Communication Questions in Gujarati

(D) ઓપ્ટિકલ કોમ્યુનિકેશનમાં,પ્રકાશ તરંગના મોડ્યુલેશનમાં માહિતીને એન્કોડ કરવા માટે તેના એક પરિમાણને બદલવામાં આવે છે. ઓપ્ટિકલ ફાઈબર કોમ્યુનિકેશનમાં વપરાતી સૌથી સામાન્ય પદ્ધતિ ઇન્ટેન્સિટી મોડ્યુલેશન $(IM)$ છે,જેમાં મોડ્યુલેટિંગ સિગ્નલ અનુસાર પ્રકાશ તરંગની તીવ્રતા બદલવામાં આવે છે. તેથી,જે લાક્ષણિકતા બદલાય છે તે પ્રકાશ તરંગની તીવ્રતા છે.

(A) મોડ્યુલેશન ઇન્ડેક્સ $\mu$ ને $\mu = \frac{E_{max} - E_{min}}{E_{max} + E_{min}}$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.
$100\%$ મોડ્યુલેશન માટે,મોડ્યુલેશન ઇન્ડેક્સ $\mu = 1$ થાય છે.
આ કિંમત સૂત્રમાં મૂકતા: $1 = \frac{E_{max} - E_{min}}{E_{max} + E_{min}}$.
આનો અર્થ એ થાય કે $E_{max} + E_{min} = E_{max} - E_{min}$.
બંને બાજુથી $E_{max}$ બાદ કરતા,આપણને $E_{min} = -E_{min}$ મળે છે,જેનો અર્થ છે કે $2E_{min} = 0$.
તેથી,$E_{min} = 0$.

(A) સેટેલાઇટ કમ્યૂનિકેશન સિસ્ટમમાં,પૃથ્વી પરના સ્ટેશનથી સેટેલાઇટ તરફ મોકલવામાં આવતા સિગ્નલને $up\,\text{link}$ કહેવામાં આવે છે. વાતાવરણીય અવરોધને દૂર કરવા માટે સામાન્ય રીતે $6\,\text{GHz}$ જેવી ઊંચી આવૃતિનો ઉપયોગ થાય છે.
સેટેલાઇટથી પૃથ્વી પરના સ્ટેશન તરફ પાછા મોકલવામાં આવતા સિગ્નલને $down\,\text{link}$ કહેવામાં આવે છે. સેટેલાઇટ પર પાવરની જરૂરિયાત ઘટાડવા માટે સામાન્ય રીતે $4\,\text{GHz}$ જેવી નીચી આવૃતિનો ઉપયોગ થાય છે.
તેથી,$6\,\text{GHz}$ આવૃતિ $up\,\text{link}$ માટે અને $4\,\text{GHz}$ આવૃતિ $down\,\text{link}$ માટે વપરાય છે.

(B) મનુષ્યો માટે સાંભળી શકાય તેવી આવૃત્તિની શ્રેણી સામાન્ય રીતે $20 \, Hz$ થી $20 \, kHz$ સુધીની માનવામાં આવે છે.
તેથી,ઓડિયો સિગ્નલની બેન્ડવિડ્થ $20 \, kHz - 20 \, Hz \approx 20 \, kHz$ થાય છે.
આ શ્રેણી ઓડિયો કોમ્યુનિકેશન સિસ્ટમ્સ માટે પ્રમાણભૂત છે.

(C) ઓપ્ટિકલ ફાઇબરમાં સિગ્નલનું ક્ષીણ થવું એટલે કે જ્યારે પ્રકાશ ફાઇબરમાંથી પસાર થાય ત્યારે તેની ઓપ્ટિકલ પાવરમાં થતો ઘટાડો.
આ ક્ષીણતા માટે જવાબદાર મુખ્ય કારણો નીચે મુજબ છે:
$1$. શોષણ: આ કાચમાં રહેલી અશુદ્ધિઓ (જેમ કે $OH^-$ આયનો) અને પદાર્થના આંતરિક ગુણધર્મોને કારણે થાય છે,જે પ્રકાશ ઉર્જાને ગરમીમાં રૂપાંતરિત કરે છે.
$2$. પ્રકીર્ણન: આ મુખ્યત્વે રેલે પ્રકીર્ણન (Rayleigh scattering) ને કારણે થાય છે,જે ઉત્પાદન પ્રક્રિયા દરમિયાન કાચના પદાર્થની ઘનતા અને વક્રીભવનાંકમાં રહેલી સૂક્ષ્મ વિવિધતાઓને કારણે ઉદભવે છે.
તેથી,શોષણ અને પ્રકીર્ણન બંને ઓપ્ટિકલ ફાઇબરમાં સિગ્નલ ક્ષીણ થવાના મુખ્ય કારણો છે.

(C) ગ્રાઉન્ડ વેવ પ્રસારણ માટે આવૃત્તિની શ્રેણી સામાન્ય રીતે $2 \text{ MHz}$ સુધીની હોય છે.
સ્કાય વેવ પ્રસારણ માટે આવૃત્તિની શ્રેણી સામાન્ય રીતે $3 \text{ MHz}$ થી $30 \text{ MHz}$ ની વચ્ચે હોય છે.
અહીં આપેલી આવૃત્તિ $10 \text{ MHz}$ છે, જે $3 \text{ MHz}$ થી $30 \text{ MHz}$ ની શ્રેણીમાં આવે છે, તેથી પ્રસારણનો પ્રકાર સ્કાય વેવ પ્રસારણ છે.
તેથી, સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(B) આવૃત્તિ મોડ્યુલેશન $(FM)$ માં,કેરિયર તરંગની આવૃત્તિને મોડ્યુલેટિંગ સિગ્નલ (મેસેજ સિગ્નલ) ના તત્કાલિન કંપવિસ્તાર અનુસાર બદલવામાં આવે છે.
જ્યારે કેરિયર તરંગની આવૃત્તિ બદલાય છે,ત્યારે તેનો કંપવિસ્તાર અચળ રહે છે.
તેથી,સાચું વિધાન એ છે કે કેરિયર તરંગની આવૃત્તિ એ મોકલેલા સિગ્નલના કંપવિસ્તાર પ્રમાણે બદલાય છે.

