Communication Engineering (1333201) - Winter 2024 Solution (Gujarati)

પ્રશ્ન 1(અ) [3 ગુણ]

#

મોડ્યુલેશનશું છે? તેની શું જરૂર છે?

જવાબ: મોડ્યુલેશન એ એક પ્રક્રિયા છે જેમાં માહિતી ધરાવતા મોડ્યુલેટિંગ સિગ્નલ દ્વારા ઉચ્ચ આવૃત્તિના કેરિયર સિગ્નલના એક અથવા વધુ ગુણધર્મોમાં ફેરફાર કરવામાં આવે છે.

કોષ્ટક: મોડ્યુલેશનની જરૂરિયાત

• વ્યવહારુ ટ્રાન્સમિશન: ઓછી આવૃત્તિના માહિતી સિગ્નલને વાયરલેસ ટ્રાન્સમિશન માટે યોગ્ય બનાવે છે
• સિગ્નલ અલગીકરણ: વિવિધ સિગ્નલોને એકસાથે ટ્રાન્સમિટ કરવા સક્ષમ બનાવે છે

સૂત્ર: “RARE Messages” (Range, Antenna, Reduce interference, Enable multiplexing)

પ્રશ્ન 1(બ) [4 ગુણ]

#

AM અને FM ની સરખામણી કરો.

જવાબ:

કોષ્ટક: AM અને FM વચ્ચેનો તફાવત

સૂત્ર: “BANC-QA” (Bandwidth, Amplitude/frequency, Noise, Complexity, Quality, Applications)

પ્રશ્ન 1(ક) [7 ગુણ]

#

AM મોડ્યુલેશન વેવફોર્મ સાથે સમજાવો અને મોડ્યુલેટેડ સિગ્નલ માટે વોલ્ટેજ સમીકરણ મેળવો. DSBFC AM ફ્રીક્વન્સી સ્પેક્ટ્રમ દોરો.

જવાબ:

એમ્પલિટ્યૂડ મોડ્યુલેશન (AM) એ એક તકનીક છે જેમાં કેરિયર વેવની એમ્પલિટ્યૂડ મોડ્યુલેટિંગ સિગ્નલની તત્કાલીન એમ્પલિટ્યૂડના પ્રમાણમાં બદલાય છે.

વોલ્ટેજ સમીકરણ:

• કેરિયર સિગ્નલ: v₁(t) = A₁ sin(ωct)
• મોડ્યુલેટિંગ સિગ્નલ: v₂(t) = A₂ sin(ωmt)
• મોડ્યુલેટેડ સિગ્નલ: v(t) = A₁[1 + m sin(ωmt)] sin(ωct)
• જ્યાં m = A₂/A₁ (મોડ્યુલેશન ઇન્ડેક્સ)

આકૃતિ: AM વેવફોર્મ

graph TD
    subgraph "AM Waveform"
    A[Carrier Wave] --> D[Modulated Wave]
    B[Modulating Signal] --> D
    end
    style D fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:2px

DSBFC AM નું ફ્રિક્વન્સી સ્પેક્ટ્રમ

• બેન્ડવિડ્થ: AM સિગ્નલની બેન્ડવિડ્થ 2 × fm છે
• સાઇડબેન્ડ્સ: અપર સાઇડબેન્ડ (USB) fc+fm પર અને લોઅર સાઇડબેન્ડ (LSB) fc-fm પર
• પાવર વિતરણ: કેરિયર અને બે સાઇડબેન્ડસમાં

સૂત્ર: “CAM-SIP” (Carrier Amplitude Modified, Sidebands In Pair)

પ્રશ્ન 1(ક) OR [7 ગુણ]

#

AM માં કુલ પાવર માટે સમીકરણ મેળવો, DSB અને SSB માં પાવર બચતની ટકાવારીની ગણતરી કરો.

