الراديو Radio يستخدم العديد من الناس أجهزة المذياع في استقبال البث الإذاعي.
الراديو أو المذياع من أهم وسائل الاتصال. مكّن الراديو المجتمعات الإنسانية من إرسال الصوت الإنساني والموسيقى والإشارات بأنواعها المختلفة إلى أرجاء متعددة من العالم. وبفضل الراديو أصبح بإمكان المسافرين على متن السفن والطائرات الاتصال وتبادل المعلومات . كما يمكن استخدام موجات الراديو للاتصال بالفضاء الخارجي.
كان البث الإذاعي ومازال الاستخدام الأكثر شيوعًا لموجات الراديو. وهو يشمل البرامج الدينية والموسيقى، والأخبار، والحوار، والمقابلات ووصف الأحداث الرياضية والفنية، بالإضافة إلى الإعلانات التجارية.
ويستيقظ الناس على ساعة المذياع، ويقودون سياراتهم إلى أعمالهم مستمعين إليه، كما يمكنهم الاستماع إلى البرامج الإذاعية في أوقات راحتهم.
وقد أخذ البث الإذاعي في الماضي الدور نفسه الذي يأخذه التلفاز في وقتنا الراهن من حيث تسلية الناس، فكانت تتجمع ملايين العائلات في أمريكا وأستراليا وأوروبا خلال الفترة من العشرينيات وحتى بداية الخمسينيات من القرن العشرين حول أجهزة المذياع، في كل ليلة، يستمعون إلى التمثيليات والبرامج المرحة الخفيفة وبرامج المنوعات والبث المباشر للحفلات الموسيقية، والعديد من البرامج المنوعة الأخرى.
هذه الفترة، التي تدعى في بعض الأحيان بالعصر الذهبي للبث الإذاعي انتهت في معظم المجتمعات الغربية مع بدء تألق التلفاز وانتشاره.
وللراديو استخداماتٌ أخرى، بالإضافة إلى البث الإذاعى. فالطيارون ورواد الفضاء وعمال البناء ورجال الشرطة والفلاحون والبحارون والجنود وسائقو سيارات الأجرة يستخدمون الراديو في الاتصالات السريعة، كما يرسل العلماء موجات الراديو إلى الجو؛ للاستعلام عن الطقس. وترسل شركات الهاتف والبرق الرسائل بوساطة الراديو، وباستخدام خطوط الهاتف والبرق، كما يشغِّل هواة الراديو محطات استقبال وبث خاصة بهم.
يعمل الراديو بتحويل الأصوات والإشارات إلى موجات كهرومغنطيسية تدعى أيضًا موجات الراديو. وهي تسافر عبر الهواء والفضاء، كما تستطيع الانتشار عبر بعض الأجسام الصلبة كجدران المباني. وتنتقل موجات الراديو بسرعة الضوء، أي 299,792كم/ث، ويحول جهاز الاستقبال هذه الموجات إلى الصوت الأصلي.
أسهم العديد من العلماء في تطوير الراديو، ولايمكن اعتبار عالم بعينه بأنه مخترع الراديو. وقد أرسل العالم الإيطالي جوليلمو ماركوني أول إشارة بث إذاعي في عام 1895م. أما في وقتنا الراهن فإن موجات الراديو تُبث من آلاف المحطات والمصادر المختلفة، وتملأ الجو من حولنا بإشاراتها وبثها المتواصل.
الانتقائية تعني قدرة المستقبل على فصل محطتين متجاورتين على مفتاح التوليف.
البث المباشر يتكون من الأصوات التي تتم أثناء البث دون أن تكون مسجلة مسبقًا.
التجميع تعني إرسال إشارتين أو أكثر على القناة نفسها كما يحدث في البث الإذاعي المجسم.
التحكم الأوتوماتي في التردد هي الدائرة الموجودة في مستقبل تضمين التردد التي تقوم أوتوماتيًا بغلق المستقِبل المضبوط على تردد المرسل الذي تم اختياره من قبل المستمع.
التحكم الأوتوماتي للصوت هي الدائرة الموجودة في المستقبل والتي تقوم بتخفيض التغيرات غير المرغوب فيها في الإشارة السمعية، مثلاً التغيرات في شدة الإشارة المستقبلة والناجمة عن الظروف الجوية.
الترانزستور نبيطة إلكترونية صغيرة، بإمكانها تضخيم أو تعديل أو توليد إشارات موجات الراديو.
التردد عدد مرات اهتزاز موجة كهربائية ما في الثانية.
التسجيل المسبق تسجيل البرامج على شريط ممغنط لبثها فيما بعد.
