ડિજિટલ ઇલેક્ટ્રોનિક્સ (4321102) - શિયાળો 2023 સોલ્યુશન
ડિજિટલ ઇલેક્ટ્રોનિક્સ (4321102) શિયાળો 2023 પરીક્ષા માટે સોલ્યુશન ગાઈડ
પ્રશ્ન 1(અ) [3 ગુણ]
(726)₁₀ = (_________)₂
જવાબ:
કોષ્ટક: દશાંશમાંથી બાઈનરીમાં રૂપાંતર
| સ્ટેપ | ગણતરી | શેષ |
|---|---|---|
| 1 | 726 ÷ 2 = 363 | 0 |
| 2 | 363 ÷ 2 = 181 | 1 |
| 3 | 181 ÷ 2 = 90 | 1 |
| 4 | 90 ÷ 2 = 45 | 0 |
| 5 | 45 ÷ 2 = 22 | 1 |
| 6 | 22 ÷ 2 = 11 | 0 |
| 7 | 11 ÷ 2 = 5 | 1 |
| 8 | 5 ÷ 2 = 2 | 1 |
| 9 | 2 ÷ 2 = 1 | 0 |
| 10 | 1 ÷ 2 = 0 | 1 |
નીચેથી ઉપર વાંચતા: (726)₁₀ = (1011010110)₂
મેમરી ટ્રીક: "બે વડે ભાગો, શેષ ઉપરથી વાંચો"
પ્રશ્ન 1(બ) [4 ગુણ]
1) નીચેના બાઈનરી નંબર (10110101)₂ ને ગ્રે નંબરમાં કન્વર્ટ કરો.
2) નીચેના ગ્રે નંબર (10110110)gray ને બાઈનરી નંબરમાં કન્વર્ટ કરો.
જવાબ:
બાઈનરીથી ગ્રે કન્વર્ઝન:
Binary: 1 0 1 1 0 1 0 1
↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓
XOR: 1⊕0 0⊕1 1⊕1 1⊕0 0⊕1 1⊕0 0⊕1
↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓
Gray: 1 1 0 1 1 1 1
તેથી: (10110101)₂ = (1101111)gray
ગ્રેથી બાઈનરી કન્વર્ઝન:
Gray: 1 0 1 1 0 1 1 0
↓
Binary: 1
1⊕0 = 1
1⊕1 = 0
0⊕1 = 1
1⊕0 = 1
1⊕1 = 0
0⊕1 = 1
1⊕0 = 1
તેથી: (10110110)gray = (10110101)₂
મેમરી ટ્રીક: "પ્રથમ બિટ સરખો, બાકી XOR અગાઉના બાઈનરી સાથે"
પ્રશ્ન 1(ક) [7 ગુણ]
NAND ને યુનિવર્સલ ગેટ તરીકે સમજાવો.
જવાબ:
આકૃતિ: NAND યુનિવર્સલ ગેટ તરીકે
- યુનિવર્સલ ગુણધર્મ: NAND ગેટ કોઈપણ બુલિયન ફંક્શન બીજા કોઈપણ ગેટની જરૂર વિના બનાવી શકે છે
- NOT ઇમ્પ્લિમેન્ટેશન: NAND ગેટના બંને ઇનપુટ જોડવાથી NOT ગેટ બને છે
- AND ઇમ્પ્લિમેન્ટેશન: NAND પછી બીજો NAND ગેટ જોડવાથી AND ગેટ બને છે
- OR ઇમ્પ્લિમેન્ટેશન: બે NAND ગેટના સિંગલ ઇનપુટ્સ, પછી NAND જોડવાથી OR ગેટ બને છે
કોષ્ટક: NAND ગેટ ઇમ્પ્લિમેન્ટેશન
| લોજિક ફંક્શન | NAND ઇમ્પ્લિમેન્ટેશન |
|---|---|
| NOT(A) | NAND(A,A) |
| AND(A,B) | NAND(NAND(A,B),NAND(A,B)) |
| OR(A,B) | NAND(NAND(A,A),NAND(B,B)) |
મેમરી ટ્રીક: "NAND બધા ગેટ બનાવી શકે છે"
પ્રશ્ન 1(ક) OR [7 ગુણ]
NOR ને યુનિવર્સલ ગેટ તરીકે સમજાવો.
