مواضيع

1

أسس هندسة كهربائية و الكترونية / موقع جديد للإلكترونيات

« في: أبريل 24, 2003, 11:30:05 مساءاً »

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

موقع جديد للإلكترونيات :
http://www.geocities.com/antar1950
اسمحوا لي بتقديم هذا الموقع وبتعريفه  خدمة للأمة الإسلام
أعتقد أنه يستحق الزيارة وإنشاء الله سوف لا تندموا

الأخوة المتابعين لدروس الإليكترونيات ، هذا الموقع لم يزل تحت الإنشاء ولكنه سوف يضم الكثير مما يحتاجه كل من أهتم بهذا الحقل

عنتر

2

أسس هندسة كهربائية و الكترونية / دروس في الإليكترونيات-الدرس التاسع عشر الاتصالات 3

« في: فبراير 21, 2003, 01:30:48 مساءاً »

بسم الله الرحمن الرحيم

 

الرجاء الانتظار حتى تـُـدخل الرسمات

 

دروس في الإليكترونيات

الدرس التاسع عشر

الاتصالات (3)

- المزج

- المذبذب

- المزج ذاتي الذبذبة

- تحكم تلقائي بالكسب

- مكبر التردد المتوسط

إعادة ملخصة : المقاومة تحد من قوة التيار ،،،،، الجهد المتردد له موجات ،،،،، الصمام الثنائي ، يسري به التيار باتجاه واحد فقط ،،،،، المكثف يخزن الجهد(الطاقة) ،،،،، الملف يولد مغنطة طاقية ،،،،، والمحول يحول الجهد إلى الأعلى والى أسفل ،،،،، التقويم يحول الجهد المتردد إلى جهد مستمر،،،،، الترانزيستور - مفتاح أو مكبر،،،، طيف الترددات (درس 11) يشرح تحديد استعمال الترددات للموجات الكهرمغنطيسة ،،،،، يطبق الاتصال عن بـُعد بالإذاعة والاستقبال ،،،، ويمزج في الطرف الإذاعي مع الإشارة (موجات صوتية أو ضوئية) إشارة أخرى حاملة ،،،، وتذاع الإشارة (المركبة) عبر الهوائي كموجات كهرمغنطيسة ،،،،، وتعبر المسافات الطويلة بسرعة الضوء للطرف المستقبل(هذا الدرس) ،،،، فـَتـُـلـتقـط بهوائي المستقبل وتفـُـكك لتعود إلى موجات صوتية أو ضوئية لتصل الأذن أو العين ،،،،،،،،، تتغير السعة في التعديل السعوي(AM) (الموجات : الطويلة ، المتوسطة والقصيرة) ويتغير التردد في التعديل الترددي(FM)،،،،، "المستقبل البسيط" بخمسة مكونات،،،،، من الهوائي إلى الكشف مباشرة ،،،،، أهم الاختلافات بينه وبين المستقبل المركب (Superheterodyn) هو المذبذب في الجهاز ،،،،،

المزج والمذبذب

يوضح الرسم أعلاه المبدأ الأساسي "للمستقبل الإذاعي المركب" ، ويلحق الهوائي "مـُمرر حزمة" ( (band-passوهو معـيّـرا (موّلفا) "لتـنقية" التردد المرغوب به ، ثم تدخل الإشارة بعد ذلك إلى "مكبر التردد العالي" (preamplifier) (والذي تعدل الشركات كثيرا عن تصميمه لأسباب اقتصادية . كما أن هناك أجهزة تعمل بمرحلتين للمزج بدلا من واحدة : "مستقبل مزدوج التركيب") والفوائد في هذه أجهزة هي ، تنقية أفضل وأجود ، ووقاية أكثر من الترددات أو الإشارات الخيالية التي تنتج عن ترددات الإذاعة حين يكون ترددها المتوسط أعلى من قيمة تردد المذبذب فتلتقط إذاعتان (3) .وكما ذكر فباختلاف "المستقبل البسيط"( (direct-detection receiverيوجد في "المستقبل المركب" "مرحلة مزج" (Mixer ) و "مولد عالي التردد" وهو "المذبذب" (اوسيلاتور) ، الذي يتجاوب مع ترددات المدخل . ولضمان تساوي التغيـّرات في التردد ، فهناك رابطا أليا بين "المُعـَـيـّـر الكثائفي" (أو صمامات كثائفية) في المدخل وترددات "المُعـَـيـّـر الكثائفي" في "المذبذب" .

ويدخل الترددان (تردد المدخل وتردد "المذبذب") إلى "مرحلة المزج" ليشكلا سويا "التردد المتوسط" (أو البيني) (intermediate frequency IF )، ويكوّنا بذلك الفرق بين تردد المدخل وتردد "المذبذب" ، وكما ذكر سابقا أن قيمة التذبذب فيه في التعديل السعوي أي للموجات القصيرة ، والمتوسطة ، والطويلة 460 كيلوهرتز تقريبا ، ويكون دائما في أعلى تردد المدخل .

مرحلة المزج ذاتية الذبذبة

وهناك من يوفر "دائرة الذبذبة" في التصميم لأسباب اقتصادية وفي الأجهزة الأقل بساطة فيستعمل بها ما يسمى ب- "مرحلة مزج ذاتية الذبذبة" ويصمم "المذبذب" بداخلها ، ولكن هذا الأسلوب غير قابل للتحكم في الكسب .

المزج الإضافي والمزج الضربي

وكهربائيا تتم عملية المزج إما أضافا (1) أو ضربا (حسابيا) (2) . ويتم "المزج الإضافي"(1) بعنصر كهربائي ذو منحنى منطوي مثل الصمام الثنائي أو الترنزيستور أو صمامات (المضيئة) ، حيث تدخل الإشارتان من خلال قطب واحد، فينتـقي المذبذب في المخرج فرق التردد كالتردد المتوسط .

أما "المزج الضربي"(02) فيتم توصيل الإشارات المرغوب بمزجها خلال عنصر يتم توجيه التيار به من خلال قطبين ، أي من خلال بوابتين لترنزستور تأثير المجال ( FET) (أنظر الرسم) . وأسلوب المزج الضربي هو أكثر تجنبا لإلتقاط الموجات العلية والغير مرغوب بها ، وهناك ميزة أخرى في المزج الضربي وهي الفصل بين دوائر المذبذب والمدخل ، وبذلك يمنع من أن يصبح المستقبل إذاعة ، حيث يحول دون وصول إشارة المذبذب إلى الهوائي لينتشر جويا .



ويـبـين الرسم أعلاه دائرة مزج ودائرة مذبذب ودائرة "تحكم تلقائي للكسب" ودائرة مدخل بموجة واحدة ، حيث تتم عملية المزج بترنزيستور تأثير المجال ( FET) ذو البوابتين أي "بالمزج الضربي" ، حيث تصل إشارة المدخل إلى بوابة 1 وإشارة "المذبذب" إلى بوابة 2 ، وفي المخرج يتم الحصول على "إشارة التردد المتوسط" التي يتعلق قيمة جهدها بقيمة إشارة المدخل ، وبالمكثف( 4,7 نانو فراد) يوصل جزء من جهد هذه الإشارة إلى ترنزيستور(BC308) الذي يعمل هنا كمكبر لجهد "التحكم التلقائي للكسب" ، ويتم تقويم وسهمدة جهد مخرج الدائرة ثم يوصل إلى ترنزيستور تأثير المجال (BF 244) لهدف توجيهه. وفي حالة ارتفاع جهد إشارة المدخل فيرتفع جهد "إشارة التردد المتوسط" ، وبالتالي ترتفع قيمة جهد البوابة ، وبذلك تنخفض المقاومة بين المصرف والمنبع للترنزيستور ، وبما أنه يكوّن مع المقاومة (33 آوم) دائرة توالي وكلاهما على التوازي مع دوائر المدخل فينتج عن ذلك كبت أو تخميد كبير على هذه الدوائر فتنخفض عملية التكبير.

تحكم تلقائي بالكسب

لتجنب تغيرات أو تأرجح مستوى الصوت في جهاز الإستقبال ، نتيجة لتأثيرات جوية أو خلال تغيير المحطات الإذاعية والتي يختلف عامل "شدة المجال" (Fieldstrenght) فيها اختلافا يصل إلى ألف ضعف ، ولكي يحتاج المستهلك الرفع أو الخفض المتكرر لصوت الجهاز، ولثبات مستوى معيـّن في "شدة المجال" لترددات العالية ، يحتاج "المستقبل الإذاعي المركب" إلى دائرة "تحكم تلقائي بالكسب" (AGC -Automatic Gain Control) ، وتعمل هذه الدائرة في "مرحلة الكاشف" أي التقويم ويستعمل بالأخص في التعديل السعوي(AM) ، ويكتفا في التعديل الترددي(FM) بتحديد سعة الإشارة فقط - وسنعود للأخيرة و"لمرحلة الكاشف" لحقا إنشاء الله .


 

وهناك عدة إمكانيات "تحكم تلقائي بالكسب" (أنظر رسم "تحكم الكسب الأوتوماتيكي") ففي "مرحلة الكاشف"( Demodulator) يتم تقويم إشارة المدخل ، ثم يتم ترشيحها وسهمدتها (وفي الضرورة يتم تأخيرها أيضا) ثم يوصل جهد التحكم إما بعد أو قبل التقويم ، وإذا تم توصيل التحكم بالمكبر بعد التقويم (مرحلة الكاشف) ، أي التردد السمعي ، فيكون ذلك "تحكم أمامي" أما إذا تم توصيله فيما قبل ذلك من مراحل فيكون "تحكم الانحداري".

وكهربائيا يمكن استغلال الترنزيستور هنا بطريقتين (أنظر التحكم التلقائي - درس 12) ، الأولى تستعمل في "التحكم أمامي" وذلك برفع تيار مجمع الترنزيستور وبذلك تنخفض مقاومات مدخل الترنزيستور وبالتالي يزيد كبت أو تخميد أو كتم دائرة التذبذب المتصلة ، والثانية يتم فيها خفض تيار المجمع بتصغير قيمة جهد القاعدة وبذلك خفض عامل التكبير به .

مكبر التردد المتوسط



يحتوي "مكبر التردد المتوسط" مـُـمرات حزمة وعناصر مكبرة( ترنزيستورات أو دوائر متكاملة مثل TAA 981 وهي للتعديل الترددي أيضا) ويعمل كمكبر مُحدْدْ (5) ، أي لحزمة تردد معيـّـن ، وتحديد تنقية التردد تتم بدوائر طنين مكونة من مكثفات وملفات أو مرشحات فخارية (6) (Ceramic) .

وتدخل إشارة التردد المتوسط المعدلة سعويا من وتد 1 (وتد 2 لتعديل الترددي) ، وتد 3 للتحكم التلقائي للكسب ، أما الكثافة بين وتد 4 و 5 فهي لتغطية مقاومات المشع أي كإقران عكسي .

==========

من الموسوعة :

1 - المزج الإضافي ، يتم توصيل الإشارات المرغوب بمزجها من خلال قطب واحد . (وبعنصر كهربائي ذو منحنى منطوي مثل الصمام الثنائي أو الترنزيستور أو صمامات الإضاءة)

 

2 - المزج الضربي (حسابيا) ، يتم توصيل الإشارات المرغوب بمزجها خلال عنصر يتم توجيه التيار فيه من قطبين ، أي من خلال بوابتين لترنزستورات المجال

3 - الترددات أو الإشارات الخيالية ، في أجهزة الإستقبال من نوع السوبر هيتروداين (مستقبل المركب) تكون هناك ترددات إذاعة أخرى غير المرغوب بها والسبب هو ان تردد هذه الإذاعة أعلى بقيمة التردد المتوسط ويتم تجنب هذا الخطـأ بالتنقية القريبة­ ، الانتقاء الدقيق لترددات الإرسال لمحطة إرسال واحدة دون تداخل ترددات المحطات الأخرى.

4 - "مستقبل مزدوج التركيب" جهاز الراديو المركب الذي يعمل بمرحلتين للمزج بدلا من واحدة ، وفائدته بالنسبة للأجهزة ذو مرحلة واحدة للمزج هي : تنقية أفضل وأجود ، ووقاية أكثر من الترددات أو الإشارات الخيالية.

5 - "مكبر محدد التردد" وكما يعرف الاسم فهو يكبر حزمة معيّـنة للتردد 700 ميجا هرتز مثلا، ويستعمل في التردد العالي .

6 - مكثف فخاري أو خزفي ، يصنع من خليط أكسيد الفخار الذي يسخن ويُضغط عليه ثم تُدخل الأقطاب المعدنية أليه . وللمكثف الفخاري نوعان الأول ثابت العزل (r e ) فيه من 1010 الى 200 أي مقاومة العازل فيه تكون 10 ميجا آوم تقريبا والنوع الثاني يكون ثابت العزل فيه 000 10 والمقاومة العازل 107 ميجا آوم أما القيمة السعوية فتكون مُعلمة بالألوان .

Quartz , Quarz

7 - المـَرْو ، كوَاتـْـز (Quartz) ، أحد أهم الأحجار المنرالية في الطبيعة ، وهو مكون من ثاني أكسيد السيليكون(SiO2) ، وله خاصية ظاهرة البـِـيّـزو، وتابع للعناصر الكهربائية ذو خاصية التأثير لتناوب المجال الكهربائي نتيجة لتذبب مكنيّ ، وتتميز بثبات وبجودة عالية للتجاوب مع الذبذبة.

8 - ظاهرة البـِـيّـزو الكهربائية (Piezoelectric effect) ، ظـاهرة تضاغط بلوري أو فخاري، ظاهرة فيزيائية ، بمجرد الضغط أو التحريك أو انحناء مكنيّ لبلورته ينتج من خلال أطراف البلورة شحنات كهربائية ، تتعلق قيمتها بقيمة الضغط المكنيّ الخارجي عليها . وإذا تناوب إيقاع الضغط علها فتتناوب الشحنات الكهربائية بنفس الإقطاع . أما نطاق التردد لظاهرة البـِـيّـزو فيـبدأ بقـليل من الهرتز وتنتهي 300 ميجا هرتز تقريبا . وتستغل ظاهرة البـِـيّـزو في عملية القدح (من ولاعات السجائر وما يشبه ذلك عبر اللاقط (Microphone) البلوري ، والعناصر النصف موصلة مثل ترنزيستور البـِـيّـزو وثنائي البـِـيّـزو إلى أدرعة قراءة الأسطوانات البلورية) .

 

 

 

 

 

……… والى اللقاء ……..

