Angle Modulation MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Angle Modulation - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

व्याख्या:

PLL परिपथ का उपयोग करके AM संसूचन

परिभाषा: संचार प्रणालियों में विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए फेज-लॉक लूप (PLL) परिपथों का उपयोग किया जाता है, जिसमें आवृत्ति संश्लेषण, विमॉडुलन और सिग्नल तुल्यकालन शामिल हैं। AM (आयाम मॉड्यूलेशन) संसूचन के संदर्भ में, वाहक आवृत्ति पर लॉक करके और मॉड्यूलेटिंग सिग्नल को निकालकर AM सिग्नल को विमाड्यूलेट करने के लिए PLL का उपयोग किया जाता है।

कार्य सिद्धांत: एक PLL परिपथ में एक फेज डिटेक्टर, एक निम्न-पास फिल्टर और एक वोल्टेज-नियंत्रित ऑसिलेटर (VCO) होता है। फेज डिटेक्टर आने वाले AM सिग्नल के चरण की तुलना VCO आउटपुट के चरण से करता है। परिणामी त्रुटि सिग्नल को फ़िल्टर किया जाता है और VCO आवृत्ति को समायोजित करने के लिए उपयोग किया जाता है। जब PLL लॉक हो जाता है, तो VCO आवृत्ति AM सिग्नल की वाहक आवृत्ति से मेल खाती है, और त्रुटि सिग्नल मॉड्यूलेटिंग सिग्नल (ऑडियो या डेटा) से मेल खाता है।

लाभ:

• पारंपरिक शिखर संसूचक प्रकार के AM संसूचकों की तुलना में उच्च शोर प्रतिरक्षा।
• शोर और सिग्नल विकृति की उपस्थिति में भी AM सिग्नल का सटीक विमॉडुलन।
• वाहक आवृत्ति पर लॉक करने की क्षमता, स्थिर और सटीक विमॉडुलन प्रदान करती है।

हानि:

• सरल शिखर संसूचक परिपथों की तुलना में जटिलता और लागत में वृद्धि।
• उचित लॉकिंग और विमॉडुलन सुनिश्चित करने के लिए सावधानीपूर्वक डिज़ाइन और ट्यूनिंग की आवश्यकता होती है।

अनुप्रयोग: उच्च-निष्ठा रेडियो रिसीवर, संचार प्रणाली और अन्य अनुप्रयोगों में PLL-आधारित AM संसूचकों का उपयोग किया जाता है जहाँ AM सिग्नलों का सटीक और विश्वसनीय विमॉडुलन महत्वपूर्ण है।

सही विकल्प विश्लेषण:

सही विकल्प है:

विकल्प 4: S1 और S2 दोनों

यह विकल्प PLL परिपथों का उपयोग करके AM संसूचन के दोनों प्रमुख पहलुओं की सही पहचान करता है:

• S1: इसमें पारंपरिक शिखर संसूचक प्रकार के AM संसूचक की तुलना में उच्च शोर प्रतिरक्षा है।
  यह कथन सत्य है क्योंकि PLL परिपथ शोर को अस्वीकार कर सकते हैं और वाहक आवृत्ति पर लॉक बनाए रख सकते हैं, जिससे शोर वाले वातावरण में बेहतर विमॉडुलन प्रदर्शन होता है।
• S2: PLL, AM सिग्नल की वाहक आवृत्ति से लॉक हो जाता है।
  यह कथन भी सत्य है क्योंकि PLL के मूल संचालन में इनपुट सिग्नल की वाहक आवृत्ति पर लॉक करना शामिल है, जो मॉड्यूलेटिंग सिग्नल का सटीक निष्कर्षण सुनिश्चित करता है।

Additional Information 

विश्लेषण को और समझने के लिए, आइए अन्य विकल्पों का मूल्यांकन करें:

विकल्प 1: केवल S1

जबकि S1 सही है, यह विकल्प अधूरा है क्योंकि यह S2 के महत्व को स्वीकार नहीं करता है, जो PLL-आधारित AM संसूचकों के बारे में एक सत्य कथन भी है।