જવાબ:
આકૃતિ: NOR યુનિવર્સલ ગેટ તરીકે
- યુનિવર્સલ ગુણધર્મ: NOR ગેટ કોઈપણ બુલિયન ફંક્શન બીજા કોઈપણ ગેટની જરૂર વિના બનાવી શકે છે
- NOT ઇમ્પ્લિમેન્ટેશન: NOR ગેટના બંને ઇનપુટ જોડવાથી NOT ગેટ બને છે
- OR ઇમ્પ્લિમેન્ટેશન: NOR પછી બીજો NOR ગેટ જોડવાથી OR ગેટ બને છે
- AND ઇમ્પ્લિમેન્ટેશન: બે NOR ગેટના સિંગલ ઇનપુટ્સ, પછી NOR જોડવાથી AND ગેટ બને છે
કોષ્ટક: NOR ગેટ ઇમ્પ્લિમેન્ટેશન
| લોજિક ફંક્શન | NOR ઇમ્પ્લિમેન્ટેશન |
|---|---|
| NOT(A) | NOR(A,A) |
| OR(A,B) | NOR(NOR(A,B),NOR(A,B)) |
| AND(A,B) | NOR(NOR(A,A),NOR(B,B)) |
મેમરી ટ્રીક: "NOR બધા લોજિક સર્કિટ બનાવી શકે છે"
પ્રશ્ન 2(અ) [3 ગુણ]
(11011011)₂ X (110)₂ = (_________)₂
જવાબ:
કોષ્ટક: બાઈનરી ગુણાકાર
1 1 0 1 1 0 1 1
× 1 1 0
---------------
1 1 0 1 1 0 1 1 (× 0)
1 1 0 1 1 0 1 1 (× 1)
1 1 0 1 1 0 1 1 (× 1)
-----------------
1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0
તેથી: (11011011)₂ × (110)₂ = (10000001110)₂
મેમરી ટ્રીક: "દરેક બિટ સાથે ગુણાકાર કરો, પંક્તિઓ ઉમેરો"
પ્રશ્ન 2(બ) [4 ગુણ]
ડીમોર્ગનનો પ્રમેય સાબિત કરો.
જવાબ:
કોષ્ટક: ડીમોર્ગનના પ્રમેયની સાબિતી
| A | B | A' | B' | A+B | (A+B)' | A'·B' |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
ડીમોર્ગનના પ્રમેય:
- (A+B)' = A'·B'
- (A·B)' = A'+B'
ટ્રુથ ટેબલ સાબિત કરે છે કે (A+B)' = A'·B' કારણ કે બંને કોલમ મેચ થાય છે.
મેમરી ટ્રીક: "રેખાને તોડો, ચિહ્ન બદલો"
પ્રશ્ન 2(ક) [7 ગુણ]
લોજિક સર્કિટ, બુલિયન સમીકરણ અને ટ્રુથ ટેબલનો ઉપયોગ કરીને ફુલ એડર સમજાવો.
જવાબ:
આકૃતિ: ફુલ એડર સર્કિટ
કોષ્ટક: ફુલ એડર ટ્રુથ ટેબલ
| A | B | Cin | Sum | Cout |
|---|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 0 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
- બુલિયન સમીકરણો:
- Sum = A ⊕ B ⊕ Cin
- Cout = (A·B) + (B·Cin) + (A·Cin)
મેમરી ટ્રીક: "સરવાળા માટે ત્રણ XOR, કેરી માટે AND પછી OR"
પ્રશ્ન 2(અ) OR [3 ગુણ]
(11010010)₂ સાથે (101)₂ નો ભાગાકાર = (_________)₂
જવાબ:
કોષ્ટક: બાઈનરી ભાગાકાર
1 0 1 0 1 1
____________
101 ) 1 1 0 1 0 0 1 0
1 0 1
-----
1 1 0
1 0 1
-----
0 1 0
0 0
-----
1 0 0
1 0 1
-----
1 1 0
1 0 1
-----
0 1 0
0 0
-----
1 0
0
----
0
તેથી: (11010010)₂ ÷ (101)₂ = (101011)₂ બાકી (0)₂
મેમરી ટ્રીક: "દશાંશની જેમ ભાગો, પણ બાઈનરી બાદબાકી વાપરો"
પ્રશ્ન 2(બ) OR [4 ગુણ]
બુલિયન અભિવ્યક્તિ Y = A'B+AB'+A'B'+AB ને સરળ બનાવો
જવાબ:
કોષ્ટક: બુલિયન સરલીકરણ
| સ્ટેપ | અભિવ્યક્તિ | વપરાયેલ નિયમ |
|---|---|---|
| 1 | Y = A'B+AB'+A'B'+AB | મૂળ |
| 2 | Y = A'(B+B')+A(B'+B) | ફેક્ટરિંગ |
| 3 | Y = A'(1)+A(1) | B+B' = 1 |
| 4 | Y = A'+A | સરલીકરણ |
| 5 | Y = 1 | A'+A = 1 |
તેથી: Y = 1 (હંમેશા TRUE)
મેમરી ટ્રીક: "પહેલા ફેક્ટર કરો, ઓળખો લાગુ કરો, સમાન પદો જોડો"
પ્રશ્ન 2(ક) OR [7 ગુણ]
લોજિક સર્કિટ, બુલિયન સમીકરણ અને ટ્રુથ ટેબલનો ઉપયોગ કરીને ફુલ સબટ્રેક્ટર સમજાવો.
