કોમ્યુનિકેશન એન્જિનીયરિંગ (1333201) - વિન્ટર 2023 સોલ્યુશન

#

પ્રશ્ન 1(અ) [3 ગુણ]

#

વ્યાખ્યા આપો: (અ) Amplitude Modulation, (બ) Frequency Modulation અને (ક) Phase Modulation

જવાબ:

કોષ્ટક: મોડ્યુલેશન પ્રકારો

મનેમોનિક: “A-F-P: Amplitude બદલાય છે, Frequency ખસે છે, Phase સમાયોજિત થાય છે”

પ્રશ્ન 1(બ) [4 ગુણ]

#

મોડ્યુલેશનની જરૂરિયાત સમજાવો.

જવાબ:

કોષ્ટક: મોડ્યુલેશનની જરૂરિયાત

આકૃતિ:

graph TD
    A[મોડ્યુલેશનની જરૂરિયાત] --> B[પ્રેક્ટિકલ એન્ટેના સાઈઝ]
    A --> C[ઇન્ટરફેરન્સ ઘટાડો]
    A --> D[રેન્જ વિસ્તરણ]
    A --> E[મલ્ટિપ્લેક્સિંગ]

મનેમોનિક: “PIRM: પ્રેક્ટિકલ એન્ટેના, ઇન્ટરફેરન્સ ઘટાડો, રેન્જ વિસ્તરણ, મલ્ટિપ્લેક્સિંગ”

પ્રશ્ન 1(ક) [7 ગુણ]

#

અમ્પ્લિટુડ મોડ્યુલેશનમાં મોડ્યુલેટિંગ સિગ્નલને 3V નું અમ્પ્લિટુડ અને 1 KHz ની ફ્રિક્વન્સી છે જ્યારે કેરિયર સિગ્નલને 10 V નું અમ્પ્લિટુડ અને 30 KHz ની ફ્રિક્વન્સી છે. મોડ્યુલેશન ઇન્ડેક્સ, સાઇડબેન્ડ ફ્રીક્વન્સીઝ અને તેમના અમ્પ્લિટુડ શોધો તેમજ આ AM વેવનું સ્પેક્ટ્રમ દોરો.

જવાબ:

કોષ્ટક: આપેલ માહિતી

ગણતરી:

• મોડ્યુલેશન ઇન્ડેક્સ (m) = Am/Ac = 3/10 = 0.3
• સાઇડબેન્ડ ફ્રિક્વન્સી = fc ± fm = 30 ± 1 = 29 kHz અને 31 kHz
• સાઇડબેન્ડ અમ્પ્લિટુડ = m × Ac/2 = 0.3 × 10/2 = 1.5 V

આકૃતિ: AM સ્પેક્ટ્રમ

મનેમોનિક: “LSB-C-USB: લોઅર સાઇડબેન્ડ, કેરિયર, અપર સાઇડબેન્ડ 29-30-31 પર”

પ્રશ્ન 1(ક) OR [7 ગુણ]

#

કેરિયર પાવર અને મોડુલેટેડ સિગ્નલ પાવરના મેથેમેટિકલ ઇક્વેશન તારવો.

જવાબ:

મેથેમેટિકલ રિલેશન:

• કેરિયર સિગ્નલ: c(t) = Ac cos(2πfc·t)
• મોડ્યુલેટિંગ સિગ્નલ: m(t) = Am cos(2πfm·t)
• AM સિગ્નલ: s(t) = Ac[1 + m·cos(2πfm·t)]·cos(2πfc·t)

કોષ્ટક: AM માં પાવર વિતરણ

આકૃતિ: પાવર વિતરણ

pie
    title "AM માં પાવર વિતરણ (m=1)"
    "કેરિયર પાવર" : 66.7
    "સાઇડબેન્ડ પાવર" : 33.3

• મોડ્યુલેશન કાર્યક્ષમતા = Ps/Pt = (m²/2)/(1 + m²/2) × 100%

મનેમોનિક: “કુલ પાવર = કેરિયર પાવર × (1 + m²/2)”

પ્રશ્ન 2(અ) [3 ગુણ]

#

AM અને FM ની સરખામણી કરો.

