الهندسة الالكترونية

نظرة عامة حول مصطلح الهندسة الالكترونية
مازال مصطلح الهندسة الكهربية يستخدم في التعبير عن الهندسة الالكترونية في عدد من أقدم الجامعات في العالم (و خصوصا الأمريكية و الأسترالية) كما أن خريجي هذه الجامعات يطلق عليهم مهندسين كهرباء. و يعتقد البعض أن لقب "مهندس الكهرباء" يجب إطلاقه فقط على المتخصصين في هندسة القوى بينما يعتقد اخرون ان القوى هى احد فروع الهندسة الكهربية و كذلك هندسة "توزيع الكهرباء". وفي السنوات الأخيرة اصبح هناك تزايد مستمر في الدورات التدريبية المنفصلة مثل هندسة المعلومات و هندسة نظم الاتصالات حيث تبعهاانشاء اقسام اكاديمية تحمل نفس الاسم.

وتطلق معظم الجامعات الأوربية الان على هندسة الكهرباء هندسة القوى كما أنها تفرق بين هندسة الكهرباء وهندسة الالكترونيات. وفي بداية الثمانينيات استخدم اسم مهندس الكومبيوتر للاشارة إلى مهندسي الالكترونيات او مهندسي المعلومات. ومع ذلك تعتبر هندسة الكمبيوتر الان جزءا من هندسة الالكترنيات. [1]

تاريخ الهندسة الالكترونية
ظهرت الهندسة الالكترونية كمهنة نتيجة للتطورات التكنولوجية في صناعة التلغراف في اواخر القرن التاسع عشر و صناعات الراديو والتليفون في بدايات القرن العشرين. حيث انجذب الناس في البداية للراديو بسب انبهارهم بتقنيات الاستقبال في البداية ثم البث بعد ذلك. و كان معظم من عملوا في الاذاعة في القرن الثالث عشر وقبل الحرب العالمية الأولى من "الهواة".

و قد ظهر علم هندسة الالكترنيات بشكل كبير كنتيجة للتطور في اجهزة الراديو والتليفزيون و كذلك تطور الانظمة الالكترونية اثناء الحرب العالمية الثانية و خصوصا انظمة الرادار و السونار و الاتصالات. و عرف هذا العلم باسم هندسة الراديو ولم يظهر اسم الهندسة الالكترونية إلا في اواخر القرن السادس عشر.

حيث أنتجت المختبرات الالكترونية (مختبرات بيل على سبيل المثال)سلسلة من التطورات الالكترونية.حيث قامت شركات كبرى متخصصة في صناعة اجهزة الراديو والتليفزيون والهاتف بتدعيم هذه المختبرات. وقد أدى ظهور الترانزستور في العام 1948الى إحداث ثورة في الصناعة الالكترونية. وفي المملكة المتحدة و بعد دراسة جامعية في العام 1960تقريبا أصبح الفرق واضحا بين الهندسة الالكترونية والهندسة الكهربية. و لكن قبل هذا الوقت ، اضطر طلبة الالكترونيات و المجالات المشابهه مثل الراديو و الاتصالات السلكية واللاسلكية بالتسجيل في قسم الهندسة الكهربية في الجامعة بسبب عدم وجود أقسام للالكترونيات. وتعتبر الهندسة الكهربية من أقرب العلوم التى يمكن أن تتوافق مع الهندسة الالكترونية ,و مع ذلك فإن الموضوعات المتشابه بين العلمين تدرس فقط في السنة الأولى من الدراسة والتى تستمر لثلاث سنوات (باستثناء مجالات الرياضيات والكهرومغناطيسة).

بدايات علم الالكترونيات

1896 براءة اختراع ماركونيفي عام 1893 ، قدم نيكولا تيسلا أول شرح وتوضيح لمجال الإتصالات اللاسلكية, في خطاب له في معهد فرانكلين في فلادلفيا والمؤسسة الوطنية للانارة بالكهرباء حيث شرح بالتفصيل مبادىء الاتصالات اللاسلكية. و في عام 1896 قدم ماركونى نظام لاسلكى عملي وذو استخدامات متعددة. في العام1904قام جون امبروز فليمنج وهو أول استاذا جامعى في الهندسة الكهربية في جامعة لندن بإختراع أول صمام ثنائي لاسلكى (الديود). وبعد ذلك بعام, فى عام1906قام كل من روبرت فون ليبين و لي دو فورست بتطوير أنبوب مكبر للصوت والذي يسمى أيضا الصمام الثلاثي.

