ઇલેક્ટ્રોનિક કોમ્યુનિકેશનના સિદ્ધાંતો (4331104) - વિન્ટર 2023 સોલ્યુશન

પ્રશ્ન 1(a) [3 ગુણ]

અવાજ સંકેતનું વર્ગીકરણ કરો અને થર્મલ અવાજ સમજાવો.

જવાબ:

અવાજ સંકેતનું વર્ગીકરણ:

થર્મલ અવાજ:

• વ્યાખ્યા: તાપમાનને કારણે કન્ડક્ટરમાં ઇલેક્ટ્રોન્સની અનિયમિત ગતિ
• લક્ષણો: સફેદ અવાજ જેમાં આવર્તન સ્પેક્ટ્રમમાં એકસમાન પાવર હોય છે
• સૂત્ર: N = kTB (k=બોલ્ટઝમેન અચળાંક, T=તાપમાન, B=બેન્ડવિડ્થ)

મેમરી ટ્રીક: "Temperature Excites Random Movements" (TERM)

પ્રશ્ન 1(b) [4 ગુણ]

પ્રી-એમ્ફેસીસ અને ડી-એમ્ફેસીસ તકનીક વચ્ચેની સરખામણી કરો.

જવાબ:

ડાયાગ્રામ/સર્કિટ:

મેમરી ટ્રીક: "Pump Up Before Transmit, Pull Down After Receive" (PUBTAR)

પ્રશ્ન 1(c) [7 ગુણ]

AM સિગ્નલની ગણિતિક અભિવ્યક્તિ મેળવો અને તેની મદદથી AM સિગ્નલના આવર્તન સ્પેક્ટ્રમને સમજાવો.

જવાબ:

ગણિતિક અભિવ્યક્તિ નિર્માણ:

1. કેરિયર સિગ્નલ: c(t) = Ac cos(2πfct)

2. મોડ્યુલેટિંગ સિગ્નલ: m(t) = Am cos(2πfmt)

3. AM સિગ્નલ: s(t) = Ac[1 + μ·m(t)/Am]cos(2πfct) જ્યાં μ = મોડ્યુલેશન ઇન્ડેક્સ

4. m(t) બદલતા: s(t) = Ac[1 + μ·cos(2πfmt)]cos(2πfct)

5. ત્રિકોણમિતીય ઓળખ cos(A)·cos(B) = ½cos(A+B) + ½cos(A-B) નો ઉપયોગ કરીને: s(t) = Ac·cos(2πfct) + (μAc/2)·cos(2π(fc+fm)t) + (μAc/2)·cos(2π(fc-fm)t)

આવર્તન સ્પેક્ટ્રમ:

ડાયાગ્રામ:

goat

મેમરી ટ્રીક: "Carrier Standing Between Twins" (CSBT)

પ્રશ્ન 1(c) OR [7 ગુણ]

કોમ્યુનિકેશન સિસ્ટમનો બ્લોક ડાયાગ્રામ સમજાવો.

જવાબ:

કોમ્યુનિકેશન સિસ્ટમનો બ્લોક ડાયાગ્રામ:

ઘટકો અને કાર્યો:

મેમરી ટ્રીક: "Input Transmits Through Channel, Receives Output" (ITCRO)

પ્રશ્ન 2(a) [3 ગુણ]

એમ્પ્લિટ્યુડ મોડ્યુલેશનમાં સાઇડબેન્ડ્સ અને કેરીયર વેવ વચ્ચે પાવર વિતરણની ચર્ચા કરો.

જવાબ:

AM સિગ્નલમાં પાવર વિતરણ:

ડાયાગ્રામ:

goat

મેમરી ટ્રીક: "Carrier Takes Two-Thirds" (CTTT)

પ્રશ્ન 2(b) [4 ગુણ]

શા માટે પ્રિએમ્ફેસીસ અને ડિએમ્ફેસીસનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે? સંક્ષિપ્તમાં વર્ણન કરો કે કેવી રીતે ટ્રાન્સમીટર બાજુ અને રીસીવર બાજુ પર સંકેતો સંશોધિત થાય છે.

