منابع تغذیه

مقدمه

بعضی از تجهیزات الکترونیکی نیاز به منابع تغذیه با ولتاژ و جریان بالا دارند. بدین منظور باید ولتاژ AC شهر توسط ترانسفورماتور کاهنده به ولتاژ پایینتر تبدیل و سپس یکسوسازی شده و به وسیله خازن و سلف صاف و DC شود.

تا سال 1972 ، منابع تغذیه خطی برای بیشتر دستگاههای الکترونیکی مناسب بودند. اما با توسعه کاربرد مدارهای مجتمع ، لازم شد که خروجی این مدارها در برابر تغییرات جریان و یا ولتاژ شبکه برق بیشتر تثبیت گردد. آی سی های خانواده TTL به ولتاژ کاملا تثبیت شده 5V احتیاج دارند. به منظور بدست آوردن ولتاژ ثابت تر، یک سیستم کنترل فیدبک در آی سی ها ی تثبیت کننده به کار برده می شود. تا سال 1975 ، آی سی های موجود مثل 723 و CA3085 قادر به تثبیت ولتاژ ثابت مورد نظر نمونه برداری می کردند. این منابع، منابع تغذیه تثبیت شده خطی نامیده می شد.

امروزه تراشه های یکپارچه تنظیم ولتاژ برای جریانهای تا 5A در دسترس می باشد. این تراشه ها مناسب می باشند. اما راندمانی زیر 50% دارند و تلفات حرارتی آنها در بار کامل زیاد است.

منابع تغذیه سوئیچینگ دارای راندمان بالایی می باشند. این منابع در سال 1970 هنگامی که ترانزیستورهای سوئیچینگ سرعت بالا با ظرفیت زیاد در دسترس قرار گرفت، ابداع شدند. ولتاژ خروجی منابع تغذیه سوئیچینگ به وسیله تغییر چرخه کار (Duty Cycle) یا فرکانس سیگنال ترانزیستورهای کلید زنی کنترل می شود. البته می توان با تغییر هم زمان هر دوی آنها نیز ولتاژ خروجی را کنترل نمود.

یک منبع تغذیه سوئیچینگ (SMPS) شامل منطق کنترل (Control Logic) و نوسان ساز می باشد. نوسان ساز سبب قطع و وصل عنصر کنترل کننده (Control Element) می گردد. عنصر کنترل کننده معمولا یک ترانزیستور کلید زنی ، یک سلف و یک دیود می باشد. انرژی ذخیره شده در سلف با ولتاژ مناسب به بار واگذار می شود، با تغییر چرخه کار یا فرکانس کلید زنی، می توان انرژی ذخیره شده در هر سیکل و در نتیجه ولتاژ خروجی را کنترل نمود. با قطع و وصل ترانزیستور کلیدزنی ، عبور انرژی انجام و یا متوقف می شود. اما انرژی در ترانزیستور تلف نمی شود. با توجه به اینکه فقط انرژی مورد نیاز برای داشتن ولتاژ خروجی با جریان مورد نظر، کشیده می شودع راندمان بالایی بدست می آید. انرژی به صورت مقطعی تزریق می شود. اما ولتاژ خروجی به وسیله ذخیره خازنی ثابت باقی می ماند.