(D) રેડિયો તરંગો તેમની આવૃત્તિના આધારે વિવિધ પદ્ધતિઓ દ્વારા એક જગ્યાએથી બીજી જગ્યાએ પ્રસારિત થઈ શકે છે:
$1$. ગ્રાઉન્ડ વેવ પ્રસારણ: ઓછી આવૃત્તિઓ ($2 \text{ MHz}$ સુધી) માટે વપરાય છે, જેમાં તરંગો પૃથ્વીની વક્રતાને અનુસરે છે.
$2$. સ્કાય વેવ પ્રસારણ: મધ્યમ અને ઉચ્ચ આવૃત્તિઓ ($3 \text{ MHz}$ થી $30 \text{ MHz}$) માટે વપરાય છે, જેમાં તરંગો આયનોસ્ફિયર દ્વારા પરાવર્તિત થાય છે.
$3$. સ્પેસ વેવ પ્રસારણ: ખૂબ ઉચ્ચ આવૃત્તિઓ ($30 \text{ MHz}$ થી વધુ) માટે વપરાય છે, જેમાં તરંગો ટ્રાન્સમિટિંગ અને રિસીવિંગ એન્ટેના વચ્ચે સીધી રેખામાં (લાઇન-ઓફ-સાઇટ) ગતિ કરે છે.
આ ત્રણેય પદ્ધતિઓ રેડિયો તરંગોના પ્રસારણ માટે પ્રમાણભૂત હોવાથી, સાચો જવાબ $D$ છે.

(C) કોએક્સિયલ કેબલનો ઉપયોગ સંદેશાવ્યવહાર પ્રણાલીઓમાં ઉચ્ચ-આવૃત્તિના સંકેતોના પ્રસારણ માટે વ્યાપકપણે થાય છે.
તેમની રચનાને કારણે,તેઓ ટ્વિસ્ટેડ પેર કેબલની તુલનામાં ઘણી વધારે બેન્ડવિડ્થ પ્રદાન કરે છે.
કોએક્સિયલ કેબલ સિસ્ટમની લાક્ષણિક બેન્ડવિડ્થ આશરે $250 \ MHz$ થી $750 \ MHz$ જેટલી હોય છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$250 \ MHz$ એ ભૌતિકવિજ્ઞાનના પાઠ્યપુસ્તકોમાં કોએક્સિયલ કેબલની બેન્ડવિડ્થ સાથે સંકળાયેલ પ્રમાણિત મૂલ્ય છે.

(C) ફ્રિકવન્સી મોડ્યુલેશન $(FM)$ માટે મોડ્યુલેશન અંક $\beta$ ને $\beta = \frac{\Delta f}{f_m}$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે,જ્યાં $\Delta f$ એ ફ્રિકવન્સી વિચલન છે અને $f_m$ એ મોડ્યુલેશન આવૃત્તિ છે.
આ સૂત્ર પરથી સ્પષ્ટ થાય છે કે મોડ્યુલેશન અંક $\beta$ એ મોડ્યુલેશન આવૃત્તિ $f_m$ ના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
તેથી,$\beta \propto \frac{1}{f_m}$.

(C) ઑપ્ટિકલ ફાઇબર કમ્યૂનિકેશન પરંપરાગત ધાતુના કેબલ્સ જેમ કે બે-તારની લાઇન અથવા કૉ-ઑક્સિયલ કેબલ્સની તુલનામાં નોંધપાત્ર ફાયદાઓ આપે છે.
$1$. $\text{મોટી}$ $\text{બૅન્ડવિડ્થ}$: ઑપ્ટિકલ ફાઇબર પ્રકાશના તરંગો (ઉચ્ચ આવૃત્તિ) નો ઉપયોગ કરે છે, જે તાંબાના તારમાં વિદ્યુત સંકેતોની તુલનામાં ઘણી વધારે ડેટા ટ્રાન્સમિશન ક્ષમતા પ્રદાન કરે છે।
$2$. $\text{ઓછો}$ $\text{ટ્રાન્સમિશન}$ $\text{લૉસ}$: ઑપ્ટિકલ ફાઇબરમાં એટેન્યુએશન (સિગ્નલનો ઘટાડો) અત્યંત ઓછો હોય છે, જેના કારણે સિગ્નલ વારંવાર રિપીટર્સની જરૂરિયાત વગર લાંબા અંતર સુધી મુસાફરી કરી શકે છે।
તેથી, સાચો વિકલ્પ મોટી બૅન્ડવિડ્થ અને ઓછો ટ્રાન્સમિશન લૉસ છે।

(C) $UHF$ (અલ્ટ્રા હાઇ ફ્રીક્વન્સી) રેન્જ $300 \ MHz$ થી $3000 \ MHz$ ની વચ્ચે હોય છે.
આ આવૃતિઓ આયનોસ્ફિયર દ્વારા પરાવર્તિત થતી નથી (સ્કાય વેવ માટે યોગ્ય નથી) અને પૃથ્વીની સપાટી દ્વારા થતા વધુ શોષણને કારણે ગ્રાઉન્ડ વેવ પ્રસારણ માટે પણ યોગ્ય નથી.
તેથી,$UHF$ તરંગોનું પ્રસારણ સ્પેસ વેવ (લાઇન-ઓફ-સાઇટ કોમ્યુનિકેશન) દ્વારા કરવામાં આવે છે,જેમાં ટ્રાન્સમિટિંગ અને રિસીવિંગ એન્ટેના વચ્ચે સીધું પ્રસારણ થાય છે.