ويعتبر اختراع لي دو فورست للانبوب المفرغ(فراغ انبوب)عام 1907هو بداية علم الالكترونيات. و على مدار 10سنوات استخدم هذا الجهاز في استقبال وبث الموجات اللاسلكية وكذلك الانظمة المستخدمة في الاتصالات الهاتفية عبر المسافات البعيدة. اخترع ادوين ارمسترونج مكبر الصوت بالتغذية الرجعية المتجددة و كذلك اخترع المستقبل اللاسلكى للمتغاير الفوقي في عام 1912 ، وبهذا يعتبر ارمسترونج والد اللاسلكى الحديث. و لما يقرب من 40 عام استمرت الانابيب المفرغة هى المفضلة كمكبر صوت حتى قام باحثين يعملون لصالح ويليام شوكلى في مختبرات بل باختراع الترانزستور عام 1947. وفي الاعوام التالية ,كان من الممكن انتاج اجهزة راديو محمولة أو مايسمى راديو الترانزستور وقد أدى هذا الى امكانية انتاج أجهزة كمبيوتر مركزية. لأن الترانزستورات أصغر حجما و تتطلب جهدا كهربيا اقل من الانابيب المفرغة. في سنوات ما بين الحربين سيطر على مجال الالكترونيات الاهتمام العالمي بالاتصالات اللاسلكية و الهاتفية والتلغرافية. وفيما يلي استخدم لفظ راديو ولاسلكى للتعبير عن الالكترونيات. ومع هذا لم يكن هناك سوي القليل من التطبيقات اللاعسكرية للالكترونيات بخلاف الراديو الى ان ظهر التلفزيون. و مع هذا لم يدرس هذا العلم بطريقة اكاديمية مستقلة حتى عام1960.

و في الفترة قبل الحرب العالمية الثانية عرف هذا العلم بالهندسة اللاسلكية وتخصص بشكل كبير في الموضوعات الخاصة بالاتصالات والرادار واذاعات الراديو التجارية و التلفزيون. وفي هذا الوقت كان من الممكن دراسة الهندسة اللاسلكية في الجامعات فقط كجزء للحصول على شهادة الفيزياء.' في وقت لاحق،في السنوات التى تلت الحرب وعندما بدأالانتاج للمستهلكين كبر المجال حتى اشتمل على التلفزيون الحديث و أنظمة الصوت وهاي فاي وحديثا اجهزة الكمبيوتر والمعالجات. ومن منتصف حتى نهاية القرن السادس عشر بدأ الظهور التدريجى لاسم الهندسة الالكترونية,والتى اصبحت تدرس في ما بعد كمادة اكاديمية مستقلة في الجامعات إلا انها دائما ما تدرس مع الهندسة الكهربية حيث يوجد بينهما بعض التشابهات.

قبل اختراع الدائرة المتكاملة عام1959 فان الدوائر الالكترونية كانت تتكون من عناصر منفصلة يمكن تركيبها يدويا. وهذه الدوائر الغير متكاملةوالتى تستهلك مكان و طاقة اكبر كان مصيرها الفشل حيث ان سرعتها ايضا كانت محدودةبالرغم من وجودها الى الان في التطبيقات البسيطة. و على النقيض من ذلك ,فان الدوائر المتكاملة تحتوي على عدد ضخم-ملايين احيانا- من التركيبات الكهربية الدقيقة,وبالاخص الترانزستور,في رقاقة صغيرة بحجم العملة المعدنية.

الأنابيب أو الصمامات
كاشف الانبوب المفرغ
ان اختراع مكبر الصوت ثلاثى الصمام ، والمولدات ، والكاشف ادى الى جعل الاتصال المسموع عن طريق الراديو عمليا اكثر. (استخدم ريجينالد فيسيندين عام 1906المولد الكهربى الميكانيكى في البث.) وفي 31اغسطس 1920 تم بث اول برنامج اخباري عن طريق محطة8MKوهي المحطة الغير مرخصة التى سبقتwwjفي ديترويت,ميتشيجان. إلا أن البث اللاسلكى المنتظم لاغراض التسلية بدأ في العام1922في مركز ماركوني للابحاث في مدينة ريتل بالقرب من شيلمسفورد,انجلترا.

في حين أن بعض أجهزة اللاسلكي الاولي استخدمت نوعا من التضخيم عن طريق التيار الكهربائي أو البطارية ، ففى خلال منتصف القرن الثالث عشر كان النوع الاكثر شيوعا المستخدم في الاستقبال هو جهاز الكريستال . في القرن الثالث عشر، احدثت الانابيب المفرغة المكبرة للصوت ثورة في كل من أجهزة اللاسلكى للاستقبال و الإرسال.