જવાબ:

AM માં કુલ પાવરનું વ્યુત્પાદન:

• AM સિગ્નલ: v(t) = A₁[1 + m sin(ωmt)] sin(ωct)
• કુલ પાવર: P = P₍carrier₎ + P₍sidebands₎
• P₍carrier₎ = A₁²/2
• P₍sidebands₎ = A₁²m²/4

કોષ્ટક: AM માં પાવર વિતરણ

પાવર બચત:

• DSB-SC: 100% કેરિયર પાવર બચે (કુલ પાવરનો 66.67%)

  • માત્ર સાઇડબેન્ડ્સ ટ્રાન્સમિટ થાય છે
  • ટકાવારી બચત = (P₍c₎/P₍t₎) × 100 = 66.67%

• SSB: 50% સાઇડબેન્ડ પાવર + 100% કેરિયર પાવર બચે

  • એક સાઇડબેન્ડ + કેરિયર દૂર કરેલ છે
  • ટકાવારી બચત = (P₍c₎ + P₍s₎/2)/P₍t₎ × 100 = 83.33%

આકૃતિ: પાવર વિતરણ

સૂત્ર: “CAST-83” (Carrier And Sideband Transmission, 83% saved in SSB)

પ્રશ્ન 2(અ) [3 ગુણ]

#

વ્યાખ્યાયિત કરો (1) AM માટે મોડ્યુલેશન ઇન્ડેક્સ (2) FM માટે મોડ્યુલેશન ઇન્ડેક્સ.

જવાબ:

કોષ્ટક: મોડ્યુલેશન ઇન્ડેક્સની વ્યાખ્યાઓ

• AM મોડ્યુલેશન ઇન્ડેક્સ: એમ્પલિટ્યૂડ વેરિએશન અને પાવર વિતરણ નિયંત્રિત કરે છે
• FM મોડ્યુલેશન ઇન્ડેક્સ: બેન્ડવિડ્થ અને સિગ્નલ ગુણવત્તા નિર્ધારિત કરે છે

સૂત્ર: “ARM-FDM” (Amplitude Ratio for Modulation, Frequency Deviation for Modulation)

પ્રશ્ન 2(બ) [4 ગુણ]

#

એન્વેલપ ડિટેક્ટર માટે બ્લોક ડાયાગ્રામ દોરો અને સમજાવો.

જવાબ:

આકૃતિ: એન્વેલપ ડિટેક્ટર

કોષ્ટક: ઘટકો અને તેમના કાર્યો

• કાર્યપ્રણાલી: ડાયોડ માત્ર પોઝિટિવ અર્ધ-ચક્રો દરમિયાન કન્ડક્ટ કરે છે
• સમય અચળાંક: RC એટલું મોટું હોવું જોઈએ કે રિપલ ન આવે પરંતુ મોડ્યુલેશનને અનુસરવા માટે પૂરતું નાનું હોવું જોઈએ
• શરત: RC » 1/fc પરંતુ RC « 1/fm

સૂત્ર: “DEER” (Diode Extracts Envelope Representation)

પ્રશ્ન 2(ક) [7 ગુણ]

#

FM રેડિયો રીસીવરનો બ્લોક ડાયાગ્રામ દોરો અને દરેક બ્લોકની કામગીરી સમજાવો.

જવાબ:

આકૃતિ: FM રેડિયો રીસીવર

flowchart LR
    A[Antenna] --> B[RF Amplifier]
    B --> C[Mixer]
    D[Local Oscillator] --> C
    C --> E[IF Amplifier]
    E --> F[Limiter]
    F --> G[FM Discriminator]
    G --> H[Audio Amplifier]
    H --> I[Speaker]

કોષ્ટક: દરેક બ્લોકનાં કાર્યો

• સુપરહેટરોડાઈન પ્રિન્સિપલ: ફિક્સ્ડ IF પર સિગ્નલ પ્રોસેસ કરવા ફ્રિક્વન્સી કન્વર્ઝન વાપરે છે
• વિશિષ્ટ FM ફીચર: લિમિટર ડિમોડ્યુલેશન પહેલા એમ્પલિટ્યૂડમાં નોઈઝ દૂર કરે છે

સૂત્ર: “RAMLIDASS” (RF, Amplifier, Mixer, Local oscillator, IF, Discriminator, Audio, Speaker System)

પ્રશ્ન 2(અ) OR [3 ગુણ]

#

ફ્રીક્વન્સી મોડ્યુલેશન અને ફેઝ મોડ્યુલેશન માટે માત્ર વેવફોર્મ દોરો.