(C) રેડિયો પ્રસારણમાં,ધ્વનિ તરંગોને લાંબા અંતર સુધી મોકલવા માટે મોડ્યુલેશનનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.
સામાન્ય રીતે,રેડિયો પ્રસારણમાં એમ્પ્લિટ્યુડ મોડ્યુલેશન $(AM)$ અથવા ફ્રીક્વન્સી મોડ્યુલેશન $(FM)$ નો ઉપયોગ થાય છે.
જોકે,જ્યારે સામાન્ય રીતે 'રેડિયો પ્રસારણ' શબ્દનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે મુખ્યત્વે $AM$ (એમ્પ્લિટ્યુડ મોડ્યુલેશન) ને સંદર્ભિત કરે છે,જેનો ઉપયોગ લાંબા અંતરના પ્રસારણ માટે થાય છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(B) મોડ્યુલેશન મુખ્યત્વે ત્રણ કારણોસર જરૂરી છે:
$1$. એન્ટેનાનું કદ ઘટાડવા માટે: એન્ટેનાનું કદ $\lambda/4$ ના ક્રમનું હોવું જોઈએ. ઓછી આવૃત્તિવાળા ઓડિયો સિગ્નલો માટે $\lambda$ ખૂબ મોટું હોય છે,જેના માટે અવ્યવહારુ રીતે મોટા એન્ટેનાની જરૂર પડે છે. મોડ્યુલેશન સિગ્નલને ઉચ્ચ આવૃત્તિ પર સ્થાનાંતરિત કરે છે,જે $\lambda$ ઘટાડે છે અને આમ એન્ટેનાનું કદ ઘટાડે છે.
$2$. ફ્રેક્શનલ બેન્ડવિડ્થ ઘટાડવા માટે: સિગ્નલ બેન્ડવિડ્થ અને કેરિયર ફ્રીક્વન્સીનો ગુણોત્તર ઘટાડવાથી એન્ટેના અને ટ્યુનિંગ સર્કિટની ડિઝાઇન સરળ બને છે.
$3$. મલ્ટિપ્લેક્સિંગ માટે: અલગ-અલગ સિગ્નલોને અલગ-અલગ કેરિયર ફ્રીક્વન્સી પર મોડ્યુલેટ કરીને,એક જ ચેનલ પર એકસાથે અનેક સિગ્નલો મોકલી શકાય છે.
વિકલ્પ $B$ ખોટો છે કારણ કે મોડ્યુલેશન ટ્રાન્સમીટર અને રીસીવર વચ્ચેનો સમય અંતરાલ (પ્રોપેગેશન વિલંબ) ઘટાડતું નથી; આ સિગ્નલની ગતિ (સામાન્ય રીતે પ્રકાશની ગતિ) અને તેમની વચ્ચેના અંતર દ્વારા નક્કી થાય છે.

(B) સ્પેસ વેવ પ્રસારણમાં વિદ્યુતચુંબકીય તરંગોનું પ્રસારણ ટ્રાન્સમિટિંગ એન્ટેનાથી રિસીવિંગ એન્ટેના સુધી સીધું થાય છે,જેને સામાન્ય રીતે લાઇન-ઓફ-સાઇટ કોમ્યુનિકેશન કહેવામાં આવે છે.
આ પ્રકારનું પ્રસારણ $30 \ MHz$ થી વધુ આવૃત્તિઓ માટે અસરકારક છે.
ખાસ કરીને,તેનો ઉપયોગ $VHF$ $(30-300 \ MHz)$,$UHF$ $(300-3000 \ MHz)$ અને $SHF$ $(3-30 \ GHz)$ શ્રેણી માટે થાય છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$VHF$,$UHF$ અને $SHF$ ત્રણેય સ્પેસ વેવ પ્રસારણનો ઉપયોગ કરે છે. જોકે,પ્રમાણભૂત ભૌતિકવિજ્ઞાનના અભ્યાસક્રમમાં,$VHF$ એ આ પ્રકારના પ્રસારણ માટે સૌથી સામાન્ય રીતે ઉલ્લેખિત શ્રેણી છે.

(B) સિગ્નલ એ સમય સાથે બદલાતી રાશિ છે જે માહિતીનું વહન કરે છે.
વીજળીના ઝબકારા (વિકલ્પ $A$) અને સૂર્યમાંથી આવતાં વિકિરણો (વિકલ્પ $C$) એ કુદરતી ઘટનાઓ છે.
ટ્યૂબલાઈટના ઝબકારા (વિકલ્પ $B$) એ માનવસર્જિત ઉપકરણો દ્વારા વિદ્યુત પરિપથનો ઉપયોગ કરીને ઉત્પન્ન કરવામાં આવે છે,તેથી તે માનવસર્જિત સિગ્નલ છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(B) કમ્પ્યૂટર માહિતીને બાઈનરી અંકો ($0$ અને $1$) ના સ્વરૂપમાં પ્રોસેસ અને સ્ટોર કરે છે.
તેથી,બે કમ્પ્યૂટર વચ્ચે માહિતીની આપ-લે ડિજિટલ સિગ્નલ દ્વારા કરવામાં આવે છે.
ડિજિટલ સિગ્નલ ડેટાને અલગ-અલગ મૂલ્યોની શ્રેણી તરીકે દર્શાવે છે,જે કમ્પ્યૂટર સંચાર માટેની પ્રમાણભૂત પદ્ધતિ છે.