જવાબ:
આકૃતિ: ફુલ સબટ્રેક્ટર સર્કિટ
કોષ્ટક: ફુલ સબટ્રેક્ટર ટ્રુથ ટેબલ
| A | B | Bin | Difference | Bout |
|---|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
- બુલિયન સમીકરણો:
- Difference = A ⊕ B ⊕ Bin
- Bout = (A'·B) + (A'·Bin) + (B·Bin)
મેમરી ટ્રીક: "તફાવત માટે ત્રિગણો XOR, ઇનપુટ મોટો હોય ત્યારે બોરો"
પ્રશ્ન 3(અ) [3 ગુણ]
૨'s કોંપ્લીમેંટનો ઉપયોગ કરીને (1011001)₂ ને (1101101)₂ માંથી બાદ કરો.
જવાબ:
કોષ્ટક: 2's કોંપ્લીમેંટ બાદબાકી
| સ્ટેપ | ઓપરેશન | પરિણામ |
|---|---|---|
| 1 | બાદ કરવાની સંખ્યા: | 1011001 |
| 2 | 1's કોંપ્લીમેંટ: | 0100110 |
| 3 | 2's કોંપ્લીમેંટ: | 0100111 |
| 4 | (1101101) + (0100111) = | 10010100 |
| 5 | કેરી છોડી દો: | 0010100 |
તેથી: (1101101)₂ - (1011001)₂ = (0010100)₂ = (20)₁₀
મેમરી ટ્રીક: "બિટ્સ ફ્લિપ કરો, એક ઉમેરો, પછી સંખ્યાઓ ઉમેરો"
પ્રશ્ન 3(બ) [4 ગુણ]
કનોફ મેપ (K' મેપ) પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને બુલિયન સમીકરણને સરળ બનાવો: F(A,B,C,D) = Σm(0,1,2,6,7,8,12,15)
જવાબ:
કોષ્ટક: કનોફ મેપ
CD
AB 00 01 11 10
00 1 1 0 1
01 0 0 1 1
11 0 0 1 0
10 1 0 0 0
આકૃતિ: K-map ગ્રુપિંગ
goat
ગ્રુપ A: A'B'C' (4 સેલ) ગ્રુપ B: BCD (3 સેલ) ગ્રુપ C: A'B'CD' (1 સેલ)
સરળ અભિવ્યક્તિ: F(A,B,C,D) = A'B'C' + BCD + A'B'CD'
મેમરી ટ્રીક: "2ⁿ ના મોટામાં મોટા સમૂહો શોધો, લઘુત્તમ પદો વાપરો"
પ્રશ્ન 3(ક) [7 ગુણ]
લોજિક સર્કિટ અને ટ્રુથ ટેબલનો ઉપયોગ કરીને 3 થી 8 ડીકોડર સમજાવો.
જવાબ:
આકૃતિ: 3-થી-8 ડીકોડર
કોષ્ટક: 3-થી-8 ડીકોડર ટ્રુથ ટેબલ
| ઇનપુટ્સ | આઉટપુટ્સ | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| A | B | C | D0 | D1 | D2 | D3 | D4 | D5 | D6 |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
- કાર્ય: 3-બિટ બાઈનરી ઇનપુટના આધારે 8 આઉટપુટ લાઈનમાંથી એક સક્રિય કરે છે
- ઉપયોગો: મેમરી એડ્રેસિંગ, ડેટા રાઉટિંગ, ઇન્સ્ટ્રક્શન ડિકોડિંગ
- બુલિયન સમીકરણો: D0 = A'·B'·C', D1 = A'·B'·C, વગેરે.