3

أسس هندسة كهربائية و الكترونية / دروس في الإليكترونيات - الدرس الثامن عشر -

« في: فبراير 05, 2003, 03:16:55 مساءاً »

بسم الله الرحمن الرحيم

 

الرجاء الأنتظار حتى تـُـدخل الرسمات

 

دروس في الإليكترونيات

الدرس الثامن عشر

الاتصالات (2)

- الراديو (المذياع)

- الاستقبال الإذاعي

- المستقبل الإذاعي المركب

- إنتقاء نطاق التردد

- تخطيط الدوائر وتحليلهاد

- التوليف

 

إعادة ملخصة : المقاومة تحد من قوة التيار ،،،،، الجهد المتردد له موجات ،،،،، الصمام الثنائي ، يسري به التيار باتجاه واحد فقط ،،،،، المكثف يخزن الجهد(الطاقة) ،،،،، الملف يولد مغنطة طاقية ،،،،، والمحول يحول الجهد إلى الأعلى والى أسفل ،،،،، التقويم يحول الجهد المتردد إلى جهد مستمر،،،،، الترانزيستور - مفتاح أو مكبر،،،، طيف الترددات (درس 11) يشرح تحديد استعمال الترددات للموجات الكهرمغنطيسة ،،،،، يطبق الاتصال عن بـُعد بالإذاعة والاستقبال ،،،، ويمزج في الطرف الإذاعي مع الإشارة (موجات صوتية أو ضوئية) إشارة أخرى حاملة ،،،، وتذاع الإشارة (المركبة) عبر الهوائي كموجات كهرمغنطيسة ،،،،، وتعبر المسافات الطويلة بسرعة الضوء للطرف المستقبل(هذا الدرس) ،،،، فـَتـُـلـتقـط بهوائي المستقبل وتفـُـكك لتعود إلى موجات صوتية أو ضوئية لتصل الأذن أو العين ،،،،،،،،، تتغير السعة في التعديل السعوي(AM) (الموجات : الطويلة ، المتوسطة والقصيرة) ويتغير التردد في التعديل الترددي(FM)،،،،، "المستقبل البسيط" بخمسة مكونات،،،،، من الهوائي إلى الكشف مباشرة ،،،،، أهم الإختلافات بينه وبين المستقبل المركب (Superheterodyn) هو المذبذب في الجهاز ،،،،،

 



المستقبل الإذاعي المركب

يستعمل مبدأ "المستقبل المركب" (Superheterodyn) عامة في جميع أجهزة الإستقبال الأذاعي . ومقارنة بالمستقبل البسيط ، فيضاف(أو يركب) "لتردد الدخل" هنا ترددا (عاليا) آخر ليشكلا سويا(في "مرحلة المزج") "التردد المتوسط"(البيني) ، ويولد هذا التردد الآخر من مذبذب (أسيلاتور) في جهاز الإستقبال ، وتكون قيمة التذبذب فيه للموجات القصيرة ، والمتوسطة ، والطويلة 460 كيلوهرتز تقريبا ، ويكون دائما في أعلى تردد المدخل .

وبعد عملية المزج يتم تكبير جهد الإشارة البينية في "مكبر التردد المتوسط" ثم تـُـدخل الإشارة لعملية التقوم المعروفة في "مرحلة الكشف" .

إنتقاء نطاق التردد

هناك أسلوبان لإلتقاط تردد الإذاعات ، الأول هو "الإلتقاط المغناطيسي" ، والثاني "الإلتقاط الكثائفي" . وفي "الإلتقاط المغناطيسي" يمر التيار في الملف الأولي (1) الذي يشكل مع الهوائي "دارة ذبذبة" ، ويـنشأ عن ذلك مجال مغنطيسي في الملف الثنائي (2) ، أما "الإلتقاط الكثائفي" فيمر التيار من خلال مكثف (1 C) وتشكل كثافة الهوائي وبعض "كثافات الفصل والتوصيل" الموازية كدائرة رنين لا يؤثر سلبيا على تجاوب رنين(Resonance) التردد . و يستعمل اسلوب "الإلتقاط الكثائفي" غالبا لأجزة الراديو للسيارات .

 

جملة لتحديد الفهم والتفاهم اللغوي ، يعتبر مصطلح "التـنقية" (selection) عام ورئيسي يلحقه المصطلحان "الإلتقاط" (Coupling) و"التوليف" (Tunning) . والمعنى :

التـنقية : إنتقاء نطاق التردد بشكل عام ، ويصلح هذا المصطلح أيضا للتننقية الترددات للإذاعة ، كما يصلح للتنقية اليدوية والتلقائية لإذاعة محددة أو البحث عن إذاعة معينة ، كما يتضمن في معناه "الإلتقاط"

و"التوليف" . أما "الإلتقاط" : فهو الإلتقاط الكهربائي لللإشارة أو لتردد الموجة .

و"التوليف": تنقية تردد أو نطاق معـيّـن ، أو الضبط الكهربائي أواليدوي أو التلقائي عن إذاعة أو تردد معـيّـن أو عن إذاعات معـيّـنة .

 

تخطيط الدوائر وتحليلها

طرق العمل (الإستقبال الإذاعي)

أرجومن القراء الكرام التمعن جيدا في الرسمات والمتابعة الشرح الوظيفي لها ، وذلك لهدف تعلم قراءة المخططات الكهربائية من خلال وصف وظائف المراحل والمكونات والعناصر. شكرا




التوليف

للتوليف عدة أساليب ، فهناك "توليف إلكتروني" بالصمام الثنائي الكثائفي وهناك "توليف كثائفي" بالمعيـّـرالكثائفي أي مكثف متغيـّـر، ولو كان المكثف ثابت والملف هو الذي يتغير فيكون ذلك "توليف مغنطيسي"، كما أن تحويل أو تغيير نطاقات التردد بصمامات ثنائية وسريعة التعشيق يعتبر يعتبر توليف أيضا (أنظر الرسم "مراحل الدخل في المتقبل المركب") ، وأبسط الطرق في "التوليف القياسي" (analog) هو التوليف -"بالمُعـَـيـّـر الكثائفي" (أنظر رسم التوليف بالمُعـَـيـّـر الكثائفي والإلكتروني) ،( المكثف المتغـير (الدوار دون حد) ويتكوّن من عضو ثابت واخر دوار عند دورا نه تتغير الطبقات المتقابلة والمشحونة فتتغير السعة . وفي الغالب يستعمل المكثف الدوار لتنقية الإذاعات في أجهزة الراديو كما يستعل في القياسات الكهربائية) .( "المُعـَـيـّـر"، ضابط أو مضبط دوار لسعة الكثافة . "المُعـَـيـّـر" - الإشتقاق من الجامد أُجيز للضرورة في لغة العلوم).

 

وفي التوليف كثائفي بالمعيـّـر يستعمل مكثفان من نفس النوع ويكونا مرتبطان آليا بعضهم البعض ، الأول في مرحلة الدخل والثاني في المذبذب (أنظر رسم التوليف بالمُعـَـيـّـر الكثائفي والإلكتروني للموجة المتوسطة فقط)، ويمكن تعييرهما بالمكثفات التوالي والتوازي .



أما "توليف إلكتروني" (بالصمام الثنائي الكثائفي) فيتم تشغيل الصمام الكثائفي بالتوصيل الخلـفي(عكسي) ، وتقل قيمة الكثافة به كلما زادت قيمة الجهد ( وتكون الكثافة في حالة فولت واحد pF360 وتكون الكثافة في حالة 30 فولتpF 15 . وفي رسم"التوليف إلكتروني" تم إستعمال دائرة متكاملة تحتوي على ثلاثة صمامات من نوع BB 413 ( يظهر في الرسم صمامان أما الثالث فيكون في دائرة المذبذب) . وسلبيات الصمام الثنائي الكثائفي هي أنه ذو حساسية كبيرة في نطاقات التردد العالي وذلك من تغيرات الجهد والحرارة ، حيث تتغير قيمة الكثافة وبالتالي التردد المولف ، وتكون العواقب تحريف وتمشويه الإذاعة المسموعة ، لذلك تستعمل في نطاق الموجة فوق القصيرة (FM) دائرة تصحيح تسمة التحكم الأوتوماتيكي للتردد (AFC-Automatic Frequency Control) . وسنعود لذك لاحقا إنشاء الله.

 

وتـُـلتقط إشارة المدخل هنا "إلتقاط كثائفي" بالهوائي لتدخل "مرحلة أختيار نطاقات التردد" ، وتمر في الدائرة (المختارة) وحسب ما يكون وضع "مفتاح إختيار النطاق"( Mode ، الموجة القصيرة ، المتوسطة أو الطويلة) ، ثم تدخل إلى أول "مكبر لتردد العالي" .

 

وتشكل الملفات 2 و3 و4 "مرحلة تنقية نطاقات التردد" ، وكما هو معروف أن الصمام الثنائي يشكل مقاومة ضعيفة عند التشغيل الأمامي ومقاومة قوية عند التشغيل العكسي ، ولذلك يستعمل هنا ثنائيين( BA 244) كمفتاح لتغيير أو لتحويل النطاق . أما جهد التشغيل(المستمر) الذي يحتاجة "مفتاح إختيار النطاق" فهو 17 فولت .

وفي الوضع رقم 1 ل - "مفتاح إختيار النطاق" : يشكل الثنائيان بوضعهما المعاكس مقاومة عالية جدا (قطبيا بانسبة لجهد التشغيل) وبذلك يكونا حاجزين للتيار ، و تشكل الملفات 2 و 3 و4 بذلك دائرة توالي ، ويكوّن هذا نطاق الموجة الطويلة .

 

وفي الوضع رقم 2 فيكون الصمام ص 1 في حالة توصيل ، فيكون الجانب الأسفل لملف الموجة القصيرة (مف 2) موصل للماس (للأرض) ، فيتكون بذلك نطاق الموجة القصيرة .

 

أما في الوضع رقم 3 يكون الملف 4 في حالة قصـر ويشكل الملفان 2 و 3 دائرة توالي . وفي هذه الحالة لا يكون لملف الموجة القصيرة (2) أي مفعول لإن حاثـيتها المغنطيسي ضعيف ، ويتكون بذلك نطاق الموجة المتوسطة.

 

 

 

 

……… والى اللقاء ……..

4

أسس هندسة كهربائية و الكترونية / دروس في الإليكترونيات-الدرس السابع عشر

« في: يناير 23, 2003, 01:35:34 مساءاً »

بسم الله الرحمن الرحيم

الرجاء الأنتظار حتى تـُـخل الرسمات

دروس في الإليكترونيات

الدرس السابع عشر

الاتصالات (1)

- الراديو (المذياع)

- الاستقبال الإذاعي

- المستقبل البسيط

- المستقبل الإذاعي المركب

إعادة ملخصة : المقاومة تحد من قوة التيار ،،،،، الجهد المتردد له موجات ،،،،، الصمام الثنائي ، يسري به التيار باتجاه واحد فقط ،،،،، المكثف يخزن الجهد(الطاقة) ،،،،، الملف يولد مغنطة طاقية ،،،،، والمحول يحول الجهد إلى الأعلى والى أسفل ،،،،، التقويم يحول الجهد المتردد إلى جهد مستمر،،،،، الترانزيستور - مفتاح أو مكبر،،،، طيف الترددات (درس 11) يشرح تحديد استعمال الترددات للموجات الكهرمغنطيسة ،،،،، يطبق الاتصال عن بـُعد بالإذاعة والاستقبال ،،،، ويمزج في الطرف الإذاعي مع الإشارة (موجات صوتية أو ضوئية) إشارة أخرى حاملة ،،،، وتذاع الإشارة (المركبة) عبر الهوائي كموجات كهرمغنطيسة ،،،،، وتعبر المسافات الطويلة بسرعة الضوء للطرف المستقبل(هذا الدرس) ،،،، فـَتـُـلـتقـط بهوائي المستقبل وتفـُـكك لتعود إلى موجات صوتية أو ضوئية لتصل الأذن أو العين ،،،،،،،،، تتغير السعة في التعديل السعوي(AM) (الموجات : الطويلة ، المتوسطة والقصيرة) ويتغير التردد في التعديل الترددي(FM)،،،،،



تعني علامة السهم إلى الأعلى (?) أنظر إلى .

الراديو (المذياع)

الاستقبال الإذاعي

المستقبل البسيط

لتسهيل فهم (تعـقد) العمل الوظيفي " للمستقبل المركب" (?1) (مستقبل السوبر هيتروداين) وهو الراديو المستعمل حاليا ، فيجب التعرف على "المستقبل البسيط" (?2) الذي يعطي نظرة العامة وسهلة للمكونات الأساسية في الاستقبال الإذاعي (السعني) . و"المستقبل البسيط" (?2) (? الرسم المستقبل البسيط) ، كما يدل الاسم ، كان بسيطا جدا في مكوناته أيضا ، ويشكل المبدأ الأساسي للراديو ، وكان يستعمل حتى الأربعينيات من القرن السابق . وأبسط تصميمات العناصر لمكونات "المستقبل البسيط" (?2) هم : هوائي ، محول ، مكثف متغير ، وصمام ثنائي ، بلوري( كريستال 1N34Aمثلا) وسماعة أذن . (? الرسم المستقبل البسيط)

وخاصة للأخوة الهواة بين القراء يعلم ما مدى فرحة النجاح عندما نستمع ولأول مرة لصوت يأتي من خمسة عناصر جمادية تم توصليها ببعضها البعض ، وهناك من قفز صارخا : وجدتها !! وجدتها !! وجدتها !! وهناك من غنى ورقص على الكراسي والمقاعد (مثلي حين ذاك) ، وهناك من خبر كل من التق له .

وتتلخص مكونات "المستقبل البسيط" (?2) بدارة " توليف" (?3) (Tuning) وهي في نفس الوقت دارة "ذبذبة" (?4) ( Tuned circuit) ، بالإضافة لصمام ثنائي " للكشف" (Demodulation) أي للتقويم . أما الفروق الوظيفية هي أن الإشارة الكهرومغنطيسية في "المستقبل البسيط" (?2) تـدخل عن طريق الهوائي مباشرة إلى دارة " الكشف " (? الرسم المستقبل البسيط) ، أي بدون أن تدخل "مرحلة مذبذب" إضافي ودون أن تدخل "مرحة المزج " (?5) لمزج تردد المذبذب بالتردد الداخل ليصلح "التردد المتوسط " (البيني) . كما هناك فروق وظيفية أخرى ستأتي لاحقا .

