપ-એમ્પને સમિંગ એમ્પ્લીફાયર તરીકે સમજાવો.

જવાબ:

સર્કિટ ડાયાગ્રામ:

R┌│V└R┌│V└1─1─2─2─────────────────────────┌││││─┤│─││─┤│─│└─┐│┘┐│┘───R──_─│─f─┌│││││└───>──┐││┴─┬││││││┘──│─┐│││┼││┘────V_out
ઓપરેશનવર્ણન
કાર્ય સિદ્ધાંતવર્ચ્યુઅલ ગ્રાઉન્ડ કન્સેપ્ટ - ઇન્વર્ટિંગ ઇનપુટને ગ્રાઉન્ડ પોટેન્શિયલ પર જાળવવામાં આવે છે
આઉટપુટ સમીકરણV_out = -(R_f/R1 × V1 + R_f/R2 × V2 + … + R_f/Rn × Vn)
સ્પેશિયલ કેસજ્યારે બધા ઇનપુટ રેઝિસ્ટર સમાન હોય (R1=R2=…=Rn=R), V_out = -(R_f/R) × (V1+V2+…+Vn)
ઉપયોગોઓડિઓ મિક્સર્સ, એનાલોગ કમ્પ્યુટર્સ, સિગ્નલ કંડિશનિંગ સર્કિટ્સ

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “SWAP” - Summing With Amplification Property

પ્રશ્ન 4(ક) [7 ગુણ]
#

op Amp નો ઉપયોગ કરીને નોન-ઇનવર્ટિંગ એમ્પ્લીફાયર દોરો અને વોલ્ટેજ ગેઇનનું સમીકરણ મેળવો. તેના માટે ઇનપુટ અને આઉટપુટ વેવફોર્મ પણ દોરો

જવાબ:

સર્કિટ ડાયાગ્રામ:

┌││└V───_───i───n─┌│││││┴┬││└─────────────────R┐││┘───_───f──┌││└G──┬│││┴┬││▼N───┐││┘D────┌│││││└──R─────1┐││┴┬││┘────┐│││││┼││││││┘─V─_─o─u─t──►
પરિમાણવર્ણન
વોલ્ટેજ ગેઇન સમીકરણA_v = 1 + (R_f/R1)
ઇનપુટ ઇમ્પીડન્સખૂબ ઊંચું (સામાન્ય રીતે >10⁶ Ω)
આઉટપુટ ઇમ્પીડન્સખૂબ નીચું (સામાન્ય રીતે <100 Ω)
ફેઝ શિફ્ટ0° (ઇન ફેઝ)

ઇનપુટ અને આઉટપુટ વેવફોર્મ:

IGnapiunt:_=┌││││└──1────+┐││││┘_(_R___f_/_R1)>Ou1tput_:┌││││└──────────────┐││││┘______

સમીકરણ મેળવવાની રીત:

  1. બંને ઇનપુટ પિન પર વોલ્ટેજ સરખા હોય છે (V⁺ = V⁻)
  2. આદર્શ ઓપ-એમ્પમાં ઇનવર્ટિંગ ઇનપુટ પર વોલ્ટેજ, V⁻ = V_in
  3. ફીડબેક નેટવર્કમાં વોલ્ટેજ ડિવાઇડર બને છે: V⁻ = V_out × [R1/(R1+R_f)]
  4. ઉપરના બંને સમીકરણ સરખાવીએ: V_in = V_out × [R1/(R1+R_f)]
  5. ફેરવીએ તો: V_out/V_in = (R1+R_f)/R1 = 1 + (R_f/R1)
  6. તેથી, A_v = 1 + (R_f/R1)

નોન-ઇનવર્ટિંગ એમ્પ્લીફાયરના લક્ષણો:

  • આઉટપુટ ઇનપુટ સાથે ફેઝમાં હોય છે (0° ફેઝ શિફ્ટ)
  • ઊંચો ઇનપુટ ઇમ્પીડન્સ હોવાથી આદર્શ વોલ્ટેજ એમ્પ્લીફાયર તરીકે ઉપયોગી
  • ગેઇન હંમેશા 1 કરતાં વધારે હોય છે
  • નોઇઝ રિજેક્શન ઇન્વર્ટિંગ એમ્પ્લીફાયર કરતાં ઓછું હોય છે

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “UPON” - Unity Plus One plus Noninverting gain

પ્રશ્ન 4(અ-OR) [3 ગુણ]
#

ઓપરેશનલ એમ્પ્લીફાયરનું પ્રતીક દોરો. IC 741 નો પિન ડાયાગ્રામ દોરો.