મેમરી ટ્રીક: "બાઈનરી એડ્રેસ પર એક હોટ આઉટપુટ"
પ્રશ્ન 3(અ) OR [3 ગુણ]
નિર્દેશ મુજબ કરો. 1) (101011010111)₂ = (___________)₈
જવાબ:
કોષ્ટક: બાઈનરીથી ઑક્ટલ કન્વર્ઝન
Binary: 1 | 010 | 110 | 101 | 11
↓ ↓ ↓ ↓ ↓
Octal: 1 2 6 5 3
તેથી: (101011010111)₂ = (12653)₈
મેમરી ટ્રીક: "જમણેથી ડાબે ત્રણના સમૂહમાં વિભાજિત કરો"
પ્રશ્ન 3(બ) OR [4 ગુણ]
કનોફ મેપ (K' મેપ) પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને બુલિયન સમીકરણને સરળ બનાવો: F(A,B,C,D) = Σm(1,3,5,7,8,9,10,11)
જવાબ:
કોષ્ટક: કનોફ મેપ
CD
AB 00 01 11 10
00 0 1 1 0
01 0 1 1 0
11 0 0 0 0
10 1 1 1 1
આકૃતિ: K-map ગ્રુપિંગ
goat
ગ્રુપ A: A'CD (4 સેલ) ગ્રુપ B: AB' (4 સેલ)
સરળ અભિવ્યક્તિ: F(A,B,C,D) = A'CD + AB'
મેમરી ટ્રીક: "2ની ઘાતના સમૂહો બનાવો, ચલો ઘટાડો"
પ્રશ્ન 3(ક) OR [7 ગુણ]
લોજિક સર્કિટ અને ટ્રુથ ટેબલનો ઉપયોગ કરીને 8 થી 1 મલ્ટિપ્લેક્સર સમજાવો.
જવાબ:
આકૃતિ: 8-થી-1 મલ્ટિપ્લેક્સર
કોષ્ટક: 8-થી-1 મલ્ટિપ્લેક્સર ટ્રુથ ટેબલ
| સિલેક્ટ લાઈન્સ | આઉટપુટ | ||
|---|---|---|---|
| S2 | S1 | S0 | Y |
| 0 | 0 | 0 | D0 |
| 0 | 0 | 1 | D1 |
| 0 | 1 | 0 | D2 |
| 0 | 1 | 1 | D3 |
| 1 | 0 | 0 | D4 |
| 1 | 0 | 1 | D5 |
| 1 | 1 | 0 | D6 |
| 1 | 1 | 1 | D7 |
- કાર્ય: 8 ઇનપુટ ડેટા લાઈન્સમાંથી એક પસંદ કરી આઉટપુટ પર રૂટ કરે છે
- ઉપયોગો: ડેટા રૂટિંગ, ફંક્શન જનરેશન, પેરેલલ-ટુ-સીરિયલ કન્વર્ઝન
- બુલિયન સમીકરણ: Y = S2'·S1'·S0'·D0 + S2'·S1'·S0·D1 + ... + S2·S1·S0·D7
મેમરી ટ્રીક: "સિલેક્ટ બિટ્સ એક ઇનપુટને આઉટપુટ પર મોકલે છે"
પ્રશ્ન 4(અ) [3 ગુણ]
બાઈનરી થી ગ્રે કન્વર્ટર માટે લોજિક સર્કિટ દોરો.