विकल्प 2: केवल S2

विकल्प 1 के समान, यह विकल्प अधूरा है क्योंकि यह केवल S2 पर विचार करता है और S1 की वैधता को अनदेखा करता है, जो PLL-आधारित AM संसूचकों के लाभों का एक महत्वपूर्ण पहलू है।

विकल्प 3: न तो S1 और न ही S2

यह विकल्प गलत है क्योंकि S1 और S2 दोनों PLL-आधारित AM संसूचकों के बारे में सत्य कथन हैं। दोनों कथनों को अनदेखा करने से PLL परिपथों के लाभों और संचालन की गलत समझ होगी।

निष्कर्ष:

AM संसूचन में PLL परिपथों की भूमिका को समझना पारंपरिक शिखर संसूचक परिपथों पर उनके लाभों को पहचानने के लिए महत्वपूर्ण है। PLL उच्च शोर प्रतिरक्षा और वाहक आवृत्ति पर सटीक लॉकिंग प्रदान करते हैं, जिससे AM सिग्नलों का सटीक विमॉडुलन सुनिश्चित होता है। S1 और S2 दोनों सही कथन हैं जो इन प्रमुख लाभों पर प्रकाश डालते हैं, जिससे विकल्प 4 सही विकल्प बन जाता है।

सही उत्तर: 4) S1 और S2 दोनों है।

व्याख्या:
S1: त्रुटि प्रवर्धक आउटपुट पर, हमें विमाडुलित FM आउटपुट प्राप्त होता है।
सत्य। FM संसूचन के लिए उपयोग किए जाने वाले फेज-लॉक लूप (PLL) में:

त्रुटि प्रवर्धक (या फेज डिटेक्टर आउटपुट) इनपुट FM सिग्नल और VCO सिग्नल के बीच के कला अंतर के समानुपाती वोल्टेज उत्पन्न करता है।

चूँकि आवृत्ति मॉडुलन (FM) कला मॉडुलन का व्युत्पन्न है, यह वोल्टेज सीधे विमाडुलित संदेश सिग्नल का प्रतिनिधित्व करता है।

S2: FM सिग्नल PLL के इनपुट पर लागू किया जाता है।
सत्य। FM सिग्नल PLL के इनपुट (फेज डिटेक्टर) में फीड किया जाता है। PLL वाहक आवृत्ति पर लॉक हो जाता है और आवृत्ति विचरणों (मॉडुलन) को ट्रैक करता है, जिससे विमाडुलन की अनुमति मिलती है।

व्याख्या:

कार्सन का नियम:

कार्सन का नियम एक गणितीय सूत्र है जिसका उपयोग आवृत्ति-मॉडुलित (FM) सिग्नल के लिए आवश्यक बैंडविड्थ के अनुमान लगाने के लिए किया जाता है। कार्सन के नियम के अनुसार, FM सिग्नल के लिए आवश्यक कुल बैंडविड्थ (BT) का अनुमान निम्नलिखित सूत्र का उपयोग करके लगाया जा सकता है:

BT = 2(Δf + f_m)

जहाँ:

• Δf = वाहक सिग्नल का शिखर आवृत्ति विचलन (इस मामले में, 5 kHz)
• f_m = अधिकतम मॉड्यूलेटिंग आवृत्ति (इस स्थिति में, 3 kHz)

दिए गए मानों का उपयोग करते हुए:

• Δf = 5 kHz
• f_m = 3 kHz

कार्सन के नियम पर इन मानों को लागू करते हुए:

BT = 2(5 kHz + 3 kHz) = 2(8 kHz) = 16 kHz

इसलिए, 5 kHz की अधिकतम आवृत्ति विचलन और 3 kHz की अधिकतम ऑडियो आवृत्ति के साथ FM का उपयोग करने वाले VHF/UHF द्वि-मार्ग रेडियो सिग्नल के लिए आवश्यक अनुमानित बैंडविड्थ 16 kHz है।

सही उत्तर है: 4) दो-तरफ़ा मोबाइल रेडियो संचार

व्याख्या:
संकीर्ण बैंड FM (NBFM) की विशेषताएँ हैं:

छोटा आवृत्ति विचलन (आमतौर पर ±5 kHz या उससे कम).

सीमित बैंडविड्थ (केवल आवाज संचार के लिए पर्याप्त चौड़ा).