فهرست مطالب

مقدمه

1: مروری بر منابع تغذیه

1-1: دلیل انتخاب SMPS و مقایسه آن با منابع تغذیه خطی

2-1: چگونگی تنظیم خروجی در SMPS

3-1: یک نمونه SMPS دارای چه مشخصاتی است؟

4-1: کاربرد دیگر SMPS ها به عنوان اینورتر یا UPS

5-1: انواع مختلف منبع تغذیه سوئیچینگ

2: روشهای کنترل در منابع تغذیه

1-2: کنترل شده حالت ولتاژ

2-2: کنترل شده حالت جریان

3: قطعات یک منبع تغذیه سوئیچینگ

1-3: هسته و سیم پیچ

2-3: ترانزیستور
3-3: MOSFET های قدرت

4-3: یکسوکننده ها

5-3: خازنها

منابع

مفاهیم اولیه پروتکل TCP/IP

مفاهیم اولیه پروتکل TCP/IP
TCP/IP ، یکی از مهمترین پروتکل های استفاده شده در شبکه های کامپیوتری است . اینترنت بعنوان بزرگترین شبکه موجود ، از پروتکل فوق بمنظور ارتباط دستگاه های متفاوت استفاده می نماید. پروتکل ، مجموعه قوانین لازم بمنظور قانونمند نمودن نحوه ارتباطات در شبکه های کامپیوتری است .در مجموعه مقالاتی که ارائه خواهد شد به بررسی این پروتکل خواهیم پرداخت . در این بخش مواردی همچون : فرآیند انتقال اطلاعات ، معرفی و تشریح لایه های پروتکل TCP/IP و نحوه استفاده از سوکت برای ایجاد تمایز در ارتباطات ، تشریح می گردد.

مقدمه
امروزه اکثر شبکه های کامپیوتری بزرگ و اغلب سیستم های عامل موجود از پروتکل TCP/IP ، استفاده و حمایت می نمایند. TCP/IP ، امکانات لازم بمنظور ارتباط سیستم های غیرمشابه را فراهم می آورد. از ویژگی های مهم پروتکل فوق ، می توان به مواردی همچون : قابلیت اجراء بر روی محیط های متفاوت ، ضریب اطمینان بالا ،قابلیت گسترش و توسعه آن ، اشاره کرد . از پروتکل فوق، بمنظور دستیابی به اینترنت و استفاده از سرویس های متنوع آن نظیر وب و یا پست الکترونیکی استفاده می گردد. تنوع پروتکل های موجود در پشته TCP/IP و ارتباط منطقی و سیستماتیک آنها با یکدیگر، امکان تحقق ارتباط در شبکه های کامپیوتری را با اهداف متفاوت ، فراهم می نماید. فرآیند برقراری یک ارتباط ، شامل فعالیت های متعددی نظیر : تبدیل نام کامپیوتر به آدرس IP معادل ، مشخص نمودن موقعیت کامپیوتر مقصد ، بسته بندی اطلاعات ، آدرس دهی و روتینگ داده ها بمنظور ارسال موفقیت آمیز به مقصد مورد نظر ، بوده که توسط مجموعه پروتکل های موجود در پشته TCP/IP انجام می گیرد.
معرفی پروتکل TCP/IP
TCP/IP ، پروتکلی استاندارد برای ارتباط کامپیوترهای موجود در یک شبکه مبتنی بر ویندوز 2000 است. از پروتکل فوق، بمنظور ارتباط در شبکه های بزرگ استفاده می گردد. برقراری ارتباط از طریق پروتکل های متعددی که در چهارلایه مجزا سازماندهی شده اند ، میسر می گردد. هر یک از پروتکل های موجود در پشته TCP/IP ، دارای وظیفه ای خاص در این زمینه ( برقراری ارتباط) می باشند . در زمان ایجاد یک ارتباط ، ممکن است در یک لحظه تعداد زیادی از برنامه ها ، با یکدیگر ارتباط برقرار نمایند. TCP/IP ، دارای قابلیت تفکیک و تمایز یک برنامه موجود بر روی یک کامپیوتر با سایر برنامه ها بوده و پس از دریافت داده ها از یک برنامه ، آنها را برای برنامه متناظر موجود بر روی کامپیوتر دیگر ارسال می نماید. نحوه ارسال داده توسط پروتکل TCP/IP از محلی به محل دیگر ، با فرآیند ارسال یک نامه از شهری به شهر، قابل مقایسه است .
برقراری ارتباط مبتنی بر TCP/IP ، با فعال شدن یک برنامه بر روی کامپیوتر مبدا آغاز می گردد . برنامه فوق ،داده های مورد نظر جهت ارسال را بگونه ای آماده و فرمت می نماید که برای کامپیوتر مقصد قابل خواندن و استفاده باشند. ( مشابه نوشتن نامه با زبانی که دریافت کننده ، قادر به مطالعه آن باشد) . در ادامه آدرس کامپیوتر مقصد ، به داده های مربوطه اضافه می گردد ( مشابه آدرس گیرنده که بر روی یک نامه مشخص می گردد) . پس از انجام عملیات فوق ، داده بهمراه اطلاعات اضافی ( درخواستی برای تائید دریافت در مقصد ) ، در طول شبکه بحرکت درآمده تا به مقصد مورد نظر برسد. عملیات فوق ، ارتباطی به محیط انتقال شبکه بمنظور انتقال اطلاعات نداشته ، و تحقق عملیات فوق با رویکردی مستقل نسبت به محیط انتقال ، انجام خواهد شد .