ويَـلتقط الهوائي مزيجا من الإشارات الكهرومغنطيسية من النطاق الجوي حوله ، ولذا يجب أن يكون في مدخل المستقبل مرحلة دخل تقوم بإبراز "منحنى طيف" (? الرسم المستقبل البسيط) التردد المطلوب للإذاعة المرغوب سماعها ، وإضعاف باقي الترددات للإذاعات الأخرى ، وهذه العملية تسمى " تـنـقـية" (Selection) وتقوم بها "دارة ذبذبة" (?4) (? الدرس 16 ) ، وتستعمل هنا تسمية "المـُـمرر أو المرشح المتغيـّر" (? المرشحات الدرس 16 ) التي تتكون في أبسطها من المكثف والملف .

أما عملية إعادة كسب إشارة المعلومات من الإشارة المعدلة (? الدرس 15 ) أي "الكشف" (أو التقويم) للإشارة المعدلة سعويا فيتم هنا بشكل بسيط ، حيث يتم من خلال الصمام الثنائي قطع الجزء الأعلى لموجات الإشارة المعدلة . وإذا تم توصيل هذا الجزء بسماعة (عالية المقاومة ، ذلك يحول دون كبت أو اضمحلال دارة الذبذبة) ،



 

المستقبل الإذاعي المركب

ولمن وضح له المبدأ الأساسي في "المستقبل البسيط" فلا يجد الصعوبات في فهم تعقيدات "المستقبل الإذاعي المركب" (Superheterodyn) ، لأن الاختلافات بين الجهازين تعتبر إضافات فقط .

 

وبعون الله سنقدم في هذا الدرس رسم مربعات لمراحله كاملا وللمقارنة لهذا الجهاز ، وسنعالج في الدروس القادمة كل مرحلة بتفاصيلها النظرية والعملية .
 

 

1 المستقبل المركب أو السوبر هيتروداين . (Superheterodyn) "الفعل المتغاير الفوقي" ، بالاختلاف عن أجهزة الاستقبال البسيطـة والتي يصعب فيها عملية التزامن بين مراحل التوليف ، و بالإضافة إلى محاولات تجنب الضجيج تم قبل 65 عاما تقريبا تصميم جهاز استقبال بنظام لم يزل يستعمل حتى يومنا هذا وهو نظام "المستقبل المركب " وهو انه يضاف ، أو " يحمل " إلى الترددات المستقبلة ترددات أخرى تولد من مذبذب في جهاز الاستقبال نفسه وتدخل كلتا الإشارتان إلى مرحلة المزج (مرحلة التردد المتوسط) وهناك ينتقى التردد المتوسط أي : التردد المتوسط = تردد المذبذب - الترددات المستقبلة . وبهذا الأسلوب تستسهل عملية الانتقاء وتكبير الإشارة بتردد متوسط ثابت ومنخفض .

من الموسوعة

2-المستقبل البسيط ، هو المستقبل دون مذبذب إضافي منه ، وبالتالي دون التردد المتوسط (البيني) وبالتالي دون مرحلة مزج ، ودون مراحل تجنب الضجيج وأبسط مكوناته : هوائي ، محول ، مكثف متغير ، وصمام ثنائي بلوري( كريستال) وسماعة. وبه يمكن استقبال أقرب الإذاعات التي تبث بالتعديل السعني(AM). وكان يستعمل حتى الأربعينات للفرن السابق وقبل التحديثات التي تمت ل- "المستقبل المركب " ?

3- التوليف ، تنقية تردد معـيّـن أو البحث اليدوي أو التلقائي عن تردد معـيّـن أو عن إذاعات معـيّـنة

4- دائرة ذبذبة ، دارة هزاز ، دارة طنين , دائرة تذبذب

5 - دائرة المزج، في "مستقبل المركب" يضاف ، أو " يركب" الى الترددات المستقبلة جويا ترددات اخرى تولد من مذبذب في جهاز الإستقبال نفسه وتدخل كلتا الإشارتان الى مرحلة المزج (مرحلة التردد المتوسط­ ) وهناك ينتقى التردد المتوسط أي : التردد المتوسط = تردد المذبذب - الترددت المستقبلة . وبهذا الاسلوب تتسهل عملية الانتقاء وتكبير اللإشارة بتردد متوسط ثابت ومنخفض .

5

أسس هندسة كهربائية و الكترونية / ترانزيستور القدرة power transistor

« في: يناير 16, 2003, 03:29:22 مساءاً »

الخميس، 16. كانون الثاني 2003 11:10
السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

الأخت الكريمة فيروز ،

ترانزيستور القدرة

ليس هناك أي اختلاف لسلوك الترانزيستورات العادية ( ترانزيستورات منخفضة الإشارة) وبين ترانزيستورات القدرة (power transistor ) ، ولكن الفرق يكمن في القدرة الكهربائية العالية وقدرة التبدد وقلة المقاومة الحرارية حوله.

الأحرف (A,B) في بداية التسمية تدل على العنصر الكيميائي المصنوع منه الترانزيستور (أنظر للجدول)  ، أما (AB) سويا أو مفردا أيضا ، أو © ، فتعني شوط الترانزيستور أو نقطة التشغيل في الدائرة وقد ذكر كلهما في الدروس ، ولكن نقطة التشغيل  لم يتعمق بها كافيا لأنها تحتاج لدرسا كاملا أو أثنين ، حيث تدخل في "تقنية الإشارة" وسوف ندخلها بتفاصيل أكثر(ورسمات توضيح)  ضمن مراحل الخرج للراديو والتلفزيون لاحقا إنشاء الله، وأرجو أن تستفيد ويكفيك التالي .


تحديد نقطة التشغيل أو الشوط
تساعد  نقطة التشغيل في الترانزيستور للوصول إلى الشكل المثالي لموجة الإشارة . تشكل في الترانزيستور جهود القاعدة - المشع وجهود المجمع - المشع  نقطة التشغيل للترانزيستور،  وتكون جهود المجمع - المشع فرق الجهد بين جهد التشغيل  وبين ما يقع من جهد في المقاومتان .  أي يكبر نصف الموجة فقط ، عندما تكون نقطة تشغيل  الترانزيستور بالضبط عند انطواء المنحنى الخاص له .


وفي نقطة التشغيل أحادية الشوط (A) ترسب نقطة التشغيل في وسط نطاق توجيه الإشارة.
وتستعمل في المكبرات أحادية الشوط ومكبرات تعاكس الشوط .

وفي نقطة التشغيل ثنائية الشوط (B) ترسب نقطة التشغيل في أسفل نهاية نطاق توجيه الإشارة .

وفي نقطة تشغيل ازدواج الشوط (AB) ترسب نقطة التشغيل في بالقرب من  وسط نطاق توجيه الإشارة ، وذلك خلال ضعف أو نقص التوجيه ، وخلال تقوية التوجيه تتحول نقطة  التشغيل إلى أسفل نهاية نطاق توجيه الإشارة .

وفي نقطة التشغيل ثلاثية الشوط © ترسب نقطة التشغيل في أسفل نهاية نطاق توجيه الإشارة أي في نطاق الحجز .

أما ما يخص (FET)

فهو أحادي القطبية (unipolar) ، والذي يسري به التيار خلال منطقة واحدة فقط كترانزيستور FET مثلا ، أي ترانزيستور تأثير المجال . ويتأثر فيه مجالا كهربائيا عن طريق قناة نصف موصلة للتيار .
و الترانزيستور "العادي"
  ترانزيستور ثنائي القطبية (bipolar) ، حيث يسري تيار الحمل خلال عدة مناطق  فيه .
وثنائي القطبية يتكون من ثلاثة طبقات تحد قريبا على بعضها البعض للمواد النصف ناقلة حيث إذا مر تيار في أحد هذه الطبقات فيأثر على الطبقة الأخرى .

جدول المعطيات البيانية للمكونات النصف موصلة
المعطيات البيانية الخاصة لتعريف خواص العناصر النصف موصله:
(التعريف الأوربي Pro Electron)
تُعريف العناصر الإلكترونية بحرفين وثلاثة  أرقام  : أول حرف (من اليسار) يعني المواد المصنوع منها العنصر  :
الحرف الأول :
=  Aمن مادة الجرمانيوم
B =  من مادة السليكون
C = من مادة جاليوم الزرنيخ , الخ ..
R = العناصر الضوئية ومولد الـدَوِيّ  (هول)
الحرف الثاني : يعرف عن الوظـيفة الرئيسية للعنصر :
A= الصمام الثنائي للإشارة الضعيفة ، تقويم   وتعشيق
B = الصمام الثنائي السعوي
C = ترانزيستور لترددات المنخفضة
D = ترانزيستور قدرة لترددات المنخفضة
E = ثنائي إزاكي , او الصمام الثنائي النفقي
F = ترانزيستور  للترددات العالية

G = صمام ثنائي للذبذبة  للترددات العالية
H = مسبار الـدَوِيّ ، (هول ) المجالي
L = ترانزيستور القدر للترددات العالية
N = رابط او قارن بصـري
P = الصمام الثنائي والمكونات الضوئية
Q = الصمام الثنائي الباعث للضوء
R = تيريستور
S = ترانزيستور التعشيق
T = تيريستور
U = ترانزيستور القدرة للتعشيق
X =  الصمام الثنائي للتضـاعف ( كاسكاد)
Y =  الصمام الثنائي للقدرة
Z = صمام الزينر

واسمحي لي أن أضع  ردي لكي على الصفحة الرئيسية ل- أسس هندسة كهربائية و الكترونية ليستفيد الآخرين أيضا .

أرجو أن أكون قد أفدك وإن ، لم يكن ذلك فأرجو التحديد الدقيق لم ينقصك ،  وتمنياتي لكي بالنجاح

محمد زكي

6

أسس هندسة كهربائية و الكترونية / دروس في الإليكترونيات-الدرس السادس عشر

« في: يناير 07, 2003, 03:44:27 مساءاً »

بسم الله الرحمن الرحيم

الرجاء الإنتظار حتى إدخال الصور

دروس في الإليكترونيات

الدرس السادس عشر

الدوائر الترددية ، تقنية الجهد المتردد

- دوائر ثنائية ورباعية القطبية

- الممانعة والجهد المتردد

- دوائر التوالي للمقاومة والمكثف

- دوائر التوالي للمقاومة والملف

رسمات :

- المرشحات

- دوائر التوالي للمقاومة والمكثف (معادلات)

- دوائر التوالي للمقاومة والمكثف (مثال)

- ملف بجهد متردد

إعادة مختصرة

إعادة ملخصة : المقاومة تحد من قوة التيار ،،،،، الجهد المتردد له موجات ،،،،، الصمام الثنائي ، يسري به التيار باتجاه واحد فقط ،،،،، المكثف يخزن الجهد(الطاقة) ،،،،، الملف يولد مغنطة طاقية ،،،،، والمحول يحول الجهد إلى الأعلى والى أسفل ،،،،، التقويم يحول الجهد المتردد إلى جهد مستمر،،،،، الترانزيستور - مفتاح أو مكبر،،،، تتغير السعة في التعديل السعني(AM) (الموجات : الطويلة ، المتوسطة والقصيرة) ويتغير التردد في التعديل الترددي(FM)،،،،،

الدوائر الترددية ، تقنية الجهد المتردد

دوائر ثنائية ورباعية القطبية

في الإليكترونيات تسمى مكونات الدوائر أو العناصر الكهربائية المفردة وحتى الدوائر الكاملة منها "دوائر ثنائية القطبية" و "دوائر رباعية القطبية". وسبب إطلاق هذه التسمية يعود لعدد الوصلات هذه المكونات ، التي تسمى أيضا أقطاب ، ومنها ما له قطبين وآخر أربعة أقطاب "دوائر رباعية القطبية" ، ولهذه التسمية فوائد كثيرة ، وذلك من ناحية الشرح الوظيفي والتقني العام ، بالإضافة للوظائف الحسابية والقياسات البحثية . ومن هذه الدوائر ما هو نشط وأخر غير نشط والفرق بينها هو أن الدائرة النشطة تتضمن دائما مصدرا لجهد .



وتتكون هذه من عناصر مقاومة آومية ، مثل المقاومة الآومية ومن عناصر مـُمانعة ، مثل المكثف أو ملف ، وبدوائر التوالي أو التوازي تأخذ "الدوائر ثنائية القطبية" وظائف عامة ومهمة تتقارن مع العناصر الكهربائية المعقدة . وإذا تضمنت الدائرة ملف ومكثف فتمسى أيضا "مذبذب" (دارة هزاز ، ، دارة طنين , دارة رنين) (سنعود لها لاحقا) ، التي تستغل في تقنية دائرة الإشارة (الاتصالات) ، وكأداة نشطة تتحكم بالتردد في المولدات .

الممانعة والجهد المتردد

عند توصيل المكثف بالجهد المتردد فيتم تبادل للقطبية وبذلك اتجاه التيار بين لوحتيه ، تارة موجب وتارة أخرى سالب . وإذا وصل المكثف أو الملف بإشارة جيب الزاوية (Sinus) فسيسري بهما تيار(أضعف) متردد بشكل جيب الزاوية ، وبذلك يشكلا المكثف والملف عناصر مقاومة في دائرة الجهد المتردد ، وهذه المقاومة تسمى المـُمانعة (Impedance/Reactance) . والمـُمانعة هي المقاومة في الملف أو المكثف (أنظر لدرس 6 و7) ، ولا تسمى مقاومة لأن لها خاصية تختلف عن المقاومة الآومية ، حيث أنها مقاومة ظاهرية (أي موهمة أي "خيالية" وغير آومية وطاقتها لا تعطي الطاقة العملية والفعلية مثل القدرة الواطية (لا ينتج من المـُمانعة المثالية قدرة إطلاقا ) ، وذلك بسبب التشحين والتفريغ للطاقة في العـناصر الترددية ، والتي تتبادل الطاقة مع المصدر باختلاف طور( وجه) الموجة ، وسنتعمق في تفاصيل هذا الاختلاف لحقا ، كما أنه من المهم هنا الذكر أن هذه المواد التعليمية تفرض معرفة الحسابات الهندسية وحسابات المؤشرات والجبر ، وسوف لا ندخل بجميع تفاصيلها ، ولكن سنضع أمثالا مفردة لحل هذا المسائل . المـُمانعة هي المقاومة الغير آومية وهي السعوية في المكثف ، والحثية في الملف ، وتسمى أيضا المفاعلة ، والمراكسة ، والمعاوقة (في مصر تمسى مراكسة و تحريضية) . وهناك من يفرق بين المـُمانعة والمفاعلة حيث تـُـنسب المـُمانعة للمقاومة الحثية في الملف ، وتـُـنسب المفاعلة للمقاومة السعوية في المكثف .