प्राथमिक अनुप्रयोग:

• दो-तरफ़ा मोबाइल रेडियो (जैसे, पुलिस, एम्बुलेंस, टैक्सी संचार).
• विमानन और समुद्री VHF रेडियो।
• एमेच्योर रेडियो (हैम) प्रसारण।

अन्य विकल्प क्यों नहीं?

• टेलीविजन प्रसारण → ऑडियो के लिए वाइडबैंड FM (उच्च निष्ठा) या वीडियो के लिए AM का उपयोग करता है।
• उच्च-निष्ठा ऑडियो प्रणाली → वाइडबैंड FM की आवश्यकता होती है (जैसे, FM रेडियो के लिए ±75 kHz विचलन).
• FM रेडियो प्रसारण → वाइडबैंड FM का उपयोग करता है (88-108 MHz बैंड बड़े विचलन के साथ).

एक फेज-पाशित लूप (PLL)-आधारित FM विमॉड्यूलित में, फेज संसूचक एक प्रमुख घटक है जो:

• तुलना करता है इनपुट FM सिग्नल को वोल्टेज-नियंत्रित दोलित्र  (VCO) के आउटपुट के साथ।

• एक आउटपुट वोल्टेज उत्पन्न करता है जो दोनों सिग्नलों के बीच के कला अंतर के समानुपाती होता है।

FM विमॉड्यूलन में यह कैसे काम करता है:

1. FM सिग्नल → फेज संसूचक में फीड किया जाता है।

2. फेज संसूचक इसे VCO आउटपुट के साथ तुलना करता है।

3. फेज संसूचकका आउटपुट तात्कालिक कला अंतर को दर्शाता है।

4. यह परिवर्तनशील वोल्टेज मॉड्यूलेटिंग सिग्नल के अनुरूप होता है (क्योंकि FM में आवृत्ति परिवर्तन कला परिवर्तन की ओर ले जाते हैं)।

5. निम्न-पारद फ़िल्टरन के बाद, यह मूल संदेश सिग्नल देता है।

गलत विकल्प:

आवृत्ति मॉडुलन:

आवृत्ति मॉडुलन में वाहक आयाम स्थिर रहता है, लेकिन इसकी आवृत्ति मॉडुलित सिग्नल के अनुसार परिवर्तित होती है। 

एक आवृत्ति मॉडुलित सिग्नल का बैंडविड्थ निम्न है:

BW = \(2(\Delta f+f_m)\)

गणना:

दिया गया है, 

(fm)1 = 10 kHz

(BW)1 = \(2\Delta f+20\)

(fm)2 = 20 kHz

(BW)2 = \(2(\Delta f+20)\)

(BW)2 = \(2\Delta f+40\)

(BW)2 = (BW)1 + 20

बैंडविड्थ 20 kHz बढ़ जाता है।

संकल्पना:

FM (आवृत्ति मॉडुलन) में, मॉडुलन सूचकांक को आवृत्ति विचलन के अनुपात के रूप में मॉडुलन आवृत्ति के रूप में परिभाषित किया जाता है।

गणितीय रूप से, इसे इस प्रकार परिभाषित किया गया है:

\(m_f=\frac{Δ f}{f_m}\)

mf = मॉडुलन सूची

Δf = आवृत्ति विचलन

fm = मॉडुलन आवृत्ति

गणना:

दिया गया है कि Δf = 50 kHz

fm = 100 Hz

\(m_f=\frac{50~kHz}{100~Hz}\)

mf = 500 radians

Important Points

एक तरंग में 3 मापदंड आयाम, फेज, और आवृत्ति है। इस प्रकार 3 प्रकार की मॉड्यूलन तकनीकें हैं।

आयाम मॉडुलन: वाहक का आयाम संदेश सिग्नल के आयाम के अनुसार परिवर्तित होता है।

आवृत्ति मॉडुलन: वाहक की आवृत्ति संदेश सिग्नल के आयाम के अनुसार परिवर्तित होती है।