لایه های پروتکل TCP/IP
TCP/IP ، فرآیندهای لازم بمنظور برقراری ارتباط را سازماندهی و در این راستا از پروتکل های متعددی در پشته TCP/IP استفاده می گردد. بمنظور افزایش کارآئی در تحقق فرآیند های مورد نظر، پروتکل ها در لایه های متفاوتی، سازماندهی شده اند . اطلاعات مربوط به آدرس دهی در انتها قرار گرفته و بدین ترتیب کامپیوترهای موجود در شبکه قادر به بررسی آن با سرعت مطلوب خواهند بود. در این راستا، صرفا" کامپیوتری که بعنوان کامپیوتر مقصد معرفی شده است ، امکان باز نمودن بسته اطلاعاتی و انجام پردازش های لازم بر روی آن را دارا خواهد بود. TCP/IP ، از یک مدل ارتباطی چهار لایه بمنظور ارسال اطلاعات از محلی به محل دیگر استفاده می نماید: Application ,Transport ,Internet و Network Interface ، لایه های موجود در پروتکل TCP/IP می باشند.هر یک از پروتکل های وابسته به پشته TCP/IP ، با توجه به رسالت خود ، در یکی از لایه های فوق، قرار می گیرند.

مودم ها

برقراری ارتباط بین اتصال Lan و اینترنت

ارتباطات بین رایانه ها بخش عمده و مهم در صنعت محاسباتی PCبه شمار می روند. به کمک وب جهانی WWW هیچ کاربر رایانه ای در دنیا تنها و جداافتاده نیست. با استفاده از یک مودم یا فناوری BroadBand تقریبا می توان همه PCها را به رایانه های دیگر وصل کرد تا بدین وسیله رایانه ها قادر باشند پرونده ها را به اشتراک بگذارند. پیام الکترونیکی ارسال و دریافت کنند و به اینترنت دسترسی داشته باشند. در این قسمت فناوری های مختلفی بررسی خواهد شد که شما می توانید آنها را برای تسفاده از PCخود و دنیای اطراف آن به کار گیرید.

ممکن است با دیدن بحثهای مربوط به پروتکلها و ست آپ(برپایی)‌کردن شبکه شگفت زده شوید ، ولی اتصال با مودم نیز در واقع شکلی دیگر از ایجاد شبکه است. در حقیقت سیستم عامل ویندوز 9x ، ویندوز Me، ویندوز NT و ویندوز 2000 تقریبا با تلفیق این دو سرویس یک سرویس واحد ارائه می دهند.

دلیل ترکیب مزبور اینست که هدف اتصال مودم در طول سالها تغییر کرده است. مدت های طولانی کاربرانPC، از طریقه سیستمهای تخته اعلانات شماره گیری می کردند(خد مات اختصاصی که دستیابی نهایی به رایا نه های دیگر را فراهم می کردند).خدمات درون خطی نظیرهم سالهای زیادی وجود دا شته اند، ولی به طور سنتی از کلا ینت (مشتری)ها وپروتکل های اختصاصی استفاده می کرده اند که با پروتکل های شبکه های محلی کاملا تفا وت دا شتند. امروزه، عملا منسوخ شده اند و خدماتی همانند به عنوان پل های ارتبا طی به انترنت دوباره پا گرفته اند. با وجود رشد انفجاری اینترنت،فناوری های مودم و شبکه با هم ترکیب شدند زیرا هر دو می توانند از نرم افزار کلاینت وپروتکل های یکسان استفاده کنند. امروزه معروفترین مجموعه پروتکل های شبکه سازی ،علاوه بر در اینترنت نیز استفا ده می شوند. وقتی یک ارائه دهنده خدمات اینترنتی را شمارگیری می کنید، در واقع با استفاده از یک مودم به جای یک کارت رابط شبکه، به یک شبکه متصل می شوید و هنگام استفاده از بیشترین خدمات نوار گستر مسیر دستیا بی شما به اینترنت عملا با یک کارت رابط شبکه آغاز می شود.

