نگاهی نو در صنعت

دوستان عزیز برای دریافت فایل آموزشی یادگیری سریع اتوکد ، مقاومت مصالح ۱ و ۲ به این آدرس مراجعه کنید :

http://www.4shared.com/folder/TwkiLVy3/_online.html

از نگاه بسیار زیباتون ممنونم ، به زودی با مطالب جدیدی در حیطه ساخت و تولید در خدمتتون هستم .

یكی از ابزارهای مهم در صنعت برق و الكترونیك لحیم كاری است .ماده اتصال دهنده ، كه آلیاژی از فلز قلع و سرب است را لحیم می نامند . در عمل لحیم كاری توسط یك وسیله گرما دهنده مثل هویه صورت می پذیرد یعنی بوسیله هویه ، محل اتصال دو فلز را گرم كرده تا به نقطه ذوب لحیم برسد و لحیم به محا اتصال اعمال شده و پس از سرد شدن ، دو قطعه به هم محكم می شوند.

آشنایی به فن لحیم كاری برای متخصصین امور برقی و تكنسینهای الكترونیكی بسیار حائز اهمیت است لذا در این جا نكات مهم را مورد بحث قرار می گیرد .

در تأسيسات برق فشار ضعيف براي قطع و وصل مدارهاي مختلف الكتريكي و همچنين براي حفاظت سيم ها ، تأسيسات و مصرف كننده هاي بزرگ از كليدهاي فشار ضعيف مختلفي استفاده مي شود كه مي توان آنها را به چهار دسته مهم زير تقسيم كرد :

1-كليد دستي كه عبارتند از :

الف – كليد تيغه اي (چاقويي)

ب – كليد پاكو ( كليد گردان)

ج – كليد فيوز

2- كليد خودكار

3-كليد محافظ موتور Motor schutz schalter

4-كليد مغناطيسي (كنتاكتور) schutze

الف ) كليد تيغه اي

كليد تيغه اي در تأسيسات رو باز براي جريان هاي از 100 تا 4000 آمپر و تا يك كيلو ولت به كار مي رود و داراي يك مزيت است كه اولاً قطع كنتاكتهاي كليد حتي از فاصله نسبتاً زياد نيز به آساني آشكار مي شود . در ضمن رساندن برق از يك شين به شين ديگر را ميسر و ممكن مي سازد .

اين كليد ها بخصوص براي برق رساني به موتورهاي يكفاز و وسائل برقي جريان دايم بسيار مناسب است .

ب ) كليد پاگو (گردان)

اين كليد كه براي آمپرهاي كم (تا 100 آمپر ) ساخته مي شود ، يك كليد قابل قطع زير بار است و بهمين جهت هر يك از كنتاكتهاي جريان رسان مربوط به يك قطب در يك محفظه عايقي مخصوص به خود ، به طور انفرادي نصب شده است :

نصب كليد پاكو در تابلو بسيار ساده است و به علت اينكه كنتاكت ها پشت سرهم قرار گرفته اند جايگيري آن در تابلو نسبت به كليد تيغه اي مشابه خود بسيار كمتر است .

ج ) كليد فيوز

بيشتر حوادث در شبكه فشار ضعيف كه منجر به برق گرفتگي مي شود مربوط به قوس الكتريكي است كه در موقع تعويض فيوز بوجود مي آيد . لذا براي جلوگيري از خطراتي كه در موقع تعويض فيوزها در شبكه فشار ضعيف پيش مي آيد بهتر و مناسب تر است بجاي كليد و فيوز از كليد فيوز استفاده شود .

در ضمن در موقعي كه جريان اتصال كوتاه شبكه يا مصرف كننده پشت فيوز خيلي زياد باشد تا ( ka100) اجباراً بايد به جاي كليد و فيوز از كليد فيوز استفاده شود زيرا قدرت قطع فيوز ها از 6 تا 600 آمپر همگي خيلي زياد و در حدود ka 100 مؤثر    مي باشد .

2-كليد خودكار

كليد خودكار نسبت به كليد و فيوز داراي مزاياي زير است

1)كليد خودكار پس از قطع مدار در اثر جريان زياد و يا بار زياد و يا هر عامل ديگري بلافاصله مجدداً آماده براي بهره برداري مي باشد .

2)به كمك كنتاكت هاي فرعي كه در آن تعبيه شده مي توان وضعيت كليد را در هر حالت (قطع و يا وصل ) توسط سيگنال تعيين كرد و در اطاق فرمان منعكس نمود.

3)ساختمان اين كليد طوري است كه اگر كليد را به روي يك مدار اتصال كوتاه شده اي به بنديم ، در ضمن بسته شدن نيز رله جريان زياد كليد ، به سرعت و بدون درنگ مدار را قطع مي كند .

3-كليد محافظ موتور

كليد محافظ موتور يك نوع بخصوص از كليد خودكار با قطع كننده جريان زياد است و مي تواند جريان راه اندازي موتور را طبق VDE0665 در زمان راه اندازي تحمل كند بدون اينكه باعث قطع كليد ود .

كليد محافظ موتور براي دو جريان راه اندازي مختلف ساخته مي شود .

1)كليد محافظ موتور براي راه اندازي سبك

اين كليد جريان راه اندازي موتور را در صورتيكه از 5 برابر جريان نامي تجاوز نكند تا 20 ثانيه نگه مي دارد .

2 ) كليد محافظ موتور براي راه اندازي سنگين

اين كليد جريان راه اندازي موتور را در صورتيكه از 10 برابر جريان نامي تجاوز نكند . به مدت 4 ثانيه نگه مي دارد .

4-كليد مغناطيسي يا كنتاكتور

كليد مغناطيسي عبارت است از كليد با فرمان از دور و بدون نگهدارنده مكانيكي اين كليد فقط تا موقعي كه از الكترومغناطيس نگهدارنده آن جريان عبور   مي كند بسته است و به محض قطع جريان يا ولتاژ كليد خود به خود مدار را قطع  مي كند و باز مي شود . كليد مغناطيسي دو نوع هستند ، هوايي و روغني و در هر دو حالت مي توان كليد را با قطع كننده بي متال حرارتي مجهز كرد و به عنوان كليد محافظ موتور از آن استفاده نمود .