फेज मॉडुलन: वाहक का फेज संदेश सिग्नल के आयाम के अनुसार परिवर्तित होता है।

सही उत्तर x-अक्ष पर स्पर्शोन्मुख है।

Key Points

• एक आवृत्ति वक्र, आवृत्ति वितरण का एक आलेख है, जहाँ रेखा समतल होती है।
• यह एक आवृत्ति बहुभुज के समान है।
• बहुभुज में रेखा सीधी होती है, लेकिन वक्र में रेखा समतल होती है।
• यह एक क्षेत्र आरेख है।
• यह आवृत्ति वितरण का आलेखीय निरूपण है।
• X-अक्ष को वर्ग अंतराल के रूप में अंकित किया जाता है।
• Y-अक्ष को आवृत्तियों के रूप में अंकित किया जाता है।
• वक्र की शुरुआत और अंत पहले और अंतिम अंतराल के मैड पोस्ट पर अंतिम वर्ग अंतराल को स्पर्श करनी चाहिए।
• वक्र का क्षेत्रफल एक आयतचित्र के बराबर होता है।
• आवृत्ति वक्र को वक्र के आकार के आधार पर 3 प्रकारों में विभाजित किया गया है।
  • ये सामान्य वितरण वक्र हैं।
    • धनात्मक विषम वितरण वक्र।
    • ऋणात्मक विषम वितरण वक्र। 

आवृत्ति मॉडुलन:

• आवृत्ति मॉडुलन वह मॉडुलन होता है जिसमें वाहक तरंग की आवृत्ति को चरण और आयाम को स्थिरांक रखते हुए मॉडुलित सिग्नल के तात्कालिक आयाम के अनुसार परिवर्तित किया जाता है।
• इसलिए वाहक आयाम और वाहक चरण में भिन्नता संग्राही छोर में सिग्नल को प्रभावित नहीं करती है।
• दृष्टि की रेखा (LoS) प्रसारण का वह प्रकार है जो केवल डेटा को संचारित और प्राप्त कर सकता है जहाँ संचरण और संग्राही केंद्र उनके बीच किसी भी अवरोध के बिना एक-दूसरे की दृष्टि में होते हैं। उदाहरण - FM रेडियो, माइक्रोवेव, और उपग्रह संचरण।
• आवृत्ति मॉडुलन दृष्टि की रेखा के प्रसारण पर कार्य करता है। 

FM संसूचक का प्रकार:

• ढलान संसूचक।
• चरण-बैंड लूप संसूचक।
• फोस्टर सेली संसूचक।
• रेडियो संसूचक।
• क्षेत्रकलन संसूचक।

विश्लेषण:

आयाम AC एक फेज-मॉड्यूलित या आवृत्ति मॉड्यूलित सिग्नल में स्थिर है। RF शक्ति मॉडुलन सूचकांक पर निर्भर नहीं करती है।

एक फेज या आवृत्ति संग्राहक सिग्नल के लिए एक सामान्य व्यंजक है:

\(\phi(t)=A_ccos[ω_ct+g(k_k,m(t))]\)

m(t) = मॉडुलन सिग्नल

ωc = वाहक आवृत्ति

kk,FM के लिए kc और PM के लिए kp हो जाता है।

औसत शक्ति (Pavg) निम्न के द्वारा दी जाती है

\(P_{avg}=\frac{A_c^2}{2}\) (हमेशा)

हम देखते हैं कि प्रेषित शक्ति FM में मॉड्यूलन सूचकांक से स्वतंत्र है।

गणना:

A = 1

इसलिए, P = 1/2 = 0.5 W. 

अवधारणा:

FM (आवृत्ति मॉड्यूलन) में, मॉड्यूलन इंडेक्स को मॉड्यूलक आवृत्ति के आवृत्ति विचलन के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है।

गणितीय रूप से, इसे इस रूप में परिभाषित किया गया है:

\(m_f=\frac{Δ f}{f_m}\)

mf = मॉड्यूलन इंडेक्स

Δf = आवृत्ति विचलन

fm = आवृत्ति का मॉड्यूलन

गणना:

दिया गया है कि Δf = 1000 Hz = 1 kHz

fm = 1 kHz

\(m_f=\frac{1~kHz}{1~kHz}=1\)

Important Points

एक तरंग में 3 मापदंड आयाम, फेज, और आवृत्ति है। इस प्रकार 3 प्रकार की मॉड्यूलन तकनीकें हैं।