જવાબ:

ઓપ-એમ્પ પ્રતીક:

NIIIonnnnpvp-ueuitrtntv─i──n──g───S──Vu┌││┤││││┤│└+p─+-─p──l──y─┬││▼────o─O─l─p─t─-─a─A┬││▼g─m─e─p─s────V──-┐││││├││││┘─────Output

IC 741 પિન ડાયાગ્રામ:

ONfuflIIslnnepptuuV1tt-┌│├││├││├││├└─1─2─3─4──────────────┐8┤│7┤│6┤│5┤┘││││NVOOC+uftfNpsuuelttl2

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “7-PIN” - 741 Pinout INcludes power, inputs, null, output

પ્રશ્ન 4(બ-OR) [4 ગુણ]
#

વોલ્ટેજ ગેઇનની સમીકરણ સાથે ઓપ-એમ્પનું ઇન્વર્ટિંગ કન્ફિગરેશન દોરો અને સમજાવો.

જવાબ:

ઇન્વર્ટિંગ એમ્પ્લિફાયર સર્કિટ:

RV_┌│i└i─n───┌││││──┌││└─│┴───GR─────│▼N_─────Df─┌│──────│┤││┤└──┐││┴─┐││┘─┬┐│─│││││││└││││├┘───V──_──o──u──t────►─
પગલુંવર્ણન
1વર્ચ્યુઅલ ગ્રાઉન્ડ કન્સેપ્ટ લાગુ કરો (V⁻ ≈ 0)
2R_i થી પસાર થતો કરંટ: I_i = V_in/R_i
3R_f થી પસાર થતો કરંટ: I_f = -V_out/R_f
4કિર્ચોફના કરંટ સિદ્ધાંત મુજબ: I_i + I_f = 0
5તેથી, V_in/R_i = V_out/R_f
6વોલ્ટેજ ગેઇન: A_v = V_out/V_in = -R_f/R_i

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “IRON” - Inverting Ratio Of Negative feedback

પ્રશ્ન 4(ક-OR) [7 ગુણ]
#

ઓપ-એમ્પને ઇન્ટીગ્રેટર તરીકે સમજાવો.

જવાબ:

ઇન્ટીગ્રેટર સર્કિટ:

Vin┌││└────────R──────────┐││┤││└──┌││┤││└──────C──┌││└─────────────┌││┤││└──G─────││▼N┐││┴┬┴─D────┐│││├│┘─────V─┐││┘_─o─u─t──►
પરિમાણવર્ણન
ટ્રાન્સફર ફંક્શનV_out = -(1/RC) ∫V_in dt
ઇનપુટ સિગ્નલકોઈપણ વેવફોર્મ (DC, સાઇન, સ્ક્વેર, વગેરે)
કોન્સ્ટન્ટ ઇનપુટ માટે આઉટપુટરેમ્પ (રેખીય રીતે વધતું/ઘટતું)
સ્ક્વેર વેવ માટે આઉટપુટત્રિકોણાકાર વેવ
સાઇન વેવ માટે આઉટપુટકોસાઇન વેવ (90° ફેઝ શિફ્ટ)

વેવફોર્મ ટ્રાન્સફોર્મેશન:

ID─SS─nC─qi─p:─un┘u─ae∕t─r∕:─e_W┌┌│││└a─W──v┐a──ev──:e┐│││┘└:_─_─____ORTCua∕rotm∕is─pp∕ai┘u:∕nn∕tg∕e│:u∕┌l∕W─a∕a┐rv│eW:└a─ve:

પ્રેક્ટિકલ કન્સિડરેશન:

  • કેપેસિટર પર રિસેટ સ્વિચની જરૂર
  • ઇનપુટ ઓફસેટ વોલ્ટેજને કારણે સેચ્યુરેશન
  • ઓપ-એમ્પ બેન્ડવિડ્થને કારણે મર્યાદિત ફ્રિક્વન્સી રેન્જ

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “SIRT” - Signal Integration Results in Time-domain transformation

પ્રશ્ન 5(અ) [3 ગુણ]
#

સિક્વેન્શિયલ ટાઈમરની આકૃતિ દોરો.

