تقریباً %85 از انرژی یک سلاح هستهای، انفجار هوا و شوک/ انرژی حرارتی تولید میکند. %15 باقیمانده انرژی هم به صورت انواع مختلف تشعشعات هستهای آزاد میشود؛ از این مقدار، %5 تشعشعات هستهای اولیه را تشکیل میدهد که به عنوان پرتوهای تولید شده در یک دقیقه یا بیشتر پس از انفجار، عمدتاً پرتوهای گاما و نوترون هستند. %10 نهایی کل انرژی شکافت، نشان دهندۀ تابش هستهای باقیمانده (یا تاخیری) است که در یک دوره زمانی ساطع می شود. این تا حد زیادی به دلیل رادیواکتیویته محصولات شکافتی موجود در بقایای سلاح یا زبالهها و بارش رادیواکتیو پس از انفجار است.
@Science_Prime
@Science_Prime
🔥3
نمونۀ تراشه SRAM که در دهههای 70 و 80 میلادی توسط موتورولا تولید میشد. این تراشه یک نمونه تاریخی از فناوری حافظههای نیمههادی اولیه است.
این تراشه با آرایش64x1 بیت بود. به عبارت دیگر، میتوانست 64 بیت داده را در خود ذخیره کند. تکنولوژی ساخت بر پایه فناوری CMOS ساخته شده بود. در آن زمان، این تکنولوژی به دلیل مصرف توان بسیار پایین خود شناخته شده بود، به خصوص در حالت استاتیک (Standby) که حافظه دادههای خود را بدون نیاز به رفرش مداوم نگه میدارد. این ویژگی آن را برای کاربردهای با توان مصرفی محدود، مانند ساعتهای الکترونیکی یا ماشینحسابها، مناسب میساخت. این مورد و نمونههای مشابه آن، پایههای توسعه SRAMهای مدرن با ظرفیتها و سرعتهای فوقالعاده بالا را بنا نهادند. SRAMهای امروزی در حافظههای کش (Cache) پردازندهها و FPGAها استفاده میشوند و نقش حیاتی در افزایش کارایی سیستمهای کامپیوتری دارند.
@Science_Prime
این تراشه با آرایش64x1 بیت بود. به عبارت دیگر، میتوانست 64 بیت داده را در خود ذخیره کند. تکنولوژی ساخت بر پایه فناوری CMOS ساخته شده بود. در آن زمان، این تکنولوژی به دلیل مصرف توان بسیار پایین خود شناخته شده بود، به خصوص در حالت استاتیک (Standby) که حافظه دادههای خود را بدون نیاز به رفرش مداوم نگه میدارد. این ویژگی آن را برای کاربردهای با توان مصرفی محدود، مانند ساعتهای الکترونیکی یا ماشینحسابها، مناسب میساخت. این مورد و نمونههای مشابه آن، پایههای توسعه SRAMهای مدرن با ظرفیتها و سرعتهای فوقالعاده بالا را بنا نهادند. SRAMهای امروزی در حافظههای کش (Cache) پردازندهها و FPGAها استفاده میشوند و نقش حیاتی در افزایش کارایی سیستمهای کامپیوتری دارند.
@Science_Prime
👍1😱1
این تصویر دو کارتریج گیرنده برای رصد رادیویی را نشان میدهد.
سیگنالهای بسیار ضعیف از فضا توسط آنتنها جمعآوری شده و روی گیرندهها متمرکز میشوند، سپس این کارتریجها تابش ضعیف را به سیگنال الکتریکی تبدیل میکنند. کارتریجها در یک محفظۀ کرایوژنیک پشت بشقاب هر آنتن جای میگیرند.
@Science_Prime
سیگنالهای بسیار ضعیف از فضا توسط آنتنها جمعآوری شده و روی گیرندهها متمرکز میشوند، سپس این کارتریجها تابش ضعیف را به سیگنال الکتریکی تبدیل میکنند. کارتریجها در یک محفظۀ کرایوژنیک پشت بشقاب هر آنتن جای میگیرند.