كليد هاي فشار قوي

كليد هاي فشار قوي را مي توان بر حسب وظايفي كه به عهده دارند به انواع مختلف زير تقسيم نمود .

1-كليد بدون بار و يا سكسيونر Trennschalter – Isolotiny – switch

2-كليد قدرت يا ديژنكتور Leistunysschalter

انواع مختلف سكسيونر

سكسيونر را مي توان از نظر ساختماني به انواع مختلف زير تقسيم نمود :

1 ) سكسيونر تيغه اي Hebeltrennschalter

2)سكسيونر كشوئي Schubtrennschalter

3)سكسيونر دوراني Dretrennschalter

4)سكسيونر قيچي اي Scherenternnschalter

1 – سكسيونر تيغه اي

اين سكسيونر ها كه براي ولتاژهاي ازKV 30 بصورت يك پل ساخته مي شود داراي تيغه يا تيغه هايي هستند كه در ضمن قطع كليد عمود بر سطح افقي حركت مي كنند و در بالاي ايزولاتور قرار مي گيرند

2-سكسيونر كشويي

سكسيونر كشويي براي كيوسك يا قفسه هايي كه داراي عمق كم هستند بسيار مناسب است .

براي جريان هاي خيلي زياد كه هر قطب از چندين تيغه موازي تشكيل مي شود سكسيونر كشوئي داراي اين مزيت است كه مي توان تيغه ها را بصورت لوله ساخت و در داخل هم جاي داد .

3 – سكسيونر دوراني

سكسيونر دوراني كه براي ولتاژهاي زياد بخصوص KV 60 و KV 110 ساخته مي شود به جاي يك تيغه بلند و يك كنتاكت ثابت داراي دوتيغه متحرك و دوراني مي باشد كه با برخورد آنها به هم ارتباط الكتريكي برقرار مي شود .

4-سكسيونر قيچي اي

سكسيونر قيچي اي براي فشارهاي زياد و خيلي زياد بسيار مناسب است زيرا به علت اينكه كنتاكت ثابت آن را شين يا سيم هوايي تشكيل مي دهد احتياج به دو پايه عايقي مجزا از يكديگر كه در فشار قوي باعث بزرگي ابعاد و سنگيني وزن آن  مي شود ندارد و فقط شامل يك پايه عايقي است كه چنگک يا تيغه قيچي مانند كنتاكت دهنده روي آن نصب مي شود و با حركت قيچي مانندي با شين يا سيم هوايي ارتباط پيدا مي كند.

در طرح كنوني ژنراتور ولتاژ بالا دو نوع سيستم خنك كنندگي وجود دارد ، روتور و سيم پيچ هاي انتهايي توسط هوا خنك مي گردند در حاليكه استاتور توسط آب خنك مي گردد . سيستم خنك كنندگي آب شامل لوله هاي XLPE قرار گرفته شده در هسته استاتور مي باشد كه آب از اين لوله ها جريان مي يابد و هسته استاتور را خنك نگه مي دارد .

مقايسه جريان اتصال كوتاه در نيروگاه مجهز به ژنراتور ولتاژ بالا با نيروگاه مجهز به ژنراتور معمولي نشان مي دهد كه به دليل اينكه در نيروگاه با ژنراتور ولتاژ بالا راكتانس ترانسفورماتور حذف مي گردد جريانهاي خطا كوچكتر مي باشد .

از فيوز براي محافظت سيم و كابل ودستگاههاي اندازه گيري؛ ترانسفورماتور؛ ماشينهاي الكتريكي و ديگر مصرف كننده ها در مقابل جريانهاي اضافي و اتصال كوتاه استفاده مي شود. البته فيوز در جايي بكار مي رود كه ارزش نصب يك رله و يا يك كليد جريان را نداشته باشد.

فيوزها براساس مقدار ولتاژ و نوع ساختمان قطع كننده شان به انواع زير تقسيم مي شوند :

الف- فيوز حرارتي ذوب شونده

ب- فيوز حرارتي (بي متال)

پ- فيوز مغناطيسي

ت- فيوز توان بالا NH

ث- فيوز فشار قوي HH

 اجزای اصلی شبکه های امروزی توسط نوعی کابل کشی به یکدیگر متصل شده اند که بعنوان رسانه ارتباطی شبکه عمل میکند و سیگنالهای اطلاعاتی را بین کامپیوتر ها حمل میکند
اجزای اصلی شبکه های امروزی توسط نوعی کابل کشی به یکدیگر متصل شده اند که بعنوان رسانه ارتباطی شبکه عمل میکند و سیگنالهای اطلاعاتی را بین کامپیوتر ها حمل میکند. انواع مختلفی از کابلها وجود دارند که انواع نیازهای شبکه های بزرگ و کوچک را فراهم میکنند. از انواع کابلهای مختلفی که شرکتهای تولیدی عرضه میکنند (بالغ بر بیش از ۲۲۰۰ نوع کابل) انواع زیر بحث اصلی کابل کشی شبکه را تشکیل میدهند:

۱) کابل هم محور (coaxial)
۲) زوج تابیده شده (twisted-pair)
۳) با روکش (shielded)
۴) بدون روکش (unshielded)
۵) فیبر نوری (fiber-optic)