(D) કો-એક્સિયલ કેબલનો લાક્ષણિક ઇમ્પેડન્સ $(Z_0)$ તેના ભૌતિક પરિમાણો અને અંદરના તથા બહારના વાહક વચ્ચેના ઇન્સ્યુલેટિંગ મટિરિયલના ડાયઇલેક્ટ્રિક અચળાંક દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
ટેલિકોમ્યુનિકેશન અને રેડિયો ફ્રીક્વન્સી એપ્લિકેશન્સમાં વપરાતા પ્રમાણભૂત કો-એક્સિયલ કેબલનો લાક્ષણિક ઇમ્પેડન્સ સામાન્ય રીતે $50$ $\Omega$ થી $75$ $\Omega$ ની વચ્ચે હોય છે.
ચોક્કસ રીતે કહીએ તો,$50$ $\Omega$ એ ડેટા ટ્રાન્સમિશન અને રેડિયો ફ્રીક્વન્સી સાધનો માટેનું પ્રમાણભૂત મૂલ્ય છે,જ્યારે $75$ $\Omega$ એ વિડિયો અને ટેલિવિઝન સિગ્નલો માટેનું પ્રમાણભૂત મૂલ્ય છે.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાંથી $50$ $\Omega$ થી $70$ $\Omega$ ની રેન્જ સૌથી સચોટ પસંદગી છે.

(B) એન્ટેના દ્વારા વિદ્યુતચુંબકીય તરંગોના ઉત્સર્જનની કાર્યક્ષમતા સિગ્નલની તરંગલંબાઈની સાપેક્ષમાં તેના કદ પર આધાર રાખે છે. અસરકારક પ્રસારણ માટે,એન્ટેનાની લંબાઈ $L$ એ સિગ્નલની તરંગલંબાઈ $\lambda$ સાથે તુલનાત્મક હોવી જોઈએ (દા.ત.,$L = \lambda/4$). કારણ કે $\lambda = c/f$,જ્યાં $c$ એ પ્રકાશની ગતિ છે અને $f$ એ આવૃતિ છે,તેથી ઊંચી આવૃતિ $f$ ને કારણે તરંગલંબાઈ $\lambda$ નાની મળે છે. નાની તરંગલંબાઈને કારણે એન્ટેનાનું કદ નાનું અને વ્યવહારુ રાખી શકાય છે. તેથી,ઊંચી આવૃતિવાળા તરંગોનું પ્રસારણ વધુ કાર્યક્ષમ રીતે કરી શકાય છે.

(C) ઓછી આવૃતિવાળા માહિતી સિગ્નલ (બેઝબેન્ડ સિગ્નલ) ને ઉચ્ચ આવૃતિવાળા કેરિયર તરંગ પર સંપાત કરવાની પ્રક્રિયાને મોડ્યુલેશન કહેવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયા સિગ્નલોને લાંબા અંતર સુધી કાર્યક્ષમ રીતે મોકલવા માટે જરૂરી છે,કારણ કે ઉચ્ચ આવૃતિવાળા તરંગો વધુ દૂર સુધી મુસાફરી કરી શકે છે અને તેના માટે નાના કદના એન્ટેનાની જરૂર પડે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(B) સ્વર કાંટો (tuning fork) એક સતત ધ્વનિ તરંગ ઉત્પન્ન કરે છે જે સમય સાથે સરળતાથી બદલાય છે.
ધ્વનિ તરંગનો કંપવિસ્તાર અને આવૃત્તિ સતત બદલાતા હોવાથી,તે એનાલોગ સિગ્નલનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે.
બીજી તરફ,ડિજિટલ સિગ્નલ એ અલગ (discrete) હોય છે અને ડેટાને મૂલ્યોના ક્રમ (સામાન્ય રીતે $0$ અને $1$) તરીકે રજૂ કરે છે.
તેથી,સ્વર કાંટા દ્વારા ઉત્પન્ન થતો અવાજ એ એનાલોગ સિગ્નલ છે.

(B) આયનોસ્ફિયરનો વક્રીભવનાંક $(\mu)$ એ ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા $(N)$ અને રેડિયો તરંગની આવૃત્તિ $(f)$ પર આધાર રાખે છે. આ સંબંધ $\mu = \sqrt{1 - \frac{81N}{f^2}}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
જેમ આપણે આયનોસ્ફિયરના નીચલા સ્તરથી ઉપરના સ્તર તરફ જઈએ છીએ, તેમ ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા $(N)$ વધે છે.
કારણ કે $\mu = \sqrt{1 - \frac{81N}{f^2}}$, તેથી $N$ માં વધારો થવાથી $\mu$ નું મૂલ્ય ઘટે છે.
આથી, આયનોસ્ફિયરના નીચલા સ્તરથી ઉપરના સ્તર તરફ જતાં વક્રીભવનાંક ઘટે છે.

(C) સ્ટાન્ડર્ડ ટેલિવિઝન ટ્રાન્સમિશન સિસ્ટમમાં,ઑડિયો સિગ્નલને ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા અવાજ માટે અને નોઈઝ (ઘોંઘાટ) ઘટાડવા માટે ફ્રિકવન્સી મૉડ્યુલેશન $(FM)$ નો ઉપયોગ કરીને મૉડ્યુલેટ કરવામાં આવે છે.
વીડિયો સિગ્નલને ઍમ્પ્લિટ્યુડ મૉડ્યુલેશન $(AM)$ (ખાસ કરીને વેસ્ટિજિયલ સાઇડબેન્ડ મૉડ્યુલેશન,જે $AM$ નું એક સ્વરૂપ છે) નો ઉપયોગ કરીને મૉડ્યુલેટ કરવામાં આવે છે,જેથી વિઝ્યુઅલ માહિતી માટે જરૂરી મોટી બેન્ડવિડ્થને કાર્યક્ષમ રીતે ટ્રાન્સમિટ કરી શકાય.
તેથી,ઑડિયો સિગ્નલ ફ્રિકવન્સી મૉડ્યુલેટેડ અને વીડિયો સિગ્નલ ઍમ્પ્લિટ્યુડ મૉડ્યુલેટેડ હોય છે.