@Science_Prime
👍1
تصویر یک FPGA محصول 1988 زیلینکس که مجموعاً 9000 گیت منطقی را شمل میشد. این گیتها در ساختارهای تکراری به نام بلوکهای (CLB) دستهبندی میشوند. هر CLB را میتوان برای انجام هر تابع بولی از ورودیهای CLB و همچنین از خروجی از طریق یک مسیر فیدبک داخلی پیکربندی کرد.
@Science_Prime
@Science_Prime
👍2
تصویر بخشی از مادربرد موشک کروز استورم شدو
در قسمت پایین تصویر، یک FPGA با لوگوی Altera میبینیم که استفاده از FPGA در اینجا تأکید بر نیاز به انعطافپذیری در پردازش سیگنال دارد.
قطعه Aeroflex اصلیترین و مهمترین جزء تصویر است. این شرکت متخصص در ساخت قطعات نظامی، هوافضا است. این تراشه احتمالاً یک ASIC یا یک ماژول چندتراشهای (Multichip Module) است که برای یک وظیفه بسیار خاص و حیاتی طراحی شده است. کد CT2578 نشان میدهد که این قطعه احتمالا مقاوم در برابر تابش (Rad-hard) است.
قطعه Micro-SPINE DILZ-7P که در بالای تراشه Aeroflex قرار دارد، احتمالاً یک میکروکنترلر یا یک تراشه کنترل تخصصی است.
تراشه با کد AMSM-G1042FKD در بالا سمت چپ با کدگذاری AMSM احتمالاً نشاندهنده یک حافظه مقاوم در برابر تشعشع است که توسط شرکتهای خاص برای کاربردهای فضایی و نظامی تولید میشود.
استانداردهای نظامی و همچنین نوع بستهبندی و طراحی کلی برد نشان میدهد که این سیستم بر اساس استانداردهای سختگیرانه نظامی مانند MIL-STD-883 تولید شده که برای تضمین عملکرد صحیح قطعات در شرایط عملیاتی بسیار دشوار ضروری هستند.
@Science_Prime
در قسمت پایین تصویر، یک FPGA با لوگوی Altera میبینیم که استفاده از FPGA در اینجا تأکید بر نیاز به انعطافپذیری در پردازش سیگنال دارد.
قطعه Aeroflex اصلیترین و مهمترین جزء تصویر است. این شرکت متخصص در ساخت قطعات نظامی، هوافضا است. این تراشه احتمالاً یک ASIC یا یک ماژول چندتراشهای (Multichip Module) است که برای یک وظیفه بسیار خاص و حیاتی طراحی شده است. کد CT2578 نشان میدهد که این قطعه احتمالا مقاوم در برابر تابش (Rad-hard) است.
قطعه Micro-SPINE DILZ-7P که در بالای تراشه Aeroflex قرار دارد، احتمالاً یک میکروکنترلر یا یک تراشه کنترل تخصصی است.
تراشه با کد AMSM-G1042FKD در بالا سمت چپ با کدگذاری AMSM احتمالاً نشاندهنده یک حافظه مقاوم در برابر تشعشع است که توسط شرکتهای خاص برای کاربردهای فضایی و نظامی تولید میشود.
استانداردهای نظامی و همچنین نوع بستهبندی و طراحی کلی برد نشان میدهد که این سیستم بر اساس استانداردهای سختگیرانه نظامی مانند MIL-STD-883 تولید شده که برای تضمین عملکرد صحیح قطعات در شرایط عملیاتی بسیار دشوار ضروری هستند.
@Science_Prime
🔥7
Science Prime
برد RAD750 ساخت BAE، با هدف کار در مأموریتهای فضایی طولانی مدت و دور، از یک پردازندۀ گرانقیمت بیش از 200 هزار دلاری بهره میبرد که از فرآیند تولید تخصصی SOS [سیلیکون/یاقوت کبود] برای ساخت آن استفاده شده است. این قدرتمندترین پردازنده مقاوم در برابر تشعشع است…
بخش الکترونیک در یک سلاح هیدروژنی، وظیفه دارد تا یک فرآیند پیچیده و زمانبندی شده از فعالسازی اولیه تا انفجار نهایی را با دقت و اطمینان فوقالعادهای مدیریت کند. کل سیستم الکترونیک باید در برابر شرایط محیطی بسیار سخت مانند شوک مکانیکی، لرزش، دما و EMI و پدیدههایی مانند "Latch-up" و خطاهای نرمافزاری (Soft Errors) ناشی از تشعشعات مقاومت کند. برای دستیابی به فشردگی متقارن و یکنواخت مواد شکافتپذیر، چاشنیهای انفجاری باید همگی با دقت زمانی در حد نانوثانیه منفجر شوند که نیازمند الکترونیک پیشرفتهایست که پالسهای همزمان به هر چاشنی ارسال کند.
