شرح الموضوع
مقدمة:
لتسهيل فهم الدارات والانظمة الكهربائية تستخدم مخططات توضح طريقة عملها والاجزاء والعناصر التي تتكون منها، وتقدم هذه المخططات ارشادات هامة للفنيين في كيفية تركيب هذا النظام وتشغيله وضبطه كما تقدم ارشادات لكيفية تشخيص الاعطال وصيانتها ومن هذه المخططات:
- المخطط الصندوقي (Block Diagram)
- المخطط الوظيفي (Functional Diagram)
- المخطط التفصيلي (Schematic Diagram)
4. مخطط التوصيلات
ولكل نوع من هذه المخططات استخدامه في الأنظمة الالكترونية وتوضح هذه المخططات من قبل مصممي هذه الدارات ومن قبل الشركات الصانعة. ولفهم هذه الأنواع من المخططات سندرس دارة التغذية (Power supply) وكيفية تمثيلها من قبل كل من انواع المخططات السابقة.
المخطط الصندوقي:
يوضح المخطط الصندوقي النظام بشكل كامل ويقسم الى وحدات او انظمة متكاملة فرعية موضحا تتابع هذه الانظمة واتصالها بعضها ببعض.
عناصر المخطط الصندوقي:
- المربع: ويمثل الوحدة المتكاملة او النظام الفرعي المتكامل التي يراد تمثيلها ويمكن ان يوضح اسم الوحدة في داخل المربع او تعطي ارقاما ليوضح اسماءها في جداول ترفق مع المخطط ويمكن ان يستخدم رموز الوحدات بدلا من اسمها.
- السهم: ويحدد تتابع الوحدات واعتمادها على بعضها البعض ويمكن للسهم ان يرسم باتجاهين دالا على ان الوحدات تقع ضمن نفس المستوى او ان علاقته ببعضه البعض متبادلة.
المخطط الوظيفي:
في المخطط الوظيفي يتم تمثيل النظام عن طريق تقسيمه الى وحدات وظيفة كما توضح شكل وقيم الاشارات الكهربائية الناتجة عن كل وحدة مما يسهل من الفحص وتتبع الأخطاء. وقد يوضح في المخطط الوظيفي بعض العناصر التي تتكون منها بعض وحدات النظام.
عناصر المخطط الوظيفي:
- الوحدة الوظيفية: وهي وحدة متكاملة تقوم بوظيفة معينة في النظام وقد يعبر عنها بمربع او برمز تلك الوحدة.
- الاسهم: توضح علاقة هذه الوحدات بعضها ببعض وان مخرج وحدة ما هو مدخل لوحدة اخرى.
- اشارات المخارج: يوضح فيها شكل مخرج كل وحدة بناء على وظيفتها.
المخططات التفصيلية:
في هذا النوع يتم توضيح جميع العناصر المكونة للنظام او للوحدات الرئيسية المكونة له وذلك باستخدام رموز العناصر والقطع الاساسية ويتم اعطاء كل رمز رقم معين ليوضح قيمة ونوعه في جدول مرفق مع المخطط كما في الشكل.
عناصر المخطط التفصيلي:
- العنصر: ويمثل برمزه الالكتروني موضحا عليه اطراف توصيله واسماء هذه الاطراف ويكتب بجانب كل عنصر قيمته او نوعه او يعطي رمزا ورقما معينا ليوضح بعد ذلك معلومات اضافية عنه في جدول مرفق.
- خطوط التوصيل: وهي عبارة عن خطوط توضح اتصال الاطراف بعضها ببعض وقد يوضح عليها اتجاه سير التيار الكهربائي او جهد هذا الخط.
مخطط التوصيلات:
في هذا النوع من المخططات يتم توضيح التوصيلات السلكية بين الأنظمة المختلفة حيث توضح هذه المخططات ألوان هذه التوصيلات ووظيفة كل سلك فيها.
عناصر مخطط التوصيلات:
- النظام: يوضح النظام المتكامل المراد ايصال التمديدات السلكية له.
- نقاط التوصيل: يوضح عليها اسماء نقاط التوصيل او الوان اسلاك التوصيل ويوضح ايضا جهود تلك النقاط ووظيفتها.