التلفزيون
في عام 1928 ، قدم فيلو فارنورث اول جهاز تليفزيون الكتروني. وفي خلال القرن الرابع عشر بدأت العديد من الدول البث و بعد الحرب العالمية الثانية اصبح هناك الملايين ممن يستقبلون هذه الخدمة حول العالم. منذ ذلك الحين , أصبحت الالكترونيات جزءا رئيسيا في اجهزة التليفزيون.

شهدت اجهزة الفيديو والتليفزيون تطورا مذهلا من الاجهزة الضخمة التى تستخدم تكنولوجيا انبوب الالكترون الى الاجهزة الصغيرة المضغوطة التى تستخدم تقنيات مثل البلازما وال(شاشات الكريستال السائل)LCD. و الاتجاه الحالي هو الاجهزة التى تستهلك طاقة اقل مثل الصمام الثلاثي العضوي المضيء والتى من المحتمل ان تستخدم بدلا من تقنيات البلازما والLCD.

d]الرادار والراديو
وفى اثناء الحرب العالمية الثانية أنفق الكثير من الجهد لتحديد المواقع الالكترونية لاهداف العدو والطائرات عن طريق اشعة الراديو التى تكشف عن المتفجرات و الاجراءات الوقائية الالكترونية و أجهزة الرادار والخ...و خلال نفس الفترة أيضا لم يبذل الاالقليل من الجهد في تطوير الاجهزة الالكترونية الاستهلاكية.

أجهزة الحاسوب
مقال تفصيلي :History of computing hardwareفي عام 1941 ، قدمت مؤسسة كونراد زوس الZ3اول جهاز كومبيوتر وظيفي. و بعد ظهور الكمبيوتر العملاق عام 1943,بدأ عصر الكمبيوتر عند انشاء الENIAC(المكامل الالكتروني الرقمي و الكمبيوتر)لجون بريسبر ايكرت و جون ماوشلى. و قد سمح الأداء الحسابي لهذه الأجهزة بتطوير تكنولوجيات جديدة تماما وتحقيق أهداف جديدة. ومن الأمثلة على ذلك رحلات ابولو والهبوط على سطح القمر والذي قامت به وكالة ناسا.

الترانزستورات
ان اختراع ويليام شوكلي و جون بارادين و والتر براتين للترانزستور عام 1947 مهد الطريق لظهور االمزيد من الاجهزة المضغوطة وأدى إلى تطوير الدوائر المتكاملة عام1959و التى قام بها جاك كيلبي.

المعالجات
في عام 1969 ، طور تيد هوف المعالجات التجارية في شركة إنتل ، مما أدى إلى تطوير و انتشار أجهزة الكمبيوتر الشخصية. وكان اختراع هوف جزءا من طلب شركة يابانية للحاسبات الالكترونية المبرمجة والتى تكون على سطح المكتب والتى حاول هوف ان يجعلها رخصية بقدر الامكان. وكان اول ظهور للمعالجات الدقيقة انتل4004 معالج 4 بت عام 1969 ,وفي عام 1973ظهر انتل 8080 معالج 8بت ,مما ادى الى ظهور اول كمبيوتر شخصى -معالج MITS Altair 8800. و اعلن عن اول جهاز كمبيوتر للجمهور في يناير1975 على غلاف مجلة الالكترونيات الرائجة. و لهذافان العصر القادم هو عصر الميكاترونكس (ميكانيكا الالكترونيات) بلا منازع.

و يتخصص العديد من مهندسي الالكترونيات اليوم في تطوير برامج للمعالجات على أسس الأنظمة الإلكترونية ، والمعروفة باسم الأنظمة المدمجة. نظرا لضرورة المعرفة الدقيقة بالاجهزة الصلبة للقيام بذلك فإن معظم المتخصصين هم مهندسو الكترونيات وليس مهندسو برمجيات. لان مهندسو البرمجيات عادة ما يتعاملون مع المعالجات فقط على المستوى النظري. بينما يعرف مهندسى الالكترونيات الذين تخصصوا في برمجة الانظمة المدمجة او المعالجات الدقيقة باسم مهندسي الانظمة المدمجة embedded systems engineersاو مهندسى البرامج الثابتةfirmware engineers.

d]الإلكترونيات
وفي مجال هندسة الالكترونيات,يعمل المهندسون في تصميم و اختبار الدوائر التى تستخدم الخصائص الكهرومغناطيسية للمكونات الكهربية مثل المقاومة والمكثفات و ادوات الحث والصمام الثلاثي والترانزستورات لاستنتاج وظيفة معينة. وكمثال على هذه الدوائر ,دائرة تستخدم في اجهزة الراديو لتنقية و تحسين المحطات.