જવાબ:

પ્રી-એમ્ફેસીસ અને ડી-એમ્ફેસીસનો હેતુ:

સિગ્નલ મોડિફિકેશન પ્રક્રિયા:

મેમરી ટ્રીક: "Boost High, Cut High, Keep Original" (BHCKO)

પ્રશ્ન 2(c) [7 ગુણ]

FM જનરેશનની તકનીકો સમજાવો. ફેઝ લૉક લૂપ FM મોડ્યુલેટરને વિગતવાર સમજાવો.

જવાબ:

FM જનરેશન તકનીકો:

PLL FM મોડ્યુલેટર:

કાર્ય સિદ્ધાંત:

1. ફેઝ ડિટેક્ટર VCO આઉટપુટની રેફરન્સ ઓસિલેટર સાથે તુલના કરે છે
2. લૂપ ફિલ્ટર ઉચ્ચ-આવર્તન ઘટકોને દૂર કરે છે
3. VCO (વોલ્ટેજ કંટ્રોલ્ડ ઓસિલેટર) આવર્તન મોડ્યુલેટિંગ સિગ્નલ સાથે બદલાય છે
4. મોડ્યુલેટિંગ સિગ્નલ સીધું VCO કંટ્રોલ કરે છે
5. PLL ઉચ્ચ સ્થિરતા અને રેખીયતા સુનિશ્ચિત કરે છે

મેમરી ટ્રીક: "Phase Detector Compares, Filter Smooths, VCO Varies" (PDCFV)

પ્રશ્ન 2(a) OR [3 ગુણ]

DSB કરતાં SSBના ફાયદા અને ગેરલાભ જણાવો.

જવાબ:

SSBના DSB કરતાં ફાયદા અને ગેરલાભ:

મેમરી ટ્રીક: "Power and Bandwidth Saved, But Complex Circuits Needed" (PBSCN)

પ્રશ્ન 2(b) OR [4 ગુણ]

DSBSC અને SSB એમ્પ્લિટ્યુડ મોડ્યુલેટેડ વેવ અને પાયલોટ કેરિયરના ફ્રીક્વન્સી સ્પેક્ટ્રમનું સ્કેચ કરો.

જવાબ:

DSBSC ફ્રીક્વન્સી સ્પેક્ટ્રમ:

goat

SSB (ઉપલી સાઇડબેન્ડ) પાયલોટ કેરિયર સાથે:

goat

તુલના કોષ્ટક:

મેમરી ટ્રીક: "Two Sides, One Side, or One Side Plus Pilot" (TSOSP)

પ્રશ્ન 2(c) OR [7 ગુણ]

ટૂંકી નોંધ લખો: પલ્સ મોડ્યુલેશન.

જવાબ:

પલ્સ મોડ્યુલેશન તકનીકો:

પલ્સ મોડ્યુલેશન એક પ્રક્રિયા છે જ્યાં સતત એનાલોગ સિગ્નલને સેમ્પલ કરીને પલ્સમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે.

વેવફોર્મ તુલના:

goat

મેમરી ટ્રીક: "Amplitude, Width, Position, Code - All Pulse Types" (AWPC)

પ્રશ્ન 3(a) [3 ગુણ]

AGC શું છે? સરળ AGC સર્કિટના ઇનપુટ-આઉટપુટ લક્ષણિક વળાંક દોરો અને સમજાવો.

જવાબ:

ઓટોમેટિક ગેઇન કંટ્રોલ (AGC):

• વ્યાખ્યા: સર્કિટ જે આઉટપુટ લેવલ સ્થિર રાખવા માટે ગેઇનને આપમેળે સમાયોજિત કરે છે
• હેતુ: રિસીવરમાં બદલાતી સિગ્નલ તીવ્રતાને વળતર આપે છે
• પ્રકારો: સરળ AGC, વિલંબિત AGC, એમ્પ્લિફાઇડ AGC

ઇનપુટ-આઉટપુટ લક્ષણિક વળાંક:

goat

કાર્યપદ્ધતિ: જેમ ઇનપુટ વધે છે, થ્રેશોલ્ડ પછી આઉટપુટ લગભગ સ્થિર રાખવા માટે ગેઇન ઘટે છે

મેમરી ટ્રીક: "Strong Signals Get Less Gain" (SSLG)

પ્રશ્ન 3(b) [4 ગુણ]

FM ડિમોડ્યુલેશન માટે બેલેન્સ્ડ રેશિયો ડિટેક્ટર પર ટૂંકી નોંધ લખો.