@Science_Prime
@Science_Prime
👍3🔥2
در مدارهای RF با کمک این قطعات، تقسیم یک سیگنال ورودی به چندین سیگنال خروجی با فاز و دامنه یکسان؛ یا بالعکس برای ترکیب چندین سیگنال به یک خروجی واحد استفاده میشوند. این برد از خطوط انتقال میکرواستریپ برای هدایت سیگنالهای فرکانس بالا استفاده میکند که عرض و طول این خطوط با دقت بسیار بالا طراحی میشوند تا امپدانس مشخصی(معمولا 50 اهم) را در فرکانس کاری مورد نظر حفظ کنند. شکل موجی این خطوط هم برای جبران طول الکتریکی و هماهنگی فاز سیگنالها طراحی شده که در مخابرات/رادار یا تجهیزات اندازهگیری که نیاز به توزیع/ترکیب دقیق سیگنالهای رادیویی دارند، مناسب است.
@Science_Prime
@Science_Prime
👍2
Science Prime
در مدارهای RF با کمک این قطعات، تقسیم یک سیگنال ورودی به چندین سیگنال خروجی با فاز و دامنه یکسان؛ یا بالعکس برای ترکیب چندین سیگنال به یک خروجی واحد استفاده میشوند. این برد از خطوط انتقال میکرواستریپ برای هدایت سیگنالهای فرکانس بالا استفاده میکند که عرض…
خطوط میکرواستریپ (Microstrip Lines) یک نوع از خطوط انتقال (Transmission Lines) در فرکانسهای بالا (RF و مایکروویو) هستند که برای هدایت سیگنالهای الکترومغناطیسی با کمترین اتلاف و تداخل استفاده میشوند. این خطوط به طور گسترده در طراحی بردهای فرکانس بالا به کار میروند.
🔷ساختار و اجزا
یک خط میکرواستریپ از سه بخش اصلی تشکیل شده است:
🔸خط سیگنال (Signal Trace): یک نوار باریک از جنس مس یا فلز رسانا که روی سطح بالایی زیرلایه (Substrate) قرار دارد. این نوار مسیر اصلی حرکت سیگنال است.
🔸زیرلایه دیالکتریک (Dielectric Substrate): یک ماده عایق (مانند FR-4، روگرز یا پلیتترافلوئورواتیلن) که بین خط سیگنال و صفحه زمین قرار دارد. ویژگیهای دیالکتریک این ماده، مانند ثابت دیالکتریک (εr) و ضخامت (h)، نقش حیاتی در تعیین خصوصیات الکتریکی خط دارند.
🔸صفحه زمین (Ground Plane): یک لایه مسی پیوسته که در زیر زیرلایه دیالکتریک قرار گرفته و به عنوان مرجع ولتاژ یا زمین عمل میکند.
🔷اصول کار و مشخصات فنی
عملکرد یک خط میکرواستریپ بر اساس انتشار امواج الکترومغناطیسی در یک محیط ترکیبی (بخشهایی از هوا و بخشهایی از زیرلایه) است. میدان الکتریکی بین خط سیگنال و صفحه زمین متمرکز میشود و میدان مغناطیسی در اطراف خط سیگنال ایجاد میگردد.
🔹امپدانس مشخصه (Z0)
امپدانس مشخصه مهمترین پارامتر یک خط انتقال است که رابطه بین ولتاژ و جریان موج را مشخص میکند. برای یک خط میکرواستریپ، امپدانس مشخصه به عوامل زیر بستگی دارد:
🔸عرض خط سیگنال (W): هرچه عرض خط بیشتر باشد، امپدانس کمتر میشود.
🔸ضخامت زیرلایه (h): با افزایش ضخامت زیرلایه، امپدانس افزایش مییابد.