وعند تصميم الدوائر المتكاملة يقوم مهندسو الالكترونيات اولا باعداد رسم تخطيطي يحدد فيه المكونات الكهربية ويصف العلاقة بين هذه المكونات. و عند الانتهاءمن الرسم التخطيطى يقوم مهندسون اخرونVLSIE engineersبتحويل هذه الرسوم الي مخططات حقيقية توضح الموصلات واشباه الموصلات التى سوف تستخدم في انشاء الدائرة. ويمكن تحويل الرسوم الى مخططات عن طريق بعض البرامج(انظر التصميم الالكترونى الالى)الا ان تلك العملية تحتاج الى مهارة بشرية لتقليل المساحة والطاقة المستهلكة. و بمجرد اكتمال المخططات يتم ارسالها الى التصنيع.

ثم تجمع هذه الدوائر المتكاملة و المكونات الكهربية على لوحة الدوائر المطبوعةلتكوين دوائر اكثر تعقيدا. وتوجد لوحات الدوائر المطبوعة اليوم في معظم الاجهزة الالكترونية بما في ذلك التليفزيونات واجهزة الكمبيوتر و مشغلات الصوت.

المناهج التعليمية التقليدية في الهندسة الالكترونية
بصرف النظر عن نظرية الكهرومغناطيسية والشبكات , يوجد موضوعات اخرى في المناهج التعليمية تتعلق بالهندسة الالكترونية. بينما يتضمن منهج الهندسة الكهربية تخصصات اخري مثل الالات الكهربية وتوليد وتوزيع القوى. لاحظ أن القائمة التالية لا تشمل منهج الرياضيات الهندسية والتي تعد شرطا مسبقا للحصول على اى شهادة.

الكهرمغناطيسية
عناصر حساب المتجهات: تباين وتجعيد ؛ نظريات جاوس و ستوك: معادلات ماكسويل :اشكال التفاضل والتكامل . معادلة الموجة ومتجه بوينتنجPoynting vector. موجات الطائرة : الارسال عن طريق وسائل الاعلام المختلفة ,انعكاس والانكسار,السرعة,عمق الجلد. خطوط النقل : المعاوقة،نقل المعاوقة , مخطط سميث , مطابقة المعاوقة ,اثارة النبض. الدليل الموجى:وسائط الدليل الموجى المستطيل: شروط الحدود: الترددات المتقطعة: تشتت العلاقات. هوائيات : هوائي ثنائي القطب ؛ مجموعة الهوائي ق ؛ نمط الإشعاع ؛ نظرية التبادلية كسب الهوائي. [2] [3]

تتحليل الشبكات
شبكة الرسوم البيانية : المصفوفات المرتبطة بالرسوم البيانية ,الاصابة, مجموعة القطع الاساسية ومصفوفات الدوائر الاساسية. طرق الحل : التحليل العقدي والشبكى. نظريات الشبكة:التراكب,ثيفينن ونورتون والحد الاقصى لنقل الطاقة , تحول واي و دلتا. التحليل الجيبي اثناء حلة الثبات باستخدام الفاسورزphasors. المعادلات التفاضلية ذات المعامل الخطى الثابت, التحليل الزمنى للدوائر الرنانة البسيطة, حل المعادلات الشبكية باستخدان تحويل لابلاس ,تحليل الدوائر الرنانة فى نطاق الترددات.معاملات الشبكات ذات المنفذين:نقطة القيادة ودالة التحويل. معادلات الحالة للشبكات.

الأجهزة والدوائر الإلكترونية
الاجهزة الالكترونية: حزم الطاقة في السليكون ,السليكون النقى والمطعم. حاملة الشحنة في السليكون : تيار الانتشار ,تيار الانح انشاء وإعادة التركيب للناقلات. الصمام الثنائي برابطةp-n، الصمام الثنائي زينر ، [[]]الصمام الثنائي النفق , ترانزستورBJTترانزستور فيت JFET ,والموس ، موس فيت، الصمام الثنائي المضيء,و p-i-n ,والصمام الثنائي الذى يحول الضوء الى كهرباءavalanche photo diode ، وأشعة الليزر. تكنولوجيا الاجهزة : عملية تصنيع الدوائر المتكاملة عملية الأكسدة ، الانتشار، [[]]وزرع الأيونات ، الضوئية ، n-tub;p-tub;twin-tubو عملية سي موس cmos.