تمرين (14-5)
يبين الشكل طرق ترميز اهم التطبيقات الخاصة بمكبرات العمليات باستخدام المربعات المستخدمة في المخططات الصندوقية. أعد رسم هذه الرموز. المخططات التمثيلية حفظ الرموز.
| المفاضل (Differentiator) | |
| التكامل (Integrator) | |
| مكبر جامع (Adder) | |
| مكبر طارح (Subtractor) | |
| مذبذب متعدد الاهتزاز (Astable Multivibrator) | |
| الرمز العام للمكبر (Amplifiers) | |
| المكبر التفاضلي (Operational Amplifier) | |
| المكبرات الأخرى: مكبر اشارة التردد السمعي، مكبر اشارة التردد الراديوي، مكبر اشارة التردد البيني |
تمرين (15-5)
يبين الشكل طرق مختلفة لترميز المرشحات بانواعها المختلفة في المخططات الصندوقية، أعد رسم هذه الرموز. تشمل المرشحات: مرشح التمرير المنخفض ومرشح التمرير العالي ومرشح تمرير النطاق (الحزمة) ومرشح منح النطاق. المخططات التمثيلية حفظ الرموز.
| الرمز العام للمرشح (Filter) | |||
| مرشح تمرير منخفض (Low Pass Filter) | |||
| مرشح تمرير عالي (High Pass Filter) | |||
| مرشح تمرير النطاق (Band Pass Filter) | |||
| مرشح منح النطاق (Band Stop Filter) |
أعد رسم رموز المرشحات أدناه: LPF, HPF, BSF
تمرين (16-5)
يبين الشكل الرموز المستخدمة للتعبير والتعريف عن الاشارات المختلفة وأنواع النبضات وطرق التعديل. أعد رسم هذه الاشارات بطريقة صحيحة. المخططات التمثيلية حفظ الرموز.
| رمز التيار المستمر (Direct Current DC) | |
| رمز التيار المتغير (Alternating Current AC) | |
| مولد نبضة مربعة موجبة (Square Wave Positive Pulse) | |
| مولد نبضات مربعة (Square Wave Alternating Pulse) | |
| نبضة تذبذب (Oscillating Pulse) | |
| اشارة القفزة (Jump Function - Positive) | |
| نبضة مثلثة (Triangular Pulse) | |
| التعديل النبضي الموضعي (Pulse Position Modulation PPM) | |
| التعديل النبضي الترددي (Pulse Frequency Modulation PFM) | |
| التعديل النبضي السعوي (Pulse Amplitude Modulation PAM) | |
| تعديل دوام النبضة (Pulse Duration Modulation PDM) | |
| التعديل النبضي المرمز (Pulse Code Modulation PCM) |
تمرين (17-5)
يبين الشكل مجموعة من الرموز المستخدمة في المخططات الصندوقية تشمل رموز المذبذبات والتقويم وتحويل التيار المستمر الى متغير وبالعكس. أعد رسم هذه الرموز. المخططات التمثيلية حفظ الرموز.
| الرمز العام للمذبذب (Oscillator - General) | ||
| مذبذب محدد التردد (Oscillator with specified frequency) | ||
| مذبذب محكوم بالجهد (Voltage Controlled Oscillator) | ||
| مذبذب كريستالي (Crystal Oscillator) | ||
| محول تيار مستمر / تيار متغير (DC / AC Converter) | ||
| محول تيار متغير / تيار مستمر (AC / DC Converter) | ||
| مقوم (Rectifier) | ||
| مضخم (Amplifier) |
تمرين (18-5)
يبين الشكل رموزا مختلفة تستخدم في المخططات الصندوقية وخاصة في مجال الاتصالات والتعديل، أعد رسم هذه الرموز. المخططات التمثيلية حفظ الرموز.
| مستقبل، جهاز استقبال (Receiver, Receiving Unit) | |
| محول تردد (frequency Converter) | |
| محول نبضي (Pulse Converter) | |
| معادل (Equalizer) | |
| عنصر تأخير (Delay Element) | |
| مخمد (Attenuator) | |
| محدد (Limiter) | |
| المميز (Discriminator) |
تمرين (19-5)
أعد رسم رموز المخططات الصندوقية المبينة في الشكل. المخططات التمثيلية حفظ الرموز.
| مبدل تمثيلي / رقمي (Analog to Digital Converter) | |
| مبدل رقمي / تمثيلي (Digital to Analog Converter) | |
| طابعة (Teleprinter) | |
| معدل متوازن (Balanced Modulator) |
تمرين (20-5)
يبين الشكل المخطط الصندوقي لدارة تغذية منظمة أعد رسم المخطط الصندوقي باستخدام الرموز وأعد رسم أشكال الموجات المختلفة في مختلف أجزاء الدارة باستخدام المخطط الصندوقي والوظيفي والتمثيلي، اذا علمت أن دارة التقويم هي دارة تقويم موجة كاملة - استخدم دارة تنظيم جهد بسيطة من مقاومة وثنائي زينر ثم ارسم دارة تقويم موجية كاملة وتنظيم جهد بما يتوافق مع مخطط الصندوق. حفظ دارة التقويم لنصف موجة وموجة كاملة وأشكال الإشارات.