دوائر التوالي للمقاومة والمكثف

وهذا يعني أن المكثف يشكل مقاومة ( لحظية) في دوائر الجهد المتردد ، ويحتاج للقدرة لبناء الحقل الكهربائي به(التشحين) ، ثم يعيد المكثف نفس هذه القدرة إلى مصدر الجهد خلال استنفاذ حقله الكهربائي (التفريغ) ، وخلال وسط هذه الحالتين تكون قيمة القدرة (الواطية) صفر .



مثال :



ولفهم علاقة المكثف (وسلوكه) بالجهد المتردد يجب أخذ التالي بعين الاعتبار : أن المكثف هو عنصر يخزن الجهد ، ويشكل بمجرد توصيله بالجهد قصرا كهربائيا ، وفي حاله القصر تسري به القيمة القسوة للتيار ، وبمجرد ارتفاع الجهد يبدأ التيار بالانخفاض .

وإذا تأملنا هندسيا بدائرة فيها مقاومة ومكثف ( أنظر الرسم البياني للمؤشرات )، وتأملنا بسلوك الجهد والتيار فسنجد أن هناك فرقا في قطر الموجة بقدر 90 درجة ، كما أن معادلة المـُمانعة السعوية تثبت أن كلما أرتفع التردد كلما انخفضت المـُمانعة السعوية ، ولهذا السبب يستعمل المكثف كعنصر مؤثرا على التردد .



وتسمى هذه الطاقة المتبادلة ظاهرية - سعوية (غير واطية) بسبب المـُمانعة.

وترتفع "المـُمانعة السعوية" في المكثف كلما أنخفض التردد ، وكلما انخفضت سعة المكثف .يسبق تيار المكثف (التشحين والتفريغ) الجهد ب- 90 درجة طورا.

أنظر أيضا لمظاهرة افتعال تقليد التشحين والتفريغ في المقاومة والمكثف على الصفحة التالية :

 

http://www-es.fernuni-hagen.de/JAVA/RCircuit/

أو:

http://de.srd.yahoo.com/S=91673....tp

 

 

تجربة :

لو تم توصيل مصباح (4,5 فولت) بمصدر جهد مردد ، وضبط الجهد المفروض (ب- ,5فولت) ، فسيضيء المصباح بقيمة ضوء كافية ، ثم يوصل مكثف بسعة 8 مايكرو فراد ، وهذا يجعل قيمة الضوء الصادر من المصباح تنخفض وتحتاج الدائرة لجهد أكثر لتصل لنفس قيمة الضوء الكافية دون المكثف .

دوائر التوالي للمقاومة والملف

أما الملف فتزيد مقاومته في دوائر الجهد المتردد أكثر بكثير عن دوائر الجهد المستمر ، وكالمكثف يحتاج الملف أيضا للقدرة لبناء الحقل المغنطيسي (التشحين) ، وكالمكثف يعيد الملف هذه القدرة إلى مصدر الجهد خلال استنفاذ حقله المغنطيسي (التفريغ) ، وخلال وسط هذه الحالتين تكون قيمة القدرة (الواطية) أيضا صفر .



إن دوائر التوالي للمقاومة والملف لها نفس الخصائص التي تتميز بها دوائر التوالي للمقاومة والمكثف ، حيث يمر في الدائرة التيار واحد ، وفي دائرة مقاومة وملف يكون هناك تساويا بطور الموجة (الوجه) بين جهد المصدر وجهد المقاومة ، ولكن الاختلاف بطور الموجة يتكون بين الجهد الجزئي للملف وبين التيار . وهنا يسبق الجهد التيار ب 90 درجة .

7

أسس هندسة كهربائية و الكترونية / اعتذار لعدم الرد

« في: ديسمبر 15, 2002, 03:03:49 مساءاً »

الاحد، 15. كانون الاول 2002 ، 10:40

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

اعتذار لعدم الرد

الأخ الكريم احمد الفارس ، وللجميع  ، أرجو قبول اعتذاري على التأخير  وربما على عدم الرد أحيانا (ولا أقصد بالسهو) ، ليس المقصود هنا بالتجاهل طارح التعليق أو التعليق نفسه ، ولا لأنني لا أرغب بالإجابة ، ولكن عامل الوقت مهم ومحدد ، وعند الانشغال بالأعمال تأتي الأولوية الأولى لمَ كان مخططا وجديدا ، فإذا بقي شيئا من الوقت فأحاول التعقيب عليها .

ومعظم الأسئلة والاستفسارات ، والتعليقات الموجهة لي  تمس أو تكون تكرارا لمَ أدرج في دروس الإليكترونيات ، أو تأتي  لأن القارئ لم يستوعب ( لسبب أو آخر) مادة الدرس .

أن دروس الإلكترونات قد وضعت بمنهج(مدرسي) منظم يشمل معظم الأسس الضرورية للطالب والمختص والفني  وللهاوي أيضا ، كما أن هناك بعض النقاط القليلة التي استثنيت قصدا ، وهي تشمل التعمق في مواضيع نادرا ما يحتاج لها المطبق من الفئات المذكورة أعلاه ، وأمثال لهذه المواضيع الخصائص الحسابية للموجات "رسمات الخطوط البيانية" للملفات والمكثفات ، كثيرا من خصائص المغنطة وغيره  …  وستدخل هذه المواضيع مستقبلا وفي إطار خاص .      

أرجو قبول اعتذاري ، كما أرجو تفهمه .

وهناك سؤال لم يوجه  لي ولكنه مهم جدا  حول "المكبر التشغيل" ولم يكن في مقدرتي التعقيب علية ، والحمد لله قد قام غيري بذلك ، وأود الإعلام بأنه سيعالج مفصلا ضمن الدرس الثاني والعشرين !!!      

الأخ الكريم احمد الفارس
-  سؤالك  (الأول والثاني) حول اتجاه التيار قد أجبت علية وافيا في مقالة "إلى أين يتجه التيار" ، وقد أخبرتك كما وعدتك عن طريق الإيميل .

ثم سؤالك حول "تربط سعة المكثف بالجهد الكهربائي"  تجد الجواب علية في المعادلة الحسابية للمكثف (درس 6 ) .
- سؤالك حول "ان التيار يبقى ثابتا ولا يتغير إذا عبر من خلال عدة مقاومات موصولة على التوالي" … "انه تتغير قيمته وذلك عند عبوره المقاومة"
(ذكر في الدرس 2)  ذلك صحيح إذا قصدت التيار في دائرة التوالي ، ودائرة التوالي هي أكثر من مقاومة واحدة(بصرف النظر عن مصدر الجهد ، وجهاز القياس الذين يحتويا وفي الغالب على مقاومة داخلية عالية ) ، فرغم اختلاف قيمة المقاومات في  دائرة التوالي  وحسب آوم يبقى التيار واحد . أما إذا قصدت الجهد المقسم على المقاومات المتعددة أو ما يسمى ب- "انحدار الجهد" (وقد ذكر أيضا  في الدرس 2) فهو يقسم بحسب قيمة المقاومة المفردة .      
 
- سؤالك حول "موضوع الترددات المنخفضة والعالية" … "اريد ان اكبر صوتي عن طريق المكبر الخاص بالصوت " … "هل سوف يزيد عدد الترددات"

موضوع التردد عامة ، والتردد العالي والمنخفض قد تم علاجه (الدروس 11 و 16) ، وعلى ما يبدو أنك أسأت فهم ما ورد في درس "التعديل" (درس 15) وبالأخص ما ورد حول تعديل إشارة منخفضة بإشارة أخرى بتردد عالي (20 كيلو هرتز مثلا) ، فأرجو منك المراجعة والتمعن ، وإشارة صوتك تعد خليط من ترددات كثيرة منخفضة  يشمل نطاق الترددات سمعية للإذن البشرية (ومن 20 هرتز حتى 20 كيلو هرتز) وتكبير الصوت يعد تكبيرا لجهد الإشارة .

أرجو تقبل اعتذاري مرة أخرى  
ولكم الشكر

8

أسس هندسة كهربائية و الكترونية / دروس في الإليكترونيات - الدرس الخامس عشر

« في: ديسمبر 12, 2002, 05:57:16 مساءاً »

بسم الله الرحمن الرحيم
!!!!!!!!! الرجاء الإنتظار حتى يم إدخال الرسمات !!!!!!!!!!!!!!!!!!
Please wait until the graphic insert !!!!!!!!!!!!!!!!!!!

دروس في الإليكترونيات

الدرس الخامس عشر

الاتصالات (1)

- التعديل السعوي

- الإرسال بالتعديل السعوي

- التعديل الترددي

- مبدأ الإرسال بالتعديل الترددي

- مبدأ الاستقبال بالتعديل الترددي

- أشكال التعديل المختلفة

 

إعادة ملخصة : المقاومة تحد من قوة التيار ،،،،، الجهد المتردد له موجات ،،،،، الصمام الثنائي ، يسري به التيار باتجاه واحد فقط ،،،،، المكثف يخزن الجهد(الطاقة) ،،،،، الملف يولد مغنطة طاقية ،،،،، والمحول يحول الجهد إلى الأعلى والى أسفل ،،،،، التقويم يحول الجهد المتردد إلى جهد مستمر،،،،، الترانزيستور - مفتاح أو مكبر،،،، طيف الترددات (درس 11) يشرح تحديد استعمال الترددات للموجات الكهرومغناطيسية .

 

في هذه الحصة ستتطرق إلى مبادئ الاستقبال والإذاعة للموجات الكهرومغناطيسية وفي هذا الإطار سوف نعالج الدوائر الكهربائية اللازمة كاملا ، بما فيها دوائر الترددات العالية والمنخفضة (السمعية) كما ستلحق جميع الدوائر الذي يحتاجها جهاز الاستقبال وجهاز الإرسال ، وسيتم تجزئة المادة التعليمية إلى عدة دروس وستتداخل المعلومات الضرورية التي ستكون مكملة لما درسناه حتى الآن .

بالنسبة للاتصالات فيختصر الإرسال على المبدأ الأساسي فقط ، لأن تجارب الإرسال ، أولا "الغير قانوني" ستؤدي لعواقب غير حميدة (باختلافها في العالم العربي) ، وثانيا الجانب الخطير للإرسال الذي يأتي بالكوارث . وللذين لا يكتفوا بهذه المعلومات فهناك مواقع متخصصة له.

نقل المعلومات عبر الموجات الكهرومغناطيسية

تستغل الموجات الكهرومغناطيسية (المعدلة) لبث واستقبال الأخبار في التقنيات الإذاعية

التعديل



 
ما هو المقصود بالتعديل ؟ التعديل ( Modulation ) هو تشكيل الموجة ، أي يغيّر أو يكوّن شكلها ، وكذلك يتم تشكيل(تعديل) الموجات .




 

ولو "عدلنا" إلى جهد إشارة 1 بشكل جيب الزاوية وبتردد منخفض(1 كيلوهرتز) بإشارة ترددها (20 كيلو هرتز) فتسبح إشارة 2 للتردد العالي داخل الإشارة 1 بالتردد المنخفض وبذلك يتغير شكلها . والذي يحدث إلكترونيا هو أن إشارتين يختلف فيهن التردد ، يُمزجا خلال صمام ثنائي ويخرجا كموجة معدلة ، تتغيرّ(تتعدل) سعة التردد العالي فيها بإقطاع جهد التردد المنخفض. والتعديل يحتاج إلى عنصر كهربائي يكون منحناه ملتوي (أنظر درس8) .

والسعة( Amplitude) هي مدى تحجم الموجة ، والسعة هي التي تتغير لذلك يسمى هذا النوع من التعديل "التعديل السعوي" (Amplitude modulation) . ويرتفع الصوت في إشارة المعلومات (منخفضة التردد) بتغيّر ( أو تأرجح ، أو تمايل) أشارة التردد العالي.

الأساس المبدئي للتعديل السعوي



 

 

وتعتبر "درجة التعديل" هي المقاس للتعريف حـجم التمغط الأقصى لموجات المعدلة سعويا

نسبة للإشارة الحاملة :



 

القيمة العظمى لجهد إشارة المعلومات

القيمة العظمى لجهد الإشارة حاملة

وتشكل الإشارة ذو التردد العالي كإشارة حاملة

--------

 

التعديل الترددي

أن إذاعة الموجات الكهرومغناطيسية جويا بالتعديل السعوي ، مثل الموجة الطويلة ، المتوسطة والقصيرة ، لها بعض النواقص في جودتها خلال الاستقبال : تشويه ، جهود إزعاج تداخلية ، أو شرارات فدح ، فمن ناحية جودة الاستقبال فإن التعديل الترددي (FM) هو أحسن بكثير ، حيث تتعدل إشارة التردد العالي بإيقاع الإشارة المنخفضة للمعلومات وذلك تردديا ، أما السعة فلا تتغير.

التعديل الترددي (FM)




ومبدئيا يتم التعديل الترددي (frequency modulation FM) بدائرة مذبذب مكون من ملف ومكثف متغيّر ، ويمكن تغيير (التعديل) ذبذبة التردد بتغيير قيمة الملف والمكثف. وأبسط إمكانيات التعديل الترددي هي استعمال لاقط (مكرفون) كثائفي (أنظر مبدأ الإرسال بالتعديل الترددي) ، حيث أن الصوت هو الذي يغير الكثافة به وبذلك يتغير تجاوب أو توليف التردد(Resonance ) في دارة الرنين . وهناك أيضا إمكانية التعديل بالصمام الثنائي الكثائـفي .

 




 

أما المبدأ البسيط لاستقبال للتعديل الترددي :




 

فيتم التقاط إشارة التردد العالي بالهوائي عن طريق المكثف (1) ثم تدخل الإشارة عبر الصمام الثنائي لكي يتم تقويمها أو كشفها . وفي حالة ارتفاع التردد للإشارة السمعية (التردد المنخفض أو إشارة المعلومات)، تقل مقاومة المكثف (2) فيرتفع الجهد وبذلك الصوت في السماعة ، وفي حالة انخفاض التردد للإشارة السمعية ، فترتفع مقاومة المكثف فينخفض الجهد وبذلك الصوت في السماعة .

ولتعريف كثافة الإشارة المعدلة تردديا تستعمل معادلة دليل التعديل :




 

دليل التعديل، في التعديل الترددي ( FM ) هي قياس لعلاقة تأرجح التردد بتردد المعلومات . ويقاس فيه كثافة إشارة معدلة بتردد

 

 

 

وهناك أنواع أخرى من التعديل :

التعديل الطوري PM( Phase Modulation ) ، يغيّر فيها ذاويات طور الذبذبات الحاملة عالية التردد .