(D) મોડ્યુલેશન ઇન્ડેક્સ $\mu$ એ મોડ્યુલેટિંગ સિગ્નલના કંપવિસ્તાર $(A_m)$ અને કેરિયર તરંગના કંપવિસ્તાર $(A_c)$ ના ગુણોત્તર તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.
ગાણિતિક રીતે, $\mu = \frac{A_m}{A_c}$.
અહીં આપેલ છે કે મોડ્યુલેટેડ સિગ્નલનો કંપવિસ્તાર અને કેરિયર તરંગનો કંપવિસ્તાર સમાન છે, તેથી $A_m = A_c$.
તેથી, $\mu = \frac{A_m}{A_m} = 1$.
આને ટકાવારીમાં દર્શાવવા માટે, આપણે તેને $100$ વડે ગુણીએ છીએ.
આમ, મોડ્યુલેશન ઇન્ડેક્સ $1 \times 100 = 100\%$ છે.

(B) કોમ્યુનિકેશન સિસ્ટમમાં,રિસિવર વિભાગ ઘણીવાર ઇચ્છિત સિગ્નલની સાથે અનિચ્છનીય નોઈઝ અથવા સિગ્નલો મેળવે છે. ફિલટર પરિપથ ખાસ કરીને અમુક ચોક્કસ ફ્રીક્વન્સીને પસાર થવા દેવા માટે અને અનિચ્છનીય સિગ્નલો અથવા નોઈઝની માત્રાને ઘટાડવા માટે બનાવવામાં આવે છે. તેથી,રિસિવર વિભાગમાં અનિચ્છનીય સિગ્નલોની માત્રા ઘટાડવા માટે ફિલટર પરિપથનો ઉપયોગ થાય છે.

(B) સ્કાયવેવ પ્રસારણમાં રેડિયો તરંગોનું આયનોસ્ફિયર દ્વારા પૃથ્વીની સપાટી પર પરાવર્તન થાય છે.
આ પ્રસારણ પદ્ધતિ આશરે $2 \text{ MHz}$ થી $30 \text{ MHz}$ ની આવૃત્તિ માટે અસરકારક છે.
$2 \text{ MHz}$ થી ઓછી આવૃત્તિઓ આયનોસ્ફિયર દ્વારા શોષાઈ જાય છે,જ્યારે $30 \text{ MHz}$ થી વધુ આવૃત્તિઓ (જેમ કે સ્પેસ વેવ પ્રસારણમાં વપરાય છે) આયનોસ્ફિયરને ભેદીને અવકાશમાં જતી રહે છે.
તેથી,$2 \text{ MHz}$ થી $20 \text{ MHz}$ ની શ્રેણી સ્કાયવેવ પ્રસારણ માટે યોગ્ય છે.

(D) એમ્પ્લિટયૂડ મોડ્યુલેશનમાં,કેરિયર તરંગની આવૃતિ $(f_c)$ એ મોડ્યુલેટિંગ સિગ્નલની આવૃતિ $(f_m)$ કરતા ઘણી વધારે હોવી જોઈએ જેથી કાર્યક્ષમ પ્રસારણ સુનિશ્ચિત કરી શકાય અને સાઇડબેન્ડ્સનું ઓવરલેપિંગ ટાળી શકાય.
આપેલ છે,$f_m = 3 \ kHz = 3000 \ Hz$.
આપેલા વિકલ્પોની સરખામણી કરતા,$30 \ Hz$,$300 \ Hz$ અને $3000 \ Hz$ એ સિગ્નલની આવૃતિ કરતા ઓછી અથવા તેના જેટલી છે.
$3 \ MHz = 3000 \ kHz$ એ $3 \ kHz$ કરતા ઘણી વધારે છે.
તેથી,કેરિયર આવૃતિ $3 \ MHz$ હોવી જોઈએ.

(C) ઓછી આવૃત્તિવાળા મેસેજ સિગ્નલ (માહિતી) ને ઉચ્ચ આવૃત્તિવાળા કેરીયર વેવ (વાહક તરંગ) પર સંપાત કરવાની પ્રક્રિયાને $Modulation$ (મોડ્યુલેશન) કહેવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયા સિગ્નલને લાંબા અંતરના પ્રસારણ માટે યોગ્ય બનાવવા માટે કરવામાં આવે છે,કારણ કે ઉચ્ચ આવૃત્તિના તરંગો વધુ અંતર કાપી શકે છે અને તેના માટે નાના કદના એન્ટેનાની જરૂર પડે છે. તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(C) કો-ઍક્સિઅલ કૅબલ એ એક પ્રકારની ટ્રાન્સમિશન લાઇન છે જે અંદરના વાહક અને તેની આસપાસના નળાકાર ઇન્સ્યુલેટીંગ સ્તર અને નળાકાર વાહક કવચની બનેલી હોય છે.
તેની રચનાને કારણે,તે ટ્વિસ્ટેડ પેર કૅબલની તુલનામાં ઘણી વધારે બૅન્ડવિડ્થ પ્રદાન કરે છે.
કો-ઍક્સિઅલ કૅબલની સામાન્ય બૅન્ડવિડ્થ આશરે $750 \ MHz$ હોય છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(C) બ્રોડકાસ્ટિંગમાં,$AM$ (એમ્પ્લિટયૂડ મોડ્યુલેશન) નો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે કારણ કે તે ખૂબ જ સરળ અને સસ્તા રીસીવરોની ડિઝાઇનને શક્ય બનાવે છે. $AM$ સિગ્નલનું ડિટેક્શન એક સાદા એન્વલપ ડિટેક્ટર (જેમ કે ડાયોડ અને $RC$ સર્કિટ) નો ઉપયોગ કરીને કરી શકાય છે,જે $FM$ અથવા અન્ય જટિલ મોડ્યુલેશન પદ્ધતિઓની તુલનામાં રીસીવરની કિંમત અને જટિલતાને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડે છે. તેથી,વિકલ્પ $C$ સાચું કારણ છે.

