هندسة الاتصالات

يُعد كابل الاتصالات هو كابل كهربائي يستخدم لإرسال إشارات المعلومات وغالباً ما يوجد كأزواج محورية وألياف بصرية وبيانات وإيثرنت وأزواج من الأسلاك الملتوية.

كابل الألياف الضوئية له مزايا وعيوب، ومع ذلك على المدى الطويل ستحل الألياف الضوئية محل النحاس وفي شبكة اليوم أصبحت كابلات الألياف الضوئية أكثر شيوعاً من ذي قبل.

التطبيق النموذجي للألياف البلاستيكية هو نقل البيانات الضوئية قصير المدى على سبيل المثال في البيئات الصناعية والمنازل والسيارات.

عندما يتم إجراء مكالمة هاتفية سريعة أو نتحقق من موقع ويب أو ننزّل مقطع فيديو في عالم اليوم المتصل بشكل كبير فإنّ كل ذلك أصبح ممكناً بفضل أشعة الضوء.

يتضمن الاتصال متعدد الوسائط عرض المعلومات بتنسيقات وسائط متعددة، أي أنّ الصور والفيديو والصوت والنص كلها جزء من اتصالات الوسائط المتعددة.

في مكبرات الصوت التشغيلية غير عاكسة يتم تطبيق إشارة جهد الإدخال "VIN" مباشرة على طرف الإدخال غير العكسي "+".

إنّ كسب الحلقة المفتوحة "AVO" لمكبر الصوت التشغيلي يمكن أن يكون مرتفعاً جداً وبقدر "1000000" أي "120 ديسيبل" أو أكثر.

تُعد المضخمات التشغيلية بأنّها أجهزة خطية لها جميع الخصائص المطلوبة لتضخيم التيار المستمر تقريباً وبالتالي تُستخدم على نطاق واسع في تكييف الإشارة أو التصفية أو للقيام بعمليات حسابية.

في التطبيقات التي تستخدم المرشحات لتشكيل الطيف الترددي للإشارة كما هو الحال في أنظمة الاتصالات أو التحكم يُطلق على شكل أو عرض التدحرج أيضاً اسم "نطاق الانتقال".

يمكن أن تخزن "Flip flops" جزءاً واحداً من البيانات الثنائية أي 1 أو 0، ولكن إذا كان هناك حاجة إلى تخزين أجزاء متعددة من البيانات فيجب توفر "Flip flops" متعددة.

سوف تجد "Flip flops" استخدامها في العديد من المجالات في الإلكترونيات الرقمية، و"Flip flops" هو المكونات الرئيسية للدوائر المتسلسلة.

لتحويل دارة "Flip Flop" إلى آخر يجب أولاً تصميم دائرة توافقية، حيث إذا كان "JK Flip Flop" مطلوباً يتم إعطاء المدخلات إلى الدائرة التوافقية.

إنّ البتتين 0 و1 تقابلان نطاقين مختلفين من الفولتية التماثلية، لذلك أثناء نقل البيانات الثنائية من نظام إلى آخر يمكن أيضاً إضافة الضوضاء.

بشكل عام يتم تمثيل الأرقام الموجبة التي لا تحمل إشارة بدون أي إشارة إشارة والأرقام السالبة مع علامة "ناقص" أي علامة سالبة قبلها.

كان أول نظام ناجح للاتصالات الكهربائية هو التلغراف والذي اخترعه صموئيل "إف ومورس" في عام 1832م واستخدم مشغلو التلغراف رمزاً للنقرات لإرسال الرسائل.

في الإلكترونيات الرقمية يعتمد نظام الأرقام لتمثيل المعلومات، ونظام الأرقام له قواعد متنوعة وأكثرها شيوعاً هي النظام العشري والثنائي والثماني والسداسي العشري.

يحتوي المضخم التشغيلي الخطي مثل جهاز أمبير على العديد من التطبيقات المختلفة، ولديها كسب حلقة مفتوحة عالية "open loop" ومقاومة عالية للمدخلات ومقاومة منخفضة للإخراج.

إلى جانب تطبيقات التضخيم التشغيلية يمكن أيضاً استخدام "Op-amp" للعديد من التطبيقات والدوائر الأخر.

يمكن أن يكون مضخم التجزئة سلبياً أو نشطاً بناءً على المكونات المستخدمة في تصميمه، كما أنّ تكوين مضخم تشغيلي المجزء أو مضخم تفاضل يستخدم أساساً "Op-Amp" كمرشح تمرير عالي.

يمكن استخدام المضخمات التشغيلية كجزء من مضخم التغذية المرتدة الإيجابية أو السلبية أو كدائرة من نوع ملتوي أو الطرح باستخدام مقاومات نقية فقط في كل من الإدخال وحلقة التغذية الراجعة.

القدرة على رفض الضوضاء مألوفة لكل دبابيس "IC" المعروفة باسم نسبة رفض الوضع الشائع "CMRR" كما يُعد مضخم الأجهزة "IC" مكوناً أساسياً في تصميم الدائرة نظراً لخصائصها.

بشكل أساسي إن جميع مضخمات التشغيل هي "مضخمات تفاضلية" بسبب تكوين الإدخال، ولكن من خلال توصيل إشارة جهد واحدة بطرف إدخال وإشارة جهد أخرى بطرف إدخال آخر.

اخترع العالم الأمريكي أوتو شميت الزناد شميت في عام 1934م ويحتوي المقارن العادي على إشارة حد واحدة فقط.

عند تشغيل Op-Amp في وضع الحلقة المفتوحة، حيث لا يتم استخدام التغذية الراجعة وعلى سبيل المثال في دائرة المقارنة الأساسية.

يقوم مقارن "Op-amp" بمقارنة مستوى الجهد التماثلي بمستوى جهد تماثلي آخر أو بعض الجهد المرجعي المحدد مسبقاً و"VREF" وينتج إشارة ناتج بناءً على مقارنة الجهد هذه.

تتطلب الإشارات التماثلية من مستشعرات إنترنت الأشياء "IoT" ومشاريع المصنّعين مستوى معيناً من معالجة الإشارات قبل الرقمنة في المحول التماثلي إلى الرقمي "ADC"

يمكن استخدام محولات الجهد المتعرجة لزيادة أو تقليل جهدها الثانوي فيما يتعلق بجهد الإمداد الأولي ولكن يمكن أيضاً إنشاء محولات الجهد للاتصال ليس فقط بمرحلة واحدة.

تستخدم دوائر الترشيح في مجموعة متنوعة من التطبيقات، وفي مجال الاتصالات تُستخدم مرشحات تمرير النطاق في نطاق التردد الصوتي.

رقم "IMEI" ليس له علاقة اشتراك دائمة، حيث لا يمكن أن يؤدي تبديل بطاقة إدارة معلومات الأمان "SIM" إلى منع حظر الهاتف لأنّ رقم "IMEI" مخزن داخل الهاتف وليس بطاقة "SIM".

تقترب المحولات من خصائصها المثالية أثناء العملية التي صممت من أجلها على الرغم من عدم وجود محول مثالي.