التعديل بنبضات السعة PAM ) Pulse Amplitude Modulation ) ، أي تكون بشكل نبضات والنبضات يكون لها سعة جيبيه .

التعديل بتغيّر عرض النبضات PDM )Pulse Duration Modulation) ، أي شكل النبضات يتغيّر في عرضها ولكن متساوية في سعتها .

التعديل بنبضات الشفرة PCM )Pulse Code Modulation) ، يتم فيه قلب النبضات الحاملة والمعدلة سعوياً إلى نبضات رقمية ، أي صفر وواحد .

 

نطاقات التردد ، الرديو :

- الموجة الفوق قصيرة ( FM ) أو التعديل الترددي (ت ت)

من 87,5 ميجا هرتز- 104 ميجا هرتز

- الموجة القصيرة من 5,95 ميجا هرتز- 21,75 ميجا هرتز .

- الموجة المتوسطة من 510 كلو هرتز - 1605 كيلو هرتز .

- الموجة الطويلة من 150 كيلو هرتز - 285 كيلو هرتز .

التلفزيون ( الاستقبال عن طريق الهوائي )

- التردد العالي جداًً ( VHF ) من 47 ميجا هرتز - 230 ميجا هرتز .

- التردد فوق العالي ( UHF ) من 470 ميجا هرتز - 862 ميجا هرتز .

 

والى اللقاء في الدرس التالي

محمد زكي (عنتر)

9

أسس هندسة كهربائية و الكترونية / جدول فهرسة الدروس

« في: ديسمبر 10, 2002, 02:33:26 مساءاً »

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته ، وكل عام وأنتم بخير
هذا جدول فهرسة الدروس معد ببرنامج وارد

دروس في الإليكترونيات
جدول المواضيع والرسمات والمصطلحا

محمد زكي (عنتر)

آسف لم أستطع إدخال الجدول ، وقد بعثته علن طريق الهوتميل وسينشر قريبا إنشاء الله

ولكم المصطلحات والرسمات أبجديا حتى يتم نشر الجدول كاملا

المصطلحات - أبجديا    رقم الدرس   الرسامات- أبجديا  رقم الدرس
إ قران تعاكسي   12   TDA 4600   14
إ قران موازي   12   أشكال الجهد   5
أحادي القطبية   9   أشكال الجهد   5
أحادية القطبية   8   الأقران بأشكاله    12
أحادية القطبية     9   الألوان ومعناها   4
إشارة المعلومات   15   الاجتياز الإيجابي - السلبي   8
إقران ربطي   12   التحكم التلقائي   12
أمبير   1   التحكم بالتغذية (رسم مربعات)   14
أمبير   1   الترانزيستور - ثنائي القطبية    9
أنواع الثنائي المصدر للضوء   8   الترانزيستور (بعض الأشكال)   9
أنواع المحولات   7   الترانزيستور (تعريف المتسميات)   9
أوم    1   الترانزيستور (دارة مفتاح)   9
استجما (اللانقطية)   5   الترانزيستور (دارة مكبر)   9
الإشارة المعدلة   15   التعديل   15
الإشارة حاملة   15   التعديل الترددي
   15
الأقران بأشكاله   12   التعديل الترددي - الإرسال مبدئيا   15
الألمنيوم   8   التعديل الترددي - الاستقبال مبدئيا   15
الأوسيلوسكوب   5   التعديل السعوي- مبدئيا   15
الاجتياز إيجابي - سلبي   9   التقويم (القنطرة)   10
الاجتياز الإيجابي - السلبي   8   التقويم والسهمدة    10
الاختراق والتحويل   14   التقويم(بثنائيين)   10
البورون   8   التقويم(نصف الموجة)   10
التحكم التلقائي   12   الثنائي المصدر للضوء    8
التحكم بالتغذية   14   الحد الأسفل لتردد   11
التدفق المغناطيسي   7   الدائرة المختلطة   4
الترانزيستور   9   الفانوس والبطارية   1
الترانزيستور (أشكال بنائه)   9   الكمون بين الصفائح   6
الترانزيستورات ثنائية القطبية   9   المحوّل   7
التردد   5   المكثف - علامات تخطيطية   6
التردد والتناوب   5   المكثف - معادلة حسابية   6
التعديل   15   المكثف (العلامات)   6
التعديل الترددي   15   المكثف مبدئيا    6
التعديل الترددي - الإرسال مبدئيا   15   المكثف(الحقل الكهربائي)   6
التعديل الترددي - الاستقبال مبدئيا   15   الملف   7
التعديل السعوي   15   الهويس   9
التقويم   10   جدول المقاييس والأحجام الدولية   4
التناوب والتردد   5   جدول معطيات الدوائر(مكبرات) الترانزيستور الأساسية    13
التنقيط    8   جيب الزاوية    5
التوالي والتوازي   3   حساب المكثف -معادلة   6
التوالي والتوازي   4   دائرة القاعدة   13
التوصيل (مستوى التوصيل ، أو فاعلية التوصيل)   13   دائرة المجمع   13
التيار الكهربائي   1   دائرة المشع   13
الثقوب   8   دارات التوازي   3
الثنائي المصدر للضوء    8   دارة كهربائية بسيطة   1
الثنائي المصدر للضوء   8   دارة كهربائية بسيطة   2
الثورة الإليكترونيات   8   درجة التعديل - معادلة    15
الجاليوم   8   دليل التعديل - معادلة    15
الجرمانيوم     8   دوائر مكبرة (مداخل ومخارج)   13
الجهد التموجي   10   دورة الموجة   5
الجهد المتردد   10   راسم الإشارة (أيكون)   5
الجهد المستمر   10   راسم الإشارة (مربعات)   5
الحد الأسفل لتردد   11   علامات تخطيطية للمكثف   6
الحد الأعلى للتردد   11   كمون الشحنات   1
الحساس   12   كمون موصلين   6
الدارة والدئرة   3   معادلات التوازي   3
السعة   5   معادلة آوم   2
السليكون   8   معادلة التردد   11
السهمدة   10   معادلة التوالي    2
السينوس   10   مكبر الجهد المتردد   11
الشحنة   6   منحنى الصمام الثنائي   8
الصمام الثـنائي   8   وحدات التغذية مبدأ القطع والتحويل (رسم مربعات)   14
الطنين   7   وحدة التغذية (رسم مربعات)   14
العامل الحراري السالب الخاص بالمقاومة   8   وحدة تغذية تعشيقية كاملة (TV)
   14
العامل الحراري الموجب الخاص بالمقاومة   8      
العناصر (الكيميائية)  النصف موصلة   8      
العناصر السطحية(SMD)   4      
العناصر المتأثرة بالتردد   4      
الفًرْضي   12      
الفولت متر   1      
الفولت متر   10      
الفيض المغناطيسي   7      
القدرات   4      
القدرة الكهربائية   1      
القنطرة    10      
القيمة الفعالة للجهد   10      
الكثافة   6      
الكهرومغناطيسية   7      
المبدأ الأساسي للتحكم   14      
المتردد   5      
المجال المغناطيسي   7      
المُحْـكم   12      
المحول   7      
المحولات المؤمنة   7      
المُرحّل   7      
المرشّح   7      
المرشّحات   7      
المصطلحات   13      
المصعد (أنود)   8      
المعادلة الآومية   2      
المعاوقة   13      
المقارن   12      
المقاييس المتحركة (الديناميكية) للترانزيستور   13      
المقاييس والأحجام   4      
المكبر السمعي   11      
المكثف   6      
المكثف التشحين   10      
المكثف الغرواني   10      
المكثف القطبي   10      
المكثف الكوبي   10      
المُلاءُمة   11      
المُلاءُمة   13      
الملائمة   4      
المُمرر   11      
المنفذ   12      
المهبط (كاتود)   8      
الموجات الكهرومغناطيسية - نقل   15      
الموصلة ، النصف موصلة ،  والعازلة   8      
الموضع   12      
المولدات   7      
الهويس   9      
الوحدات التي تعمل بالضخ   14      
الوسط حسابي للجهد   10      
انحدارا الجهد   2      
انطواء المنحنى للثنائي   8      
تبادل  القطبية   7      
تخزين الطاقة   6      
ترانزيستور تأثير المجال   9      
ترانزيستور كمفتاح   9      
ترانزيستور كمكبر   9      
تسلا   7      
تُعريف الأحرف للعناصر الإلكترونية   11      
تعريف المتسميات في الترانزيستور   9      
تقنية الرقميات   9      
تناوب الجهد   10      
تناوب القطبية   5      
تنظيم ثبات التغذية   14      
تنظيم ثبات قيمة الجهد والتيار   14      
تنعيم الجهد   10      
تـنـقيط   8      
ثنائي التعـشيق   8      
ثنائي القدرة العالية   8      
ثنائي زينر   8      
ثنائي شوتكي   8      
ثنائي عام   8      
ثنائي نفـقي   8      
ثنائية القطبية   8      
ثنائية القطبية   9      
جاذبية وتنافر   1      
جاذبية وتنافر   6      
جدول المعطيات البيانية للمكونات النصف موصلة   11      
جرمانيوم   9      
جهد الطنين   10      
جيب الزاوية   5      
جيب الزاوية   10      
حدة الصورة   5      
دائرة القاعدة   13      
دائرة المجمع   13      
دائرة المشع   13      
دارات التوازي   3      
دارات التوالي   2      
دارة طنين   7      
دارلنتون   9      
درجة التعديل   15      
درجة الكفاءة   10      
دوائر وقائية   14      
دورة الموجه   5      
ذرات السليكون   8      
راسم الإشارة (استمعمال)   5      
سليكون   9      
سهمدة وتنعيم   14      
شبكة الكهرباء العامة   10      
شبكة مقاومات   4      
صمام   9      
ضبط نقطة التشغيل   11      
طنين الجهد   10      
عامل تكبير التيار   9      
عامل تكبير التيار القصري   11      
عامل تكبير الجهد- معادلة   11      
عامل تكبير الجهدالمستمر   11      
فراد   6      
فراداي   6      
فولت   1      
فولتا   1      
قاعدة   9      
قانون آوم   3      
قنطرة التقويم   10      
قنطرة التقويم   10      
قوة المجال المغناطيسي   7      
قيمة المقاومة في  للمساحة للمعادن   8      
قيمة الوسط   5      
كلفين   8      
للمُرحّلات   7      
مبدأ القطع والتحويل   14      
مجزئ التيار   3      
مجزأ الجهد   2      
مجزئ الجهد المحمل   4      
مجزئ الجهد المحمل   4      
مجمع   9      
مخزن الجهد   10      
مدخل ومخرج الملف   7      
مراحل تغذية منظمة   12      
مشع   9      
مصدر الجهد   3      
معادلات   2      
معيّـر مقاومة   3      
مفاتيح منطقية رقمية   9      
مفتاح    9      
مفتاح / صمام أمان   14      
مفتاح القدح   5      
مقاومة الحمل   10      
مقاومة القصر للمدخل   11      
مقاومة المجمع   11      
مقاومة المشع   11      
مقاومة دون حدود   7      
مكبر الجهد المتردد   11      
مكبر الحزمة العريضة   11      
مكبر محدد التردد   11      
مكبرات تعشيق   11      
مكبرات جهد متردد   11      
مكبرات جهد مستمر   11      
مكبرات قدرة   11      
ملف   7      
مُمرر الترددات العالية   11      
مُمرر الترددات المنخفضة   11      
منحنى الصمام الثنائي   8      
مُواءمة (مُلاءُمة)   11      
موصل وعازل   7      
نصف الموجة   10      
نقطة التجميد المطلقة   8      
نقطة التشغيل   11      
هرتز   5      
هنري   7      
واط   1      
والأحجام والمقاييس   4      
وحدات التـغـذية   10      
وحدات التغذية التعشيقية   14      
وحدات القياس    1

10

أسس هندسة كهربائية و الكترونية / إلى أين يتجه التيار

« في: نوفمبر 19, 2002, 06:26:41 مساءاً »

اتجاه التيار - يسري من سالب إلى الموجب ؟

 

اتجاه التيار - هل يسري من سالب إلى الموجب أو العكس ؟

بعد العديد من الرسائل حول موضوع (اتجاه التيار) سنحاول ، وبعون اله ، شرح وسرد ما توصل له علم الإليكترونيات من توضيح ، أو ربما عدم توضيح هذا الموضوع ؟

هناك ظروف كثيرة يتعرض لها المختص تفرض عليه معرفة ، أ و تحديد بيقين ، إلى أين يتجه التيار ؟

ويواجه المختص خلال ممارساته العملية (الغير بحثية) فروضا تجلب له الكوارث مختلفة المدى إذا لم يتقيد بالقطبية والاتجاه . خاصة من خلال التعامل مع الجهود المستمرة والحقول المغناطيسية ، ومحركات الجهد المستمر ، والعناصر القطبية ، مثل الترانزيستور، بأقطابه الثلاثة ، المكثف القطبي ، والصمام الثنائي ، الذي يسري به التيار باتجاه واحد .

والثابت الآن علميا هو "أن الحركة الموجهة أو التنقل الموجه للشحنات يسمى تيار كهربائي" .

وأن التيار الكهربائي يسري من نقطة مرتفعة (فرق) الكمون إلى نقطة يكون فيها (فرق) الكمون منخفضا ، وبأن للتيار الكهربائي اتجاه ، فذلك ثابت أيضا علميا.

والتحديد بأن للتيار اتجاه ، فقد توصل له العلم منذ بداية القرن الثامن عشر، ولكن لم يعرف بعد، إلى أين يتجه ، كما أن مراقبته مستحيلة ، وبما أن التيار لم يظهر للعين المجردة كمادة تتحرك من نقطة إلى أخرى .

وقد تقدم علم الكهرباء كثيرا منذ بداية القرن الثامن عشر حين أتستطاع الإنسان أن ينتج افياض دائمة للشحنات ، وبكميات كافية ، وذلك يرجع إلى تجارب ما يسمى ب "أعمدة فولتا" التي قام بها العالمان الإيطاليان فولتا وجالفاني .

وقام العالم الألماني أورشتيد ( C. Oerstedt ) عام 1820 بإثبات ، ب "أن الشحنات تتحرك" ، وأن التحرك مصاحب بمجال مغناطيسي . ولم يذكر أورشتيد حين ذاك مصطلح "التيار الكهربائي" بعد ، ولا عن اتجاهه ، بل تحدث عن "أزمة كهربائية" تدفع الإبرة المغناطيسية لتحرك ، وكان التصور حين ذاك بأن "الكهرباء الموجبة" و "الكهرباء السالبة" يلتقيان في السلك الموصل وينتج عن ذلك ، كما ذكر أورشتيد ، حرارة ، ظواهر مغنطة ، وظواهر ضوئية".