જવાબ:

આકૃતિ: FM અને PM વેવફોર્મ્સ

મુખ્ય લક્ષણો:

• FM: જ્યારે મોડ્યુલેટિંગ સિગ્નલ પોઝિટિવ હોય ત્યારે ફ્રિક્વન્સી વધે છે
• PM: ફેઝ એમ્પલિટ્યૂડ પરિવર્તન સાથે તરત જ શિફ્ટ થાય છે

સૂત્ર: “FIP-PAF” (Frequency Increases with Positive signal, Phase Advances with Faster changes)

પ્રશ્ન 2(બ) OR [4 ગુણ]

#

રેડિયો રીસીવરની કોઈ પણ ચાર લાક્ષણિકતાઓને વ્યાખ્યાયિત કરો.

જવાબ:

કોષ્ટક: રેડિયો રીસીવરની લાક્ષણિકતાઓ

વધારાની લાક્ષણિકતાઓ:

• સિગ્નલ-ટુ-નોઈઝ રેશિયો: સિગ્નલ પાવરનો નોઈઝ પાવર સાથેનો ગુણોત્તર
• બેન્ડવિડ્થ: મેળવી શકાય તેવી ફ્રિક્વન્સીઓની રેન્જ
• સ્ટેબિલિટી: ટ્યૂન કરેલી ફ્રિક્વન્સી જાળવી રાખવાની ક્ષમતા

સૂત્ર: “SFIS-BSS” (Sensitivity, Fidelity, Image rejection, Selectivity - Better Signal Stability)

પ્રશ્ન 2(ક) OR [7 ગુણ]

#

AM રેડિયો રીસીવરનો બ્લોક ડાયાગ્રામ દોરો અને દરેક બ્લોકની કામગીરી સમજાવો.

જવાબ:

આકૃતિ: AM રેડિયો રીસીવર

flowchart LR
    A[Antenna] --> B[RF Tuner & Amplifier]
    B --> C[Mixer]
    D[Local Oscillator] --> C
    C --> E[IF Amplifier]
    E --> F[Detector]
    F --> G[AGC]
    G --> E
    F --> H[Audio Amplifier]
    H --> I[Speaker]

કોષ્ટક: દરેક બ્લોકનાં કાર્યો

• સુપરહેટરોડાઈન પ્રિન્સિપલ: બેટર સિલેક્ટિવિટી માટે ફ્રિક્વન્સી કન્વર્ઝન વાપરે છે
• AGC ફીડબેક લૂપ: સિગ્નલ સ્ટ્રેન્થના ફેરફાર છતાં કોન્સ્ટન્ટ આઉટપુટ જાળવે છે

સૂત્ર: “ARMLESS” (Antenna, RF, Mixer, Local oscillator, Envelope detector, Sound System)

પ્રશ્ન 3(અ) [3 ગુણ]

#

Quantization વ્યાખ્યાયિત કરો. Non uniform quantization સંક્ષિપ્તમાં સમજાવો.

જવાબ:

ક્વોન્ટાઇઝેશન એ સતત એમ્પલિટ્યૂડ મૂલ્યોને ડિજિટલ રજૂઆત માટે ડિસ્ક્રીટ લેવલમાં કન્વર્ટ કરવાની પ્રક્રિયા છે.

કોષ્ટક: નોન-યુનિફોર્મ ક્વોન્ટાઇઝેશન

• કાર્યસિદ્ધાંત: ઓછા એમ્પલિટ્યૂડ માટે નાના સ્ટેપ સાઇઝ, ઉચ્ચ એમ્પલિટ્યૂડ માટે મોટા સ્ટેપ
• અસર: મજબૂત સિગ્નલ્સના ખર્ચે નબળા સિગ્નલ્સ માટે SNR સુધારે છે

સૂત્ર: “QUEST-CS” (QUantization with Enhanced Steps - Compressing Small signals)

પ્રશ્ન 3(બ) [4 ગુણ]

#

Sample and Hold સર્કિટ વેવફોર્મ સાથે સમજાવો.

જવાબ:

આકૃતિ: સેમ્પલ અને હોલ્ડ સર્કિટ

આકૃતિ: સેમ્પલ અને હોલ્ડ વેવફોર્મ

સેમ્પલ અને હોલ્ડ ઓપરેશન:

• સેમ્પલિંગ મોડ: સ્વિચ બંધ થાય છે, કેપેસિટર ઇનપુટ વોલ્ટેજ પર ચાર્જ થાય છે
• હોલ્ડ મોડ: સ્વિચ ખુલે છે, કેપેસિટર વોલ્ટેજ જાળવે છે
• પરિમાણો: એક્વિઝિશન ટાઇમ, એપર્ચર ટાઇમ, હોલ્ડ ટાઇમ, ડ્રૂપ રેટ

સૂત્ર: “CHASED” (Capacitor Holds Amplitude Samples for Extended Duration)

પ્રશ્ન 3(ક) [7 ગુણ]

#

સેમ્પલિંગ શું છે? સેમ્પલિંગ પ્રકારો સમજાવો.