الدوائر التناظرية: الدوائر المكافئة للصمامات الثنائية(اشارة كبيرة وصغيرة) ، BJTs ، JFETs ، والمقاومة عند التغيرات (موسفيت). دوائر الصمام الثنائي البسيط ، لقطة ، تحامل ، محول تيار. Biasing والاستقرارbias من الترانزستور ومكبرات فيت. مكبرات الصوت : واحد ومتعدد المراحل ، التفاضلية ، والتنفيذية ، التغذية الراجعة والقوة. تحليل المكبرات ؛ استجابة التردد لمكبرات الصوت. دوائر امبير البسيطة. المرشحات: خاص بمنحنى المذبذبات ؛ معيار التذبذب ؛ تكوينات الترانزستور المفرد و تكوينات أمبير. مولدات وظيفة و دوائر تشكيل الامواج، وإمدادات الطاقة.

الدوائر الرقمية : دوال منطقية ؛عائلات الدوائر المتكاملة للبوابات المنطقية (DTL,TTL,ECL,MOS,CMOS) الدوائر التوافقية : دوائر الحساب ، ومحولات الشفرات ، أجهزة الإرسال وأجهزة فك التشفير. دوائر متعاقبة: مساكات وقلابات ، العدادات ومسجلات الازاحة. ADC,DAC . ذاكرة من أشباه الموصلات . المعالج الدقيق 8086 : البرمجة ، والذاكرة و تواصل الإدخال / الإخراج. [4]

إشارات ونظم
التعريفات والخصائص لتحويل لابلاس ، سلسلة فورييه للزمن المستمر والمستقطع،وتحويل فورييه للزمن المستمر والمستقطع, تحويل z. نظرية أخذ العينات. أنظمة ثابت خطي زمني : التعريفات والخصائص ؛ السببية ، والاستقرار ، استجابة الدفع ، والتفاف ، و استجابة التردد للاصفار والاقطاب ، تأخير المجموعة ، وتأخير المرحلة. انتقال الاشارة عبر انظمة LTI. الاشارات العشوائية والضوضاء :الاحتمالات ، المتغيرات العشوائية ، دالة الكثافة الاحتمالية، ترابط تلقائي ، كثافة الطاقة الطيفية ، و القياس الوظيفي بين المتجهات والدوال.

أنظمة التحكم
مكونات نظام التحكم الرئيسي؛ وصف الكتلة البيانية ، والحد من كتلة المخططات -- قانون ميسون. نظم الحلقات المفتوحة و المغلقة (وحدة التغذية المرتدة السلبية) , التحليل الثابت لهذه الانظمة. الرسوم البيانية لتدفق الاشارات واستخدامها في تحديد مهام نقل النظم ؛ تحليل حالة الثبات لانظمة التحكمLTI و استجابة التردد. تحليل ثابتة للدولة رفض اضطراب وحساسية الضوضاء.

أدوات وتقنيات لتحليل وتصميم نظام لايسكيبو للتحكم : المكاني الجذرية ، معيار استقرار وروث - هرويتز ، رسومات بود و نايكويست. معوضات نظام التحكم: عناصر تعويض التقديم والتاخير، عناصر المتحكم التفاضلي التناسبي التكاملي(PID) تفريد انظمة الزمن المستمر باستخدام ZOHو ADC لزرع اجهزة التحكم الرقمى. القيود المفروضة على وحدات التحكم الرقمية : التعرجات. تمثيل متغيرات الحالة وحل معادلة انظمة التحكمLTI . نظام متحرك غير خطي بتحقيق الحالة في الفراغ في الزمن والتردد. المفاهيم الأساسية للسيطرة وقابلية الملاحظة لنظم MIMO LTI. تحقيق الحالة في الفراغ . صيغة اكرمان الاحلال القبى للتغذية الرجعية. تصميم نظام كامل وجزئي للمقدرين. [5][6]

الاتصالات
نظم الاتصالات التناظرية : تعديل السعة و الزاوية و نظم الإستخلاص ، والتحليل الطيفي لهذه العمليات ، وظروف ضوضاء المتغاير الفوقي.

نظم الاتصالات الرقمية: تحوير كود النبضةPCM},تحوير كود النبضة التفاضليةDPCM) ، تحوير دلتا ، وسعة مخططات التحوير الرقمي ، مخططات ترددالازاحة و مرحلتهاASK,PSK,FSK، مستقبلات الترشيح المتطابقة ، والنظر والاخذ في الاعتبار عرض النطاق الترددي واحتمال الخطأ في حسابات الجداول، GSM, TDMA.

d]التعليم والتدريب
يحصل مهندسو الالكترونيات على درجة اكاديمة بعد حصولهم على قدر وافي من العلوم المتخصصة في هندسة الالكترونيات. و تكون مدة الدراسة عادة ثلاث او اربع سنوات وتكون الدرجة المتحصلة اما بكالريوس في الهندسة او العلوم او العلوم التطبيقية او التكنولوجيا و ذلك باختلاف الجامعة التى تتم الدراسة بها. وتمنح بعض الجامعات البريطانية درجة الماجستير في الهندسة للطلبة الجامعيين.