ثم جاء العالم الفرنسي أمبير( 22/1/1775ــ 10/6/1836) ، وأدخل مصطلح التيار الكهربائي الذي يستعمل حتى الآن ، وقد حدد اتجاهه (عشوائيا) واستنادا لجهاز تحليل الماء (إلكتروليز) . وتم التحديد "بأنه من سلك الأكسجين إلى سلك الهيدروجين" ، ولم يعلم أمبير ، حين ذاك أن القشريات (الحرة) للذرة التي تحوم حول النواة ، أي الإليكترونات الحرة هي وحدها التي تخترق الأيونات المتجمعة والمتماسكة في المعادن) ..

وحتى بداية القرن التاسع عشر لم يكن يعرف بعد ، ما هي المسببات الحقيقية للتيار .

والمعروف علميا أن للمجال الكهربائي "الهادئ" ( ساكن ودون حركة) لا يتأثر من المجال المغناطيسي ، ولكنه ينفعل ويتفاعل مع الشحنات الكهربائية المتحركة . وذلك ما حددته نظرية عالم الفيزياء الهولندي هيندريك لورنس (1853-1928) (أنظر تجربة لورنس) ، وقد سمي الاكتشاف ب-"قوة لورنس" ، وهي القوة التي تتفاعل عموديا لحركة الإليكترونات وعموديا للخطوط المغناطيسية .

وقد حدد "فيض الأيونات الموجبة كاتجاه للتيار". وتم اعتناق ذلك كتعريف ، من حقل "الإليكتروستاتيك" حين ذاك (أي حقل الكهروصوتية) ، اعتقادا بأن نقل الشحنات يتم عن طريق الجزيئات الموجبة ، وقبل أي سابق معرفة عن الإليكترونات ولا عن بنائها وهيكلها (مثل نموذج بور لهيكل الذرة) ، وقبل الاكتشاف بأن الإليكترونات (السالبة) هي التي تتحرك في الموصلات المعدنية ، وأن تنقل الفيض الكهربائي لا يتم إلا عن طريق ما يسمى "بالإليكترونات الحرة" والتي تتنقل من ذرة إلى أخرى خلال الموصل المعدني ، وهذا الإليكترونات هي الناقل الحقيقي للتيار ، مثل لأسلاك النحاسية مثلا ، وبأن البروتونات الموجبة تتماسك مع الذرات خلال التجمع الصلب للمعادن الموصلة ، وبعبارة أخرى كان ذلك تبنيا وليس مثبتا علميا ، وقد سمي الاتجاه المعتنق ب- "الاتجاه التقني " ، بعكس اتجاه الإليكترونات الحقيقي ب- "الاتجاه الفيزيائي" أو "اتجاه الإليكترونات" .



وهنا يجب الذكر بأن الشحنات الموجبة تتنقل أيضا وذلك في بعض المواد مثل السوائل العازلة والمواد النصف موصلة . وداخليا من خلال مصادر مولدة للجهد تنتقل الشحنات (الأيونات) الموجبة من القطب الموجب إلى القطب السالب ، وخارجيا تنتقل الإليكترونات من القطب السالب إلى القطب الموجب .

تجارب حول الموضوع

تحديد اتجاه التيار بالتفاعل الكيميائي - كهربائي

يمكن تحديد اتجاه التيار الكهربائي بوسيلة التحليل (إلكتروليز) لسوائل خليط الماء مع الحوامض والأملاح والقلويات ، حيث تبدأ عملية تحليل (تفكيك) بمجرد توصيل جهد كهربائي فتجتمع الشحنات السالبة حول القطب الموجب وتجتمع الشحنات الموجبة حول القطب السالب .



تجربه مقتبسة لنظرية "قوة لورنس" :

http://home.a-city.de/walter.fendt/phys/lorentzkraft.htm

ترجمة الأوامر في صفحة "قوة لورنس"

Ein/Aus = وقف وتشغيل

Umpolen = تبديل القطبية

Magnet umdrehen = تغيير قطبية المغناطيس

 

تجربة كهربائية لتحديد اتجاه التيار (1)

لو علق حزام من ورق الألمنيوم أفقيا و تم توصيله بجهد كهربائي منخفض (بتيار عالي بعض الشيء) فسوف ينحني جانبا ، ولو تم تغير قطبية التيار(أي اتجاه التيار) فسينحني الحزام إلى الجانب الآخر .

تجربة كهربائية لتحديد اتجاه التيار (2)

تحديد اتجاه التيار كهربائيا

رغم أنه لا يمكن رؤية سيران الشحنات ، فهذه التجربة تثبت أن للتيار اتجاه ، كما تشكل هذه التجربة المبدأ البسيط للمحرك الكهربائي ، وتحتاج التجربة العناصر التالية :

 

- بطارية 1,5 فولت كبيرة الحجم (أو بطارية 4,5 فولت)

- سلك نحاسي (متر أو نصف متر ، وبقطر 0,5 حتى 0,8 ميلي متر) وليس مهم إذا كان معزولا أو لا .

- بوصلة

- وورق لاصق (لتثبيت السلك على الطاولة)

وتوضع البوصلة على الطاولة دون أن يكون حولها أي مغنطة أو مواد مثيرة للمغنطة مثل الحديد ويجب الانتظار حتى يهدأ عقرب البوصلة من الحركة ويستقر على الاتجاه الشمالي - جنوبي ، ثم يلصق السلك ويثبت على الطاولة فوق أو تحت البوصلة (كما هو ظاهر في الشكل )وبالاتجاه الموازي لعقرب البوصلة ، ثم يتم توصيل نهايات السلك بأقطاب البطارية ثم يتم تبديل الأقطاب وخلال ذلك مراقبة عقرب البوصلة .



ملاحظة :

يجب أن لا يمتد التوصيل إلى أكثر من ثواني لأن مقاومة السلك ضئيلة جدا ويشكل السلك كمستهلك وبذلك تكوّن هذه الدارة الكهربائية ما يشبه القصر حيث يسخن السلك وتتفرغ البطارية من الجهد خلال دقائق معدودة .

 

والى لقاء آخر

محمد زكي (عنتر

11

أسس هندسة كهربائية و الكترونية / دروس في الإليكترونيات- الدرس الرابع عشر

« في: سبتمبر 23, 2002, 05:17:04 مساءاً »

بسم الله الرحمن الرحيم

 

كلمة قصيرة حول الدروس - الدرس الأخير قبل الاستراحة

استنادا لمراقبة زوار الدروس (القسم الكبير زارها من البداية وحتى أخر درس) ، كما أن المادة العلمية التي قدمت خلال شهرين تكفي لأكثر من عشرة شهور دراسية ، لذلك نقترح استراحة لأتاحه المجال للدراسة المعمقة أكثر وللإعدادات إذا كانت هناك حاجة . وبعون اله نلتقي قريبا في مواضيع مهمة أخرى مثل الاتصالات والصيانة ، الراديو ، التلفزيون ، المسجلات بأنواعها بما فيها ترانزستورات أحادي القطبية( FETs) ذو تأثير المجال …… فإلى قريبا إنشاء الله .

الرجاء الإنتظار حتى يتم إدخال الرسمات !

دروس في الإليكترونيات

الدرس الرابع عشر

- وحدات التغذية التعشيقية

- التحكم بالتغذية

- تنظيم ثبات التغذية

 

معظم الأجهزة الإليكترونية تحتاج للجهد المستمر ، وذلك بخلاف الجهد المستمر في شبكة الكهرباء العامة ، وما عدة الأجهزة المشغلة بالبطاريات فقط ، تحتاج جميع الأجهزة الإليكترونية إلى وحدات تغذية. وتصمم هذه الوحدات بالمكونات التالية على التوالي :

- أداة حماية من الاجتياز ، أي صمام للأمان أو "مفتاح أمان"(1)

- تحويل الجهد إلى القيمة اللازمة

- تقويم الجهد ليصبح مستمر

- سهمدة وتنعيم (إذا كان ضروري) لتموجات الجهد

- تنظيم ثبات قيمة الجهد والتيار (إذا كان ضروري)

 

وتزود وحدات التغذية المراحل الأخرى بالجهد . وباختلاف وحدات التغذية القديمة والتي كانت تعمل دون تحديد أو توجيه فأن فوائد وحدات التغذية الحديثة (التعشيقة) كثيرة أهمها تحديد قيمة التيار حسب استهلاكه ، أحجام العناصر المكونة أصبحت صغير وخفيفة الوزن ، إمكانيات العزل بين الجهاز والتيار العام لهدف حماية الإنسان من خطر الصواعق الكهربائية ، إمكانيات تصميم "دوائر وقائية" (2) توقف عمل وحدة التغذية في حالة قصر أو حملا زائداً أو ناقصا أو أي خطر، وأخيراُ الفاعلية أو الكفاءة أجود بكثير من مراحل التغذية القديمة .

 

وحماية للإنسان يجب أن لا تكون وصلات مكشوفة للمس يزيد فيها الجهد التردد فوق 34 فولت من القمة للقمة(ق ق) ، ومن أجل ضمان السلامة من الصواعق الكهربائية تكون في المحول علمية العزل من الكهرباء العامة .

التحكم بالتغذية

أن تزايد استعمال الدوائر المتكاملة يتطلب أكثر دقة في تزويد الجهد ، وذلك يتطلب التحكم بتقلبات جهد شبكة الكهرباء العامة كما يتطلب التحكم في الدوائر المزودة لحمل المستهلك . والمبدأ الأساسي للتحكم هو أن يُربط مخرج التغذية بالمفتاح (الترانزيستور) الذي ينظم الجهد ، فإذا تطلب زيادة الاستهلاك فيرتفع التزويد ، وإذا قل فيقل التزويد .



أما عملية ثبات الجهد ،أي التقليل أو الزيادة في التزويد فتتم بعلاقة عرض الموجة أي علاقة فتح وإغلاق المفتاح (توصيل وحجز الترانزيستور) .

 

 

وحدات التغذية التعشيقية

Switched Power Supply

بما أن مراحل التلفزيون كثيرة ومختلفة وتحتاج إلى جهود مختلف فسنركز على وحدات التغذية فيه.

 

مبدأ القطع والتحويل

في هذا النظام يتم بعد التقويم تيار الشبكة العامة المتردد بقنطرة ، يتم توصيل الجهد المستمر والمتعرج إلى مكثف التشحين ، وبعد إزالة معظم التعرجات ينقل الجهد المستمر إلى ترانزيستور قدرة وسريع التعشيق ، وهذا يقوم بتقطيع الجهد . أما ترد علمية القطع فلابد أن يكون فوق الصوت السمعي (أي بين 20 كيلو هرتز و50 كيلو هرتز) ، ويتم توجيه هذا التردد بمذبذب (أوسيليتور) عن طريق قاعدة الترانزيستور . وبما أن المذبذبات لا تضمن الجهد المرغوب بشكل مربعات دقيقة ، فيوصل الجهد قبل المذبذب إلى "معدل عرض النبضات"(3) (PCM) وفيه يتم تشكيل المربعات التي توجه الترانزيستور ثم يوصل الجهد عن طريق المحول إلى قطرة التقويم ثم مكثف التشحين إلى مراحل الحمل المستهلكة .

ووحدات التغذية التعشيقية التي تعمل بنظام القطع والتحويل هي أكثرها استعمالا ، لذلك ستخطط كاملا بما في ذلك الدائرة المتكاملة بحيث تكون قابلة للتطبيق .

 

 




الدائرة المتكاملة التابعة لها


 

 

ويصل جهد الشبكة العامة بعد تقويمه(مستمر) بقيمة 300 فولت إلى مكثف التشحين ، ثم ينتقل دوريا عن طريق الملف الأولي (أي قبل العزل) إلى ترانزيستور التعشيق، حيث يتم توجيهه عن طريق الدائرة المتكاملة TDA 4600. وفي خلال وقت الحجز للترانزيستور وبالحث المغناطيسي ينشا في الملف الثائي (بعد العزل) جهود تشغيل للمستهلك . أما ثبات هذا الجهود فيتم عن طريق التحكم بتيار القاعدة للترانزيستور . وعملية تثبيت الجهد المستهلك فتتم خلال ملف الإقران ، وبحالة انخفاض الجهد المستهلك يرتفع تردد الترانزيستور أو العكس . وبذلك يتزود جانب الحمل بالجهد الضروري له ، وهذه هي ميزة المهمة في وحدات التغذية التعشيقية .

وتتميز خصائص هذا النظام بالعزل الجلفاني عن شبكة الكهرباء العامة ، كما تتميز بالأوزان والأحجام الصغيرة لمكونات ، و درجة الكفاءة (4) فيه تصل 80% (وحدات التغذية دون التعشيق 45% ) بالإضافة إلى اقتصادياتها .

ولمحات سريعة عن بعض وحدات التغذية أخرى

القطع والتحويل

بالترانزيستور أو التيريستور أو الدائرة المتكاملة (تم شرحها أعلاه )

الاختراق والتحويل

بترانزيستور مزوج ( Darlington ) و التيريستور

طريقة عملها : تتم عملية العزل من الشبكة العمة قبل عملية التقويم ، وبذلك تـتساهل عملية التصميم نسبيا ، عمليات التقويم والترشيح وبمساعدة عناصر منظمة لجهد تتم عملية تثبيته ، وبوسيلة تبديل في التعشيق تتكون جهود تشغيل مختلفة.

الوحدات التي تعمل بالضخ

تتولد جهود تشغيل مستمرة من 5 الى35 فولت عن طريق التحويل ثم التقويم ثم السهمدة والترشيح ثم التنظيم ( أي الثبات ) ، دون عزلا حلفاني ، ويتم تقسيم الجهود قليلة القيمة عن طريق مقاومات .

 

(1) مفتاح أمان ، يوقف عمل وحدة التغذية في حالة قصر أو حملا زائدا أو أي خطر، أو غيرها من الدوائر الأخرى وهي تحمي كامل الأجهزة

(2) دوائر وقائية لمراحل التغذية توقف عمل وحدة التغذية في حالة قصر او حملا زائدا أو ناقصا أو أي خطر، أو غيرها من الدوائر الأخرى وهي تحمي كامل الأجهزة.

(3) معدل عرض النبضات Pulse code modulation (PCM)، تعديل بتغيّر عرض النبضات ، أي شكل النبضات يتغيّر في عرضها ولكن متساوية في سعتها .