જવાબ:

સેમ્પલિંગ એ કન્ટિન્યુઅસ-ટાઇમ સિગ્નલને નિયમિત અંતરાલે માપ લઈને ડિસ્ક્રીટ-ટાઇમ સિગ્નલમાં રૂપાંતરિત કરવાની પ્રક્રિયા છે.

કોષ્ટક: સેમ્પલિંગના પ્રકારો

આકૃતિ: સેમ્પલિંગ પ્રકારો

• નાયક્વિસ્ટ ક્રાઇટેરિયા: સેમ્પલિંગ ફ્રિક્વન્સી સિગ્નલમાં સર્વોચ્ચ ફ્રિક્વન્સીના ઓછામાં ઓછી બે ગણી હોવી જોઈએ

સૂત્ર: “INFUN” (Ideal, Natural, Flat-top, Uniform, Non-uniform)

પ્રશ્ન 3(અ) OR [3 ગુણ]

#

Quantization પ્રક્રિયા અને તેની આવશ્યકતા સમજાવો.

જવાબ:

ક્વોન્ટાઇઝેશન પ્રક્રિયા સતત એમ્પલિટ્યૂડ મૂલ્યોને ડિજિટલ રજૂઆત માટે મર્યાદિત ડિસ્ક્રીટ લેવલમાં મેપ કરે છે.

કોષ્ટક: ક્વોન્ટાઇઝેશન પ્રક્રિયા અને આવશ્યકતા

• સ્ટેપ સાઇઝ ગણતરી: સ્ટેપ સાઇઝ = (Vmax - Vmin)/2ⁿ
• ક્વોન્ટાઇઝેશન એરર: મહત્તમ એરર ±Q/2 છે જ્યાં Q સ્ટેપ સાઇઝ છે
• ઉપયોગો: ડિજિટલ કોમ્યુનિકેશન, ઓડિયો/વિડિઓ પ્રોસેસિંગ, ડેટા સ્ટોરેજ

સૂત્ર: “SEND” (Step-size Establishes Noise in Digitization)

પ્રશ્ન 3(બ) OR [4 ગુણ]

#

સિગ્નલના નમૂના લેવા માટે Nyquist માપદંડ જણાવો અને સમજાવો.

જવાબ:

નાયક્વિસ્ટ સેમ્પલિંગ થિયરમ જણાવે છે કે બેન્ડલિમિટેડ સિગ્નલને સંપૂર્ણ રીતે પુનઃનિર્માણ કરવા માટે, સેમ્પલિંગ ફ્રિક્વન્સી સિગ્નલમાં સર્વોચ્ચ ફ્રિક્વન્સી ઘટકના ઓછામાં ઓછી બે ગણી હોવી જોઈએ.

કોષ્ટક: નાયક્વિસ્ટ માપદંડ

આકૃતિ: સેમ્પલિંગની અસરો

• અન્ડરસેમ્પલિંગના પરિણામો: એલિયાસિંગ (ફ્રિક્વન્સી ફોલ્ડિંગ)
• વ્યવહારિક ઉપયોગ: સેમ્પલિંગ પહેલા એન્ટી-એલિયાસિંગ ફિલ્ટર્સનો ઉપયોગ

સૂત્ર: “TRAP-A” (Twice Rate Avoids Problematic Aliasing)

પ્રશ્ન 3(ક) OR [7 ગુણ]

#

PAM, PWM અને PPM વેવફોર્મ સાથે સમજાવો.

જવાબ:

કોષ્ટક: પલ્સ મોડ્યુલેશન તકનીકો

આકૃતિ: પલ્સ મોડ્યુલેશન વેવફોર્મ્સ

• PAM: સૌથી સરળ સ્વરૂપ, નોઇઝના સૌથી વધુ સંવેદનશીલ
• PWM: બેહતર નોઇઝ ઇમ્યુનિટી, સરળ જનરેશન
• PPM: શ્રેષ્ઠ નોઇઝ ઇમ્યુનિટી, ચોક્કસ ટાઇમિંગની જરૂર છે

સૂત્ર: “AWP-PAW” (Amplitude, Width, Position - Pulse Alteration Ways)

પ્રશ્ન 4(અ) [3 ગુણ]

#

ડેલ્ટા મોડયુલેશન માટે સ્લોપ ઓવરલોડ અને ગ્રૅનુલરનોઈઝ એટલે શું?