જવાબ:

કોષ્ટક: AM અને FM વચ્ચે તુલના

મનેમોનિક: “ABNPC: અમ્પ્લિટુડ/બેન્ડવિડ્થ/નોઇઝ/પાવર/જટિલતા તફાવત”

પ્રશ્ન 2(બ) [4 ગુણ]

#

સર્કિટ ડાયાગ્રામની મદદથી એન્વલેપ ડિટેક્ટરને સમજાવો.

જવાબ:

આકૃતિ: એન્વલેપ ડિટેક્ટર સર્કિટ

કોષ્ટક: એન્વલેપ ડિટેક્ટર ઘટકો

ટાઈમ કોન્સ્ટન્ટ સિલેક્શન:

• 1/fm « RC « 1/fc (યોગ્ય એન્વેલોપ ડિટેક્શન માટે)

મનેમોનિક: “DCR: ડાયોડ રેક્ટિફાય કરે છે, કેપેસિટર ચાર્જ થાય છે, રેઝિસ્ટર ડિસ્ચાર્જ કરે છે”

પ્રશ્ન 2(ક) [7 ગુણ]

#

સુપરહીટરોડાઈન રીસીવરનો બ્લોક ડાયાગ્રામ દોરો અને સમજાવો.

જવાબ:

આકૃતિ: સુપરહીટરોડાઈન રીસીવર

graph 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]

કોષ્ટક: સુપરહીટરોડાઈન રીસીવર બ્લોક્સના કાર્યો

મનેમોનિક: “RLMIDS: RF, લોકલ ઓસિલેટર, મિક્સર, IF, ડિટેક્ટર, સ્પીકર”

પ્રશ્ન 2(અ) OR [3 ગુણ]

#

નીચેના શબ્દો વ્યાખ્યાયિત કરો: (અ) Sensitivity અને (બ) Selectivity

જવાબ:

કોષ્ટક: રિસીવર લક્ષણો

આકૃતિ: સિલેક્ટિવિટી કર્વ

મનેમોનિક: “SS: સિગ્નલ સ્ટ્રેન્થ ફોર સેન્સિટિવિટી, સિગ્નલ સેપરેશન ફોર સિલેક્ટિવિટી”

પ્રશ્ન 2(બ) OR [4 ગુણ]

#

જનરલ કમ્યુનિકેશનના બ્લોક ડાયાગ્રામનું વર્ણન કરો

જવાબ:

આકૃતિ: જનરલ કમ્યુનિકેશન સિસ્ટમ

graph LR
    A[ઇન્ફોર્મેશન સોર્સ] --> B[ટ્રાન્સમીટર]
    B --> C[ચેનલ]
    C --> D[રિસીવર]
    D --> E[ડેસ્ટિનેશન]
    F[નોઇઝ સોર્સ] --> C

કોષ્ટક: કમ્યુનિકેશન સિસ્ટમના ઘટકો

મનેમોનિક: “I-T-C-R-D: ઇન્ફોર્મેશન ટ્રાવેલ્સ કેરફુલી, રીચેસ ડેસ્ટિનેશન”

પ્રશ્ન 2(ક) OR [7 ગુણ]

#

સુપરહીટરોડાઈન FM રીસીવરનો બ્લોક ડાયાગ્રામ દોરો અને સમજાવો.

જવાબ:

આકૃતિ: સુપરહીટરોડાઈન FM રીસીવર

graph LR
    A[એન્ટેના] --> B[RF એમ્પ્લિફાયર]
    B --> C[મિક્સર]
    D[લોકલ ઓસિલેટર] --> C
    C --> E[IF એમ્પ્લિફાયર]
    E --> F[લિમિટર]
    F --> G[FM ડિસ્ક્રિમિનેટર]
    G --> H[ડી-એમ્ફેસિસ]
    H --> I[AF એમ્પ્લિફાયર]
    I --> J[સ્પીકર]

કોષ્ટક: FM રિસીવરમાં વધારાના ઘટકો

FM રિસીવરની વિશિષ્ટ બાબતો:

• વધુ પહોળી બેન્ડવિડ્થ IF એમ્પ્લિફાયર (AM માટે 10 kHz ની સરખામણીમાં 200 kHz) વાપરે છે
• નોઇઝ ઘટાડવા માટે લિમિટર સ્ટેજની જરૂર પડે છે
• FM ડિમોડ્યુલેશન માટે વિશિષ્ટ ડિસ્ક્રિમિનેટર વાપરે છે

મનેમોનિક: “MILD: મિક્સર, IF, લિમિટર, ડિસ્ક્રિમિનેટર - FM રિસેપ્શનમાં મુખ્ય ઘટકો”

પ્રશ્ન 3(અ) [3 ગુણ]

#

વેવફોર્મ ટાઈમ અને ફ્રિક્વન્સી ડોમેન માં દોરો (અ) Impulse અને (બ) Pulse

જવાબ:

કોષ્ટક: Impulse અને Pulse લક્ષણો

આકૃતિ: Impulse અને Pulse

મનેમોનિક: “I-P: Impulse એ Pinpoint સ્પાઇક છે, Pulse ને Persistent પહોળાઈ છે”

પ્રશ્ન 3(બ) [4 ગુણ]

#

અંડર સેમ્પલિંગ અને ક્રિટિકલ સેમ્પલિંગનું વર્ણન કરો

જવાબ:

કોષ્ટક: સેમ્પલિંગના પ્રકારો

આકૃતિ: અંડર સેમ્પલિંગ vs ક્રિટિકલ સેમ્પલિંગ

મનેમોનિક: “UCO: અંડર (fs<2fm), ક્રિટિકલ (fs=2fm), ઓવર (fs>2fm)”

પ્રશ્ન 3(ક) [7 ગુણ]

#

PAM, PWM અને PPM સિગ્નલોને વેવફોર્મ સાથે જણાવો.

જવાબ:

કોષ્ટક: પલ્સ મોડ્યુલેશન ટેકનિક્સ

આકૃતિ: PAM, PWM, PPM વેવફોર્મ્સ

મનેમોનિક: “APP: અમ્પ્લિટુડ, પોઝિશન, પલ્સ-વિડ્થ અનુક્રમે બદલાય છે”

પ્રશ્ન 3(અ) OR [3 ગુણ]

#

સેમ્પલિંગ થીયરમ જણાવો અને સમજાવો.

જવાબ:

સેમ્પલિંગ થીયરમ સ્ટેટમેન્ટ: “બેન્ડ-લિમિટેડ કન્ટિન્યુઅસ-ટાઈમ સિગ્નલને તેના સેમ્પલ્સ દ્વારા સંપૂર્ણપણે રજૂ કરી શકાય છે અને પુનઃપ્રાપ્ત કરી શકાય છે, જો સેમ્પલિંગ ફ્રિક્વન્સી સિગ્નલમાં ઉચ્ચતમ ફ્રિક્વન્સી ઘટકના ઓછામાં ઓછી બે ગણી હોય.”

કોષ્ટક: સેમ્પલિંગ થીયરમના મુખ્ય તત્વો

આકૃતિ: યોગ્ય સેમ્પલિંગ

મનેમોનિક: “2F: ફ્રિક્વન્સીને તેની ઉચ્ચતમ ફ્રિક્વન્સીના ઓછામાં ઓછા બે ગણા પર સેમ્પલ કરવી જોઈએ”

પ્રશ્ન 3(બ) OR [4 ગુણ]

#

કોન્ટાઇજેશન સમજાવો.

જવાબ:

કોષ્ટક: ક્વોન્ટાઈઝેશન કોન્સેપ્ટ્સ

આકૃતિ: ક્વોન્ટાઈઝેશન પ્રક્રિયા

મનેમોનિક: “LSED: લેવલ્સ, સ્ટેપ સાઈઝ, એરર, ડિસ્ક્રીટ વેલ્યુ”

પ્રશ્ન 3(ક) OR [7 ગુણ]

#

કમ્પાન્ડિંગને વિગતવાર સમજાવો.