🔸ثابت دیالکتریک زیرلایه (εr): با افزایش ثابت دیالکتریک، امپدانس کاهش مییابد.
برای دستیابی به امپدانس استاندارد 50 اهم (که در اکثر سیستمهای RF رایج است)، باید نسبت W/h با دقت محاسبه و طراحی شود. این محاسبات معمولا با استفاده از نرمافزارهای شبیهسازی الکترومغناطیسی یا فرمولهای تقریبی انجام میشود.
🔹سرعت انتشار و طول موج مؤثر
سرعت انتشار سیگنال در خطوط میکرواستریپ به ثابت دیالکتریک مؤثر (εeff) وابسته است. از آنجایی که بخشی از میدان الکتریکی در هوا و بخشی در زیرلایه قرار دارد، εeff مقداری بین ۱ (ثابت دیالکتریک هوا) و εr (ثابت دیالکتریک زیرلایه) دارد.
سرعت انتشار (v) و طول موج (λ) در خط به صورت زیر محاسبه میشوند:
v=εeffc
λ=fv
که در آن، c سرعت نور و f فرکانس سیگنال است
🔷مزایا و معایب
🔹مزایا
🔸سادگی در ساخت: به راحتی روی بردهای PCB استاندارد قابل تولید است.
🔸قابلیت ادغام: امکان ساخت اجزای دیگر مانند فیلترها، کوپلرها و آنتنها را مستقیما روی برد فراهم میکند.
🔸هزینه پایین: به نسبت سایر خطوط انتقال مانند کابلهای کواکسیال یا موجبرها، هزینه تولید کمتری دارد.
🔹معایب
🔸تابش (Radiation): بخشی از میدان الکترومغناطیسی در هوا منتشر میشود که میتواند منجر به تداخل (Crosstalk) با خطوط مجاور یا ایجاد اتلاف توان شود.
🔸پراکندگی فرکانسی (Dispersion): سرعت انتشار سیگنال با تغییر فرکانس، تغییر میکند که این پدیده در فرکانسهای بسیار بالا میتواند مشکلساز باشد.
🔸وابستگی به زیرلایه: عملکرد آن به شدت به خصوصیات زیرلایه و دقت ساخت وابسته است.
🔷کاربردها
خطوط میکرواستریپ در طیف وسیعی از دستگاهها و سیستمهای فرکانس بالا مورد استفاده قرار میگیرند، از جمله:
🔸فیلترهای مایکروویو: برای حذف فرکانسهای ناخواسته
🔸کوپلرهای جهتی (Directional Couplers): برای نمونهبرداری از توان سیگنال
🔸تقسیمکنندهها و ترکیبکنندههای توان (Power Dividers/Combiners): برای توزیع یا ترکیب سیگنال
🔸آنتنهای پچ (Patch Antennas): یک نوع آنتن مسطح که مستقیما روی برد ساخته میشود.
🔸مدارهای نوسانساز و تقویتکننده فرکانس بالا
@Science_Prime
🔷ساختار و اجزا
یک خط میکرواستریپ از سه بخش اصلی تشکیل شده است:
🔸خط سیگنال (Signal Trace): یک نوار باریک از جنس مس یا فلز رسانا که روی سطح بالایی زیرلایه (Substrate) قرار دارد. این نوار مسیر اصلی حرکت سیگنال است.
🔸زیرلایه دیالکتریک (Dielectric Substrate): یک ماده عایق (مانند FR-4، روگرز یا پلیتترافلوئورواتیلن) که بین خط سیگنال و صفحه زمین قرار دارد. ویژگیهای دیالکتریک این ماده، مانند ثابت دیالکتریک (εr) و ضخامت (h)، نقش حیاتی در تعیین خصوصیات الکتریکی خط دارند.
🔸صفحه زمین (Ground Plane): یک لایه مسی پیوسته که در زیر زیرلایه دیالکتریک قرار گرفته و به عنوان مرجع ولتاژ یا زمین عمل میکند.
🔷اصول کار و مشخصات فنی
عملکرد یک خط میکرواستریپ بر اساس انتشار امواج الکترومغناطیسی در یک محیط ترکیبی (بخشهایی از هوا و بخشهایی از زیرلایه) است. میدان الکتریکی بین خط سیگنال و صفحه زمین متمرکز میشود و میدان مغناطیسی در اطراف خط سیگنال ایجاد میگردد.