જવાબ:
આકૃતિ: બાઈનરી થી ગ્રે કોડ કન્વર્ટર
- બાઈનરી ઇનપુટ્સ: B3, B2, B1, B0 (સૌથી વધુથી ઓછા મહત્વના બિટ્સ)
- ગ્રે આઉટપુટ્સ: G3, G2, G1, G0 (સૌથી વધુથી ઓછા મહત્વના બિટ્સ)
- કન્વર્ઝન નિયમ: G3 = B3, G2 = B3 ⊕ B2, G1 = B2 ⊕ B1, G0 = B1 ⊕ B0
મેમરી ટ્રીક: "પ્રથમ બિટ સરખી, બાકી પડોશીઓ સાથે XOR"
પ્રશ્ન 4(બ) [4 ગુણ]
સીરિયલ ઇન સીરિયલ આઉટ શિફ્ટ રજિસ્ટરનું કામ સમજાવો
જવાબ:
આકૃતિ: સીરિયલ-ઇન સીરિયલ-આઉટ શિફ્ટ રજિસ્ટર
કોષ્ટક: સીરિયલ-ઇન સીરિયલ-આઉટ ઓપરેશન
| ક્લોક સાયકલ | FF0 | FF1 | FF2 | FF3 | ડેટા આઉટ |
|---|---|---|---|---|---|
| પ્રારંભિક | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 (Din=1) | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 2 (Din=0) | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 3 (Din=1) | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 4 (Din=1) | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 |
- કાર્ય: ડેટા બિટ્સ ઇનપુટ પર ક્રમશઃ દાખલ થાય છે, બધા ફ્લિપ-ફ્લોપ્સ દ્વારા શિફ્ટ થાય છે, અને ક્રમશઃ બહાર નીકળે છે
- ઉપયોગો: ડેટા ટ્રાન્સમિશન, સમય વિલંબ, સીરિયલ-ટુ-સીરિયલ કન્વર્ઝન
- વિશેષતાઓ: સરળ ડિઝાઇન, ઓછા I/O પિન્સ જરૂરી પણ વધુ ક્લોક સાયકલ્સ લાગે
મેમરી ટ્રીક: "એક બિટ અંદર, બધા શિફ્ટ, એક બિટ બહાર"
પ્રશ્ન 4(ક) [7 ગુણ]
સર્કિટ ડાયાગ્રામ અને ટ્રુથ ટેબલનો ઉપયોગ કરીને D ફ્લિપ ફ્લોપ અને JK ફ્લિપ ફ્લોપની કામગીરી સમજાવો.
જવાબ:
આકૃતિ: D ફ્લિપ-ફ્લોપ
કોષ્ટક: D ફ્લિપ-ફ્લોપ ટ્રુથ ટેબલ
| D | ક્લોક | Q(આગામી) |
|---|---|---|
| 0 | ↑ | 0 |
| 1 | ↑ | 1 |
આકૃતિ: JK ફ્લિપ-ફ્લોપ
કોષ્ટક: JK ફ્લિપ-ફ્લોપ ટ્રુથ ટેબલ
| J | K | ક્લોક | Q(આગામી) |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 | ↑ | Q(કોઈ ફેરફાર નહીં) |
| 0 | 1 | ↑ | 0 |
| 1 | 0 | ↑ | 1 |
| 1 | 1 | ↑ | Q' (ટોગલ) |
- D ફ્લિપ-ફ્લોપ: ડેટા (D) ઇનપુટ ક્લોકના પોઝિટિવ એજ પર આઉટપુટ Q પર ટ્રાન્સફર થાય છે
- JK ફ્લિપ-ફ્લોપ: વધુ બહુમુખી, સેટ (J), રીસેટ (K), હોલ્ડ અને ટોગલ ક્ષમતાઓ સાથે
- ઉપયોગો: સ્ટોરેજ તત્વો, કાઉન્ટર્સ, રજિસ્ટર્સ, સિક્વેન્શિયલ સર્કિટ્સ
મેમરી ટ્રીક: "D માં જે હોય તે Q માં જાય, JK ક્રમશઃ સેટ, રીસેટ, હોલ્ડ, ટોગલ કરે"
પ્રશ્ન 4(અ) OR [3 ગુણ]
ગ્રે થી બાઈનરી કન્વર્ટર માટે લોજિક સર્કિટ દોરો.
જવાબ:
આકૃતિ: ગ્રે થી બાઈનરી કોડ કન્વર્ટર
- ગ્રે ઇનપુટ્સ: G3, G2, G1, G0 (સૌથી વધુથી ઓછા મહત્વના બિટ્સ)
- બાઈનરી આઉટપુટ્સ: B3, B2, B1, B0 (સૌથી વધુથી ઓછા મહત્વના બિટ્સ)
- કન્વર્ઝન નિયમ: B3 = G3, B2 = B3 ⊕ G2, B1 = B2 ⊕ G1, B0 = B1 ⊕ G0
મેમરી ટ્રીક: "પ્રથમ બિટ સરખી, બાકી અગાઉના પરિણામ સાથે XOR"
પ્રશ્ન 4(બ) OR [4 ગુણ]
પેરેલલ ઇન પેરેલલ આઉટ શિફ્ટ રજિસ્ટરનું કામ સમજાવો
જવાબ:
આકૃતિ: પેરેલલ-ઇન પેરેલલ-આઉટ શિફ્ટ રજિસ્ટર
કોષ્ટક: પેરેલલ-ઇન પેરેલલ-આઉટ ઓપરેશન
| લોડ | ક્લોક | D0-D3 | Q0-Q3 (ક્લોક પછી) |
|---|---|---|---|
| 1 | ↑ | 1010 | 1010 |
| 0 | ↑ | xxxx | 1010 (કોઈ ફેરફાર નહીં) |
| 1 | ↑ | 0101 | 0101 |
- કાર્ય: ડેટા સમાંતરમાં લોડ થાય છે, બધા બિટ્સ એક સાથે આઉટપુટ પર ટ્રાન્સફર થાય છે
- ઉપયોગો: ડેટા સ્ટોરેજ, બફરિંગ, કામચલાઉ હોલ્ડિંગ રજિસ્ટર્સ
- વિશેષતાઓ: સૌથી ઝડપી રજિસ્ટર પ્રકાર, સૌથી વધુ I/O પિન્સ જરૂરી, બિટ શિફ્ટિંગ નથી
મેમરી ટ્રીક: "બધું અંદર, બધું બહાર, બધું એક સાથે"
પ્રશ્ન 4(ક) OR [7 ગુણ]
સર્કિટ ડાયાગ્રામ અને ટ્રુથ ટેબલનો ઉપયોગ કરીને T ફ્લિપ ફ્લોપ અને SR ફ્લિપ ફ્લોપની કામગીરી સમજાવો.