مودم های غیر همزمان (آنالوگ)

چنانچه بخوا هید به اینترنت وصل شوید،یک مودم آنا لوگی می تواند به عنوان (درون شیبه ای )در دنیای محا سبا تی عمل کند.مودم ها در اکثر سیستم های جدید، دستگاهی استا ندارد محسوب می شوند ودر سییتم هایی که فاقد دستیابی به راه حل های نوار گستر هستند (نظیر مودم کابلی دوطرفه یا خطوط ) به عنوان ارتقا های متداول به کار می روند. حتی با وجود دسترسی به چنین نوارگستر ها یی(نظیر تلفنی ومودم هایی که دارای بافه یکطرفه هستند ).، هنوز لازم است که مودم ها در خواست های صفحه ای وپست الکترونکی را ارسال کنند. واژه مودم (که از عبارت گرفته شده است )اساسا به دستگاهی اشاره می کند که داده های دیجیتالی مورد استفاده رایانه ها را به سیگنال های آنا لوگی مناسب مخابراتی در سرا سر یک خط تلفن تبدیل می کند ،همچنین سیگنال های آنا لوگی را در مقصد به داده های دیجیتالی تبدیل می کند. برای شناسایی مودم هایی که سیگنال های آنا لوگی و دیجیتالی را از سایر دستگاههای دستیا بی تبدیل می کنند، مودم های آنا لوگ اطلاق می شود. یک مودم معمولی یک دستگاه غیر همزمان است ، یعنی داده ها را با یک جریان متنا وب از(بستک )های کوچک ارسال می کند. سیستم دریافت کننده نیز داده ها را به صورت بستک دریافت نموده و سپس آنها را مجددا" به شکل مورد نیاز در رایانه اسمبل(همگذاری)می کند.

مودمهای غیرهمزمان Asynchronous modems هر بایت از داده ها را جداگانه و به صورت یک بستک جدا ارسال می کنند. یک بایت، برابر با هشت بیت است( که از کد رمز های استاندارد ASCII استفاده می کنند)، برای ارسال یک کاراکتر (نویسه)الفبایی عددی، مقدار داده های کافی به شمار می رود. یک مودم که داده ها را به صورت غیر همزمان ارسال می کند باید ابتدا و انتهای هر بایت را برای مودم دریافت کننده مشخص کند. مودم فرستنده این کار را با اضافه کردن یک بیت آغاز به ابتدا و انتهای هر بایت از داده ها انجام می دهد بنابراین برای ارسال هر بایت از 10 بیت استفاده می کند. به همین دلیل ارتباطات غیر همزمان گاهی اوقات ارتباطات شروع-خاتمه (Start-Stop) نیز نامیده می شوند. این امر با ارتباطات همزمان که در آن یک جریان دائمی از داده ها با سرعت ثابت ارسال می شوند تفاوت دارد.

مودم های همزمان عموما در محیطهای خط استیجاری و توام با تسهیم کننده (Multiplexer) ها استفاده می شوند و ترمینال(پایانه ) ها را به سرور(خادم) های مبتنی بر Unixو رایانه های بزرگ مرتبط می کنند. لذا این نوع مودم خارج از بحث این مقاله است.