ويشتمل المنهج على موضوعات في الفيزياء والكيمياء والرياضيات وادارة المشاريع وبعض الموضوعات الخاصة فى الهندسة الكهربية. وتناقش معظم هذه الموضوعات فروع متعددة في الهندسة الالكترونية. ثم يتخصص الطلاب في فرع او اكثر قبل انتهاء الدراسة.

و يفضل بعض مهندسو الالكترونيات القيام بدراسات عليا مثل ماجستير في العلوم ,دكتوراة في الهندسة شهادةأو دكتوراة الهندسة. وفي بعض الجامعات الامريكية و الاوروبية يتم التعامل مع درجة الماجستير باعتبارها درجة اولي و غالبا ما يكون التفريق بين خريج عادى وحامل لدرجة الماجستير عملية صعبة. وفي هذه الحالة تؤخذ الخبرة في الاعتبار. درجة الماجستير يمكن أن تتألف إما من البحوث ، والدورات الدراسية أو مزيج من الاثنين معا. بينما درجة الدكتوراة تكون عبارة عن عمل بحثى مميز وتكون بداية لدخول المجال الاكاديمي.

في معظم البلدان ،الحصول على درجة البكالوريوس في الهندسة يمثل خطوة أولى نحو الشهادة ثم تمنحه هيئة مهنية شهادة خاصة ببرنامج الدرجة. و بعد الانتهاء من برنامج الدرجة يجب ان يتوفر في المهندس مجموعة من الشروط(بما في ذلك خبرة العمل)قبل ان يصدق عليه-يحصل على الشهادة. وبمجرد حصوله على الشهادة يمنح المهندس لقب مهندس محترفprofessional engineer (فى امريكا وكندا و جنوب افريقيا)و مهندس معتمد او قانونيcharteredengineer or incoporated engineerفي (بريطانيا و ايرلندا والهند و زيمبابوى)ومهندس امتياز محترف chartered professional engineerفي استراليا,او مهندس اوروبيEuropean Engineerفي معظم دول الاتحاد الاوروبي).

وتعتبر كلا من الفيزياء والكيمياء من العلوم الاساسية الهامة في هذا المجال حيث انها تساعد على تعلم الوصف الكيفي والكمى لكيفية عمل هذه الانظمة. و غالبا ما يتم انجاز الاعمال الهندسية عن طريق الكمبيوتر ومن الشائع استخدام برامج تصميم بمساعدة الكبيوتر عند تصميم الانظمة الالكترونية. على الرغم من أن معظم المهندسين الالكترونيين سوف يفهمون نظرية الدوائر الرئيسية الا ان النظريات التى يستخدمها المهندسون تعتمد على الشغل الذي يقومون به. على سبيل المثال ، ميكانيكاالكم وفيزياء الحالة الصلبة قد تكون ذات صلة للمهندسين الذين يعملون علىVLSIولكنها لا تمت بصلة إلى المهندسين الذين يعملون مع الأنظمة الكهربائية العيانية.

[عدل] الهيئات المهنية
الهيئات المهنية لمهندسي الكهرباء: وتشمل معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات(IEEE) ، ومعهد المهندسين الكهربائيين (IEE)، والآن يوجد معهد للهندسة والتكنولوجيا(IET). و يقدم الIEEEحوالي30بالمائة من المادة العلمية المقدمة في العالم في مجالى الهندسة الكهربية والالكترونية ,كما ان عدد اعضاء المعهد بلغ 370.000و يعقد مايقرب من 450 مؤتمر برعايته حول العالم كل عام.

الهندسة الالكترونية الحديثة
الهندسة الالكترونية في أوروبا هو مجال كبير جدا يشمل العديد من الفروع بما في ذلك الموضوعات التى تتعامل مع الاجهزة الالكترونية وتصميم الدوائر , انظمة التحكم ,الالكترونيات ,و الاتصالات , وانظمة الكبيوتر , والبرمجيات المدمجة والخ..وفي معظم الدول الاوروبية يوجد لديها الان أقسام للالكترونيات والتي تعتبر منفصلة تماما عن أقسام الهندسة الكهربية.