کابل coaxial

این نوع کابل امروزه به عنوان بیشترین کابل استفاده شده در شبکه ها به حساب می آید و دلایل زیادی برای استفاده وسیع از آن وجود دارد. کابل coaxial تقریبا گران، سبک، انعطاف پذیر و برای کار کردن بسیار آسان میباشد و آن قدر معمول است که به عنوان یک استاندارد محبوب در آمده است. در ساده ترین شکل آن کابل coaxial تشکیل شده است از یک هسته ساخته شده از مس خالص که توسط روکشی پوشیده شده است ، یک روکش فلزی توری مانند و یک روکش بیرونی. همچنین نمونه ۴ روکشی آن نیز برای محیطهایی با ارتباطات بالاتر موجود میباشد. هسته کابل coaxial حامل سیگنالهای الکتریکی میباشد که درواقع همان اطلاعات ما را تشکیل میدهد. این هسته سیمی میتواند تک رشته ای یا بصورت چند رشته ای باشد. اگر بصورت تک رشته ای باشد معمولا جنس آن از مس است. هسته توسط یک عایق پوشیده شده است که آن راا از توری سیمی موجود در کابل جدا مینماید. توری سیمی زمین مدار میباشد. و سیگنالهای الکترونیکی گذری از هسته را در مقابل noise و crosstalk محافظت مینماید. Crosstalk عبارت است از سیگنالی که به علت عبور جریان از سیمهای اطراف در هسته ایجاد میشود. همواره هسته و توری سیمی باید توسط عایق از همدیگر جدا گردند، در صورتی که در نقطه ای از سیم همدیگر را لمس کنند. کابل اتصال کوتاه شده است و noise به درون سیم مسی هسته راه پیدا میکند که این باعث تخریب اطلاعات میگردد . کل این مجموعه توسط یک روکش بیرونی غیر هادی که معمولا از پلاستیک یا تفلون ساخته میشود پوشیده میگردد. کابل coaxial مقاومت بیشتری در مقابل افت سیگنال نسبت به کابلهای twisted-pair دارد. به دلیل مقاومت کابل coaxial این کابل انتخاب خوبی برای فاصله های دورتر و سرعتهای بالاتر انتقال اطلاعات توسط دستگاههای ارتباطی میباشند.

انواع کابل coaxial

دو نوع کابل coaxial موجود است:
نازک (thinnet) ضخیم (thicknet) این که شما چه نوعی را انتخاب میکنید بستگی به خاص شما دارد.

 کابل نوع thinnet :

Thinnet یک کابل coaxial انعطاف پذیر به ضخامت ۲۵/۰ اینچ میباشد. بخاطر انعطاف و سادگی استفاده ، تقریبا در نصب هر نوع شبکه ای میتوان از آن استفاده کرد. در شبکه هایی از thinnet استفاده میکنند که کابل شبکه مستقیما به کارت شبکه متصل میشود.
این نوع کابل میتواند سیگنال را تقریبا ۱۸۵ متر بدون اینکه شروع به افت دامنه بکند حمل نماید. کارخانه های کابل سازی قرار دادهایی برای تولید انواع مختلف کابل دارند. کابل thninnet در خانواده ای از کابلها بنام rg-۵۸ قرار دارد و امپدانس معادل ۵۰ اهم دارا میباشد.
امپدانس مقاومت سیم میباشد که برحسب اهم اندازه گیری شده است. اختلاف اصلی در کابلهای خانواده RG-۵۸ هسته کابل میباشد که ممکن است به شکل تک رشته یا چند رشته باشد.

 کابل نوع thicknet :

Thicknet یک کابل coaxial ضخیم به قطر ۵/۰ اینچ میباشد. بعضی اوقات ممکن است این نوع کابل را کابل استاندارد Ethernet بنامند. زیرا برای اولین بار در معماری معروف شبکه Ethernet بکار برده شده است.
هرچه هسته مس ضخیم تر باشد به همان اندازه کابل میتواند سیگنال را به فاصله طولانی تر حمل کند این بدین معناست که کابلهای Thicknet سیگنال را بیشتر از کابلهای Thinnet میتوانند جمل کنند.
کابل Thinnet میتواند سیگنال را تا ۵۰۰ متر حمل کند. به دلیل این که این کابل میتواند پشتیبان انتقال اطلاعات صحیح به فاصله های دورتر باشد معمولا از آن به عنوان ستون فقرات و ارتباط دهنده چندین شبکه محلی با کابل Thinnet استفاده میکنند. دستگاهی بنام Transceiver کابل هم محور Thinnet را به کابل هم محور بزرگتر Thicknet اتصال میدهد.

اما این اتصال باید توسط کارت یکی از دستگاههای کامپیوتر متصل به کابل Thinnet انجام گیرد. بدین صورت که دربالای قطعه Transceiver نواری بنام Vampire وجود دارد که از درون با هسته سیم Thicknet مرتبط میباشد و برای تبادل اطلاعات از یک کابل مجزای چند رشته ای بنام کابل Transceiver استفاده میشود که یک سر آن به قطعه Trancceiver و سر دیگر آن به پورتی از کارت شبکه بنام AUI متصل میگردد. نام دیگر این پورت DIX میباشد زیرا توسط شرکتهای Digital - intel - Xerox طراحی شده است. 

 Thinnet در مقایسه با Thicknet

به عنوان یک قاعده کلی هر چه کابل ضخیم تر باشد کارکردن با آن مشکل تر میگردد. کابل نازک انعطاف پذیر ، برای نصب آسان و تقریبا ارزان میباشد. کابل ضخیم براحتی خم نمیشود و برای کار مشکل تر میباشد. بنابراین در هنگام کار و عبور دادن سیم از محلهای تنگ و پرپیچ و خم باید این مسائل را مد نظر قرار داد. در ضمن کابل ضخیم گران تر از کابل نازک میباشد، اما میتواند سیگنالهای را به فاصله دورتری هدایت کند.

 اتصالات کابل coaxial
هم کابل Thinnet و هم کابل Thicknet قطعات اتصالی به نام (British Naval Connector) BNC را برای ارتباط با قطعات دیگر استفاده میکنند. برای ارتباط دادن کابل با کامپیوترها قطعات مهم و مختلفی از خانواده اتصالی BNC به شرح زیر موجود میبشد:

اتصال دهنده کابل BNC:
این اتصال دهنده به انتهای باز کابلها بسته میشود. اتصال دهنده T شکل BNC:
این اتصال دهنده کارت شبکه را به کابل شبکه متصل مینماید. اتصال دهنده مغزی BNC:
این اتصال دهنده برای مرتبط کردن دو قطعه کابل شبکه و ایجاد کابل طویلتر به کار میرود. قطعه پایان دهنده BNC:
این قطعه انتهای کابل گذرگاه شبکه را برای جذب سیگنال رفت و برگشت میبندد. بدون این قطعه، یک شبکه Bus از کار خواهد افتاد.

