آموزش رایگان مدارهای پالس و دیجیتال

موضوع درس عمدتاً بررسی آنالوگ مدارهای پالس و دیجیتال، اعم از گیت‌های لاجیک و یا مدارهای نوسان‌ساز و مولتی ویبراتورها است. با‌توجه‌به گسترش چشمگیر الکترونیک دیجیتال، بررسی و بهبود مدارات دیجیتالی از مهم‌ترین مباحث رشته مهندسی برق با گرایش الکترونیک است که در این درس مورد توجه قرار می‌گیرد. هرچند درس آنالوگ است ولی رویکرد درس با دروس الکترونیک آنالوگ متفاوت است. در اینجا برعکس دروس قبلی، اغلب از فیدبک مثبت استفاده می‌شود و ترانزیستورها به‌ندرت در ناحیه فعال قرار دارند. 

در تهیه این درس سعی شده‌است که حتی‌المکان مسائل و موضاعات مطرح شده کاربردی باشند و اغلب مطالب درس در آزمایشگاه همین درس مورد تجزیه و تحلیل مجدد قرار می‌گیرند. تجربه‌ی شخصی مدرس نشان می‌دهد که ارائه‌ی همزمان درس و آزمایشگاه در یک ترم و توسط یک استاد به فهم بهتر مطالب درسی و افزایش علاقه دانشجویان به فراگیری مطالب مطرح‌شده کمک می‌کند.

اهمیت استفاده از نرم‌افزارهای شبیه‌سازی مدنظر قرار گرفته و سعی شده در مابین مطالب از نتایج شبیه‌سازی استفاده گردد و در بعضی از جلسات در حین تدریس شبیه‌سازی انجام شده‌است. همچنین سعی شده مطالب به‌روز باشد و مباحث جدید از جمله تکنولوژی ساخت گیت‌های دیجیتال به شیوه CMOS و مبدل‌های داده که اهمیت فراوانی در دنیای امروز دارند مورد توجه ویژه قرا گیرند. 

 کلاس با یادآوری مطالب مهم درس مدارهای الکتریکی با تاکید بر سیگنال‌های پالسی شکل در فصل اول شروع می‌شود و مدارت مرتبه اول مورد بررسی قرار می‌گیرند. همچنین حالت پایدار مدارهای متناوب با ورودهای پالسی شکل ارائه و فصل اول با بررسی مدارتَ جبران‌ساز به پایان می‌رسد. فصل دوم به معرفی المان‌های سوئیچ‌کننده همچون دیود، ترانزیستور دو قطبی و ماسفت می‌پردازد. علاوه بر مثال‌های عملی، با مروری بر فیزیک الکترونیک نیمه هادی‌ها، سرعت پاسخگویی دیود  و ترانزیستور دوقطبی در رژیم‌های پالسی ارائه می‌گردد.

فصل سوم به معرفی مالتی ویبراتورهای بی‌استابل، مونواستابل، آستابل و اشمیت تریگرها پرداخته می‌شود. مالتی ویبراتورها مدارتی دو وضعیته هستند که اساس کار انواع فلیپ فلاپها، حافظه‌های استاتیک و نوسان‌سازها بر آن‌ها استوار است. در فصل چهارم کاربرد تقویت‌کننده های عملیاتی در مدارت پالسی معرفی و انواع مالتی ویبراتورها، مول موج‌های رمپ، انتگرال گیرها و .. بررسی می‌شوند. 

به عنوان ارائه‌ی یک مثال جامع و جذاب برای دانشجویان، فانکشن ژنراتورها مبحث موردنظر در فصل پنجم است. در این فصل نحوه تولید امواج مثلثی، مبدل‌های مثلثی به سینوسی بررسی می‌شوند. درفصل ششم ابتدا مروری بر تکنولوژی استاندارد سیماس و رفتار ترانزیستورهای ماسفت خواهیم داشت و سپس گیت‌های لاجیک سیماس استاندارد مورد توجه قرار می‌گرند. توان مصرفی، سرعت پاسخگویی، منحنی مشخصه و تعیین ابعاد ترانزیستورهای گیت پایه معکوس‌کننده مدنظر قرار می‌گیرد و در ادامه پس از مروری کوتاه بر دیگر روش‌های ساخت گیت‌های لاجیک در تکنولوژی سیماس، کاربرد این گیت‌ها در ساخت انواع مالتی ویبراتور بیان می‌گردد.

در فصل آخر به بررسی مبدل‌های داده می‌پردازیم. ابتدا مبدل دیجیتال به آنالوگ بررسی می‌شود و پس از ذکر تعاریف اولیه، مبدل‌های ولتاژ، جریان و بار الکتریکی با وزن‌دهی مناسب و همچنین ترکیبی از این روش‌ها ارائه می‌گردد. همچنین نیم‌نگاهی به مبدل‌های سریال نیز می‌اندازیم. در مرحله‌ی بعد تعاریف و مقدمات مبداء آنالوگ به دیجیتال بیان می‌گردد و مبدل‌های فلش، تک شیبه، دو شیبه، دو رنجه و تقریب تدریجی مدنظر قرار می‌گیرند.