જવાબ:

IC 555 નો ઉપયોગ કરીને સિક્વેન્શિયલ ટાઈમર સર્કિટ:

┌││└C──1──┐├│┘─────┌│┤│└R┌││┴┬││││└1─┐│├│┘──────────┌│││└───┌│┴┬│││┼││││┼│└──┐│││┘───────────────┌│┤││││┤│┤││└───762────────5(──V─┌│││└─51G──c│▼┬│┴┬│┼│└5)N┬│┘c─┐│││┘──D───8───R────2────┐│┤│││││││││┘─3──┌│││└┐│┴┬│││├││││└┐│││┘────R──3┌│┤││││┤││││└─72O──u──5(t──52p──5)u┬│▼─t─────┐│││││││││││┘Morecaadsndteabdgees

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “STTR” - Sequential Timing Through Relay-like operation

પ્રશ્ન 5(બ) [4 ગુણ]
#

બ્લોક ડાયાગ્રામનો ઉપયોગ કરીને ટાઈમર IC 555 નું કાર્ય સમજાવો

જવાબ:

IC 555 નો બ્લોક ડાયાગ્રામ:

graph TD
    A[Threshold Comparator] --> C[SR Flip-Flop]
    B[Trigger Comparator] --> C
    C --> D[Output Stage]
    C --> E[Discharge Transistor]
    F[Voltage Divider] --> A
    F --> B
    style C fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:2px

બ્લોકકાર્ય
વોલ્ટેજ ડિવાઇડર(2/3)VCC અને (1/3)VCC ના રેફરન્સ વોલ્ટેજ બનાવે છે
થ્રેશોલ્ડ કંપેરેટરથ્રેશોલ્ડ પિન વોલ્ટેજની (2/3)VCC સાથે તુલના કરે છે
ટ્રિગર કંપેરેટરટ્રિગર પિન વોલ્ટેજની (1/3)VCC સાથે તુલના કરે છે
SR ફ્લિપ-ફ્લોપકંપેરેટર ઇનપુટ્સના આધારે આઉટપુટ સ્ટેટ કંટ્રોલ કરે છે
આઉટપુટ સ્ટેજબાહ્ય લોડ ચલાવવા માટે કરંટ પ્રદાન કરે છે
ડિસ્ચાર્જ ટ્રાન્ઝિસ્ટરઆઉટપુટ લો હોય ત્યારે ટાઇમિંગ કેપેસિટર ડિસ્ચાર્જ કરે છે

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “VTTDO” - Voltage divider, Two comparators, Toggle flip-flop, Discharge, Output

પ્રશ્ન 5(ક) [7 ગુણ]
#

ટાઈમર IC 555 ના એસ્ટેબલ મલ્ટિવાઈબ્રેટર સમજાવો.

જવાબ:

એસ્ટેબલ મલ્ટિવાઈબ્રેટર સર્કિટ:

┌││└C────┐├│┘──┌│││┤│└V┌│││└──│││││││└c│▼┴┬│├│││││││││┴──c┐│││┘─────┌││┐│││││┘─R───a─────────────┌│││└─│││├│││││└┌│┤│▼┌┤│┴┬┼│├───1─8┐│││┘─────────┌┤│└─G─R────5──N─Vb┌│┤│┤│││┤││││┴──D─c─762────c─5┐││┘───DT5T───ih5r───srg────┐│││││┼││││││││││││││││┘─3──O─u─t─p─u►t
પરિમાણફોર્મ્યુલાવર્ણન
ચાર્જિંગ ટાઈમ (HIGH)t₁ = 0.693 × (Ra + Rb) × Cઆઉટપુટ HIGH સમયગાળો
ડિસ્ચાર્જિંગ ટાઈમ (LOW)t₂ = 0.693 × Rb × Cઆઉટપુટ LOW સમયગાળો
કુલ પીરિયડT = t₁ + t₂ = 0.693 × (Ra + 2Rb) × Cસંપૂર્ણ ચક્ર સમય
ફ્રિક્વન્સીf = 1.44/((Ra + 2Rb) × C)એક સેકન્ડમાં ચક્રોની સંખ્યા
ડ્યુટી સાયકલD = (Ra + Rb)/(Ra + 2Rb)કુલ સમયગાળા સાથે HIGH સમયનો ગુણોત્તર