 انواع روکش کابل coaxial

۱) pvc) Polyvinyl chloride )
۲) Plenume

که از نمونه PVC آن برای کابل کسی روکار که معمولا میتوان آن را در سازمانها و ادارات به چشم مشاهده کرد و از نمونه Plenume برای کابل کشی توکار استفاده میشود. در صورت بروز حرق نمونه PVC آن باعث پخش گازهای سمی در محیط میگردد. درساختن کابلهای Plenume از مواد شیمیایی استفاده شده است که ضد حریق میباشند و کمترین دود را از خود در موقع سوختن به محیط اطراف منتشر میکند. بنابراین وع کابلها گران تر میباشند. ضمنا انحطاف آنها از کابلهای PVC کمتر است.

 نکات قابل توجه در مورد کابل coaxial

معمولا از کابل coaxial وقتی استفاده میکنید که به موارد زیر نیاز داشته باشید:

▪ رسانه ای که میبایست صدا، تصویر متحرک و داده را انتقال دهد.
▪ انتقال اطلاعات به فواصل دور با کمترین هزینه
▪ داشتن سطح قابل قبولی از امنیت داده ها در مقابل Noise

 کابل Twisted-pair

در ساده ترین شکل کابل Twisted-pair دارای یک زوج سیم به هم تابیده از مس که دارای روکش میباشد. دونوع کابل Twisted-pair وجود دارد، روکش دار یا (Shielded Twisted-pair) STP و بدون روکش یا (Unshielded Twisted-pair) UTP . معمولا گروهی از این کابلها درکنار هم قرار میگیرند و یک کابل گروهی Twisted-pair بوجود می آورند. پیچیدگی این کابلها باعث میشود که Noise الکتریکی حاصل از جریان واقع در زوج سیمهای دیگر و منابع الکترومغناطیسی مانند، موتورهای الکتریکی ، رله ها و ترانسهای برق خنثی گردد. 

 کابل UTP

معمول ترین نوع کابل Twisted-pair نوع بدن روکش آن با مشخصه ۱۰ Base T میباشد که به سرعت بعنوان یکی از محبوب ترین نوع کابل کشی برای شبکه LAN شناخته شد. بیشترین طول یک قطعه از آن میتواند ۱۰۰ متر باشد. دلیل استفاده زیاد از چنین کابلی این میباشد که معمولا تلفنهای سیستم شهری که اداره مخابرات برای مشترکان خود استفاده کرده است از این نوع کابل یعنی UTP میباشد و طراحان شبکه معمولا این نکته را مد نظر قرار میدهند که میتوانند از این کابلهای موجود برای انتقال اطلاعات توسط کامپیوتر استفاده کنند.
یکی از مشکلات اصلی کابلهای Twisted-pair وجود مساله Crosstalk میباشد. یعنی این که سیگنالهای عبوری از یک زوج با سیگنالهای عبوری در زوج دیگر ترکیب میشوند. برای کاهش Crosstalk معمولا کابل روکش شده استفاده میشود دارد. منظور از مدلاسیون ، مدل کردن سیگنالهای الکترونیکی برروی شعاعهای نورانی است. فیبر نوری بهترین کابل برای انتقال اطلاعات با نرخ بالا و سرعت بسیار زیاد است. زیرا هیچ گونهNoise و تخریب موجی در آن وجود ندارد.  

ساختمان فیبر نوری

فیبرهای نوری تشکیل شده اند از یک استوانه شیشه ای بسیار نازک بنام هسته که توسط لایه ضخیم تر از شیشه پوشیده شده است. که به این لایه Cladding میگویند. بعضی اوقات فیبرهای نوری از پلاستیک شاخته میشوند. جنس پلاستیک برای نصب و کارکردن راحت تر است ، اما نمیتواند نور را به اندازه ای که شیشه منتقل میکند عبور دهد به همین دلیل معمولا از ترکیب پلاستیک و شیشه در ساخت آنها استفاده میشود که همان جنس فایبرگلاس میباشد، که دارای شفافیت شیشه و انعطاف در حد پلاستیک را دارا میباشد.
هرفیبر نوری سیگنال را تنها دریک جهت هدایت میکند بنابراین معمولا هرکابل فیبر نوری شامل دوفیبر نوری، یکی برای ارسال و دیگری برای دریافت میباشد که توسط یک روکش پلاستیکی تیره رنگ با همدیگر پوشانده شده اند. سرعت انتقال اطلاعات برروی فیبر نوری قابل مقایسه با ارتباطهای الکتریکی نیست و سرسام آور و سریع میباشد. نمونه های تولید شده فعلی سرعت انتقال اطلاعاتی بین ۱۰۰ مگابیت برثانیه تا حدود ۱ گیگابایت بر ثانیه دارند و میتوانند اطلاعات را تا مایلها انتقال دهند

نکات قابل توجه در رابطه با فیبر نوری
از فیبرهای نوری در هنگامی استفاده کنید که:
وقتی که نیاز به انتقال اطلاعات با سرعتهای بسیار بالا، در فواصل دور و با رسانه ای مطمئن دارید.
در موارد زیر از فیبر نوری استفاده نکنید:
در آینده گسترش زیادی برای شبکه خود پیش بینی نمیکنید.
افراد متخصص نصب صحیح و اتصال دستگاهی به آن را ندارید.
فراموش نکنید که قیمت کابل کشی فیبر نوری تقریبا اندازه کابل کشی مسی بسیار پیشرفته تمام میشود و بنابر این مقرون به صرفه است که از فیبر نوری استفاده شود.

انتقال سیگنال
دو تکنین انتقال سیگنالهای کد شده برروی کابل استفاده میشود:
باند اصلی (Baseband)
باند سریع (Broadband)

 روش انتقال Baseband

سیستمهای Baseband برای انتقال اطلاعات برروی یک کانال منفرد از سیگنالهای دیجیتال استفاده میکنند. سیگنالها به شکل پالسهای متناوبی از الکتریسیته یا نور در کابل جریان پیدا میکنند. در این نوع انتقال اطلاعات ، کل پهنای باند کانال ارتباطی برای انتقال تنها یک سیگنال منفرد داده ای استفاده میشود. منظور از پهنای باند یک کابل، یا یک کانال ، انتقال اطلاعات ، اختلاف بین بیشترین و کمترین فرکانسهایی است که میتوانند برروی کابل حمل شوند.