(B) $Transducer$ (ટ્રાન્સડ્યુસર) એ એક એવું ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણ છે જે ઊર્જાને એક સ્વરૂપમાંથી બીજા સ્વરૂપમાં રૂપાંતરિત કરે છે. તેના સામાન્ય ઉદાહરણોમાં માઇક્રોફોન (ધ્વનિ ઊર્જાનું વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતર) અને લાઉડસ્પીકર (વિદ્યુત ઊર્જાનું ધ્વનિ ઊર્જામાં રૂપાંતર) નો સમાવેશ થાય છે. તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(D) ગ્રાઉન્ડ વેવ પ્રસારણ માટે,વિદ્યુતચુંબકીય તરંગનો વિદ્યુત ક્ષેત્ર સદિશ પૃથ્વીની સપાટીને લંબ હોવો જોઈએ જેથી વિદ્યુત ક્ષેત્ર શોર્ટ-સર્કિટ ન થાય. કારણ કે વિદ્યુત ક્ષેત્ર ઉભું (vertical) હોય છે,તેથી એન્ટેના ઉભું હોવું જરૂરી છે. તેથી,પ્રસારણ એન્ટેના સામાન્ય રીતે ઉભા પ્રકારના હોય છે.

(D) ઓડિયો સિગ્નલની આવૃત્તિ ખૂબ ઓછી હોય છે (સામાન્ય રીતે $20 \ Hz$ થી $20 \ kHz$).
એન્ટેનાની લંબાઈ $(L)$ એ સિગ્નલની તરંગલંબાઈ $(\lambda)$ ના ક્રમની હોવી જોઈએ,એટલે કે $L \approx \lambda / 4$.
તરંગલંબાઈ $\lambda = c / f$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $c$ એ પ્રકાશની ગતિ $(3 \times 10^8 \ m/s)$ છે.
જો આપણે $15 \ kHz$ ની આવૃત્તિ લઈએ,તો $\lambda = (3 \times 10^8) / (15 \times 10^3) = 20,000 \ m = 20 \ km$.
તેથી,એન્ટેનાની જરૂરી લંબાઈ $L = 20,000 / 4 = 5,000 \ m = 5 \ km$ હોવી જોઈએ.
આટલી મોટી લંબાઈનું એન્ટેના બનાવવું વ્યવહારિક રીતે શક્ય નથી,તેથી ઓડિયો સિગ્નલને સીધા પ્રસારિત કરી શકાતા નથી.

(B) રડારનો મહતમ વિસ્તાર રડાર રેન્જ સમીકરણ દ્વારા આપવામાં આવે છે:
$R_{max} = \left( \frac{P_t A^2 S}{4\pi \lambda^2 P_{min}} \right)^{1/4}$
જ્યાં:
$P_t$ = મહતમ ટ્રાન્સમિટ કરેલો પાવર
$A$ = રીસીવિંગ એન્ટેનાનો અસરકારક વિસ્તાર
$S$ = લક્ષ્યનો રડાર ક્રોસ-સેક્શન
$\lambda$ = રડાર સિગ્નલની તરંગલંબાઈ
$P_{min}$ = રીસીવરનો લઘુતમ શોધી શકાય તેવો પાવર
આ સમીકરણ પરથી સ્પષ્ટ છે કે $R_{max} \propto (P_t)^{1/4}$.
તેથી,મહતમ વિસ્તાર એ મહતમ ટ્રાન્સમિટ કરેલા પાવરના ચતુર્થ મૂળના સમપ્રમાણમાં હોય છે.

(A) માઇક્રોફોન એ એક ટ્રાન્સડ્યુસર છે જે ધ્વનિ ઉર્જા (યાંત્રિક તરંગો) ને વિદ્યુત ઉર્જામાં રૂપાંતરિત કરે છે. માઇક્રોફોન દ્વારા ઉત્પન્ન થતું વિદ્યુત સિગ્નલ ધ્વનિ તરંગો અનુસાર સમય સાથે સતત બદલાતું રહે છે. આવું સિગ્નલ,જે સમય સાથે સતત બદલાય છે,તેને એનેલૉગ સિગ્નલ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. તેથી,માઇક્રોફોનનું આઉટપુટ એનેલૉગ સિગ્નલ છે.

(D) રેડિયો તરંગોને તેમની આવૃત્તિના આધારે વિવિધ પ્રસારણ પદ્ધતિઓ દ્વારા એક જગ્યાએથી બીજી જગ્યાએ મોકલી શકાય છે.
$1$. ગ્રાઉન્ડ વેવ પ્રસારણનો ઉપયોગ ઓછી આવૃત્તિ ($2 \text{ MHz}$ સુધી) ના સિગ્નલો માટે થાય છે.
$2$. સ્કાય વેવ પ્રસારણનો ઉપયોગ મધ્યમ અને ઉચ્ચ આવૃત્તિ ($3 \text{ MHz}$ થી $30 \text{ MHz}$ ની વચ્ચે) ના સિગ્નલોને આયનોસ્ફિયર પરથી પરાવર્તિત કરીને મોકલવા માટે થાય છે.
$3$. સ્પેસ વેવ પ્રસારણનો ઉપયોગ ખૂબ જ ઉચ્ચ આવૃત્તિ $(VHF)$ અને અલ્ટ્રા-હાઈ ફ્રીક્વન્સી $(UHF)$ સિગ્નલો ($30 \text{ MHz}$ થી વધુ) માટે લાઇન-ઓફ-સાઇટ કોમ્યુનિકેશન દ્વારા થાય છે.
આમ, ત્રણેય પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ રેડિયો તરંગોના પ્રસારણ માટે થતો હોવાથી, સાચો જવાબ $D$ છે.