વેવફોર્મ:

C─a─p┘21a∕//c∕33i∕VVt┌cco─│││└ccr┐∕─┘V┌│││o─∕└l┐─t│││┘a┌∕g─└e┐│││─:┘Outpu_t││││┌tV─₁o─l─││││t┐_a││││g┌te─₂:──││││┐_││││┌───││││┐____

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “FREE” - Frequency Related to External Elements

પ્રશ્ન 5(અ-OR) [3 ગુણ]
#

IC 555 નો પિન ડાયાગ્રામ દોરો.

જવાબ:

IC 555 પિન કોન્ફિગરેશન:

GTORNRUEDITSGPEGUTET1R34┌││2││└─││──│──5──5──5─────┐││││┘││8│657VcTCcDHOIRNSETCSRHHOAOLRLGDE
પિન નામપિન નંબરકાર્ય
GND1ગ્રાઉન્ડ રેફરન્સ
TRIGGER2જ્યારે < 1/3 VCC થાય ત્યારે ટાઇમિંગ સાયકલ શરૂ કરે છે
OUTPUT3આઉટપુટ ટર્મિનલ
RESET4LOW હોય ત્યારે ટાઇમિંગ સાયકલ રિસેટ કરે છે
CONTROL5થ્રેશોલ્ડ અને ટ્રિગર લેવલ કંટ્રોલ કરે છે
THRESHOLD6જ્યારે > 2/3 VCC થાય ત્યારે ટાઇમિંગ સાયકલ સમાપ્ત કરે છે
DISCHARGE7ટાઇમિંગ કેપેસિટર ડિસ્ચાર્જ કરે છે
VCC8પોઝિટિવ સપ્લાય વોલ્ટેજ (4.5V-18V)

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “GTORCTDV” - Ground, Trigger, Output, Reset, Control, Threshold, Discharge, Vcc

પ્રશ્ન 5(બ-OR) [4 ગુણ]
#

ટાઈમર IC 555 ના મોનોસ્ટેબલ મલ્ટિવાઈબ્રેટર સમજાવો.

જવાબ:

મોનોસ્ટેબલ મલ્ટિવાઈબ્રેટર સર્કિટ:

┌││└C────┐├│┘──┌│││┤│└V┌│││└──││││││└c│▼┴┬│├│││├││││││┴──c┐│││┘───────┌││┐│││││┘─R───────────T────r─────i─────g─┌│┤│▼┌┤│││┤│││┼│└g──1─87──e─────r──G─D────N─Vi──┌│┘─D─cs─────c────────┌││└──┌││┤│┤│││┤│││┴┬┼│││▼──62┐││┘─4──5─┐│││││┼││││T5T─R─3h5r─S─rg─T──O─││││││││││││┘u─t─p─u►t
પરિમાણવર્ણન
ટ્રિગરપિન 2 પર નેગેટિવ એજ ટ્રિગર્ડ (<1/3 VCC)
પલ્સ વિડ્થT = 1.1 × R × C સેકન્ડ
ઓપરેટિંગ સ્ટેટ્સસ્ટેબલ સ્ટેટ (આઉટપુટ LOW) અને ક્વાસી-સ્ટેબલ સ્ટેટ (આઉટપુટ HIGH)
રિસેટરિસેટ પિનને LOW કરીને વહેલા સમાપ્ત કરી શકાય છે

મોનોસ્ટેબલ ઓપરેશન:

  1. આઉટપુટ સામાન્ય રીતે LOW રહે છે
  2. નેગેટિવ ટ્રિગર પલ્સ ટાઇમિંગ સાયકલ શરૂ કરે છે
  3. આઉટપુટ T સમયગાળા માટે HIGH જાય છે
  4. સમય T પછી, આઉટપુટ LOW પર પાછો આવે છે
  5. ટાઇમિંગ સાયકલ દરમિયાન સર્કિટ વધારાના ટ્રિગર પલ્સને અવગણે છે

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “OPTS” - One Pulse Timed by Single trigger

પ્રશ્ન 5(ક-OR) [7 ગુણ]
#

ટાઈમર IC 555 ના બાઈસ્ટેબલ મલ્ટિવાઈબ્રેટર સમજાવો.