🔹امپدانس مشخصه (Z0)
امپدانس مشخصه مهمترین پارامتر یک خط انتقال است که رابطه بین ولتاژ و جریان موج را مشخص میکند. برای یک خط میکرواستریپ، امپدانس مشخصه به عوامل زیر بستگی دارد:
🔸عرض خط سیگنال (W): هرچه عرض خط بیشتر باشد، امپدانس کمتر میشود.
🔸ضخامت زیرلایه (h): با افزایش ضخامت زیرلایه، امپدانس افزایش مییابد.
🔸ثابت دیالکتریک زیرلایه (εr): با افزایش ثابت دیالکتریک، امپدانس کاهش مییابد.
برای دستیابی به امپدانس استاندارد 50 اهم (که در اکثر سیستمهای RF رایج است)، باید نسبت W/h با دقت محاسبه و طراحی شود. این محاسبات معمولا با استفاده از نرمافزارهای شبیهسازی الکترومغناطیسی یا فرمولهای تقریبی انجام میشود.
🔹سرعت انتشار و طول موج مؤثر
سرعت انتشار سیگنال در خطوط میکرواستریپ به ثابت دیالکتریک مؤثر (εeff) وابسته است. از آنجایی که بخشی از میدان الکتریکی در هوا و بخشی در زیرلایه قرار دارد، εeff مقداری بین ۱ (ثابت دیالکتریک هوا) و εr (ثابت دیالکتریک زیرلایه) دارد.
سرعت انتشار (v) و طول موج (λ) در خط به صورت زیر محاسبه میشوند:
v=εeffc
λ=fv
که در آن، c سرعت نور و f فرکانس سیگنال است
🔷مزایا و معایب
🔹مزایا
🔸سادگی در ساخت: به راحتی روی بردهای PCB استاندارد قابل تولید است.
🔸قابلیت ادغام: امکان ساخت اجزای دیگر مانند فیلترها، کوپلرها و آنتنها را مستقیما روی برد فراهم میکند.
🔸هزینه پایین: به نسبت سایر خطوط انتقال مانند کابلهای کواکسیال یا موجبرها، هزینه تولید کمتری دارد.
🔹معایب
🔸تابش (Radiation): بخشی از میدان الکترومغناطیسی در هوا منتشر میشود که میتواند منجر به تداخل (Crosstalk) با خطوط مجاور یا ایجاد اتلاف توان شود.
🔸پراکندگی فرکانسی (Dispersion): سرعت انتشار سیگنال با تغییر فرکانس، تغییر میکند که این پدیده در فرکانسهای بسیار بالا میتواند مشکلساز باشد.
🔸وابستگی به زیرلایه: عملکرد آن به شدت به خصوصیات زیرلایه و دقت ساخت وابسته است.
🔷کاربردها
خطوط میکرواستریپ در طیف وسیعی از دستگاهها و سیستمهای فرکانس بالا مورد استفاده قرار میگیرند، از جمله:
🔸فیلترهای مایکروویو: برای حذف فرکانسهای ناخواسته
🔸کوپلرهای جهتی (Directional Couplers): برای نمونهبرداری از توان سیگنال
🔸تقسیمکنندهها و ترکیبکنندههای توان (Power Dividers/Combiners): برای توزیع یا ترکیب سیگنال
🔸آنتنهای پچ (Patch Antennas): یک نوع آنتن مسطح که مستقیما روی برد ساخته میشود.
🔸مدارهای نوسانساز و تقویتکننده فرکانس بالا
@Science_Prime
❤5
Forwarded from Science Prime Books & Articles
Spacecraft-dynamics-and-control-SIDI@Science_Prime.pdf
16.2 MB
کتاب "Spacecraft Dynamics and Control" اثر Marcel J. Sidi
این کتاب یکی از منابع مرجع و اصلی در زمینه دینامیک و کنترل فضاپیماها است که به صورت تخصصی و آکادمیک به این حوزه میپردازد. این کتاب برای دانشجویان کارشناسی ارشد و دکتری مهندسی هوافضا و کنترل، و همچنین مهندسین فعال در صنعت فضایی مناسب است.