જવાબ:

કોષ્ટક: કમ્પાન્ડિંગ કોન્સેપ્ટ્સ

આકૃતિ: કમ્પાન્ડિંગ પ્રક્રિયા

graph LR
    A[ઇનપુટ સિગ્નલ] --> B[કમ્પ્રેસર]
    B --> C[યુનિફોર્મ ક્વોન્ટાઈઝર]
    C --> D[ડિજિટલ ટ્રાન્સમિશન]
    D --> E[ડિજિટલ રિસેપ્શન]
    E --> F[એક્સપાન્ડર]
    F --> G[આઉટપુટ સિગ્નલ]

કમ્પાન્ડિંગ લો:

• μ-law: y = sgn(x) × ln(1+μ|x|)/ln(1+μ) જ્યાં μ = 255 USA માં
• A-law: y = sgn(x) × A|x|/(1+ln(A)) જ્યારે |x| < 1/A y = sgn(x) × (1+ln(A|x|))/(1+ln(A)) જ્યારે 1/A ≤ |x| ≤ 1

મનેમોનિક: “CEQS: કમ્પ્રેસ, એનકોડ, ક્વોન્ટાઈઝ, સેન્ડ; પછી ડિકોડ, એક્સપાન્ડ, રિકવર”

પ્રશ્ન 4(અ) [3 ગુણ]

#

ડેલ્ટા મોડ્યુલેશન સમજાવો

જવાબ:

કોષ્ટક: ડેલ્ટા મોડ્યુલેશન કોન્સેપ્ટ્સ

આકૃતિ: ડેલ્ટા મોડ્યુલેશન

મનેમોનિક: “1B1S: 1-બિટ, 1-સ્ટેપ ટ્રેકિંગ”

પ્રશ્ન 4(બ) [4 ગુણ]

#

PCM ના ફાયદા અને ગેરફાયદા લખો

જવાબ:

કોષ્ટક: PCM ના ફાયદા અને ગેરફાયદા

આકૃતિ: PCM સિસ્ટમ ઓવરવ્યુ

graph TD
    A[એનાલોગ સિગ્નલ] --> B[સેમ્પલિંગ]
    B --> C[ક્વોન્ટાઈઝેશન]
    C --> D[એનકોડિંગ]
    D --> E[ડિજિટલ ટ્રાન્સમિશન]
    E --> F[ડિકોડિંગ]
    F --> G[રિકન્સ્ટ્રક્શન]
    G --> H[એનાલોગ આઉટપુટ]

મનેમોનિક: “NCSMP: નોઇઝ ઇમ્યુનિટી, કમ્પેટિબલ વિથ ડિજિટલ, સિક્યોર, મલ્ટિપ્લેક્સિંગ, પ્રોસેસિંગ બેનિફિટ્સ”

પ્રશ્ન 4(ક) [7 ગુણ]

#

PCM-TDM સિસ્ટમનો બ્લોક ડાયાગ્રામ દોરો અને સમજાવો.

જવાબ:

આકૃતિ: PCM-TDM સિસ્ટમ

graph LR
    subgraph "ટ્રાન્સમીટર"
    A1[એનાલોગ ઇનપુટ 1] --> B1[એન્ટી-એલિયાસિંગ ફિલ્ટર]
    B1 --> C1[સેમ્પલ & હોલ્ડ]
    A2[એનાલોગ ઇનપુટ 2] --> B2[એન્ટી-એલિયાસિંગ ફિલ્ટર]
    B2 --> C2[સેમ્પલ & હોલ્ડ]
    A3[એનાલોગ ઇનપુટ 3] --> B3[એન્ટી-એલિયાસિંગ ફિલ્ટર]
    B3 --> C3[સેમ્પલ & હોલ્ડ]
    C1 & C2 & C3 --> D[મલ્ટીપ્લેક્સર]
    D --> E[ક્વોન્ટાઈઝર]
    E --> F[એનકોડર]
    F --> G[ફ્રેમ જનરેટર]
    end
    
    G --> H[ટ્રાન્સમિશન ચેનલ]
    
    subgraph "રિસીવર"
    H --> I[ફ્રેમ સિન્ક્રોનાઈઝર]
    I --> J[ડિકોડર]
    J --> K[ડિમલ્ટીપ્લેક્સર]
    K --> L1[રિકન્સ્ટ્રક્શન ફિલ્ટર 1]
    K --> L2[રિકન્સ્ટ્રક્શન ફિલ્ટર 2]
    K --> L3[રિકન્સ્ટ્રક્શન ફિલ્ટર 3]
    L1 --> M1[આઉટપુટ 1]
    L2 --> M2[આઉટપુટ 2]
    L3 --> M3[આઉટપુટ 3]
    end