જવાબ:

બાઈસ્ટેબલ મલ્ટિવાઈબ્રેટર સર્કિટ:

RS─SS─ew─ew─si─ti─et─t─tc─c─h─h───────────┌│┤└┌││┤└────V┌│││└┴oo─││┴oo─││││└c│▼┴┬│├│││├││││││││─││──││──c┐│││┘──┐─┘┐─│┘──────R─────1──────────────┌│┤│▼─────1─────┌┤│││┤│││││││││┤│││││┤│││││┴G─8462─N──D─R5TT──VS5HR──cT5RG──c────┌││││││││││││││││││││┘────┐│││││┼│││││││││││││││││││││││││─3──O─u─t─p─u►t
સ્ટેટશરતઆઉટપુટ
સેટ સ્ટેટટ્રિગર પિન (2) ક્ષણભર માટે 1/3 VCC કરતાં નીચે ખેંચવામાં આવેHIGH
રિસેટ સ્ટેટરિસેટ પિન (4) ક્ષણભર માટે LOW ખેંચવામાં આવેLOW
મેમોરી ફંક્શનઇનપુટ દ્વારા બદલાય નહીં ત્યાં સુધી સ્ટેટ જાળવે છેકોઈપણ સ્ટેટમાં સ્થિર

બાઈસ્ટેબલ ઓપરેશન:

  1. સર્કિટના બે સ્થિર સ્ટેટ છે (HIGH અથવા LOW)
  2. SET ઇનપુટ (ટ્રિગર) આઉટપુટને HIGH બનાવે છે
  3. RESET ઇનપુટ આઉટપુટને LOW બનાવે છે
  4. કોઈ ટાઇમિંગ ઘટકોની જરૂર નથી
  5. બેઝિક લેચ અથવા ફ્લિપ-ફ્લોપ તરીકે કાર્ય કરે છે

ઉપયોગો:

  • ટોગલ સ્વિચ
  • મેમોરી એલિમેન્ટ્સ
  • બાઉન્સ-ફ્રી સ્વિચિંગ
  • લેવલ શિફ્ટિંગ
  • પુશ-બટન ON/OFF કંટ્રોલ

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “SRSS” - Set-Reset Stable States

સંબંધિત

લિનિયર ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ (4341105) - શિયાળો 2023 સોલ્યુશન
14 મિનિટ
અભ્યાસ-સામગ્રી સોલ્યુશન લિનિયર-ઇન્ટિગ્રેટેડ-સર્કિટ 4341105 2023 શિયાળો
ડેટાબેઝ મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ (1333204) - વિન્ટર 2023 સોલ્યુશન
16 મિનિટ
અભ્યાસ-સામગ્રી સોલ્યુશન ડેટાબેઝ 1333204 2023 વિન્ટર
ડેટા સ્ટ્રક્ચર અને એપ્લિકેશન (1333203) - વિન્ટર 2023 સોલ્યુશન
24 મિનિટ
અભ્યાસ-સામગ્રી સોલ્યુશન ડેટા-સ્ટ્રક્ચર 1333203 2023 વિન્ટર
કોમ્યુનિકેશન એન્જિનીયરિંગ (1333201) - વિન્ટર 2023 સોલ્યુશન
24 મિનિટ
અભ્યાસ-સામગ્રી ઉકેલો કોમ્યુનિકેશન-એન્જિનીયરિંગ 1333201 2023 વિન્ટર
ફંડામેન્ટલ્સ ઓફ ઇલેક્ટ્રોનિક્સ (4311102) - વિન્ટર 2024 સોલ્યુશન
20 મિનિટ
Study-Material Solutions Electronics 4311102 2024 Winter
ઇલેક્ટ્રોનિક સર્કિટ્સ એન્ડ એપ્લિકેશન્સ (4321103) - વિન્ટર 2024 સોલ્યુશન
19 મિનિટ
Study-Material Solutions Electronic-Circuits 4321103 2024 Winter