(220 VAC) -> (محول خافض) -> (دارة التقويم) -> (دارة التنعيم) -> (دارة تنظيم الجهد) -> (الحمل)
تمرين (21-5)
يبين الشكل مخططا صندوقيا لجهاز استقبال اذاعي تعديل اتساع نوع سوبر هيترودين. أعد رسم هذا المخطط باستخدام رموز بديلة لمكبر التردد السمعي والمازج والكاشف ومكبر التردد الراديوي والمذبذب المحلي. استبدال الهوائي برمز آخر. ارسم أشكال الموجات المختلفة في مختلف أجزاء الدارة. جهاز الاستقبال الإذاعي AM + FM عدم حفظ الشكل ونسبة التكبير والاكتفاء بمهارة إعادة رسم المخطط وحفظ شكل الموجات بعد كل مرحلة.
تمرين (22-5)
أشكال الاشارات في مختلف أجزاء دارة المستقبل الاذاعي سوبر هيتروداين. حساب مقدار التكبير الكلي للاشارة. جهاز الاستقبال الإذاعي AM + FM عدم حفظ الشكل ونسبة التكبير والاكتفاء بمهارة إعادة رسم المخطط وحفظ شكل الموجات بعد كل مرحلة.
- الاشارة المستقبلة (الراديوية)
- الاشارة المستقبلة بعد المكبر الراديوي
- اشارة المذبذب المحلي
- الاشارة المستقبلة بعد المازج
- الاشارة بعد مكبرات التردد البيني
- الاشارة بعد الكاشف
- الاشارة بعد المكبر الأولي
- الاشارة بعد مكبر الاخراج السمعي
Gain = 1.5 x 10 x 1000 x 1 x 10 x 5 = 750000
تمرين (23-5)
يبين الشكل مخططا صندوقيا لجهاز استقبال اذاعي تعديل ترددي نوع سوبر هيتروداين. أعد رسم هذا المخطط باستخدام رموز بديلة لمكبر التردد السمعي والمازج والكاشف ومكبر التردد الراديوي والمذبذب المحلي والهوائي. ارسم أشكال الموجات المختلفة في مختلف أجزاء الدارة. احسب كم مرة يتم تكبير الاشارة بالاستناد الى مقدار التكبير لكل مرحلة. جهاز الاستقبال الإذاعي AM + FM عدم حفظ الشكل ونسبة التكبير والاكتفاء بمهارة إعادة رسم المخطط وحفظ شكل الموجات بعد كل مرحلة.
تمرين (24-5)
أشكال الاشارات في مختلف أجزاء دارة المستقبل الاذاعي سوبر هيتروداين. جهاز الاستقبال الإذاعي AM + FM عدم حفظ الشكل ونسبة التكبير والاكتفاء بمهارة إعادة رسم المخطط وحفظ شكل الموجات بعد كل مرحلة.
- الاشارة المستقبلة (الراديوية)
- الاشارة بعد المكبر الراديوي مكبره مرة ونصف
- اشارة المذبذب المحلي
- الاشارة بعد المازج (مغير التردد)
- الاشارة بعد مكبر التردد البيني
- الاشارة بعد المحدد
- الاشارة بعد الكاشف
- الاشارة بعد المكبر السمعي الأولي
- الاشارة بعد مكبر الاخراج السمعي
تمرين (5-25)
يبين الشكل يبين دارة تحديد (قص).قم بتجميع الدارة وأعد رسمها بمقياس رسم مناسب مبينا شكل الاشارات في مدخل ومخرج الدارة .
حفظ دارة التحديد مع إشارة المخرج
حفظ دارة التحديد مع إشارة المخرج
تمرين (5-27)
يبين الشكل دارة محول اشارة تمثيلية الى رقمية الذي تعرفت الى رمزه سابقا . أعد رسم هذه الدارة التي تستخدم مبدأ المقارنات في عملها. دارة محول A/D + محول D/A عدم حفظ الشكل والاكتفاء بمهارة الرسم
تمرين (5-28)
يبين الشكل دارة محول اشارة رقمية الى تمثيلية الذي تعرفت الى رمزه سابقا . أعد رسم هذه الدارة التي تستخدم مبدأ المقارنات في عملها. دارة محول A/D + محول D/A عدم حفظ الشكل والاكتفاء بمهارة الرسم