જવાબ:

કોષ્ટક: ડેલ્ટા મોડ્યુલેશનમાં નોઇઝના પ્રકારો

આકૃતિ: DM નોઇઝ પ્રકારો

સૂત્ર: “FAST-SLOW” (Fast signals cause Slope overload, SLOW signals cause Granular noise)

પ્રશ્ન 4(બ) [4 ગુણ]

#

TDM ફ્રેમ દોરો અને સમજાવો.

જવાબ:

આકૃતિ: TDM ફ્રેમ સ્ટ્રક્ચર

કોષ્ટક: TDM ફ્રેમ ઘટકો

• કાર્યસિદ્ધાંત: વિવિધ ચેનલોને વિવિધ ટાઇમ સ્લોટ ફાળવે છે
• સિન્ક્રોનાઇઝેશન: યોગ્ય ડિમલ્ટિપ્લેક્સિંગ માટે આવશ્યક છે
• પ્રકારો: સિન્ક્રોનસ TDM (ફિક્સ્ડ સ્લોટ્સ) અને સ્ટેટિસ્ટિકલ TDM (ડાયનેમિક એલોકેશન)

સૂત્ર: “FAST-Ch” (Frame And Slots for Transmitting Channels)

પ્રશ્ન 4(ક) [7 ગુણ]

#

PCM ટ્રાન્સમીટર અને રીસીવરના દરેક બ્લોકના કાર્યનું વર્ણન કરો, PCM સિસ્ટમનો ઉપયોગીતા, ફાયદા અને નુકસાન આપો.

જવાબ:

આકૃતિ: PCM સિસ્ટમ

flowchart LR
    subgraph "PCM Transmitter"
    A[Sampler] --> B[Quantizer]
    B --> C[Encoder]
    C --> D[Line Coder]
    end
    subgraph "PCM Receiver"
    E[Line Decoder] --> F[Decoder]
    F --> G[Reconstruction Filter]
    end
    D --> E

કોષ્ટક: PCM બ્લોક કાર્યો

એપ્લિકેશન્સ, ફાયદા અને ગેરફાયદા:

કોષ્ટક: PCM સિસ્ટમની લાક્ષણિકતાઓ

સૂત્ર: “SEQUEL-DR” (Sample, Quantize, Encode - Line code, Decode, Reconstruct)

પ્રશ્ન 4(અ) OR [3 ગુણ]

#

DM અને ADM મોડ્યુલેશન વચ્ચે તફાવત આપો.

જવાબ:

કોષ્ટક: DM અને ADM વચ્ચેની તુલના

આકૃતિ: DM વિરુદ્ધ ADM ટ્રેકિંગ

સૂત્ર: “FAST-VAR” (Fixed And Simple Tracking vs Variable Adaptive Response)

પ્રશ્ન 4(બ) OR [4 ગુણ]

#

મૂળભૂત PCM-TDM સિસ્ટમનો બ્લોક ડાયાગ્રામ સમજાવો.

જવાબ:

આકૃતિ: PCM-TDM સિસ્ટમ

flowchart LR
    A[Input 1] --> B[Low-pass Filter]
    C[Input 2] --> D[Low-pass Filter]
    E[Input n] --> F[Low-pass Filter]
    B & D & F --> G[Multiplexer]
    G --> H[PCM Encoder]
    H --> I[Transmission Channel]
    I --> J[PCM Decoder]
    J --> K[Demultiplexer]
    K --> L[Output 1] & M[Output 2] & N[Output n]

કોષ્ટક: PCM-TDM સિસ્ટમ ઘટકો

• કાર્યસિદ્ધાંત: ટાઇમ ડિવિઝન મલ્ટિપ્લેક્સિંગને પલ્સ કોડ મોડ્યુલેશન સાથે જોડે છે
• એપ્લિકેશન્સ: ડિજિટલ ટેલિફોની, ડિજિટલ ઓડિયો બ્રોડકાસ્ટિંગ, કોમ્યુનિકેશન નેટવર્ક્સ

સૂત્ર: “FLIMPED” (Filter, Limit, Multiplex, PCM Encode, Decode)

પ્રશ્ન 4(ક) OR [7 ગુણ]

#

DPCM મોડ્યુલેટરને સમીકરણ અને વેવફોર્મ સાથે સમજાવો.