કોષ્ટક: PCM-TDM સિસ્ટમ ઘટકો

મનેમોનિક: “SAMPLER: સેમ્પલ, એમ્પ્લિફાય, મલ્ટિપ્લેક્સ, પ્રોસેસ, લિમિટ, એનકોડ, રિકન્સ્ટ્રક્ટ”

પ્રશ્ન 4(અ) OR [3 ગુણ]

#

સ્લોપ ઓવરલોડ એરરનું વર્ણન કરો.

જવાબ:

કોષ્ટક: સ્લોપ ઓવરલોડ એરર

આકૃતિ: સ્લોપ ઓવરલોડ એરર

મનેમોનિક: “SOS: સિગ્નલ ઓવરટેક્સ સ્ટેપ્સ જ્યારે સ્લોપ સ્ટીપ હોય”

પ્રશ્ન 4(બ) OR [4 ગુણ]

#

ડિફરન્શિયલ PCM નું ટ્રાન્સમીટર સમજાવો

જવાબ:

આકૃતિ: DPCM ટ્રાન્સમીટર

graph LR
    A[એનાલોગ ઇનપુટ] --> B[સેમ્પલ & હોલ્ડ]
    B --> C[ડિફરન્સ કેલ્ક્યુલેટર]
    C --> D[ક્વોન્ટાઈઝર]
    D --> E[એનકોડર]
    E --> F[ડિજિટલ આઉટપુટ]
    E --> G[ડિકોડર]
    G --> H[પ્રેડિક્ટર]
    H --> C

કોષ્ટક: DPCM ટ્રાન્સમીટર ઘટકો

મુખ્ય ફાયદો:

• ફક્ત સળંગ સેમ્પલ્સ વચ્ચેનો તફાવત ટ્રાન્સમિટ કરે છે
• સ્ટાન્ડર્ડ PCM ની સરખામણીમાં બિટ રેટ ઘટાડે છે

મનેમોનિક: “SDQEP: સેમ્પલ, ડિફરન્સ, ક્વોન્ટાઈઝ, એનકોડ, પ્રેડિક્ટ”

પ્રશ્ન 4(ક) OR [7 ગુણ]

#

વિગતવાર PCM ટ્રાન્સમીટર સમજાવો

જવાબ:

આકૃતિ: PCM ટ્રાન્સમીટર

graph LR
    A[એનાલોગ ઇનપુટ] --> B[એન્ટી-એલિયાસિંગ ફિલ્ટર]
    B --> C[સેમ્પલ & હોલ્ડ]
    C --> D[ક્વોન્ટાઈઝર]
    D --> E[એનકોડર]
    E --> F[ડિજિટલ આઉટપુટ]

કોષ્ટક: PCM ટ્રાન્સમીટર ઘટકોની વિગત

સિગ્નલ પ્રોસેસિંગ વિગતો:

• ટાઈમ ડોમેન: Ts = 1/fs અંતરે સેમ્પલિંગ
• અમ્પ્લિટુડ ડોમેન: સતત અમ્પ્લિટ્યુડને 2ⁿ ડિસ્ક્રીટ લેવલમાં ક્વોન્ટાઈઝિંગ
• કોડ ડોમેન: લેવલ્સને n-બિટ બાઇનરી કોડમાં રૂપાંતરિત કરવું

મનેમોનિક: “SAFE-Q: સેમ્પલ એન્ડ ફિલ્ટર, ધેન એનકોડ આફ્ટર ક્વોન્ટાઈઝિંગ”

પ્રશ્ન 5(અ) [3 ગુણ]

#

PCM અને DMની સરખામણી કરો

જવાબ:

કોષ્ટક: PCM અને DM વચ્ચે તુલના

મનેમોનિક: “BCSBS: બિટ રેટ, કમ્પ્લેક્સિટી, સિગ્નલ ક્વોલિટી, બેન્ડવિડ્થ, સેમ્પલિંગ”

