کتاب اصول و مبانی تکنیک پالس - معتمدی | نص

کتاب اصول و مبانی تکنیک پالس تألیف دکتر سید احمد معتمدی توسط انتشارات نص به چاپ رسیده است.

تکنیک پالس، یکی از دروس مهم دوره کارشناسی رشته مهندسی برق، گرایش الکترونیک می باشد و علت نام گذاری آن، بررسی خروجی مدارات با دریافت سیگنال پالس است. غالب سیگنال هایی که در دنیای واقعی مهندسی برق مثل سیگنال مادون قرمز ارسالی از یک ریموت کنترل تلویزیون، وجود دارند، از نوع پالس هستند؛ به همین دلیل لازم است تأثیر این سیگنال ها بر روی مدارات الکتریکی و الکترونیکی بررسی شوند. در بسیاری از کاربردهای واقعی مثل کنترل از راه دور موتورها، کنترل روبات ها، شمارش میزان تولید قطعات، کنترل اتوماتیک پارکینگ، باز و بسته شدن اتوماتیک درب ها از سیگنال های پالس استفاده می شود.

در شیوه نگارش کتاب حاضر، مطالب با مباحث تئوری و علمی شروع و به مدارات کاملا عملی و کاربردی ختم می شوند. لذا تقریبا تمامی مدارات موجود در متن درس را می توان در آزمایشگاه بسته و پاسخ لازم را دریافت نمود؛ هم چنین در انتهای هر فصل از کتاب حاضر، تعدادی مسائل جهت ارزیابی دانشجویان گرامی گنجانده شده است. گفتنی است که در سراسر کتاب از مثال هایی همراه با پاسخ های تشریحی استفاده شده است؛ این ویژگی کتاب  جهت آموزش بهتر و درک عمیق تر مطالب بسیار مفید می باشد. همچنین توانسته است مطالب آموزشی را بدون هیچگونه پیچیدگی و با بیانی سلیس و روان، طی ده فصل ارائه نماید که عبارتند از:

1. تعاریف و کاربرد تکنیک پالس در صنعت

2. پاسخ مدار های خطی به سیگنال های پالس

3. پاسخ مدار های غیرخطی به سیگنال های پالس

4. مولتی ویبراتور ها

5. مولد های موج مورب

6. کاربرد های تقویت کننده عملیاتی در تکنیک پالس

7. مدار مجتمع زمان سنج 555 و کاربرد های آن

8. عناصر مقاومت منفی و کاربرد آن ها در تکنیک پالس

9. ساختمان گیت های منطقی در فناوری های مختلف

10.  کاربرد گیت های منطقی در تکنیک پالس

فهرست

فصل1. تعاریف و کاربرد تکنیک پالس در صنعت طیف فرکانس سیگنال موج مربعی متقارن پالس مربعی کاربرد مدار های پالس وسائل تحقیقات هسته ای. فصل2. پاسخ مدار های خطی به سیگنال های پالس مدار بالاگذر RC مدار پایین گذر RC مدار بالاگذر RL مدار پایین گذر RL شرایط اولیه در مدار های ذخیره کننده انرژی مدار هایی با بیش از یک عنصر ذخیره کننده انرژی مدار RLC تضعیف کننده ها. فصل3. پاسخ مدار های غیرخطی به سیگنال های پالس تغییر شکل پالس با دیود تغییر شکل پالس با ترانزیستور دو قطبی. فصل4. مولتی ویبراتور ها اصول کار مولتی ویبراتور ها مولتی ویبراتور بی استابل اشمیت تریگر مولتی ویبراتور مونواستابل مولتی ویبراتور آستابل انواع دیگر مولتی ویبراتور ها تقسیم فرکانس و همزمانی در مولتی ویبراتور ها پایداری زمان تناوب در مولتی ویبراتور ها. فصل5. مولد های موج مورب درجه غیرخطی بودن موج مورب نمونه های ساده مولد های موج مورب استفاده از ترانزیستور BJT به عنوان منبع جریان ثابت انتگرال گیر میلر مولد موج مورب بوت استرپ مولد موج مورب جریان همزمانی در مولد های موج مورب. فصل6. کاربرد های تقویت کننده عملیاتی در تکنیک پالس اصول تقویت کننده های عملیاتی کاربرد های ساده Op-Amp اشمیت تریگر با Op-Amp مولتی ویبراتور مونواستابل با Op-Amp مولتی ویبراتور آستابل با Op-Amp مولد موج مورب مولد موج مثلثی با Op-Amp مولد موج پلکانی نوسان ساز کنترل شونده با ولتاژ مدولاسیون موج مربعی نمونه بردار با تقویت کننده عملیاتی. فصل7. مدار مجتمع زمان سنج 555 و کاربرد های آن ساختمان داخل 555 و طرز کار آن کاربرد های زمان سنج 555 مدار های ترکیبی زمان سنج 555. فصل8. عناصر مقاومت منفی و کاربرد آن ها در تکنیک پالس عناصر مقاومت منفی بررسی مشخصه عناصر مقاومت منفی بررسی مقاومت های منفی کنترل شونده با جریان بررسی مقاومت های کنترل شونده با ولتاژ کاربرد های دیود تونلی کاربرد های ترانزیستور های تک پیوندی. فصل9. ساختمان گیت های منطقی در فناوری های مختلف گیت های منطقی مشخصه های گیت های منطقی گیت های منطقی دیودی گیت های منطقی دیود-ترانزیستور گیت های منطقی ترانزیستوری با کوپلاژ مستقیم گیت های منطقی مقاومت-ترانزیستور گیت های منطقی ترانزیستور-ترانزیستور گیت های منطقی ترانزیستوری با کوپلاژ امیتر گیت های منطقی با عناصر MOSFET گیت های منطقی I2L مدار واسط بین گیت های منطقی مقایسه گیت های منطقی از خانواده های مختلف. فصل10. کاربرد گیت های منطقی در تکنیک پالس مولتی ویبراتور های CMOS مولتی ویبراتور های ECL مولتی ویبراتور های TTL .... سایر کاربرد های گیت های TTL و CMOS

نویسنده

سید احمد معتمدی در سال 1332 در شهر تهران دیده به جهان گشود. وی رئیس دانشگاه صنعتی امیرکبیر، مشاور وزیر ارتباطات در امور علمی و پژوهشی و عضو شورای راهبری این وزارت در دولت یازدهم و وزیر اسبق ارتباطات و فناوری اطلاعات از سال 1379 تا 1384 بوده است. احمد معتمدی در سال 1357 از دانشگاه صنعتی امیرکبیر در رشته الکترونیک فارغ التحصیل شد. او به عنوان دانشجوی ممتاز با بورس تحصیلی عازم فرانسه شد و مدارک فوق لیسانس و دکترای خود را در رشته الکترونیک دیجیتال و سیستم انفورماتیک از دانشگاه پیر و ماری کوری فرانسه اخذ کرد. وی در سال‌های تحصیل در فرانسه عضو اتحادیه انجمن‌های اسلامی اروپا و از مؤسسان انجمن اسلامی پاریس بود.