در حین این که سیگنال طول کابل شبکه را طی میکند دامنه آن شروع به کاهش و اگر طول کابل زیاد، نتیجه سیگنالهایی خواهد بود که بسیار ضعیف شده یا به کلی از بین رفته است بعنوان یک حفاظ در سیستمهای Baseband معمولا از دستگاههای Repeater برای تقویت دامنه سیگنال استفاده میشود.

 روش انتقال Broadband

سیستمهای Broadband برای انتقال اطلاعات برروی کابل از سیگنالهای آنالوگ و یک بازه فرکانسی استفاده مینماید. در انتقال آنالوگ سیگنالها یکنواخت و پشت سر هم و دریک جهت برروی رسانه فیزیکی انتقال ، که همان کابل باشد به شکل امواج الکترومغناطیس یا نوری جریان پیدا میکنند. چنانچه پهنای باند کافی برروی رسانه فیزیکی فراهم باشد میتوان از چندین سیستم انتقال آنالوگ همانند تصاویر تلویزیون و داده های شبکه به طور همزمان برروی یک کابل استفاده کرد.

به این مفهوم که اطلاعات تصویر مربوط به تلویزیون را دربازه فرکانس مشخص، و اطلاعات مربوط به شبکه کامپیوتری را در بازه فرکانس دیگری که با بازه قبلی تداخل ندارد ارسال کنیم.
درسیستمهای Baseband معمولا برای تقویت دامنه سیگنال از دستگاههای Repeater استفاده میشود که سیگنال گرفته شده در ورودی را در خروجی بازسازی میکند اما در سیستمهای broadband از دستگاههای آمپلی فایر (Amplifire) استفاده میشود که دامنه سیگنال آنالوگ را با مدارهای ترانزیستوری تقویت میکند.
بخاطر این که جریان سیگنال در انتقال Broadband سک طرفه میباشد باید به طریقی دو راه ارتباطی ایجاد کرد تا دستگاهها هم بتوانند اطلاعات را بفرستند و هم دریافت کنند. برای ایجاد این دوراه دوروش متفاوت وجود دارد که عبارتند از:

 پیکربندی Mid-splite :

که در این روش پهنای باند یک کابل را به دو کانال ارتباطی با بازه فرکانس متفاوت تقسیم میکنند. آنگاه از یک کانال برای ارسال و از کانال دیگر برای دریافت اطلاعات استفاده میکنند.

 پیکربندی Dual-cable:

که در این روش از دوکابل ارتباطی استفاده میشود، یکی برای فرستادن و دیگری برای دریافت کردن اطلاعات .

- 1كابل هاي فشار ضعيف و متوسط
بيش از 90% كابلهاي جريان زياد داراي عايقي از كاغذ آغشته به روغن مي باشند .
بدین معني كه سيمها با نوارهاي كاغذي باند پيچي شده و سپس به نوعي از روغن معدني غليظ اغشته مي شوند.
چنين كابلي را كه ما در اين كتاب " كابل كم روغن " 1 مي ناميم از 1 تا 60 هزار ولت ساخت و نرم شده اند
2 . سيم كابل از مس المينيوم است و مي تواند يك لا يا چند لا ( طنابي ) باشد .سيم هاي چندلا نرم تراست وقابليت انحناي آن نيزنسبت به كابل باسيم يك لابيشتراست.
سيم هاي طنابي به مقطع گردوبخصوص دركابل هاي سه سيمه وچهارسيمه از 1تا 10 هزارولت بشكل سكتوروبيضي نيزساخته مي شوند.
كاغذ بصورت نوارباريك به ضخامت 1/0تا 15/0 ميليمتر به شكل مارپيچي روي سيم پيچيده مي شود پيچيده مي شود وقبل ازاينكه كاغذآغشته به روغن شود ، سيم عايق شده رادرخلاء وحرارت زيادبا دقت خشك مي كنند ودرهمين حالت سيم عايق شده ازداخل منبع روغن بادرجه حرارت C 120-110 عبورداده مي شود. درنتيجه روغن كه دراين درجه حرارت بسيار سيال است درداخل كاغذنفوذكرده وتمام خلل وفرج كاغذراپرمي كند .
دردرجه حرارت معمولي روغن كابل تقريبا سفت است
ونمي تواند درداخل كابل مثلا بعلت پستي وبلندي مسير كابل جريان پيداكند. براي جلوگيري ازنفوذ رطوبت بداخل كابل ،سيم عايق شده بايك غلاف فلزي پوشانده مي شود وبه همين جهت دوانتهاي كابل نيز باسركابل مخصوصي مقداركمي آنتيمون وروي مخلوط دارد. اين اضافات باعث مي شوندكه سرب قدري سخت ترشده وپايداري واستقامت آن درمقابل خورندگي وكروزيون بيشترشود.دربعضي از كابل ها بجاي سرب از غلاف آلومينيومي بدون درز استفاده مي شود. مشكل ساختماني اين نوع كابل دردرجه حرارت زياد ذوب آلومينيوم است .
كابل هاي باغلاف آلومينيومي بخوبي كابل هاي سربي خم نمي شوندوانعطاف پذيرنيستند ولي درعوض به مراتب سبكترازكابل هاي سربي هستند. غلاف آلومينيومي بايددرمقابل كروزيون وخورندگي بخوبي حفاظت شود. اين موضوع براي غلاف سربي نيز نيزصادق است، مگراينكه كابل درمكان كاملا خشك (لوله هاي بتوني خشك) ويادرداخل ساختمان كشيده شود. غلاف كابل علاوه براينكه تحت تأثيرعوامل شيميايي قرارمي گيرد، به علت جريان هائي كه اززمين عبورمي كند ،تحت تأثيرعوامل الكتروليتي نيزواقع مي شوند.لذا بايدكابل از نظرالكتريكي نيزعايق باشد به همين جهت غلاف سربي توسط كاغذ قير اندودشده بانداژ مي شودوروي آن راباموادي شبيه قيروگوني مي پوشانند.
كابلهائي كه به طورآزاد درزيرزمين كشيده مي شوند همگي تحت تأثيرنيروي مكانيكي سطحي نيز قرارمي گيرندكه باعث فرورفتگي هائي دركابل استقامت الكتريكي كابل در اين نقاط تنزل مي كند . لذا اينگونه كابلها كه بايد فشارهاي خارجي را نيز تحمل كنند شامل زرهي از تسمه هاي فولا دي مي شود و بهمين جهت بنام كابلهاي زرهي معروف هستند زره فولادي نيز براي جلوگيري از زنگ زدگي و خورندگي با قشري ازقيروگوني ويا مواد مصنوعي p v c پوشانده مي شود كابلهايي كه تحت كشش زياد نيز قرار ميگيرند 0(مثل كابل هايي كه در معادن زيرزميني به كار برده مي شوند و يا كابل هايي كه از رودخانه و يا درياچه ميگذرند )بازره فولادي از تسمه هاي.باريك –مفتول هاي گرد و يا پروفيل پوشانده مي شوند .شكل 1 مقطع يك كابل سه فاز را باسيم گرد و سيم سكتوري نشان مي دهد .
سه رشته سيم پس از عايق شدن در ضمن اينكه اطراف خالي ان با الياف كنفي يا پنبهاي پر مي شود بصورت طناب بهم پيچيده مي شود و مقطع دايره اي شكل پيدا مي كند . براي جلوگيري از باز شدن وريختن اليافها ودر ضمن آماده كردن كابل دور آن را با چند لا نوار كاغذ بصورت كمربند باند پيچي مي كند و بخاطر همين باند كاغذي كمربندي اين نوع كابل بنام"كابل كمربندي"معروف است.
كابل هاي كمربندي با رشته سيم هاي سكتوري داراي قطر كمتري نسبت به كابل هاي با رشته سيم دايره اي شكل هستند بهمين جهت سبكتر و قابليت انحناي انها نيز بيشتر است.ولي به خاطر اينكه حوزه الكتريكي اطراف ان غيريكنواخت است نمي توان در اختلاف سطح هاي زياد نيز از ان استفاده كرد و بهمين جهت فقط در كابلهاي تاولتاژ KV10 از مقطع سكتوري استفاده ميشود .
در گذشته كه هنوز كابل هاي با عايق مصنوعي (PVC)رواج پيدا نكرده بود از كابلهاي كمر بندي چها رسيمه براي توز يع برق شهري با اختلاف سطح 220-380 ولت نيز استفاده مي شد.
شكل 2 چنين كابلي را در مقطع نشان مي دهد .