(B) ચાલતી છબીઓ (moving pictures) પ્રસારિત કરવા માટે વીડિયો સિગ્નલ માટે જરૂરી બૅન્ડવિડ્થ આશરે $4.2 \text{ MHz}$ હોય છે. ટેલિવિઝન પ્રસારણમાં ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળી છબીના પ્રસારણની ખાતરી કરવા માટે આ એક પ્રમાણભૂત મૂલ્ય છે.

(C) અવાજના તરંગો ખૂબ જ ઓછી આવૃત્તિ ધરાવતા તરંગો છે (સામાન્ય રીતે $20 \ Hz$ થી $20 \ kHz$).
વિદ્યુતચુંબકીય તરંગોના કાર્યક્ષમ પ્રસરણ માટે,એન્ટેનાની લંબાઈ ઓછામાં ઓછી $\lambda/4$ હોવી જોઈએ,જ્યાં $\lambda$ એ તરંગલંબાઈ છે.
$15 \ kHz$ ની આવૃત્તિ માટે,તરંગલંબાઈ $\lambda = c/f = (3 \times 10^8 \ m/s) / (15 \times 10^3 \ Hz) = 20 \ km$ થાય.
આ માટે જરૂરી એન્ટેનાની ઊંચાઈ $\lambda/4 = 5 \ km$ થાય,જે વ્યવહારિક રીતે બનાવવી અશક્ય છે.
વધુમાં,ઓછી આવૃત્તિવાળા તરંગોનું વાતાવરણમાં મોટા પાયે શોષણ થાય છે.
તેથી,પ્રસરણ માટે અવાજના તરંગોને ઉચ્ચ આવૃત્તિવાળા કેરિયર તરંગો પર મોડ્યુલેટ કરવામાં આવે છે.

(A) પરંપરાગત રેડિયો અને ટેલિવિઝન બ્રોડકાસ્ટિંગમાં,માહિતી મોકલવા માટે એનેલોગ સિગ્નલોનો ઉપયોગ થાય છે. એનેલોગ સિગ્નલ એ એક સતત તરંગ છે જે સમય સાથે બદલાય છે. જોકે આધુનિક પ્રણાલીઓ ડિજિટલ તરફ આગળ વધી રહી છે,પરંતુ ભૌતિકવિજ્ઞાનના અભ્યાસક્રમના સંદર્ભમાં પ્રમાણિત રેડિયો અને ટેલિવિઝન બ્રોડકાસ્ટિંગ માટે એનેલોગ સિગ્નલોનો ઉલ્લેખ કરવામાં આવે છે.

(D) એમ્પ્લીટ્યુડ મોડ્યુલેશનમાં, કાર્યક્ષમ પ્રસારણ અને સિગ્નલ પ્રોસેસિંગ સુનિશ્ચિત કરવા માટે કેરિયર આવૃત્તિ $(f_c)$ એ મોડ્યુલેટિંગ (ઓડિયો) આવૃત્તિ $(f_m)$ કરતા ઘણી વધારે હોવી જોઈએ.
સામાન્ય રીતે, કેરિયર આવૃત્તિને મોડ્યુલેટિંગ આવૃત્તિ કરતા ઓછામાં ઓછી $100$ ગણી પસંદ કરવામાં આવે છે.
આપેલ છે કે $f_m = 500 \, \text{Hz}$.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી, $50,000 \, \text{Hz}$ $(50 \, \text{kHz})$ એ એકમાત્ર એવી કિંમત છે જે $f_c \gg f_m$ ની શરતને સંતોષે છે.
તેથી, સાચી કેરિયર આવૃત્તિ $50,000 \, \text{cycles/sec}$ છે.

(D) $l$ લંબાઈ ધરાવતા એન્ટેના માટે જે $\lambda$ તરંગલંબાઈનો સિગ્નલ વિકિરણ કરે છે,વિકિરણ પામતો પાવર $P$ એ $P \propto (l/\lambda)^2$ સંબંધ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
આપેલ આવૃત્તિ માટે તરંગલંબાઈ $\lambda$ અચળ હોવાથી,વિકિરણ પામતો પાવર $P$ એ એન્ટેનાની લંબાઈના વર્ગના સમપ્રમાણમાં હોય છે,એટલે કે $P \propto l^2$.
આમ,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(D) ઍમ્પ્લિટ્યુડ મૉડ્યુલેશન $(AM)$ માં,ઉચ્ચ-આવૃત્તિ ધરાવતા કેરિયર તરંગનું ઍમ્પ્લિટ્યુડ એ લો-ફ્રિકવન્સી મૉડ્યુલેટિંગ સિગ્નલ (અથવા મેસેજ સિગ્નલ) ના તાત્ક્ષણિક મૂલ્ય અનુસાર બદલાય છે.
તેથી,કેરિયર તરંગનું ઍમ્પ્લિટ્યુડ એ મૉડ્યુલેટિંગ તરંગના તાત્ક્ષણિક મૂલ્યના સમપ્રમાણમાં બદલાય છે.

(A) મહત્તમ ઉપયોગી આવૃતિ $(MUF)$ શોધવાનું સૂત્ર: $\text{MUF} = f_c \sec(i)$,જ્યાં $f_c$ એ ક્રાંતિ આવૃતિ છે અને $i$ એ આપાતકોણ છે.
આપેલ છે: $f_c = 50 \text{ MHz}$ અને $i = 74^{\circ}$.
$\text{MUF} = 50 \times \sec(74^{\circ})$.
કારણ કે $\cos(74^{\circ}) \approx 0.2756$,તેથી $\sec(74^{\circ}) = \frac{1}{\cos(74^{\circ})} \approx \frac{1}{0.2756} \approx 3.628$.
$\text{MUF} = 50 \times 3.628 = 181.4 \text{ MHz}$.
આપેલા વિકલ્પો મુજબ નજીકનું મૂલ્ય $181.5 \text{ MHz}$ છે.