જવાબ:

બેલેન્સ્ડ રેશિયો ડિટેક્ટર:

સર્કિટ આકૃતિ:

goat

કાર્ય સિદ્ધાંત:

• ટ્રાન્સફોર્મર ડાયોડ માટે ફેઝ-શિફ્ટેડ સિગ્નલ બનાવે છે
• ડાયોડ કેપેસિટરને અલગ ધ્રુવીયતા સાથે ચાર્જ કરે છે
• જેમ આવર્તન વિચલન થાય છે, વોલ્ટેજ રેશિયો પ્રમાણસર બદલાય છે
• આઉટપુટ આવર્તન વિચલનના પ્રમાણમાં હોય છે

મેમરી ટ્રીક: "Balanced Diodes Transform Frequency To Voltage" (BDTFV)

પ્રશ્ન 3(c) [7 ગુણ]

વિવિધ પ્રકારના FM ડિમોડ્યુલેટર સર્કિટનું કાર્ય સમજાવો.

જવાબ:

FM ડિમોડ્યુલેટર સર્કિટના પ્રકાર:

PLL FM ડિમોડ્યુલેટર સર્કિટ:

કાર્ય સિદ્ધાંત:

1. ફેઝ ડિટેક્ટર આવતા FM સિગ્નલને VCO આઉટપુટ સાથે સરખાવે છે
2. એરર વોલ્ટેજને ઉચ્ચ આવર્તનો દૂર કરવા માટે ફિલ્ટર કરવામાં આવે છે
3. VCO ને ઇનપુટ આવર્તન ટ્રેક કરવા માટે ફોર્સ કરવામાં આવે છે
4. ફિલ્ટર આઉટપુટ આવર્તન વિચલનના પ્રમાણમાં હોય છે
5. આ આઉટપુટ ડિમોડ્યુલેટેડ FM સિગ્નલ છે

મેમરી ટ્રીક: "Frequency Variations Drive Phase Errors" (FVDPE)

પ્રશ્ન 3(a) OR [3 ગુણ]

રેડિયો રીસીવરની લાક્ષણિકતાઓ સમજાવો.

જવાબ:

રેડિયો રીસીવરની લાક્ષણિકતાઓ:

ડાયાગ્રામ:

મેમરી ટ્રીક: "Select Signals Faithfully, Ignore Mirrors" (SSFIM)

પ્રશ્ન 3(b) OR [4 ગુણ]

AM ડિટેક્ટર સર્કિટમાં થતા વિકૃતિઓના પ્રકારો સમજાવો.

જવાબ:

AM ડિટેક્ટર સર્કિટમાં વિકૃતિઓના પ્રકારો:

ડાયાગ્રામ:

goat

મેમરી ટ્રીક: "Diagonal Negative Harmonics Frequency - Distortion Types" (DNHF)

પ્રશ્ન 3(c) OR [7 ગુણ]

સુપરહીટેરોડીન AM રીસીવરનો બ્લોક ડાયાગ્રામ દોરો અને તેને સમજાવો.

જવાબ:

સુપરહીટેરોડીન AM રીસીવર:

દરેક બ્લોકનું કાર્ય:

મુખ્ય ફાયદા:

• નિશ્ચિત IF આવર્તન ઓપ્ટિમાઇઝ્ડ એમ્પ્લિફિકેશનની મંજૂરી આપે છે
• વધુ સારી પસંદગીકારકતા અને સંવેદનશીલતા
• સરળ ટ્યુનિંગ

મેમરી ટ્રીક: "Radio Mixing Local Intermediate Detected Audio Signals" (RMLIDAS)

પ્રશ્ન 4(a) [3 ગુણ]

એનાલોગથી ડિજિટલ રૂપાંતરણમાં વપરાતી ક્વોન્ટાઇઝેશનની પ્રક્રિયા સમજાવો.