જવાબ:
આકૃતિ: T ફ્લિપ-ફ્લોપ
કોષ્ટક: T ફ્લિપ-ફ્લોપ ટ્રુથ ટેબલ
| T | ક્લોક | Q(આગામી) |
|---|---|---|
| 0 | ↑ | Q (કોઈ ફેરફાર નહીં) |
| 1 | ↑ | Q' (ટોગલ) |
આકૃતિ: SR ફ્લિપ-ફ્લોપ
કોષ્ટક: SR ફ્લિપ-ફ્લોપ ટ્રુથ ટેબલ
| S | R | ક્લોક | Q(આગામી) |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 | ↑ | Q (કોઈ ફેરફાર નહીં) |
| 0 | 1 | ↑ | 0 (રીસેટ) |
| 1 | 0 | ↑ | 1 (સેટ) |
| 1 | 1 | ↑ | અમાન્ય |
- T ફ્લિપ-ફ્લોપ: ટોગલ ફ્લિપ-ફ્લોપ જ્યારે T=1 હોય ત્યારે સ્થિતિ બદલે છે, જ્યારે T=0 હોય ત્યારે સ્થિતિ જાળવે છે
- SR ફ્લિપ-ફ્લોપ: સેટ (S) અને રીસેટ (R) ઇનપુટ્સ સાથેનો મૂળભૂત ફ્લિપ-ફ્લોપ
- ઉપયોગો: T ફ્લિપ-ફ્લોપ કાઉન્ટર્સ અને ફ્રિક્વન્સી ડિવાઇડર્સ માટે, SR મૂળભૂત મેમરી માટે
મેમરી ટ્રીક: "T ટ્રુ હોય ત્યારે ટોગલ કરે, SR સેટ અથવા રીસેટ કરે"
પ્રશ્ન 5(અ) [3 ગુણ]
TTL, CMOS અને ECL લોજિક ફેમિલીની સરખામણી કરો.
જવાબ:
કોષ્ટક: લોજિક ફેમિલીઓની સરખામણી
| પેરામીટર | TTL | CMOS | ECL |
|---|---|---|---|
| પાવર વપરાશ | મધ્યમ | ખૂબ ઓછો | ઉચ્ચ |
| સ્પીડ | મધ્યમ | ઓછી-મધ્યમ | ખૂબ ઉચ્ચ |
| નોઇઝ ઇમ્યુનિટી | મધ્યમ | ઉચ્ચ | ઓછી |
| ફેન-આઉટ | 10 | >50 | 25 |
| સપ્લાય વોલ્ટેજ | +5V | +3V થી +15V | -5.2V |
| જટિલતા | મધ્યમ | ઓછી | ઉચ્ચ |
- TTL: ટ્રાન્ઝિસ્ટર-ટ્રાન્ઝિસ્ટર લોજિક - સ્પીડ અને પાવરનું સારું સંતુલન
- CMOS: કોમ્પ્લિમેન્ટરી મેટલ-ઑક્સાઇડ-સેમિકન્ડક્ટર - ઓછો પાવર, ઉચ્ચ ઘનતા
- ECL: એમિટર-કપલ્ડ લોજિક - સૌથી વધુ સ્પીડ, ઉચ્ચ-પરફોર્મન્સ એપ્લિકેશન્સમાં વપરાય છે
મેમરી ટ્રીક: "TTL સમાધાન, CMOS કરકસર, ECL સ્પીડમાં શ્રેષ્ઠ"
પ્રશ્ન 5(બ) [4 ગુણ]
લોજિક સર્કિટ ડાયાગ્રામ અને ટ્રુથ ટેબલની મદદથી દાયકા કાઉન્ટર સમજાવો.