(D) ઑપ્ટિકલ ફાઇબર તેમની અત્યંત ઊંચી બૅન્ડવિડ્થ ક્ષમતાને કારણે આધુનિક સંચાર પ્રણાલીઓમાં વ્યાપકપણે વપરાય છે.
તેઓ પ્રકાશની આવૃત્તિ શ્રેણીમાં કાર્ય કરે છે,જે રેડિયો તરંગો અથવા માઇક્રોવેવની તુલનામાં ખૂબ જ ઊંચી હોય છે.
ઑપ્ટિકલ ફાઇબરની બૅન્ડવિડ્થ સામાન્ય રીતે $100 \ GHz$ કે તેથી વધુ હોય છે,જે મોટા પ્રમાણમાં ડેટાના પ્રસારણને મંજૂરી આપે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(D) કોઈપણ મૂળભૂત કમ્યૂનિકેશન તંત્ર ત્રણ મુખ્ય ઘટકોનું બનેલું હોય છે: ટ્રાન્સમિટર,ટ્રાન્સમિશન ચૅનલ અને રિસીવર.
વીજઘોંઘાટ (Noise) એ એક બાહ્ય અને અનિચ્છનીય સંકેત છે જે કમ્યૂનિકેશનની પ્રક્રિયામાં અવરોધ પેદા કરે છે,પરંતુ તેને તંત્રના મૂળભૂત ઘટક તરીકે ગણવામાં આવતું નથી.

(C) $h$ ઊંચાઈ ધરાવતા ટ્રાન્સમિટિંગ એન્ટેનાનો વિસ્તાર $d$ નીચેના સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે: $d = \sqrt{2Rh}$,જ્યાં $R$ એ પૃથ્વીની ત્રિજ્યા છે.
આ સંબંધ પરથી,આપણે જોઈ શકીએ છીએ કે $d \propto \sqrt{h}$.
જો વિસ્તાર બમણો કરવો હોય,તો ધારો કે નવો વિસ્તાર $d' = 2d$ અને નવી ઊંચાઈ $h'$ છે.
તેથી,$d' = \sqrt{2Rh'} \implies 2d = \sqrt{2Rh'}$.
બંને બાજુ વર્ગ કરતા,આપણને $4d^2 = 2Rh'$ મળે છે.
$d^2 = 2Rh$ હોવાથી,આપણે આ કિંમત સમીકરણમાં મૂકીએ: $4(2Rh) = 2Rh'$.
$8Rh = 2Rh' \implies h' = 4h$.
તેથી,ટ્રાન્સમિટિંગ એન્ટેનાની ઊંચાઈ ચાર ગણી કરવી જોઈએ.

(A) કોમર્શિયલ $FM$ (ફ્રિકવન્સી મોડ્યુલેશન) રેડિયો પ્રસારણ વેરી હાઈ ફ્રિકવન્સી $(VHF)$ બેન્ડમાં કાર્ય કરે છે.
કોમ્યુનિકેશન ફિઝિક્સના ધોરણો મુજબ, કોમર્શિયલ $FM$ રેડિયો માટે ફાળવવામાં આવેલ આવૃત્તિનો વિસ્તાર $88 \, \text{MHz}$ થી $108 \, \text{MHz}$ છે.
તેથી, સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(A) $Twisted\, pair\, wire$ એ બે ઇન્સ્યુલેટેડ કોપર વાયરનું બનેલું હોય છે જે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક હસ્તક્ષેપ ઘટાડવા માટે એકબીજા સાથે વીંટળાયેલા હોય છે.
તે સામાન્ય રીતે ટેલિફોન લાઇન અને લોકલ એરિયા નેટવર્ક $(LAN)$ માટે વપરાય છે.
$Twisted\, pair\, wire$ ની લાક્ષણિક બેન્ડવિડ્થ મર્યાદિત હોય છે,અને તે સામાન્ય રીતે $0$ થી $5\, MHz$ ની આવૃત્તિ શ્રેણીમાં સિગ્નલો પ્રસારિત કરવા માટે વપરાય છે.

(A) ઓપ્ટિકલ કમ્યુનિકેશનમાં સામાન્ય રીતે ઓપ્ટિકલ ફાઇબર દ્વારા પ્રકાશના સંકેતોનું પ્રસારણ કરવામાં આવે છે. ઓપ્ટિકલ ફાઇબર એક ભૌતિક માર્ગ તરીકે કાર્ય કરે છે જે પ્રકાશને ટ્રાન્સમીટરથી રીસીવર સુધી માર્ગદર્શન આપે છે. કારણ કે સિગ્નલ એક ભૌતિક માળખા (ફાઇબર) ની અંદર મર્યાદિત હોય છે,તેથી તેને ગાઇડેડ માધ્યમ તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.

(D) ઑપ્ટિકલ ફાઇબર પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તનના સિદ્ધાંત પર કાર્ય કરે છે.
તે કાચ અથવા પ્લાસ્ટિકના બનેલા હોય છે અને તે વિદ્યુતચુંબકીય હસ્તક્ષેપથી મુક્ત હોય છે કારણ કે તે વિદ્યુત સંકેતોને બદલે પ્રકાશના સંકેતોનું પ્રસારણ કરે છે.
તેથી,એવું વિધાન કે ઑપ્ટિકલ ફાઇબર બાહ્ય વિદ્યુતચુંબકીય હસ્તક્ષેપથી પ્રભાવિત થઈ શકે છે,તે ખોટું છે.
ઓછા ટ્રાન્સમિશન લૉસ,સમાંગ ગર્ભ અને ક્લેડિંગ,તથા અલગ-અલગ વક્રીભવનાંક અંગેના અન્ય તમામ વિધાનો ઑપ્ટિકલ ફાઇબરની સાચી લાક્ષણિકતાઓ છે.