(4) درجة الكفاءة . شدة التفاعل . (قوة الخرج تقسيم قوة الدخل) درجة المقدرة ، في جميع عمليات تحويل الطاقة ينتج ضياع أو خسارة ، أي يكون هناك فدرة ضائعة وقدرة مستغلة ففي المحركات مثلا تتحول الطاقة الكهربائية الى طاقة حركية أي ميكانيكية ولأسباب محتلفة ينتح عن عملية التحويل حرارة سائبة . بذلك يكون هناك ضياع أي القدة الخارجة لا بساوي القدرة الداخلة وهذا يكون مقياس درجة الكفاءة درجة الكفاءة = h = ق خ\ ق د (قوة الخرج تقسيم قوة الدخل)

12

أسس هندسة كهربائية و الكترونية / دروس في الإليكترونيات - الدرس الثالث عشر

« في: سبتمبر 18, 2002, 02:50:14 صباحاً »

بسم الله الرحمن الرحيم

دروس في الإليكترونيات

الدرس الثالث عشر

 

- الدوائر الأساسية للمكبرات

- دوائر المُلاءُمة

 

الدوائر الأساسية للمكبرات

لأسباب التكبير و"المُلاءُمة" بين المراحل (مُلاءُمة قدرة ، مُلاءُمة جهد ، مُلاءُمة تيار ، مُلاءُمة مقاومة …) تستعمل الدوائر الأساسية للمكبرات . وهناك ثلاثة دوائر مكبرة : " دائرة المشع" (تناولنها في الدرس الحادي عشر) ، وتستغل لتكبير الجهد والقدرة وعامل تكبيرها للجهد من 100 إلى 1000 ، و" دائرة المجمع" - دارة معاوقة(1) فهي لا تكبر الجهد وعامل تكبيرها للتيار من 20 إلى 500 وتستغل لمُلاءُمة المقاومة ، و " دائرة القاعدة" وأقوى ما تكبره هي القدرة ثم الجهد ، وتستغل في الترددات العالية . (أنظر جدول مقارنة الدوائر الأساسية)



وللتميز بينهم (تخطيطيا) فلكل مكبر 4 وصلات : وصلتان للمدخل ووصلتان للمخرج ، و لكن الترانزيستور له ثلاثة وصلات ، والوصلتان المشتركتان له للمدخل وللمخرج هي الذي تعطي الدائرة الاسم .

للتميز




 

وبسب اختلافات التوصيل في هذه الدوائر الأساسية تتميز لكل دائرة خصائص معينّة . وهذه الخصائص توصف بالمعطيات التالية :

المقاييس المتحركة (الديناميكية) للترانزيستور :

- مقاومة القصر للمدخل (h11e) = 2,7 كيلو آوم

- عامل تكبير التيار القصري - ? (h21e) = 220

- قـيمة "التوصيل" (2) للمخرج (h22e)

- إقران دون حمل (h12e)



 

 

(1) المعاوقة ، (مفاعله حثيه + مفاعله سعة + مقاومة آومية )

(2) التوصيل (مستوى التوصيل ، أو فاعلية التوصيل) ، قياس جودة التوصيل في الأسلاك ، علامته : G ووحدة قياسه : S وهو عكس المقاومة وحسابياً يكون واحد تقسيم قيمة المقاومة .

محمد زكي

13

أسس هندسة كهربائية و الكترونية / دروس في الإليكترونيات - الدرس الثاني عشر

« في: سبتمبر 10, 2002, 03:07:30 مساءاً »

بسم الله الرحمن الرحيم

دروس في الإليكترونيات

الدرس الثاني عشر

- التحكم التلقائي

- الأقران

 

لمعالجة المواد المتقدمة أكثر فيستحسن إدخال سريع لبعض النقاط المهمة التي يجب أن تكون معرفة مسبقة عنها . هذه النقاط هي : التحكم التلقائي و "الإقران"(1)


 

التحكم التلقائي

بالتحكم التلقائي ( Servomechanism ) تستطيع أن تحقق آليا عدة خطوات تلقائية ، بالتحكم التلقائي تستطيع أن توجه فتح الباب ، ثم إضاءة الممر وخلال ذلك التحكم بقدرة الإضاءة … ، بالتحكم التلقائي تستطيع أن توجه كل جهاز بالتحكم عن بُعد أو بالحاسب الشخصي ، وسبحان الله حيث أن الطبيعة أيضا تستغل التحكم التلقائي بتوالي تغيرات ردا على تغيّر، فترتفع درجة الحرارة في الجسد البشري نتيجة للاحتراق الكربون ، وتتوزع هذه الحرارة في جسد الإنسان ، ونظاما ما تلقائيا يتحكم للتوازن الدائم بين الحرارة المنتجة في الجسد وبين المتبددة (في الحالات الطبيعية تبقى درجة الحرارة في الجسد ?36,5 درجة مئوية) ، وكثيرا يستغل التحكم التلقائي في الإليكترونيات حيث أن دوائر كثير تتعطل وتنهار إذا ما تم التحكم بالتغيرات في مقاومة الحمل(المستهلك) ، فيتوقف العمل أو يتعطل إذا أرتفع أو إذا أنخفض الاستهلاك ، وأنه يمكن وبدوائر بسيطة حل هذه المشكلة . وكثيرا من مراحل التغذية وتفرعاتها تعمل بالتحكم التلقائي وفي هذه الحالة تسمى "مراحل تغذية منظمة" ، وهي ثابتة أمام تقلب الحمل وتقلب جهد التشغيل .

والتحكم التلقائي يعمل داخل دائرة مكونة من عدة مكونات(أدوات) وتقوم هذه الأداوت بالوظائف التالية :

الفًرْضي : القيمة المطلوبة أو المفروضة

الواقع : القيمة الموجودة أو الوضع الموجود

الحساس :الذي يقيس مستوى الفرضي ومستوى الواقع

المقارن : الذي يقارن بين المستوى الفرضي والمستوى والواقع

المُحْـكم : الآمَرْ الذي يعطي الأمر بالتحكم

المنفذ : المعالِج (الذي ينفذ أمر المُحْـكم)

الموضع: المُعَالَج ( وهو الذي يتم معالجته)

التدفئة الكهربائية كمثل بسيط ، كل ما وصلت درجة حرارة إلى مستوى معيّن فلبد أن يقوم شخص لإطفائها ، وبالتحكم التلقائي يمكن تعيير درجة الحرارة لتبقى على مستوى ثابت .

فمثلا ليكون الموضع هو التدفئة و تكون درجة الحرارة المطلوبة هي القيمة الفًرْضية ، وميزان خاص للحرارة (2) وهو الحساس الذي يقارن والتفاعل بالانطواء والانطواء بحد ذاته هو المنفذ ، حيث يقارن درجة الحرارة الفًرْضية بدرجة الحرارة الواقعة وفي حالة انخفاض(القيمة) الواقعة عن (القيمة) الفًرْضية فيوصل دائرة التدفئة بدائرة الكهرباء المزودة ، والتوصيل هو التنفيذ .

(2) (ميزان حرارة يعمل بنظام ثنائي المعدن أي معدنين ملصقين ببعض تختلف بهما درجة حرارة الانصهار ، وعند الوصول إلى درجة حرارة معيـّنة يحصل تكمش معدني في أحد المعادن وبالتالي انطواء ، وهذا انطواء يدفع مفتاحا كهربائيا للعمل ويسمى أيضا ترموستات وهذا الأسلوب يستعمل أيضا في تبريد محرك السيارة)

والإليكترونيا يستغل التحكم التلقائي لكثير من الوظائف ، منها مثلا تنظيم التحكم وتوجيه عددا من الخطوات المتتالية مثل التحكم بقدرة مراحل التغذية ، أي يسري بها التيار الضروري فقط ، وذلك وللإحالة دون الضياع والتبدد من القدرة ، ويستغل أيضا في تصميم دوائر وقائية لمراحل التغذية أو لدوائر الأخرى ، حيث يتوقف عمل وحدة التغذية في حالة قصر أو حملا زائدا أو أي خطر، وهي تحمي الأجهزة من خلل كلي ، كما يستغل التحكم التلقائي في "الإقران" (1) .

الأقران

أي ربط مرحلة بأخرى لهدف توصيل قيمة كهربائية معينة وسندخل في تفاصيل عن "الأقران" ( Coupling ) لاحقا إنشاء الله خلال معالجة الدوائر عامة ، ولكن لابد من نظرة ملخصة حيث أن "الأقران" سوف يذكر كثيرا و ضروري استيعابه(قدر الإمكان) .

أن الأقران (1) هو أحد الضروريات في الإليكترونيات ، ولابد من إستعابه (جزيئا على الأقل) رغم صعوبته وصعوبة الكشف عن نوعيته في المخططات الكهربائية ، هذا ليس قولي فقط بل أقوال خبراء ومختصين ، وذلك رغم أهمية فاعليته . ومبدئيا فجميع الترابطات بين الدوائر وشبكات الدوائر تسمى "إقران"(1) ، وأنواعه ثلاثة :

الأول "إقران ربطي" ووظيفته هي ربط مرحلتين أو شبكتين كهربائيتين ببعض لهدف نقل الإشارة .

الثاني "إ قران موازي" ، وظيفته هي إرجاع إشارة المخرج(من مرحلة أو أكثر) إلى المدخل ، وذلك معناه أن جهد المخرج وجهد المدخل يكون لهم نفس القطبية . (إقران انحداري بنفس اتجاه الطور) .

الثالث "إ قران تعاكسي" إقران انحداري بعكس اتجاه الطور ، وظيفته هي أيضا إرجاع إشارة المخرج(من مرحلة أو أكثر) إلى المدخل بهدف تثبيت الإشارة وحفاظها خطيا (ما يتعلق بنقطة التشغيل) ومعنا ذلك أن جهد المخرج يكون بغير قطبية وجهد المدخل.

وهناك بعض أنواع الربط في "الإقران" ولها تسميات تتعلق بنوعية الربط (مثل "إقران" حثي يعني أن وسيلت الربط هي حثيه مغناطيسية أي عن طريق محول) .

 


من الموسوعة:

(1) أنواع وأساليب الإقران أي ربط مرحلة بأخرى :

إ قران انحداري ، إرجاع قيمة من المخرج إلي المدخل .

إ قران متوازي ، إقران انحداري بنفس اتجاه الطور

إ قران تعاكسي إقران انحداري بعكس اتجاه الطور

إ قران تعاكسي بالجهد ، تأخذ القيمة الجهد المساوية للمخرج، واذا كانت قيمة الجهد في المخرج صفر فتكون قيمة الإقران صفر أيضا

إ قران تعاكسي بالتيار ، لا تأخذ قيمة جهد الإقران من نفس قيمة المحرج ، وإذا كانت قيمة الجهد في المخرج صفر يكون هناك جهدا.ً

إ قران تعاكسي على التوازي ، انطلاقا من مسافة التوجيه لا يكون جهد المدخل وجهد الإقران على التوالي .

إ قران تعاكسي على التوالي ، إ قران تعاكسي على التوازي بالتيار ، انطلاقا من مسافة التوجيه يكون جهد المدخل وجهد الإقران على التوالي .

وهناك أيضا :

إ قران تعاكسي بالجهد المستمر

إ قران تعاكسي بالجهد التردد

إ قران تعاكسي بالتردد

========================

محمد زكي

14

أسس هندسة كهربائية و الكترونية / دروس في الإليكترونيات - الدرس الحادي عشر

« في: سبتمبر 05, 2002, 03:38:58 مساءاً »

بسم الله الرحمن الرحيم

 

دروس في الإليكترونيات

الدرس الحادي عشر

المكبر

- الدوائر المكبرة

- مكبر الجهد المستمر

- مكبر الجهد المتردد

- مكبر الحزمة العريضة

- المكبر السمعي بالترانزيستور

- طيف الترددات

طيف الترددات

بالنسبة لموضوع الإشارة المرسلة والمستقبلة فإنشاء الله سوف يخصص لها أكثر من حصة ولكن وبما أننا دخلنا في موضوع التردد وشكل الموجة ، تكبيرها والتأثير عليها تردديا فلابد من طرح رسم توضيحي لطيف الترددات و نطاق استعمالها .



إعادة ملخصة : المقاومة تحد من قوة التيار ،،،،، الجهد المتردد له موجات ،،،،، الصمام الثنائي ، يسري به التيار باتجاه واحد فقط ،،،،، المكثف يخزن الجهد(الطاقة) ،،،،، الملف يولد مغنطة طاقية ،،،،، والمحول يحول الجهد إلى الأعلى والى أسفل ،،،،، التقويم يحول الجهد المتردد إلى جهد مستمر،،،،، الترانزيستور - مفتاح أو مكبر .

المكبر

الدوائر المكبرة

رغم التقدم السريع للدوائر المتكاملة فإن الترانزيستور ثنائي القطبية لم يزل وسيظل مكون مهم وضروري في الدوائر الإليكترونية ، خاصة في حل مشاكل "المُلاءُمة"(1) بين مداخل ومخارج الدوائر المتكاملة . ويستعمل الترانزيستور كثيرا في الدوائر المكبرة المختلفة ، وهي تنقسم إلى : مكبرات جهد مستمر ، "مكبرات جهد متردد" ، "مكبرات قدرة" ، و"مكبرات تعشيق" . تستعمل مكبرات الجهد المتردد لتكبير إشارات التردد وذلك من بداية سلم التردد وحتى نطاق فوق جيجا هرتز ، وتستعمل "مكبرات جهد مستمر" لنقل الجهد وتكون دون مكونات تتأثر بالتردد كالمكثف والملف ، وتستعمل مكبرات القدرة (ذو تيارات مجمع عالية) للإشارة ذو الاستطاعة (القدرة) العالية ، أما ومكبرات التع شيق (ذو التيارات العالية وسريعة التعشيق) تستعمل لتوجيه إشارة جهد مربع الشكل .

و تخضع جميع الدوائر المكبرة عامة والدوائر التي تمر بها إشارة خاصة لقاعدة مهمة ، وهي العمل كل ما يخص توجيه التيار بدقة وأمان ، وكيف يمر تيار الإشارة ، مهما كانت سرعته ، عبر المكونات بفاعلية وشدة تفاعل مثاليات ، ولأجل لذلك يجب إدخال توازن معيّن في توجيه الإشارة ، ما تحتاجه من مسلك دون حواجز في مدخل الدائرة ، خلال المكونات ، أو مخرجها. (تفاصيل لاحقة في موضوع "المُلاءُمة"(1) )

 

مكبر الجهد المستمر



يتم تقسيم الجهد المطلوب للقاعدة عن طريق المقاومات م 1 و م2 ، ولكي تستتب وتُثبت "نقطة التشغيل" (3) حراريا فتستعمل لهذا السبب مقاومة المشع ، ولا يوضع مكثف حول أو بدل مقاومة المشع لشبب بقاء تأثر المكبر بالتردد .