در ضمن بهتر است از غلاف الومينيومي كابلها به عنوان سيم چهارم يا سيم صفر بخصو ص در شبكهاي شهري كه هميشه از سيم صفر جريان مي گذرد استفاده نشود زيرا مشخص نيست كه ارتباط غلاف با موف هاي موجود در مسير كابل به نحو كاملا"مطمففئني انجام گرفته شده باشد .شكل 3 طرز تقسيم حوزه الكتريكي كابل كمر بندي را در لحظه اي كه ولتاژ سيم Tصفر است و ولتاژ R,وSبرابر مختلف الجهت هستند نشان مي دهد .
چنان چه ديده مي شود حوزه الكتريكي سيمها اولا" از عايق اصلي سيمها خارج شدهو تا غلاف سربي ادامه پيدا مي كند . لذا مواد پر كننده كابل كه از استقامت الكتريكي خوبي بر خوردار نيستند نيز تحت تاثير فشار الكتريكي قرار ميگيرند .
بخصوصي منطقه ما بين سيمها كه در شكل با Zمشخص شده است و نمي تواند از مواد عايق خوب پر شود داراي شدت حوزه بسيار قوي مي باشد .

در ثاني خطوط حوزه در عايق كاغذي سيمها نيز از حالت شعاعي كه عمود بر سطح ورقهاي كاغذ است خارج شده ودر بعضي از قسمتها حتي اين خطوط مماس بر سطح كاغذ عبور مي كند ودر قسمتهاي ديگر نيز داراي يك مولفه در سطح كاغذ خواهند بود.در نتيجه تفاوت پتانسيل در سطح لايه كاغذها نيز پيدا مي شود وچون استقامت الكتريكي در سطح كاغذ به مراتب كمتر از استقامت الكتنريكي ضخامت كاغذ است در نتيجه بين لايها ودر منطقه Zاين كابل در فشارهاي زياد تخلهء الكتريكي كه مقدمهء جرقه زدن وسوختن كابل است ايجاد مي شود.
بدين جهت كابل كمربندي را نمي توان براي فشار هاي زياد ساخت ودر نتيجه ساختمان اين كابلها به فشارماكسيموم تا KV20محدود مي شود.در سال 1913 باآشنايئ به شدت حوزه در كابل كمربندي و استقامت الكتريكي كاغذ در سطح و در عمق شخصي به نام هو خست پيشنهاد كرد كه هر يك از رشته سيمها پس از عايق شدن با ورقهء نازك فلزي پوشانده شود و سپس غلاف سربي به طريقي رويه سه كلاف كشيده شود كه با ورقهاي نازك فلزي در تماس باشد.
بابه كار بستن اين پيشنهاد كاغذهاي اطراف رشته سيمها فقط تحت تاثير حوزه هاي شعاعي يعني عمودبرسطوح كاغذ قرارمي گيرند ومؤلفه هاي سطحي ازبين مي رود ، درضمن تمام موادپركننده اطراف سيم هاي كابل بخصوص درمنطقه Z فاقدحوزه الكتريكي مي شود وديگراحتياج نيست باعايق خوب وباارزش پرشود.
پيشنهاد هوخسنت باعث پيشرفت سريع صنعت كابل سازي وساختن كابل هاي فشارقوي شد. كابل هايي كه به اين طريق ساخته مي شوند كابل H معروفند.
شكل زيرشدت حوزه رادريك كابل سه فاز ويك كابل H نشان مي دهد بعدها بخاطراينكه كابل هاي ضخيم باداشتن يك غلاف سربي داراي قابليت انحناي بسياركم است وفرم دادن وخم كردن آن مشكل است ، لذا كابل هائي باسه غلاف سربي ساخته شدوبنام «كابل سه غلافه»معروف گرديد.شكل بعد يك چنين كابلي رادرمقطع نشان مي دهد . كابل سه غلافه تاولتاژ 60هزارولت ساخته مي شود .دركابل سه غلافه نيز بخصوص درولتاژهاي بالا ازكاغذ متاليزه H استفاده مي شود. دراينجا وظيفه كاغذH ارتباط برقراركردن بين كاغذ H وغلاف سربي است .