જવાબ:
આકૃતિ: દાયકા કાઉન્ટર (BCD કાઉન્ટર)
કોષ્ટક: દાયકા કાઉન્ટર સ્ટેટ્સ
| ગણતરી | Q3 | Q2 | Q1 | Q0 |
|---|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 2 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 3 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 4 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 5 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 6 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 7 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 8 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 9 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
- કાર્ય: 0 થી 9 (દશાંશ) સુધી ગણે છે અને પછી 0 પર રિસેટ થાય છે
- ઉપયોગો: ડિજિટલ ઘડિયાળો, ફ્રિક્વન્સી ડિવાઇડર્સ, BCD કાઉન્ટર્સ
- વિશેષતાઓ: 10ની ગણતરી પર ઑટો-રિસેટ, ક્લોક સાથે સિંક્રોનસ
મેમરી ટ્રીક: "એક દાયકો ગણે, નવ પછી રીસેટ"
પ્રશ્ન 5(ક) [7 ગુણ]
મેમરીનું વિગતવાર વર્ગીકરણ આપો.
જવાબ:
આકૃતિ: મેમરી વર્ગીકરણ
કોષ્ટક: મેમરી પ્રકારોની સરખામણી
| મેમરી પ્રકાર | વોલેટિલિટી | રીડ/રાઇટ | એક્સેસ સ્પીડ | સામાન્ય ઉપયોગ |
|---|---|---|---|---|
| SRAM | વોલેટાઇલ | R/W | ખૂબ ઝડપી | કેશ મેમરી |
| DRAM | વોલેટાઇલ | R/W | ઝડપી | મુખ્ય મેમરી |
| ROM | નોન-વોલેટાઇલ | માત્ર વાંચન | મધ્યમ | BIOS, ફર્મવેર |
| PROM | નોન-વોલેટાઇલ | એકવાર લખાણ | મધ્યમ | કાયમી પ્રોગ્રામ્સ |
| EPROM | નોન-વોલેટાઇલ | UV દ્વારા ભૂંસી શકાય | મધ્યમ | અપગ્રેડેબલ ફર્મવેર |
| EEPROM | નોન-વોલેટાઇલ | ઇલેક્ટ્રિકલી ભૂંસી શકાય | મધ્યમ | કોન્ફિગરેશન ડેટા |
| ફ્લેશ | નોન-વોલેટાઇલ | બ્લોક ભૂંસી શકાય | મધ્યમ-ઝડપી | સ્ટોરેજ ડિવાઇસ |
- RAM (રેન્ડમ એક્સેસ મેમરી): અસ્થાયી, વોલેટાઇલ વર્કિંગ મેમરી
- ROM (રીડ ઓન્લી મેમરી): કાયમી, નોન-વોલેટાઇલ પ્રોગ્રામ સ્ટોરેજ
- વિશેષતાઓ: એક્સેસ ટાઇમ, ડેટા રિટેન્શન, ક્ષમતા, બિટ દીઠ કિંમત
મેમરી ટ્રીક: "RAM અદૃશ્ય થાય, ROM રહી જાય"
પ્રશ્ન 5(અ) OR [3 ગુણ]
વ્યાખ્યાયિત કરો: ફેન આઉટ, ફેન ઇન અને ફિગર ઓફ મેરિટ.