જવાબ:

ક્વોન્ટાઇઝેશન પ્રક્રિયા:

ડાયાગ્રામ:

goat

ક્વોન્ટાઇઝેશનના પ્રકાર:

• યુનિફોર્મ: સમાન સ્ટેપ સાઇઝ
• નોન-યુનિફોર્મ: બદલાતા સ્ટેપ સાઇઝ
• એડેપ્ટિવ: સિગ્નલના આધારે સમાયોજિત

મેમરી ટ્રીક: "Sample Levels Assign Binary" (SLAB)

પ્રશ્ન 4(b) [4 ગુણ]

સેમ્પલિંગ તકનીકોની સરખામણી આપો.

જવાબ:

સેમ્પલિંગ તકનીકોની સરખામણી:

ડાયાગ્રામ:

goat

મેમરી ટ્રીક: "Ideal Natural Flat - Sampling Types" (INF)

પ્રશ્ન 4(c) [7 ગુણ]

PCM ટ્રાન્સમીટર અને રીસીવરનો બ્લોક ડાયાગ્રામ દોરો અને સમજાવો.

જવાબ:

PCM ટ્રાન્સમીટર બ્લોક ડાયાગ્રામ:

PCM રીસીવર બ્લોક ડાયાગ્રામ:

PCM સિસ્ટમનું કાર્ય:

મેમરી ટ્રીક: "Filter, Sample, Quantize, Encode, Multiplex, Transmit" (FSQEMT)

પ્રશ્ન 4(a) OR [3 ગુણ]

Nyquist પ્રમેય જણાવો અને સમજાવો.

જવાબ:

Nyquist પ્રમેય:

• વક્તવ્ય: બેન્ડલિમિટેડ સિગ્નલને સંપૂર્ણ રીતે પુનઃનિર્માણ કરવા માટે, સેમ્પલિંગ આવર્તન સિગ્નલમાં સૌથી ઉચ્ચ આવર્તન ઘટકના ઓછામાં ઓછા બમણો હોવો જોઈએ.

ડાયાગ્રામ:

goat

પરિણામો:

• અન્ડરસેમ્પલિંગ: એલિયાસિંગ થાય છે
• ક્રિટિકલ સેમ્પલિંગ: ભૂલ માટે કોઈ માર્જિન નથી
• ઓવરસેમ્પલિંગ: વધુ સારું પુનઃનિર્માણ પરંતુ વધુ ડેટા

મેમરી ટ્રીક: "Double Maximum Frequency Stops Aliasing" (DMFSA)

પ્રશ્ન 4(b) OR [4 ગુણ]

DM, ADM અને DPCMની સરખામણી આપો.

જવાબ:

DM, ADM અને DPCMની સરખામણી:

ડાયાગ્રામ:

મેમરી ટ્રીક: "Single-bit, Adaptive-bit, Multi-bit Difference" (SAMD)

પ્રશ્ન 4(c) OR [7 ગુણ]

ડિફરન્શિયલ PCM (DPCM) ટ્રાન્સમીટર અને રીસીવરની કાર્યગીરી સમજાવો.

જવાબ:

DPCM ટ્રાન્સમીટર:

DPCM રીસીવર:

કાર્ય સિદ્ધાંત:

મુખ્ય ફાયદા:

• ઘટાડેલ બિટ રેટ: તફાવતને એનકોડ કરે છે જે નાના હોય છે
• વધુ સારી ગુણવત્તા: સિગ્નલ સહસંબંધનો ઉપયોગ કરે છે
• સુસંગતતા: PCM ફ્રેમવર્ક સાથે સમાન

મેમરી ટ્રીક: "Predict Subtract Quantize Difference" (PSQD)

પ્રશ્ન 5(a) [3 ગુણ]

TDMA ફ્રેમનું વર્ણન કરો.

જવાબ:

TDMA (ટાઇમ ડિવિઝન મલ્ટિપલ એક્સેસ) ફ્રેમ:

ડાયાગ્રામ:

goat

TDMA ફ્રેમ સ્ટ્રક્ચર:

• દરેક વપરાશકર્તા સોંપાયેલ ટાઇમ સ્લોટમાં ટ્રાન્સમિટ કરે છે
• સંપૂર્ણ ફ્રેમ ચક્રીય રીતે પુનરાવર્તિત થાય છે
• ફ્રેમની લંબાઈ વપરાશકર્તાઓની સંખ્યા પર આધારિત છે

મેમરી ટ્રીક: "Slots In Time Divide Access" (SITDA)

પ્રશ્ન 5(b) [4 ગુણ]

4 સ્તરના ડિજિટલ મલ્ટિપ્લેક્સિંગ વંશવેલો દોરો અને સમજાવો.