والمعادلة المناسبة لحسب "عامل تكبير الجهد" لهذا المكبر (دون مكثف للمشع) في كالتالي :

 


معطيات الترانزيستور A BC 107 : تعريف معنى الحروف أنظر (2) "جدول المعطيات البيانية للمكونات النصف موصلة"

- جهد نقطة التشغيل (أي جهد مجمع- مشع) = 5 فوت

- قيمة تيار المجمع = 2 ميلي أمبير

- جهد القاعدة - مشع = 0,62 فولت

- مقاومة القصر للمدخل (h11e) = 2,7 كيلو آوم

- عامل تكبير التيار القصري (h21e) = 220

- مقاومة المجمع = 2,2 كيلو آوم

- مقاومة المشع = 470 آوم

ولو حسبنا النتيجة (وهي 4,5) فسنجد أن عامل التكبير للجهد المستمر هو ضئيل وأقل بكثير من الجهد المتردد وبنفس المكبر، ولا يتبقى لرفع عامل التكبير إلا توصيل عددا من المراحل المتتالية. وهنا تبدأ إحدى المشاكل المهمة للإليكترونيات ، وهي "المُلاءُمة"(1) عندما تتوالى مراحل التكبير - واحدة تلو الأخرى تكون فروق "مُلاءُمة"(1) للجهد بين المدخل والمخرج بالإضافة للمؤثرات الحرارية التي تأثر على "نقطة التشغيل" (3). ولاحقا سوف يتم معالجة مراحل التكبير ذو التوصيل المختلف وذلك لحل مشاكل عدم "المُلاءُمة"(1) .

 

مكبر الجهد المتردد

وتصنف مكبرات الجهد المتردد إلى نوعان : الأول "مكبر الحزمة العريضة" والذي يكبر نطاق كبير من الترددات ، أي مثل "المكبر السمعي" الذي يكبر جميع الترددات التي تسمها الأذن البشرية (من 20 هرتز إلى 20 كيلو هرتز، 20 آلف هرتز) ، والنوع الثاني هو "مكبر محدد التردد" وكما يعرف الاسم فهو يكبر حزمة رفيعة للتردد 700 ميجا هرتز مثلا، ويستعمل في التردد العالي .

 

ولحسب تردد الإشارة الملتقطة معادلة التردد :



ولمكبر الحزمة العريضة (مثل : من 20 هرتز إلى 20 كيلو هرتز) يبدأ بعشرين هرتز وينتهي ب20 كيلو هرتز ، أي خلال التصميم أو الحساب يجب أخذ ترددان بعين الاعتبار "الحد الأسفل لتردد " و "الحد الأعلى للتردد" ، وبناءا على ذلك يتم حسب ما يسمى بدائرة مُمرر وهي عبارة عن مكثف ومقاومة مثلا ، تُدخل التردد المطلوب إلى مرحلة التكبير ، فثملا "مُمرر الترددات العالية" يدخل الترددات العلية فقط ويحجز الترددات المنخفضة ، بنما "مُمرر الترددات المنخفضة" يدخل الترددات المنخفضة ويحجز الترددات العالية .

معطيات حسب تردد الإشارة الملتقطة:

مقاومة المدخل = م1 بالتوازي مع م2 ومع المقاومة بين القاعدة والمشع .

وفي حالة المكبر أعلاه يتشكل "مُمرر الترددات العالية" في مدخل المكبر من المقاومة والكثافة في المدخل ، أي أن "الحد الأسفل لتردد المُمرر" وهي (20هرتز) تتشكل من مكثف المدخل ( الذي يسمى مكثف الربط أو اللقط أيضا، لأنه يلتقط الإشارة) والمقومة 1 بالإضافة لمقاومة مدخل الترانزيستور (مدخ) ولتحديد قيمة مكثف المدخل مثلا ٍ :

 

وبالنسبة للمخرج فتأخذ معطيات المخرج من المقاومة والكثافة وتعامل بنفس المعادلة .

=================================================

(1) مُلاءُمة . توافق . مُواءمة ، توافق بين دائرتان كهربائيتان ، المصدر والعبء أو الحمل ويتلاءم فيهم المقاومة الداخلية للمصدر بمقاومة الحمل . وللتوافق أنواع مختلفة :

توافق الجهد :

تكون فيه مقاومة الحمل أكبر من مقاومة الداخلية للمصدر م ح < < م د

توافق التيار:

تكون فيه مقاومة الحمل أصغر من مقاومة الداخلية للمصدر م ح > > م د

توافق القدرة :

تكون فيه مقاومة الحمل متساوية مع المقاومة الداخلية للمصدر م ح = م د

(2) جدول المعطيات البيانية للمكونات النصف موصلة

المعطيات البيانية الخاصة لتعريف خواص العناصر النصف موصله:

(التعريف الأوربي Pro Electron)

تُعرف العناصر الإلكترونية بحرفين وثلاثة أرقام : أول حرف (من اليسار) يعني المواد المصنوع منها العنصر :

الحرف الأول - يعرف عن المادة المصنوع منها :

A = من مادة الجرمانيوم

B = من مادة السليكون

C = من مادة جاليوم الزرنيخ , الخ ..

R = العناصر الضوئية ومولد الـدَوِيّ (هول)

الحرف الثاني : يعرف عن الوظـيفة الرئيسية للعنصر :

A= الصمام الثنائي للإشارة الضعيفة ، تقويم وتعشيق

B = الصمام الثنائي السعوي

C = ترانزيستور لترددات المنخفضة

D = ترانزيستور قدرة لترددات المنخفضة

E = ثنائي إزاكي , او الصمام الثنائي النفقي

F = ترانزيستور للترددات العالية

G = صمام ثنائي للذبذبة للترددات العالية

H = مسبار الـدَوِيّ ، (هول ) المجالي

L = ترانزيستور القدر للترددات العالية

N = رابط او قارن بصـري

P = الصمام الثنائي والمكونات الضوئية

Q = الصمام الثنائي الباعث للضوء

R = تيريستور

S = ترانزيستور التعشيق

T = تيريستور

U = ترانزيستور القدرة للتعشيق

X = الصمام الثنائي للتضـاعف ( كاسكاد)

Y = الصمام الثنائي للقدرة

Z = صمام الزينر

 

 

(3) ضبط نقطة التشغيل

نقطة التشغيل أو نقطة الشوط ، ويعطي تحديد نقطة التشغيل

شكلا مثاليا للموجة ، في الترانزيستور تشكل جهود القاعدة - المشع وجهود المجمع - المشع نقطة التشغيل للترانزيستور، وتكون جهود المجمع - المشع فرق الجهد بين جهد التشغيل وبين ما يقع من جهد في المقاومتان .

تشغيل ثنائي الشوط ، أي يكبر نصف الموجة فقط ، عندما تكون نقطة تشغيل الترانزيستور بالضبط عند انطواء المنحنى الخاص له .

15

أسس هندسة كهربائية و الكترونية / دروس في الإليكترونيات-الدرس العاشر

« في: أغسطس 29, 2002, 03:44:27 مساءاً »

بسم الله الرحمن الرحيم

دروس في الإليكترونيات

الدرس العاشر

- دوائر وحدات التـغـذية

- التقويم

- قنطرة التقويم

إعادة ملخصة : المقاومة تحد من قوة التيار ، الجهد المتردد له موجات ، الصمام الثنائي ، يسري به التيار باتجاه واحد فقط ، ، المكثف يخزن الجهد(الطاقة) ، الملف يولد مغنطة طاقية ، والمحول يحول الجهد إلى الأعلى وأسفل .

 

دوائر وحدات التـغـذية

وحدات التـغـذية هي من أكثر الدوائر استعمالا ، وهي حلقت الوصل بين معظم الأجهزة التي نستعملها ، وبين شبكة الكهرباء العامة . أجهزة اللهو ، الأجهزة المعلوماتية كثيرا من الأجهزة الخدمة جميعها يعمل بالإليكترونيات ، أي المكونات الصغرى والأصغر وهي تعمل بالجهد المنخفض ، والمستمر ، بنما تزود شبكة الكهرباء العامة جهدا مترددا (50 إلى 60 هرتز) وعالي بعض الشيء(220 إلى 230 و110 فولت) ، فلتحويل الجهد المتردد إلى مستمر (تـقـويـم) ولتخفيض قيمته (تجزيئه) فنحتاج إلى وحدة التـغـذية . و"تغذية" لأنها تغذي الدوائر المتعددة في الجهاز. وهناك أجهزة لا تحتاج إلى وحدة تغذية لأنها تكتفي بجهد من بطارية .



والجهد المتردد لشبكة الكهرباء العامة (أنظر الشكل) أي الجهد الموجي يجب أن يسهمد (أن يقوّم) وهو بشكل جيب الزاوية (السينوس - من اكتشافات الرياضيات للعلماء العرب) ، فلو قطعنا الجزء الأعلى من الموجات(أي الموجب منها) فسنحصل على قيمة لا بأس بها من الجهد المستمر(أنظر القطع في الشكل). وبما أن الصمام الثنائي ، يسري به التيار باتجاه واحد فقط ، فنوصل الثنائي بوضع يدخل به الجزء الموجب فقط للجهد ، فيتحول شكل الجهد بعده إلى جبال وأودية (أنظر الشكل).



 

ولو وصلنا ثنائيان بدلا من واحد بوضع يدخل بهما الجزء الموجب فقط للجهد ، فسنحصل على جبال دون أودية وبذلك ضعف قيمة الجهد بثنائي واحد .




 

ولو نظرنا للدائرة وقتيا ، أي في نفس اللحظة لوجدنا أنه يتم تبادلا أو بالأصح تناوبا في التقاط الموجة بين الثنائي الأول والثاني ، بعبارة أخرى يوصل الثنائي الأول في نفس الوقت الذي يحجز به الثنائي الثاني .

أما الشكل الجبلي للجهد فيمكن سهمدتهه أكثر بل يمكن تنعيمه أكثر بالمكثف حيث أنه المكون الذي يخزن الجهد ، وهنا يستعمل مكثف التشحين ، أي الكوبي (أو الغرواني) ، أي القطبي ، وهو غالبا يشكل أكبر حجما بين مكثفات وحدة التغذية ، وكلما قلت كثافته ، كلما توسعت الموجات به ، وكلما زاد ما يسمى "بالوسط حسابي للجهد"، ويسمى أيضا القيمة الفعالة مثلً : 70% تقريباً من جهد جيب الزاوية المتردد ، وهو الجهد الذي نستطيع قياسه بمقياس الجهد العادي (الفولت متر) .

والمكثف هنا يعمل كمخزن للجهد فيتم تشحينه عند دخول نصف الموجة الإيجابية خلال كون الثنائي في حالة توصيل ، فيسري به تيار التشحين وفي نفس الوقت الذي يسري التيار ومقاومة الحمل ، وخلال نصف الموجة السلبية ، وعندما يكون الثنائي في حالة حجز فيفرغ المكثف شحنته لمقاومة الحمل . وبذلك نحصل في المخرج على قيمة فعالة أكثر للجهد المستمر.

ولكن الجهد لم يزل متعرج أو كما يسمى بعد مكثف التشحين يوجد بالجهد "الطنين"(1) وبمكثفات أخرى وبالمرشحات (دارات مقومة ومكثف أو ملف) يتم تـنعيمه .

 




وسوف نتطرق أكثر تفصيلا خلال الدوائر الخاصة في مواضيع : تحويل الجهد من متردد إلى مستمر/ وبالعكس ، تحويل الجهد من قيم عالية إلى قيم منخفضة أو العكس تقسيم أو تجزئة ، سهمدة و تنعيم الجهد، وتثبيته ، كما سنتطرق تفصيليا للأنواع المختلفة لوحدات التغذية وبتحليلها وظائفيا وقدرة "ودرجة كفاءتها" (2).

ولكن معظم مراحل التغذية أو وحدات التغذية تعمل بما يسمى "بالقنطرة" أي جسر أو بريدج بالإنكليزية أو "قنطرة تقويم" كما تظهر في بعض المصادر العربية. وقد جاءت القنطرة مكان ما يسمى "بنقطة التوصيل الوسطية" حيث أن القنطرة اقتصادية أكثر لأن "نقطة التوصيل الوسطية" تعمل بنقطة وسط في المحول والقنطرة لا تحتاج لذلك ، وهي ليست إلا أربعة ثنائيات يقوموا بعملية التقويم بدلا من ثنائيان تم علاجهما خلال هذا الدرس .

و"قنطرة التقويم" تعمل بالضبط مثل دوائر التقويم التي عالجنها في هذا الصفحة :




النظرة اللحظية لما يدور في القنطرة هي كالتالي : أن للمحول نقطتان واحدة مهن تكون إيجابية في نفس اللحظة ، كما أن الأربع ثنائيات أثنان منهما تكونا في هذه اللحظة في حالة توصيل والأثنان الأخران تكون في حالة حـجز . ويسري التيار (الأحمر) في هذه اللحظة خلال الثنائي الأول والرابع ويمر كذلك خلال مقاومة الحمل ، بينما يكونا الثنائيان أثنين وثلاثة خلال هذه النصف موجة في حالة حجز . وخلال نصف الموجة السلبية الثنائي يكونا الثنائي الأول والرابع في حالة حجز، بينما يكونا الثنائيان أثنين وثلاثة في حالة توصيل فيمر التيار (الأزرق) خلال مقاومة الحمل وفي نفس الأتجاه .

 

 

 

1 - جهد الطنين أو تعرجات . جهد متردد فائض من مخرج التقويم مباشرةً يتبقى على للجهد المستمر، وهو جهد متردد يتعلق عدد تردداته بجهد المدخل ، أي قبل عملية التقويم وبعدد الصمامات الثنائية

 

2 - درجة الكفاءة . شدة التفاعل . (قوة الخرج تقسيم قوة الدخل) درجة المقدرة ، في جميع عمليات تحويل الطاقة ينتج ضياع أو خسارة ، أي يكون هناك فدرة ضائعة وقدرة مستغلة ففي المحركات مثلا تتحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة حركية أي ميكانيكية ولأسباب مختلفة ينتح عن عملية التحويل حرارة سائبة . بذلك يكون هناك ضياع أي القدرة الخارجة لا تساوي القدرة الداخلة وهذا يكون مقياس درجة الكفاءة درجة الكفاءة = h = ق خ\ ق د (قوة الخرج تقسيم قوة الدخل).

محمد زكي (عنتر)