درموقعي كه درجه حرارت كابل دراثرزياد بالا مي رود، حجم روغن داخل كابل زيادشده وبطور راديال (شعاعي) به غلاف سربي فشاروارد مي سازدوباعث انبساط آن مي شود. درموقع كم باري وسردشدن كابل حجم روغن كم شده ومجددا بطرف داخل فشرده مي شود. ولي چون غلاف سربي نمي تواند مجددا جمع شود ، بين عايق كابل درصورتيكه فاقد كاغذ H باشد وغلاف سربي فاصله هوائي (جدائي) بوجودمي آيد كه به علت نداشتن استقامت الكتريكي كافي باعث تخليه الكتريكي درزيرپوشش غلاف سربي مي شود،درصورتيكه ورقه نازك H بعلت تماس باغلاف سربي ، باآن هم پتانسيل است وفاصله هوائي كوچكي كه دراثرانبساط وانقباض روغن بدست مي آيد، نمي تواندباعث تخليه الكتريكي درآن مكان كه فاقداختلاف پتانسيل گردد. براي تعييين ضخامت عايق كابل كم روغن ، شدت حوزه دراطراف سيم KV/mm 5-2 درنظرگرفته مي شود. درصورتيكه استقامت الكتريكي حقيقي چنين كابلي درموقعي كه ازآن بارگرفته مي شود درحدود KV/mm 16 است ودرموقعي كه كابل را تادرجه حرارتي گرم كنيم كه درموقع بارنامي گرم شود، استقامت الكتريكي آن تغييرمحسوسي نمي كندوحتي چندين بارگرم وسردكردن متوالي كابل ،تأثيري روي استقامت الكتريكي كابل نمي گذاردبطوري كه اگرشدت حوزه الكتريكي KV/mm5-2 انتخاب شود ، مي توان گفت كه كابل باضریب اطميناني معادل با 5-3 كارمي كند ،شكل 6 استقامت الكتريكي كابل درزمان كوتاه مدت خيلي زيادودرحدود KV/mm60-50است كه به تدريج باازديادزمان اثراختلاف سطح،اين استقامت كم شده ودرحدود 100-50 ساعت به مقدار ثابت وپايدارKV/mm 116مي رسد.لذامي توان گفت كه استقامت كم شده ومي توان گفت كه استقامت دائمي كابل كم روغن KV/mm 16 ثابت است.

ديد کلي

اصولاً اتصالات نيم رسانا - فلز جزو لازمه تمامي قطعات الکترونيکي اند. چگونگي و رفتار اتصالات الکتريکي به غلظت سطح نيم رسانا (Si) ، تميزي سطح و واکنش هاي بين فصل مشترک فلز - نيم رسانا بستگي دارد. بعد از ابداع ترانزيستور توسط جان باردين ، مفهوم و اهميت مدارهاي مجتمع روشن شد

پس از آن موفقيت بزرگ تجمع و اتصال تعداد بسيار زيادي از قطعات کوچک و اجزاي الکترونيکي بر سطح زير لايه تحول عظيمي در ساخت عملي مدارهاي مجتمع بوجود آورد. با ابداع و رشد فناوري مينياتور کردن قطعات الکترونيکي بشر به يکي از مهمترين دستاوردهاي خود در قرن گذشته نائل آمد.

سیر تکاملی و رشد

با گسترش ، طراحی و ساخت مدارهای مجتمع به ویژه افزایش انباشت قطعات در مقیاس خیلی بزرگ در دهه 1980 تلاش برای کوچکتر کردن قطعات میکرو الکترونیکی ادامه یافت. از طرف دیگر تقاضای جدید برای ساخت مدارهای مجتمع به ویژه مدارهای حافظه شامل حافظه دینامیکی (DRAM)و حافظه استاتیکی (SRAM) با ویژگی هایی نظیر سرعت عمل بالا توأم با کاهش اتلاف توان روزبه روز بیشتر شد.

در روند تکاملی فناوری فرامینیاتور کردن قطعات الکترونیکی بویژه در هندسه و مقیاس زیر میکرونی کمتر از 0.2 میکرو متر یعنی حوزه فناوری طراحی قطعات نانو الکترونی و فناوری ساخت مدارهای مجتمع از پیچیدگی خاصی برخوردار است.
بطور متوسط در هر شش سال ابعاد و اندازه قطعات الکترونیکی به نصف تقلیل یافته است.

امروزه با استفاده از مزیت های مجتمع سازی کوچکی قطعات ، بطور مشخص فناوری نانو الکترونیک ساختار این گونه مدارهای مجتمع گسترده تر و پیچیده تر است. بطوری که این مدارها از ده ها میلیون ترانزیستور ، دیود ، مقاومت الکتریکی و خازن تشکیل شده است.

عرض خطوط اتصالات بین قطعات مختلف در سال 2000 میلادی 0.18 میکرومتر بود، که کاهش آن همچنان ادامه دارد. در راستای پیشرفت این فناوری ، در همین سال مجموع فروش مدارهای مجتمع در دنیا حدود 150 میلیارد دلار بر آورد شده است. به این دلیل پیچیدگی و ویژگیهای خاص مدارهای مجتمع با ساختار نانومتری بکار گیری مواد جدید و ‏فرآیند های بهتر تولید و همچنین استفاده روشهای دقیقتر ساخت.

