نظرا لطلب الأخ وجيه وحتى لا يترك المنتدى بعد أن توقف النقاش فى هذا الموضوع فلقد بحثت له فى هذا الموضوع رغم ضيق الوقت.
وها هو الجديد فى صناعة الهاتف الخلوى. وهو محاولة وضع دوائر الإرسال و الإستقبال فى دائرة متكاملة واحدة.
فمع الحاجة لتقليل إستهلاك الطاقة للحفاظ على عمر البطاريات . أجبر المصممين على إعادة تصميم الدوائر الخاصة بالتليفون المحمول. حيث أن العناصر المصنعة من الجاليوم أرسيىنيد (GaAs) و السليكون جرمانيوم (SiGe) مازالت تعمل بمشاكل عند تردد 2GHz . بالإضافة إلى الضجيج (Noise) و ظاهرة المكثفات الطفيلية بين الطبقات . أدت إلى إعاقة حلم المصممين فى صنع تليفون محمول (مرسل ومستقبل) فى دائرة متكاملة واحدة.
فى بداية إختراع المستقبلات كان هناك نظام تناغم (Tuned) التردد الراديوى والذى يستخدم دائرة تناغم من ملف ومكثف على التوازى وكانت تستطيع إستقبال الترددات الإزاعية(يتم تغيير تردد الرنين بتغيير قيم المكثف أو الملف) ثم تتبع بموحد ومكثف ومقاومة لإزالة التعديل AM.
ولكن مع تداخل الموجات المرسلة على تردد واحد أصبحت هناك حاجة لتكنولوجيا جديدة لها مقدرة إنتقائية عالية وكانت هى السوبر هيترودين.
وفى مستقبلات السوبرهيترودين يتم تحويل الترددات المستقبلة إلى تردد واحد وهو التردد المتوسط (IF). مما جعل الكسب (Gain) والإنتقائية (Selectivity) لهذه المستقبلات التى تعمل بهذا النظام تتميز بعدم إعتمادها على التردد المرسل.
يعمل السوبرهيترودين كمحول خافض للتردد من 1 ميجا هرتز إلى 100 كيلو هرتز (IF)-مثلا- بإستخدام خالط (Mixer) حيث يقوم هذا الخالط بخلط تردد مذبذب محلى (Local OScillator) تردده 1.1 ميجا هرتز مع تلك الموجة التى ترددها 1 ميجا هرتز ليتولد بذلك موجة جديدة بتردد الفرق وهو 100 كيلوهرتز وهو التردد المطلوب
ولكن مستقبلات السوبر هيترودين ليست خالية من المشاكل. فتحديد التردد المتوسط يعتبر تحدى كبير بالنسبة لمصمم المستقبل من هذا النوع حيث يجب أن يمنع مشكلة وجود صورة للتردد (الناتجة عن الخالط لا يقوم بطرح الترددين - تردد المذبذب وتردد الموجة المستقبلة - فقط إنما يقوم بجمعهما أيضا مما يولد ترددين عند خرجه- أحد هذين الترددين هو ما نحتاج لإستقباله)
ولذلك كان الحل هو عمل مرشح (filter) لحجز التردد غير المرغوب فيه
ولكن
يجب إختيار التردد المتوسط (المرغوب فيه) بعيدا عن تردد الصورة له لجعل ترشيحه أكثر سهولة.
ولكن بجعل هذا التردد (التردد المتوسط) كبير يزيد إستهلاك الطاقة فى الهاتف الخلوى و أيضا سنحتاج لمرشع ذو إختيارية عالية حيث أننا نعمل فى الترددات الميكرووية. لذا كان هناك حاجة لحل أخر.
لذا قام المصممون بتقسيم مرحلة تخفيض التردد من التردد المستقبل إلى التردد المتوسط إلى عدة مراحل متتالية (وبتقسيم كسب الجهد على تلك المراحل نحصل على إتزان أكثر فى عملها).
وفى الغالب يتبع مرشح المرحلة الأولى (RF Filter) بمكبر منخفض الضجيج (LNA)-(Low noise Amplifier)
أما عن مذبذب هذه المرحلة (المرحلة الأولى) فيتم التحكم فيه إلكترونيا حتى نحصل على دقة عالية فى ضبط التردد ليكون التردد المرغوب فيه والخارج من خالط هذه المرحلة ممركزا فى منتصف المرشح.
يجب أن يكون المكبر منخفض الضجيج و الخالط فى هذه المرحلة عاليا الخطية (Highly linear) لتلافى التشويش الناتج عن إستقبال ترددات مقاربة من التردد المتوسط.
أيضا يجب أن تكون مقاومة الدخل لمرشح هذه المرحلة = 50 أوم لتهيىء الظروف لعمل المكبر منخفض الضجيج.
وهكذا يتم إستعمال السوبرهيترودين فى الهاتف الخلوى فى تصميماته الجديدة.
حيث يتم إختيار التردد المتوسط فى حدود 50-100 ميجاهرتز وذلك ل (GSM-1800). أو 440 ميجا هرتز ل(GSM-1800/1900).
ولكن من مشاكل هذه المستقبلات هو
1- تصميم مرشح إختيار القناة
2- عزل المذبذب المحلى.
3- صعوبة تصميم المكثفات (كبيرة السعة) والمقاومات داخل الدوائر المتكاملة.
4- المرشحات منخفضة الضجيج تعتبر من العناصر الشرهة فى إستهلاك الطاقة
ولكن أكبر المشاكل هو العزل . حيث أن أى تسرب فى ترددات المذبذب المحلى يمكن أن يتداخل مع الدخل الأخر للخالط مما يغير من تردد الموجة الداخلة ليجعلها مساوية للتردد المتوسط لينتج عن ذلك الحصول على موجة ترددها صفر عند خرج الخالط.
ولقد حاولت شركة ألكاتل (Alcatel) حل هذه المشكلة بوضع المذبذب المحلى (من نوع الجهد المتحكم فى التردد (VCO)) خارج الدائرة المتكاملة.
وبذلك أصبح الهاتف الخلوى أصغر و أصغر فى الحجم حيث وضعت جميع محتويات دوائر الإرسال والإستقبال له فى دائرة متكاملة واحدة.