برشی از متن کتاب

1. تعاریف و کاربرد تکنیک پالس در صنعت در مدارهای منطقی و سیستم های کامپیوتری، به طور کلی سیگنال ها به صورت پالس مربعی و موج مربعی هستند؛ در این سیستم ها و به ویژه در فرکانس های بالا، در انتخاب عناصر فعال و غیرفعال باید دقت لازم را به کار برد زیرا کوچک ترین تاخیر ایجاد شده در پالس می تواند موجب خطا در پردازش اطلاعات شود. 2. پاسخ مدار های خطی به سیگنال های پالس سیگنال پالس مربعی دارای دامنه ثابت E و زمان دوام یا عرض پالس Tp است. این پالس را می توان مجموع دو پالس پله ای دانست که یکی در زمان t = 0 با دامنه E آغاز و دیگری در لحظه t = Tp، با دامنه -E است. پاسخ مدار RC بالاگذر در لحظه  t = 0 مشابه پاسخ به ورودی پله است. یعنی خروجی در لحظه شروع به مقدار +E جهش خواهد داشت. 3. پاسخ مدار های غیرخطی به سیگنال های پالس یک سوئیچ ایده آل دارای دو حالت کار پایدار است. در حالت وصل، سوئیچ به صورت اتصال کوتاه عمل می کند و افت ولتاژ دو سر آن صفر است. جریانی که از سوئیچ می گذرد به مدار جانبی آن بستگی دارد و لازم است که بیشترین جریان توسط سوئیچ قابل تحمل باشد. در حالت قطع، مدار معادل سوئیچ به صورت اتصال باز و جریان آن صفر است. در این حالت ولتاژ دو سر سوئیچ بستگی به مدار جانبی داشته و لازم است حداکثر آن توسط سوئیچ قابل تحمل باشد. 4. مولتی ویبراتور ها در مدار های الکترونیکی و دیجیتالی، مولتی ویبراتور ها کاربرد زیادی دارند. از مهمترین کاربرد آن ها می توان به حافظه جهت ذخیره سازی اطلاعات دیجیتالی، ایجاد تاخیر زمانی، تولید موج مربعی و ساخت دیگر شکل موج ها نام برد. به طور کلی یک تقویت کننده چند طبقه با فیدبک مثبت و قوی که دارای 2 یا چند حالت پایدار و ثابت باشد، مولتی ویبراتور نامیده می شود. 5. مولد های موج مورب موج مورب شکل موجی است که در فاصله زمانی T از مقدار اولیه V1 به طور خطی نسبت به زمان افزایش یابد و پس از رسیدن به مقدار V2 به طور جهشی به مقدار اولیه خود بازگردد و این عمل به طور متناوب و با دوره تناوب T تکرار شود. 6. کاربرد های تقویت کننده عملیاتی در تکنیک پالس تقویت کننده های عملیاتی Op-Amp از مهمترین مدار های مجتمع آنالوگ می باشند. این تقویت کننده ها با کوپلاژ مستقیم، بهره بسیار بالا، دارای مقاومت ورودی بسیار بزرگ و مقاومت خروجی خیلی کم می باشند. این مشخصات مناسب علیرغم محدودیت هایی مانند پاسخ فرکانس و سرعت چرخش کاربرد های متنوعی از این تقویت کننده ها را در مدار های مختلف الکترونیکی و از جمله مدار های پالس به همراه داشته است. 7. مدار مجتمع زمان سنج 555 و کاربرد های آن زمان سنج 555 که در اوایل دهه 70 میلادی توسط شرکت signetics به بازار عرضه شد از مهمترین مدار های مجتمع است که کاربرد های متنوعی از آن در عمل به کار رفته است. این مدار مجتمع یکپارچه می تواند سیگنال های زمانی با پایداری و دقت زیاد و همچنین تاخیر زمانی دقیق و شکل موج های مختلف تولید نماید. 8. عناصر مقاومت منفی و کاربرد آن ها در تکنیک پالس عناصری که در بخشی از مشخصه ولتاژ و جریان مقاومت منفی از خود نشان می دهند عناصر مقاومت منفی نامیده می شوند. در این بخش از مشخصه با افزایش ولتاژ، جریان گذرنده از عنصر کاهش می یابد. این عناصر در مدار های سوئیچینگ و تکنیک پالس از اهمیت خاصی برخوردار بوده و کاربرد های مختلفی را فراهم می آورند 9. ساختمان گیت های منطقی در فناوری های مختلف مدار های الکترونیکی که با آن ها عملیات منطقی انجام می شود، مدار های منطقی دیجیتال و یا به اختصار گیت های منطقی نامیده می شوند؛ در این مدار ها از دو حالت 0 و 1 استفاده می شود. این حالت ها عموما با دو ولتاژ مجزای VH برای 1 منطقی و VL به عنوان 0 منطقی مشخص می شوند. 10.  کاربرد گیت های منطقی در تکنیک پالس طراحی و ساخت مدار های الکترونیکی به کمک گیت های منطقی مزایای زیادی از جهت سادگی، قیمت کم، مصرف توان کم و کاهش اثر نویز را به همراه دارد. با توجه به اینکه گیت های مشابه با فناوری های مختلف از نظر عملکرد منطقی مشابه هستند، بنابراین کاربرد آن ها در مدار های دیجیتال یکسان خواهد بود.

• ویــراست دوم
• نویسنده: دکتر سید احمد معتمدی
• انتشارات: نص