مشخصه یابی لایه نازک قطعات الکترونیکی

مشخصه یابی لایه نازک قطعات مختلف امری الزامی است. بعضی از فرایندهای مهم ساخت مدارهای مجتمع عبارت اند ازنفوذ کاشت یونیلیتوگرافی فلز نشانی غیر فعال سازی و غیره که در فناوری نانو الکترونیک برای انجام این گونه فرآیند ها باید از پارامترها و سیستمهای خاص استفاده کرد. مثلاً در فرایند فلز نشانی استفاده از فلز مس به جای فلز رایج آلومینیوم برای اتصالات درونی بین قطعات مختلف عملی اجتناب ناپذیر است. اما نفوذ سریع اتمهای  Cu در زیر  Siدر عملیات حرارتی منجر به تشکیل لایه سلیساید مس و در نهایت سبب تخریب قطعه الکترونیکی می شود. برای رفع این مشکل معمولاً از یک لایه میانی از مواد دیرگذار مانند Ta و w یا Mo به عنوان سد نفوذی برای بهبود پایداری حرارتی لایه Cu / Si استفاده می کنند.ساخت و مشخصه یابی سیستم های چند لایه ای مشخصه یابی سیستم های چند لایه ای  Cu / Ta /Si اخیراً مورد مطالعه قرار گرفته است. در این زمینه تاثیر ولتاژ بایاس منفی بر بهبود خواص الکتریکی و ساختاری سد نفوذی لایه اسپاترنیگ Taدر سیستم Ta/Si  گزارش شده است.
همچنین در فناوری طراحی قطعات نانو الکترونی با استفاده ار میکروسکوب نیروی اتمی (AFM) و ساخت لایه های نازک مورد نیاز در مدارهای مجتمع مذکور فقط در محیط های تعریف شده توسط روش های دقیق لایه نشانی نظیر لایه نشانی با باریکه مولکولی (MBE) و لایه نشانی با بخار شیمیایی مواد آلی فلزی (MOCVD) امکان پذیر است. 

وسعت فناوری نانو الکترونیک:

در فناوری نانو الکترونیک فرایندهایی سطح زیر لایه Si از جمله سوزش توسط فناوری پلاسما و باریکه یونی صورت می گیرد. این گونه مدارهای مجتمع با ویژگی های منحصر به فرد خود در مقیاس نانومتری کاربردهای متنوعی از سیستم های مزوسکوپیک دارند. بعضی از این کاربردها عبارت اند از:
 

  Si و Gساخت نقطه ها و سیستم های کوانتومی تونل زنی در دیودهای تشدید کننده مثل InGapطراحی و ساخت تقویت کننده های لیزری مثل  طراحی و ساخت میکرو احساسگرها و ماشین های میکرونی برای کاربردهای خاص به دلیل اهمیت فناوری نانو الکترونیک در سه سال گذشته چندین کارگاه عملی در زمینه های مختلف فیزیک و فناوری نانو الکتریک برگزار شده است. با ادامه رشد و گسترش این فناوری پیشرفته ، در آینده شاهد تحول عظیمی در زمینه های ارتباطات خواهیم بود نا تقويت کننده عملياتي تقويت کننده هاي عملياتي به اختصار آپ امپ ناميده مي شو ند.و به صورت مدار مجتمع در دسترس مي باشند.اين تقويت کننده ها از پايداري بالايي برخوردارند.، و با اتصال ترکيب مناسبي از عناصر خارجي مثل مقاومت،خازن،ديود و غيره به آنها،مي توان انواع عمليات خطي و غير خطي را انجام داد.از ويژگيهاي اختصاصي تقويت کننده هاي عمليا تي ورودي تفاضلي و بهره بسيار زياد است.
اين المان الکترونيکي اختلاف ميان ولتاژهاي ورودي در پاي هاي مثبت و منفي را در خروجي با تقويت بسيار با لايي آشکار مي سازد.حتي اگر اين اختلاف ولتاژ کوچک نيز باشد.،آنرا به سطح قابل قبولي از ولتاژ‌ در خروجي تبديل مي کند.به شکل مداري اين المان در زير توجه کنيد.
اين المان همواره داراي دو پايه مثبت و منفي در ورودي،اين دو پايه ورودي مستلزم يک پايه در خروجي هستند. پايه ورودي مثبت را در اصطلاح لاتين noninverting و پايه منفي را inverting مي گويند.

نحوه عملکرد op_amp

اين المان بسته به وضعيت پايه هاي ورودي و خروجي داراي شرايط و عملکرد متفاوتي خواهد شد که در زير به توضيح راجب اين وضعيت ها مي پردازيم.
اگر inverting > noninverting باشد.خروجي به سمت منفي VSS اشباع مي شود.منظور از منفي VSS مقدار منفي ولتاژ تغذيه آيسي است. مثلا اگر ولتاژ ورودي 5 ولت باشد و ورودي پايه منفي داراي ولتاژي بزرگتر از ورودي پايه مثبت باشد.خروجي به سمت منفي 5 ولت به اشباع مي رود.
اگر inverting < noninverting باشد.خروجي به سمت مثبت VSS اشباع مي شود.مثلا اگر تغذيه آيسي 5 ولت باشد.و ورودي پايه مثبت داراي ولتاژي بزرگتر از پايه منفي باشد.خروجي به سمت مثبت 5 ولت به اشباع مي رود.به شکل توجه کنيد اين شکل گوياي همه مطالب است.همانطور که مشاهده مي کنيد.،هر جا که اختلاف ولتاژ ورودي مثبت باشد.خروجي به اشباع مثبت VSS مي رود.و همچنين هر جا که اختلاف ولتاژ ورودي منف با شد خروجي به منفي VSS مي رود.
منظور از اختلاف ولتاژ ،اختلاف بين ورودي مثبت از منفي است. بدون قرار دادن فيدبک از خروجي به ورودي، ماکزيمم اشباع در خروجي با کمترين اختلاف ولتاژ‌ در پايه هاي مثبت و منفي ورودي بوجود مي آيد.در اين حالت مدار شما بسيار نويز پذير است. در حالت ايده آل منظور حالت غير عملي است.،در اين حالت op-amp ها داراي مقاومت ورودي بي نهايت تقويت سيگنال ورودي در خروجي به صورت بي نهايت و مقاومت خروجي صفر هستند. در حالت واقعي گين يا تقويت بين ولتاژ هاي مثبت و منفي ورودي محدود مي شود. بين پايه هاي ورودي و خروجي آپ امپ جرياني وجود ندارد.و اين تنها ولتاژ ورودي است که خروجي را کنترل مي کند.