@Science_Prime_Books
این کتاب یکی از منابع مرجع و اصلی در زمینه دینامیک و کنترل فضاپیماها است که به صورت تخصصی و آکادمیک به این حوزه میپردازد. این کتاب برای دانشجویان کارشناسی ارشد و دکتری مهندسی هوافضا و کنترل، و همچنین مهندسین فعال در صنعت فضایی مناسب است.
@Science_Prime_Books
❤1
این تصویر، سیستم هدایت موشک Minuteman III (1970) را نشان میدهد. این سیستم هدایت شامل بیش از 17000 قطعه الکترونیکی و مکانیکی است که 510000 دلار (حدود 5 میلیون دلار به دلار فعلی) قیمت دارد. قلب سیستم هدایت، سکوی تثبیتشده ژیروسکوپی است که از ژیروسکوپها و شتابسنجها برای اندازهگیری جهت و شتاب موشک استفاده میکند. کامپیوتر از اندازهگیریهای سکو برای تعیین موقعیت موشک و هدایت موشک در مسیر آن به سمت هدف استفاده میکند. سایر اجزای کلیدی عبارتند از کنترلکننده مجموعه هدایت موشک، که شامل قطعات الکترونیکی برای پشتیبانی از پلتفرم تثبیتشده ژیروسکوپ است، و تقویتکننده، که رابط کامپیوتر با بقیه موشک است. کامپیوتر هدایت دائماً موقعیت موشک را با مسیر مورد نظر مقایسه میکند و دستورات هدایت مناسب را برای نگه داشتن موشک در مسیر درست تولید میکند. موشک Minuteman III دارای چهار مرحله موشک است، بنابراین کامپیوتر هدایت هر مرحله موشک را رها کرده و مرحله بعدی را به ترتیب روشن میکند.
@Science_Prime
@Science_Prime
❤2
مادربرد موشک قارهپیمای Minuteman
پردازنده Intel i860 XR یک RISC محصول اینتل که بطور خاص برای کاربردهای پردازش موازی و گرافیکهای سهبعدی در اواخر دهه 1980 معرفی شد. i860 به دلیل داشتن FPU و یک واحد گرافیک، در آن زمان یک پردازنده بسیار پیشرفته و قدرتمند برای محاسبات سنگین بود. تراشه i860 در یک بستهبندی سرامیکی با تعداد زیادی پین (PGA) قرار گرفته که این نوع بستهبندی در آن دوره برای پردازندههای پرقدرت که نیاز به اتلاف حرارت بالا داشتند، رایج بود. در قسمت پایین برد، تعداد زیادی ماژول حافظه SRAM با برچسب "philEDI" قابل مشاهده است. شرکت EDI در تولید حافظههای تخصصی و مقاوم در برابر شرایط سخت (Rad-hard و military-grade) شهرت دارد. ماژولهای حافظه EDI اغلب به صورت "stacked" یا سهبعدی طراحی میشدند تا با اشغال فضای کمتر، چگالی حافظه را روی برد افزایش دهند.
@Science_Prime
پردازنده Intel i860 XR یک RISC محصول اینتل که بطور خاص برای کاربردهای پردازش موازی و گرافیکهای سهبعدی در اواخر دهه 1980 معرفی شد. i860 به دلیل داشتن FPU و یک واحد گرافیک، در آن زمان یک پردازنده بسیار پیشرفته و قدرتمند برای محاسبات سنگین بود. تراشه i860 در یک بستهبندی سرامیکی با تعداد زیادی پین (PGA) قرار گرفته که این نوع بستهبندی در آن دوره برای پردازندههای پرقدرت که نیاز به اتلاف حرارت بالا داشتند، رایج بود. در قسمت پایین برد، تعداد زیادی ماژول حافظه SRAM با برچسب "philEDI" قابل مشاهده است. شرکت EDI در تولید حافظههای تخصصی و مقاوم در برابر شرایط سخت (Rad-hard و military-grade) شهرت دارد. ماژولهای حافظه EDI اغلب به صورت "stacked" یا سهبعدی طراحی میشدند تا با اشغال فضای کمتر، چگالی حافظه را روی برد افزایش دهند.
@Science_Prime
❤2