જવાબ:

ડિફરેન્શિયલ પલ્સ કોડ મોડ્યુલેશન (DPCM) વર્તમાન સેમ્પલ અને અગાઉના સેમ્પલ્સના આધારે અનુમાનિત મૂલ્ય વચ્ચેના તફાવતને એન્કોડ કરે છે.

સમીકરણ:

• એરર સિગ્નલ: e(n) = x(n) - x̂(n)
• જ્યાં x(n) વર્તમાન સેમ્પલ છે, x̂(n) અનુમાનિત સેમ્પલ છે
• અનુમાન: x̂(n) = Σ(aᵢ × x(n-i))
• ટ્રાન્સમિટેડ સિગ્નલ: DPCM આઉટપુટ = Q[e(n)]

આકૃતિ: DPCM મોડ્યુલેટર

flowchart LR
    A[Input x(n)] --> B((+))
    B --> C[Quantizer]
    C --> D[Encoder]
    D --> E[Output]
    C --> F[Predictor]
    F -->|x̂(n)| G((−))
    G --> B

આકૃતિ: DPCM વેવફોર્મ

કોષ્ટક: DPCM લાક્ષણિકતાઓ

સૂત્ર: “PQED” (Predict, Quantize Error, Encode Difference)

પ્રશ્ન 5(અ) [3 ગુણ]

#

એન્ટેના, રેડિયેશનપેટર્ન અને ધ્રુવીકરણ વ્યાખ્યાયિત કરો.

જવાબ:

કોષ્ટક: એન્ટેનાની વ્યાખ્યાઓ

ધ્રુવીકરણના પ્રકારો:

• લિનિયર: ઇલેક્ટ્રિક ફીલ્ડ એક દિશામાં આંદોલિત થાય છે (વર્ટિકલ, હોરિઝોન્ટલ)
• સર્ક્યુલર: ઇલેક્ટ્રિક ફીલ્ડ અચળ એમ્પલિટ્યૂડ સાથે ફરે છે (RHCP, LHCP)
• ઇલિપ્ટિકલ: ઇલેક્ટ્રિક ફીલ્ડ બદલાતી એમ્પલિટ્યૂડ સાથે ફરે છે

સૂત્ર: “WAVE-PRO” (Wireless Antenna Validates Electromagnetic Propagation, Radiation, Orientation)

પ્રશ્ન 5(બ) [4 ગુણ]

#

માઇક્રોસ્ટ્રીપ એન્ટેના સ્કેચ સાથે સમજાવો.

જવાબ:

આકૃતિ: માઇક્રોસ્ટ્રીપ પેચ એન્ટેના

કોષ્ટક: માઇક્રોસ્ટ્રીપ એન્ટેના ઘટકો

• કાર્યસિદ્ધાંત: ધારો પર ફ્રિન્જિંગ ફીલ્ડ્સ રેડિએશન ઉત્પન્ન કરે છે
• ફાયદા: લો પ્રોફાઇલ, હળવું વજન, સરળ ફેબ્રિકેશન, PCB સાથે સુસંગત
• એપ્લિકેશન્સ: મોબાઇલ ડિવાઇસ, સેટેલાઇટ, એરક્રાફ્ટ, RFID ટેગ્સ

સૂત્ર: “SPGF” (Substrate, Patch, Ground, Feed)

પ્રશ્ન 5(ક) [7 ગુણ]

#

ડેલ્ટા મોડ્યુલેશન જરૂરી સ્કેચ અને વેવફોર્મ સાથે સમજાવો.

જવાબ:

ડેલ્ટા મોડ્યુલેશન (DM) એ ડિફરેન્શિયલ પલ્સ કોડ મોડ્યુલેશનનું સૌથી સરળ સ્વરૂપ છે જ્યાં ક્રમિક સેમ્પલ્સ વચ્ચેનો તફાવત એક બિટમાં એન્કોડ થાય છે.