استفاده از یک بیت شروع در همه ارتباطات غیرهمزمان لازم است، ولی برخی پروتکل(ضابطه)ها بیش از یک بیت خاتمه را به کار می برند. برای همسازی سیستمها با پروتکلهای مختلف معمولا نرم افزار های ارتباطات به شما امکان می دهند اصلاح فرمت فریم(قالب قاب) به کار رفته برای ارسال هر بایت را اصلاح کنید. فرمت استاندارد به کار رفته برای فرمت ارتباطات غیرهمزمان به صورت بیت های داده ای/بیتهای خاتمه/ توازن می باشد. امروزه تقریبا همه اتصالات غیرهمزمان به اختصار به شکل No Parity/8 data bits/1 stop bit) نشان داده می شوند. معنای هر یک از این پارامتر(معرفه) ها و انواع ممکن آنها عبارتند از :

توازن (Parity) :قبل از آنکه پروتکلهای تصحیح خطا جزو مشخصات استاندارد مودم شوند،از یک مکانیسم ساده توازن برای بررسی ابتدایی خطا در سطح نرم افزار استفاده می شد. امروزه، این روش به کار برده نمی شود و در واقع مولفه هیچ ارزشی ندارد . مقادیر امکان پذیر دیگر برای توازن که ممکن است شما در بسته نرم افزار ارتباطات ببینید عبارتند از فرد،‌زوج، علامت و فاصله خالی.

بیت های داده ها(Data bits) :این مولفه نشان می دهد که واقعا چه تعداد بیت در بخش داده های یک بستک (بدون در نظر گرفتن بیت های شروع و خاتمه)‌منتقل می شوند. معمولا PCها از هشت بیت داده ها استفاده می کنند ولی بعضی از انواع رایانه ها از بایت 7بیتی (7-bit byte) و بقیه مستلزم طولهای دیگری از داده ها هستند. برنامه های ارتباطی هم این گزینه را ارائه می دهند تا یک بیت خاتمه با یک بیت داده ها اشتباه گرفته نشود.

بیت های خاتمهStop bits: این مولفه مشخص می کند که چه تعداد بیت های خاتمه به انتهای هر بایت افزوده می شود . معمولا PCها از یک بیت خاتمه استفاده می کنند ، ولی سایر پروتکلها ممکن است از بیت های خاتمه5/1 یا 2 بیت پایان استفاده کنند.

در بیشتر مواقع شما مجبور نیستید این مولفه ها را به طور دستی تغییر دهید ولی امکان کنترل(نظارت) این مولفه ها تقریبا همیشه فراهم است . مثلا در ویندوز 98، Me، 2000 اگر شما کنترل پانل Modemsرا باز کنید و صفحهConnectionرا در جعبه محاوره ای Propertiesمودم خود نگاه کنید، انتخاب کننده های Data bits،Parityو Stop bits را مشاهده خواهید کرد.

شما ممکن است هرگز نیاز به اصلاح این پارامترها نداشته باشید مگر اینکه از برنامه Windows Hyper Terminalبرای برقراری یک اتصال مستقیم به یک رایانه دیگر از طریق خطوط تلفن استفاده کنید . البته اگر لازم باشد برای شبیه سازی پایانه ای جهت بانکداری الکترونیکی (e-banking) ، بررسی کاتالوگ(کارنما) یک کتابخانه یا کارکردن از خانه، به یک رایانه بزرگ متصل شوید، ممکن است مجبور شوید این پارامترها را تنظیم کنید. (شبیه سازی ترمینالی به معنای استفاده از نرم افزاری است که صفحه کلید و صفحه نمایش PC شما همانند یک پایانه نظیر Dec VT-100 و غیره عمل کنند). بسیاری از رایانه های بزرگ از توازن زوج و یک طول کلمه 7 بیتی استفاده می کنند. چنانچه PCشما اشتباه تنظیم شود، شما روی صفحه مانیتور(مبصر) خود به جای صفحه ورود به سیستم یا خوشامد ، متنهای نامفهوم را مشاهده خواهید کرد.

استانداردهای مودم

برای این که دو مودم بتوانند با هم ارتباط برقرار کنند،‌باید پروتکل یکسانی را به کار برند. پروتکل، مشخصه ای است که نحوه ارتباط بین دو موجودیت را تعیین می کند. دقیقا مثل انسان ها که باید برای صبحت کردن با یکدیگر دارای زبان و مجموعه لغات مشترک باشند ، دو رایانه یا دو مودم هم باید از پروتکل مشترکی استفاده کنند. در مورد مودمها، پروتکل ماهیت سیگنال آنالوگی را تعیین می کند که دستگاه از روی داده های دیجیتالی رایانه ایجاد می کند.