आयाम मॉडुलन: वाहक का आयाम संदेश सिग्नल के आयाम के अनुसार परिवर्तित होता है।

आवृत्ति मॉडुलन: वाहक की आवृत्ति संदेश सिग्नल के आयाम के अनुसार परिवर्तित होती है।

फेज मॉडुलन: वाहक का फेज संदेश सिग्नल के आयाम के अनुसार परिवर्तित होता है।

अवधारणा:

WBFM इस प्रकार दिया गया है:

\(WBFM\;\left( t \right) = {A_c}\;\mathop \sum \limits_{n = - \infty }^\infty {J_n}\left( \beta \right)\cos 2\pi \left( {{f_c} + n{f_m}} \right)t\;\;;\;\;\beta > 1\)

WBFM की वास्तविक BW ∞ है तो बैंडसीमा WBFM करने के लिए अपने महत्वपूर्ण निचले क्रम साइडबैंड के सभी बनाए रखा संकेत और उच्च क्रम तुच्छ साइडबैंड समाप्त किया जाना चाहिए।

गणना:

BW = 32 KHz

दिया गया है FM प्रणाली में 8 साइडबैंड (महत्वपूर्ण) हैं, यानी आवृत्ति के धनात्मक पक्ष पर 8 साइडबैंड और आवृत्ति के ऋणात्मक पक्ष पर 8 साइडबैंड हैं।

तो, इसमें क्रम '8' के साइडबैंड हैं।

कार्सन नियम के अनुसार:

(β + 1) के क्रम तक महत्वपूर्ण साइडबैंड में BW है

BW = (β + 1) 2f­m

इसलिए,

32 = 8 × 2 fm

fm = 2 kHz

आवृत्ति मॉड्यूलेटेड (FM) सिग्नल को आम तौर पर निम्नलिखित तरीकों से डिमॉड्यूलेट किया जा सकता है:

आवृत्ति भेदभाव:

फेज़ भेदभाव:

फेज़-बंद पाश (PLL):

• FM के पक्षीयबैंड आवृत्ति विचलन और मॉडुलन की आवर्ती के दोनों स्तर पर निर्भर होते हैं।
• FM के कुल वर्णक्रम में वाहक होता है, साथ ही साथ मॉडुलन आवृत्ति के अभिन्न गुणकों में वाहक के दोनों ओर फैले हुए अनंत संख्या में पक्षीयबैंड होते हैं, जैसा नीचे दर्शाया गया है:

• FM के पक्षीयबैंड के लिए मापदंड पहले प्रकार के बेसल फलन का उपयोग करके निर्धारित किया गया है।
• In FM, modulation index for wide Band FM is greater than 1 and for Narrow Band FM, it is less than 1 (option 2 is incorrect)
• AM में आवश्यक B.W. = 2fm है। इसलिए, AM की स्थिती में कम बैंडविड्थ की आवश्यकता होती है। FM में आवश्यक B.W. है = 2 (β+1) fm। इसलिए, FM की स्थिती में अधिक बैंडविड्थ की आवश्यकता होती है।

AGC (स्वचालित लाभ नियंत्रण) :

• स्वचालित लाभ नियंत्रण (AGC) FM रेडियो ट्रांसमीटर/अभिग्राही में काम करता है जो कमजोर और मजबूत संकेतों के स्वचालित नियंत्रण का अनुरक्षण करता है जो रेडियो अभिग्राही द्वारा प्राप्त किए जाते हैं।
• FM ट्रांसमीटर VCO का स्वचालित आवृत्ति नियंत्रण वोल्टेज DC वोल्टेज है।
• AGC प्राप्त सिग्नल प्रकृति के आधार पर आउटपुट सिग्नल के निरंतर स्तर को बनाए रखता है, अर्थात यह आउटपुट की समान मात्रा को बनाए रखता है जब विभिन्न ताकत के स्टेशन प्राप्त होते हैं।
• AGC जरूरत के हिसाब से RF और IF प्रवर्धकों के लाभ को समायोजित करता है।
• AGC अभिग्राही में अति भारण और मंदन होने जैसी समस्याओं को संभाल सकता है।