આકૃતિ: ડેલ્ટા મોડ્યુલેટર

flowchart LR
    A[Input Signal] --> B((+))
    B --> C[1-bit Quantizer]
    C --> D[Output]
    C --> E[Delay]
    E --> F[Integrator]
    F -->|Approximated Signal| G((−))
    G --> B

આકૃતિ: ડેલ્ટા મોડ્યુલેશન વેવફોર્મ

કોષ્ટક: ડેલ્ટા મોડ્યુલેશન લાક્ષણિકતાઓ

સૂત્ર: “SIGN-UP” (SInGle bit, Next step Up or down, Predict)

પ્રશ્ન 5(અ) OR [3 ગુણ]

#

સ્માર્ટ એન્ટેના શું છે? સ્માર્ટ એન્ટેના એપ્લિકેશન આપો.

જવાબ:

સ્માર્ટ એન્ટેના એ એક એડેપ્ટિવ એરે સિસ્ટમ છે જે કોમ્યુનિકેશન પરફોર્મન્સ વધારવા માટે ડિજિટલ સિગ્નલ પ્રોસેસિંગ એલ્ગોરિધમનો ઉપયોગ કરીને ડાયનેમિક રીતે તેની રેડિએશન પેટર્ન એડજસ્ટ કરે છે.

કોષ્ટક: સ્માર્ટ એન્ટેના એપ્લિકેશન્સ

• કાર્યસિદ્ધાંત: ઇચ્છિત યુઝર્સ તરફ સિગ્નલ એનર્જી ફોકસ કરવા બીમફોર્મિંગનો ઉપયોગ કરે છે
• પ્રકારો: સ્વિચ્ડ બીમ સિસ્ટમ્સ અને એડેપ્ટિવ એરે સિસ્ટમ્સ

સૂત્ર: “SWIM-CM” (Smart Wireless In Mobile-Cellular-Military)

પ્રશ્ન 5(બ) OR [4 ગુણ]

#

પેરાબોલિક રિફ્લેક્ટર એન્ટેના સ્કેચ સાથે સમજાવો.

જવાબ:

આકૃતિ: પેરાબોલિક રિફ્લેક્ટર એન્ટેના

કોષ્ટક: પેરાબોલિક રિફ્લેક્ટર ઘટકો

• કાર્યસિદ્ધાંત: આવતા સમાંતર કિરણો ફોકલ પોઇન્ટ પર પરાવર્તિત થાય છે
• લાક્ષણિકતાઓ: ઉચ્ચ ગેઇન, દિશાત્મકતા, સાંકડી બીમવિડ્થ
• એપ્લિકેશન્સ: સેટેલાઇટ કોમ્યુનિકેશન, રેડિયો એસ્ટ્રોનોમી, રડાર, માઇક્રોવેવ લિંક્સ

સૂત્ર: “PFGH” (Parabolic Focus Gives High-gain)

પ્રશ્ન 5(ક) OR [7 ગુણ]

#

એડેપ્ટિવ ડેલ્ટા મોડ્યુલેશન જરૂરી સ્કેચ અને વેવફોર્મ સાથે સમજાવો.

જવાબ:

એડેપ્ટિવ ડેલ્ટા મોડ્યુલેશન (ADM) ઇનપુટ સિગ્નલની લાક્ષણિકતાઓ અનુસાર સ્ટેપ સાઇઝને ડાયનેમિક રીતે એડજસ્ટ કરીને સ્ટાન્ડર્ડ DMમાં સુધારો કરે છે.

આકૃતિ: એડેપ્ટિવ ડેલ્ટા મોડ્યુલેટર

flowchart LR
    A[Input Signal] --> B((+))
    B --> C[1-bit Quantizer]
    C --> D[Output]
    C --> E[Step Size Control]
    E --> F[Integrator]
    F -->|Approximated Signal| G((−))
    G --> B

આકૃતિ: ADM વેવફોર્મ

કોષ્ટક: ADM લાક્ષણિકતાઓ

• સ્ટેપ સાઇઝ એડજસ્ટમેન્ટ: μ(n) = μ(n-1) × K જો ક્રમિક બિટ્સ સમાન હોય
• સ્ટેપ સાઇઝ એડજસ્ટમેન્ટ: μ(n) = μ(n-1) / K જો ક્રમિક બિટ્સ બદલાય

સૂત્ર: “ADVISED” (ADaptive Variable Increment Step for Enhanced Delta modulation)