પ્રશ્ન 5(બ) [4 ગુણ]

#

વ્યાખ્યા આપો: (અ) Antenna (બ) Radiation pattern (ક) Directivity અને (ડ) Polarization

જવાબ:

કોષ્ટક: એન્ટેના શબ્દાવલી

આકૃતિ: રેડિએશન પેટર્ન

મનેમોનિક: “ARDP: એન્ટેના રેડિએટ વિથ ડિરેક્ટિવિટી એન્ડ પોલરાઈઝેશન”

પ્રશ્ન 5(ક) [7 ગુણ]

#

સંક્ષિપ્ત નોંધ લખો (અ) સ્માર્ટ એન્ટેના (બ) પેરાબોલિક રિફ્લેક્ટર એન્ટેના

જવાબ:

(અ) સ્માર્ટ એન્ટેના

#

કોષ્ટક: સ્માર્ટ એન્ટેના લક્ષણો

આકૃતિ: સ્માર્ટ એન્ટેના સિસ્ટમ

graph TD
    A[એન્ટેના એરે] --> B[RF ફ્રન્ટ એન્ડ]
    B --> C[ડિજિટલ સિગ્નલ પ્રોસેસર]
    C --> D[બીમ ફોર્મિંગ અલ્ગોરિધમ]
    D --> B

(બ) પેરાબોલિક રિફ્લેક્ટર એન્ટેના

#

કોષ્ટક: પેરાબોલિક રિફ્લેક્ટર લક્ષણો

આકૃતિ: પેરાબોલિક રિફ્લેક્ટર

મનેમોનિક: “PFHS: પેરાબોલિક ફોકસ ગિવ્સ હાઇ સિગ્નલ સ્ટ્રેન્થ”

પ્રશ્ન 5(અ) OR [3 ગુણ]

#

માઇક્રોસ્ટ્રીપ એન્ટેના પર ટૂંકી નોંધ લખો

જવાબ:

કોષ્ટક: માઇક્રોસ્ટ્રીપ એન્ટેના લક્ષણો

આકૃતિ: માઇક્રોસ્ટ્રીપ પેચ એન્ટેના

મનેમોનિક: “PDGF: પેચ ઓન ડાયલેક્ટ્રિક વિથ ગ્રાઉન્ડ પ્લેન ગિવ્સ ફ્લેટ પ્રોફાઇલ”

પ્રશ્ન 5(બ) OR [4 ગુણ]

#

EM વેવ સ્પેક્ટ્રમ, તેની ફ્રીક્વન્સી રેન્જ અને તેની એપ્લિકેશન્સ સમજાવો.

જવાબ:

કોષ્ટક: EM વેવ સ્પેક્ટ્રમ અને એપ્લિકેશન્સ

આકૃતિ: EM વેવ સ્પેક્ટ્રમ

graph LR
    A[રેડિઓ] --> B[માઇક્રોવેવ]
    B --> C[IR]
    C --> D[વિઝિબલ]
    D --> E[UV]
    E --> F[X-Ray]
    F --> G[ગામા]
    
    style A fill:#0077be
    style B fill:#00a2e8
    style C fill:#ff7f00
    style D fill:#ffff00
    style E fill:#8a2be2
    style F fill:#0f52ba
    style G fill:#800080

મનેમોનિક: “RVMIXG: રેડિઓ, વિઝિબલ, માઇક્રોવેવ, ઇન્ફ્રારેડ, X-રે, ગામા”

પ્રશ્ન 5(ક) OR [7 ગુણ]

#

સંક્ષિપ્ત નોંધ લખો (અ) Space Wave Propagation અને (બ) Ground Wave Propagation પર સંક્ષિપ્ત નોંધ લખો.

જવાબ:

(અ) Space Wave Propagation

#

કોષ્ટક: Space Wave Propagation લક્ષણો

આકૃતિ: Space Wave Propagation

(બ) Ground Wave Propagation

#

કોષ્ટક: Ground Wave Characteristics

આકૃતિ: Ground Wave Propagation

મનેમોનિક: “SHGM: સ્પેસ વેવ્સ ગો હાઇ, ગ્રાઉન્ડ વેવ્સ હગ મીડિયમ સરફેસ”