જવાબ:
કોષ્ટક: ડિજિટલ લોજિક પેરામીટર્સ
| પેરામીટર | વ્યાખ્યા | સામાન્ય મૂલ્યો |
|---|---|---|
| ફેન-આઉટ | એક ગેટ આઉટપુટ ડ્રાઇવ કરી શકે તેવા સ્ટાન્ડર્ડ લોડ્સની સંખ્યા | TTL: 10, CMOS: >50 |
| ફેન-ઇન | એક લોજિક ગેટ સંભાળી શકે તેવા ઇનપુટ્સની સંખ્યા | TTL: 8, CMOS: 100+ |
| ફિગર ઓફ મેરિટ | સ્પીડ-પાવર પ્રોડક્ટ (પ્રોપેગેશન ડિલે × પાવર કન્ઝમ્પશન) | ઓછું હોય તે સારું |
- ફેન-આઉટ: એક ગેટ આઉટપુટથી જોડી શકાય તેવા ગેટ ઇનપુટ્સની મહત્તમ સંખ્યા
- ફેન-ઇન: એક જ લોજિક ગેટ પર ઉપલબ્ધ ઇનપુટ્સની મહત્તમ સંખ્યા
- ફિગર ઓફ મેરિટ: વિવિધ લોજિક ફેમિલીઓની તુલના માટેનો ગુણવત્તા ફેક્ટર
મેમરી ટ્રીક: "આઉટ ઘણાને ચલાવે, ઇન ઘણા સ્વીકારે, મેરિટ સારપ માપે"
પ્રશ્ન 5(બ) OR [4 ગુણ]
લોજિક સર્કિટ ડાયાગ્રામ અને ટ્રુથ ટેબલની મદદથી અસિંક્રોનસ અપ કાઉન્ટર સમજાવો.
જવાબ:
આકૃતિ: 4-બિટ અસિંક્રોનસ અપ કાઉન્ટર
કોષ્ટક: 4-બિટ અસિંક્રોનસ કાઉન્ટર સ્ટેટ્સ
| ગણતરી | Q3 | Q2 | Q1 | Q0 |
|---|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 2 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| ... | .. | .. | .. | .. |
| 14 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 15 | 1 | 1 | 1 | 1 |
- કાર્ય: દરેક ફ્લિપ-ફ્લોપ 1 થી 0 પર ટ્રાન્ઝિશન થતાં આગલાને ટ્રિગર કરે છે
- વિશેષતાઓ: સરળ ડિઝાઇન પરંતુ પ્રોપેગેશન ડિલે (રિપલ)ની સમસ્યા
- ઉપયોગો: ફ્રિક્વન્સી ડિવિઝન, બેઝિક કાઉન્ટિંગ એપ્લિકેશન્સ
મેમરી ટ્રીક: "ઉપર તરફ લહેરો, દરેક બિટ આગલાને ટ્રિગર કરે"
પ્રશ્ન 5(ક) OR [7 ગુણ]
ડિજિટલ IC ના ઇ-વેસ્ટ મેનેજમેન્ટના પગલાં અને જરૂરિયાતનું વર્ણન કરો.
જવાબ:
આકૃતિ: ઇ-વેસ્ટ મેનેજમેન્ટ સાયકલ
કોષ્ટક: ઇ-વેસ્ટ મેનેજમેન્ટના પગલાં
| પગલું | વર્ણન | મહત્વ |
|---|---|---|
| એકત્રીકરણ | જૂના IC એકત્રિત કરવા | ખોટા નિકાલ રોકે છે |
| વર્ગીકરણ | પ્રકાર અનુસાર વર્ગીકરણ | કાર્યક્ષમ પ્રક્રિયા માટે |
| ડિસ્એસેમ્બલી | ઘટકોને અલગ કરવા | મટિરિયલ રિકવરી સરળ બનાવે છે |
| રિસાયકલિંગ | મટિરિયલ્સ પ્રોસેસિંગ | પર્યાવરણ પ્રભાવ ઘટાડે છે |
| મટિરિયલ રિકવરી | મૂલ્યવાન ધાતુઓ મેળવવી | સંસાધનો સંરક્ષિત કરે છે |
| સુરક્ષિત નિકાલ | વિષાક્ત ઘટકોનું સંચાલન | પ્રદૂષણ અટકાવે છે |
- ઇ-વેસ્ટ મેનેજમેન્ટની જરૂરિયાત:
- પર્યાવરણ રક્ષણ: વિષાક્ત પદાર્થોને જમીન/પાણીમાં મિશ્રિત થતા રોકે છે
- સંસાધન સંરક્ષણ: સોનું, ચાંદી, તાંબુ જેવી મૂલ્યવાન ધાતુઓ પુનઃપ્રાપ્ત કરે છે
- આરોગ્ય સુરક્ષા: લેડ, પારા જેવા જોખમી પદાર્થોના સંપર્કને ઘટાડે છે
- કાયદાકીય અનુપાલન: ઇલેક્ટ્રોનિક કચરા અંગેના નિયમોનું પાલન કરે છે
મેમરી ટ્રીક: "એકત્રિત કરો, વર્ગીકૃત કરો, છૂટા પાડો, રિસાયકલ કરો, પુનઃપ્રાપ્ત કરો, ફરીથી વાપરો"