أقسام الهندسة الألكترونية
تتضمن الهندسة الالكترونية العديد من الاقسام والفروع. وهذا الجزء يذكر بعضا من فروع الهندسة الالكترونية المعروفة ؛وبالرغم من ان بعض المهندسين يتخصصون في قسم واحد فقط الا ان هناك اخرون يتخصصون في مجموعة من الاقسام .

نظرة عامة حول الهندسة الالكترونية
تتضمن الهندسة الالكترونية تصميم واختبار الدوائر الالكترونيةالتى تستخدم الخواص الالكترونية للمكونات مثل المقاومة,و المكثفات ، والموصلات , والصمام الثنائي,و الترانزستور للحصول على وظيفة معينة.

معالجة الاشارات والتى تختص بتحليل و تغيير الاشارات. و هذه الإشارات يمكن أن تكون إما تناظرية، وفي هذه الحالة تختلف الإشارة بشكل مستمر وفقا للمعلومات ، أوالرقمية ، وفي هذه الحالة إشارة تتغير وفقا لسلسلة من القيم المنفصلة والتى تمثل المعلومات.

بالنسبة للإشارات التناظرية ، فان معالجة الإشارات تشمل التضخيم والتنقية للإشارات الصوتية في معدات الصوت أو التحوير والإستخلاص للاشارات في الاتصالات السلكية واللاسلكية. وبالنسبة للإشارات الرقمية ،فان معالجة الإشارات قد تشتمل على ضغط، والتحقق من الخطأ واكشف الخطأ في الإشارات الرقمية.

هندسة الاتصالات السلكية واللاسلكية و التى تتعامل مع نقل المعلومات عبر قنوات مثل الكابل المحوري المشترك و الانسجة الضوئية او الفضاء.

البث عبر الفضاء الحر يتطلب أن تكون المعلومات مشفرة و موجودة في موجة حاملة من أجل تحويل المعلومات إلى تردد ناقل مناسب للانتقال ، وهذا هو يعرف بالتعديل(التشكيل). تقنيات التشكيل التناظرية الشائعة تشمل تشكيل السعة وتشكيل التردد. ان اختيار التشكيل يؤثر على تكلفة وأداء النظام و لهذا يجب على المهندس ان يوازن بين هذين العاملين.

و عند تحديد خصائص البث لنظام ما يقوم مهندسو الاتصالات بتصميم اجهزة البث واجهزة الاستقبال الازمة لهذا النظام. ويمكن جمع هذين الجهازين في واحد يعرف باسم جهاز بث استقبالي(transceiver). وهناك اعتبار رئيسي في تصميم أجهزة الإرسال هو استهلاك الطاقة وهذا يرتبط ارتباطا وثيقا بقوة الإشارة. إذا كانت قوة إشارة جهاز الإرسال ضعيفة سوف تتلف المعلومات بسبب الضوضاء.

هندسة التحكم وتحتوى على مجموعة واسعة من التطبيقات بدءا من الطيران وانظمة الدفع في الطائرات التجارية الى التحكم في سرعةالرحلات والموجودة حاليا في معظم السيارات الحديثة. كما أنها تلعب دورا هاما في التحويل الالي في الصناعة.

يستخدم مهندسو التحكم في كثير من الأحيان التغذية الراجع عند تصميم نظام مراقبة. على سبيل المثال ، في سيارة تحتوي علي التحكم في سرعة السيارة يتم رصد سرعة السيارة بصورة مستمرة ثم تقدم التغذية الراجعة إلى النظام والذي يقوم بتعديل قوةالمحرك الناتجة تبعا لذلك. عندما يكون هناك تغذية مرتدة منتظمة ، يمكن استخدام نظرية التحكم لتحديد كيفية استجابة النظام لهذه التغذية الراجعة.

هندسة الالات و التى تختص بتصميم أجهزة لقياس الكميات الفيزيائية مثل الضغط ودرجة الحرارة والتدفق. هذه الأجهزة تعرف باسم اجهزة القياس.

تصميم هذه الأجهزة يتطلب فهما جيدا للفيزياء التي غالبا ما يتجاوز النظرية الكهرومغناطيسية. على سبيل المثال ، تستخدم بندقية الرادار تأثير دوبلر لقياس سرعة السيارات المقتربة. وبالمثل ، فان المزدوجات الحرارية تستخدم تاثير بيلتير سيدبيك peltier-seedbeck لقياس الفرق في درجة الحرارة بين نقطتين.