જવાબ:

4-સ્તરીય ડિજિટલ મલ્ટિપ્લેક્સિંગ હાયરાર્કી:

હાયરાર્કી વિગતો:

મેમરી ટ્રીક: "Primary, Secondary, Tertiary, Quaternary Levels" (PSTQ)

પ્રશ્ન 5(c) [7 ગુણ]

PCM-TDM સિસ્ટમનો બ્લોક ડાયાગ્રામ દોરો અને સમજાવો.

જવાબ:

PCM-TDM સિસ્ટમ બ્લોક ડાયાગ્રામ:

PCM-TDM સિસ્ટમનું કાર્ય:

મુખ્ય લક્ષણો:

• બહુવિધ એનાલોગ ચેનલ્સ એક સિંગલ ડિજિટલ ટ્રાન્સમિશન લિંક શેર કરે છે
• દરેક ચેનલને ક્રમિક રીતે સેમ્પલ કરવામાં આવે છે
• સેમ્પલ્સ સમયમાં ઇન્ટરલેસ્ડ થાય છે
• ફ્રેમ સિન્ક્રોનાઇઝેશન યોગ્ય ડિમલ્ટિપ્લેક્સિંગ સુનિશ્ચિત કરે છે

મેમરી ટ્રીક: "Many Analog Channels Share Digital Link" (MACSDL)

પ્રશ્ન 5(a) OR [3 ગુણ]

ડિજિટલ કમ્યુનિકેશનના ફાયદા અને ગેરફાયદાની સૂચિ બનાવો.

જવાબ:

ડિજિટલ કમ્યુનિકેશનના ફાયદા અને ગેરફાયદા:

મેમરી ટ્રીક: "Noise-resistant, Error-correcting, Multiplex-friendly But Bandwidth-hungry" (NEMBB)

પ્રશ્ન 5(b) OR [4 ગુણ]

ચેનલ કોડિંગ તકનીકોની સૂચિ બનાવો, તેમાંથી કોઇ પણ એકને ઉદાહરણ સાથે સમજાવો.

જવાબ:

ચેનલ કોડિંગ તકનીકો:

બ્લોક કોડિંગ ઉદાહરણ: હેમિંગ કોડ (7,4)

આ કોડ 4 ડેટા બિટ્સ લે છે અને 7-બિટ કોડવર્ડ બનાવવા માટે 3 પેરિટી બિટ્સ ઉમેરે છે.

એરર ડિટેક્શન:

• જો સિંગલ બિટ એરર થાય છે, તો પેરિટી બિટ્સની પુનઃગણતરી એરર પોઝિશન ઓળખે છે
• ઉદાહરણ: 1011011 → 1111011 (પોઝિશન 2 પર એરર)

મેમરી ટ્રીક: "Parity Bits Protect Data Bits" (PBPDB)

પ્રશ્ન 5(c) OR [7 ગુણ]

મૂળભૂત ટાઇમ ડોમેન ડિજિટલ મલ્ટિપ્લેક્સિંગની ચર્ચા કરો. TDM સિસ્ટમના ફાયદા અને ગેરફાયદા જણાવો.

જવાબ:

મૂળભૂત ટાઇમ ડોમેન ડિજિટલ મલ્ટિપ્લેક્સિંગ:

ટાઇમ ડિવિઝન મલ્ટિપ્લેક્સિંગ (TDM) એ એક તકનીક છે જે દરેક સિગ્નલને અનન્ય ટાઇમ સ્લોટ ફાળવીને બહુવિધ ડિજિટલ સિગ્નલ્સને સામાન્ય ટ્રાન્સમિશન માધ્યમ શેર કરવાની મંજૂરી આપે છે.

TDM સિસ્ટમ ડાયાગ્રામ:

TDM સિસ્ટમના ફાયદા:

TDM સિસ્ટમના ગેરફાયદા:

મેમરી ટ્રીક: "Time Slots Shared But Sync Required" (TSSBSR)