غالبا لا يتم استخدام الأجهزة بمفردها ، بل بوصفها أداة استشعار في نظم كهربية اكبر. على سبيل المثال ، يمكن استخدام المزدوج الحراري للمساعدة على ضمان ثبات درجة حرارة الفرن . لهذا السبب ،غالبا ما ينظر إلي هندسة الآلات على أنها مكافئة لهندسة التحكم.

هندسة الكمبيوتر تختص بتصميم اجهزة الكمبيوتر و انظمته . هذا قد يشتمل على تصميم الأجهزة الجديدة ، وتصميم أجهزة المساعد الرقمي الشخصي أو استخدام أجهزة الكمبيوتر لمراقبة المنشآت الصناعية. يعمل مهندسو الكمبيوتر على انظمة برامج الكمبيوتر. ومع ذلك ، فإن تصميم انظمة البرامج المعقدة هو الغالب في هندسة البرمجيات لذلك تم اعتباره علما منفصلا.

و يمثل الكمبيوتر الشخصى نسبة بسيطة من الاجهزة التى يعمل عليها المهندس حيث توجد اجزاء تشبه الكبيوتر في عدد من الاجهزة بما في ذلك العاب الفيديو و مشغل الاسطوانات.
هندسة المشاريع
و بالنسبة لمعظم المهندسين الذين لا يعملون في تصميم الانظمة و تطويرها ، فان العمل الفني هو جزء بسيط من العمل الذي يقومون به. وهناك الكثير من الوقت ينفق على مهام مثل مناقشة المقترحات مع العملاء ، وإعداد الميزانيات وتحديد الجداول الزمنية للمشروع. يعمل العديد من كبار المهندسين في ادارة فريق متكامل من الفنيين اوالمهندسين وغيرها ولهذا فان اكتساب مهارات ادارة المشروع شيء هام جدا. معظم المشاريع الهندسية تشتمل على شكل من اشكال التوثيق و لهذا فان اكتساب مهارات الاتصال الكتابي هام جدا.

وتختلف بيئة العمل بالنسبة لمهندسي الالكترونيات باختلاف العمل الذي يقومون به. حيث يمكنك ان تجد مهندسي الالكترونيات اما في معمل احد المصانع، او مكاتب شركة استشارية أو في أحد المختبرات البحثية. خلال حياتهم العملية ، قد تجد مهندسي الالكترونيات يقومون بالإشراف على مجموعة واسعة من الأفراد بما في ذلك العلماء ، والكهربائين ، ومبرمجي الكمبيوتر ومهندسين أخرين.

تقادم المهارات التقنية هي مصدر قلق خطير بالنسبة للمهندسين والالكترونيات. فالعضوية والمشاركة في الجمعيات الفنية والاطلاع المستمر على المجلات الدورية الخاصة بالمجال و عادة التعلم المستمر ضروري للحفاظ على الاحترافية. وهذا هو الغالب في مجال انتاج الالكترونيات للمستهلكين.

أنظر أيضاً
قالب:Portalpar

الإلكترونيات
تاريخ الإذاعة
الإذاعة
معالجة الإشارات التناظرية
معالجة الاشارات الرقمية
قائمة مواضيع الهندسة الكهربائية (أبجديا)
قائمة المهندسين الكهربائيين
المراجع
1.^ Smarajit غوش أسس الهندسة الكهربائية والإلكترونية ، p. القرن الحادي والعشرين ، فاي التعلم الجندي. المحدودة ، 2004 ردمك 978-8120323162
2.^ ادوارد جي روثويل / مايكل جيه السحابة المغناطيسية الكهربية ، واتفاقية حقوق الطفل الصحافة ، 2001 ردمك 978-0849313974
3.^ جوزيف Edminister Schaum 'sالتفصيلية المغناطيسية الكهربية ، وماكجرو هيل الفنية ، 1995 ردمك 978-0070212343
4.^ انانت أغاروال / جيفري لانغ H. مؤسسة التناظرية والرقمية والدوائر الإلكترونية ، مورغان كوفمان ، 2005 ردمك 978-1558607354
5.^ جيرالد Luecke ، التناظرية والرقمية والدوائر الالكترونية لتطبيقات نظام مراقبة ، Newnes ، 2005. ردمك 978-0750678100.
6.^ جوزيف جيه ديستيفانو ، آلين R. Stubberud ، وJ. ايفان ويليامز ، Schaum 'sالخطوط العريضة للنظرية ومشاكل اقتراحات وأنظمة التحكم ، مكجراو هيل الفنية ، 1995. ردمك 978-0070170520.

» كلية الهندسة
» الهندسة الكهربية
» الهندسة المعمارية
» الهندسة النوويه
» ما هى الهندسة المعمارية