تضمين الاتساع (AM) طريقة للبث تعدل فيها قوة الموجة الحاملة لتوافق التغيرات في الموجة الترددية السمعية.
تضمين التردد (FM) طريقة للبث، يعدل فيها تردد الموجة الحاملة حسب تغيرات الموجة الترددية السمعية.
حروف النداء الحروف الأولى التي تحدد بعض محطات الإذاعة.
خط البصر الخط المستقيم الذي تنتشر فيه موجات FM بدون أي تعرج أو انحناء على الحواجز الطبيعية كالجبال أو انثناء سطح الأرض. الشبكة مجموعة من المحطات تتقاسم البرامج نفسها وتبثها عادة في الوقت نفسه.
الصوت المجسم (الستريو) يأتي من مجهارين على الأقل، ليحاكي بشكل قريب جدًا الأصوات التي يسمعها الإنسان بأذنيه من مصدرها مباشرة.
ضبط الموالفة الدقيق قابض موالفة خاص في مستقبل الموجات القصيرة يسمح بالموالفة في مجال ترددي ضيق، مما يسهل عملية اختيار محطة ما.
عرض النطاق هو نطاق التردد الذي يحتله مرسل ما. تحتل المرسلات العاملة في نطاق الموجة المتوسطة عرض نطاق يتراوح مابين 8000 و 10,000 هرتز.
القناة تردد موجات الراديو المخصص لمحطة ما.
الكاشف دائرة إلكترونية تستخلص الإشارة السمعية من إشارة موجة الراديو الحاملة عالية التردد.
الكيلو هرتز يعادل 1,000 هرتز.
الموجات الأرضية تتكون من الموجات التي تنتشر على سطح الأرض بعيدًا عن هوائي البث.
الموجات الحاملة تحمل أصوات برنامج ما، بضمها مع موجات راديو آخر.
الموجات السماوية تتكون من موجات الراديو المرسلة من الهوائي باتجاه السماء.
الموجة الترددية السمعية موجات كهربائية تمثل أصوات البث الإذاعي.
ميجا هرتز تعني مليون هرتز.
النص هو النص المكتوب للكلمات التي ستذاع خلال برنامج إذاعي.
ويحتوي النص على المؤثرات الصوتية، والموسيقى وأية أصوات أخرى يجب بثها أثناء البرنامج.
نطاق البث الإذاعي نطاق الترددات المخصصة لاستخدام محطات البث الإذاعي. يخصص بعضها للبث الإذاعي بتضمين الاتساع، وأحدها للبث بتضمين التردد، والبعض الآخر لبث التلفاز.
نطاق الموجة الطويلة نطاق التردد في المدى بين150 و285 كيلو هرتز (ك هـ) والمستعمل من قبل العديد من محطات البث في أوروبا وشمال إفريقيا.
نطاق الموجة القصيرة نطاق التردد في المدى بين 1,5 و30 ميجا هرتز، والمستعمل من قبل محطات البث الإذاعي والعديد من الخدمات الأخرى.
نطاق الموجة المتوسطة نطاق التردد في المدى بين 525 و1605 كيلو هرتز (ك هـ)، والمستعمل من قبل محطات البث في العالم. الهرتز وحدة قياس التردد. ويعادل الهرتز اهتزازًا واحدًا في الثانية.
يحتل البث الإذاعي الجزء الأكبر من الاتصالات التي تتم عن طريق الراديو، مما يتيح للمستمعين استقبال برامج البث الإذاعي المتنوعة الأغراض، والتي تهدف إلى المتعة والمعرفة.
كما تُستخدَم موجات الراديو في العديد من التطبيقات الأخرى، مثل الاتصالات ذات الاتجاهين التي يتم فيها إرسال واستقبال الرسائل.
وفي البث الإذاعي ومعظم الاتصالات ذات الاتجاهين تَنقل موجاتُ الراديو الصوت والموسيقى، ولكن في الأنواع الأخرى من الاستخدامات تنقل موجات الراديو إشارات أخرى مثل الحزم الراديوية المستخدمة في أنظمة الملاحة، وإشارات التحكم عن بعد، الخاصة بتشغيل العديد من الأجهزة المختلفة.
البث الإذاعي ينشأ من قاعة البث . ويمكن الاستماع إليه تقريبًا في أي مكان. ---------------------------------------------------------------------------------------
البث الإذاعي.
ينشأ البث الإذاعي من محطات البث. وتوجد على الأقل محطة بث إذاعي واحدة في كل بلد من بلدان العالم. وفي بعض الدول العربية لم يقتصر البث الإذاعي على العواصم العربية، بل تعداها إلى المدن الرئيسية الأخرى.
ويقدر العدد الكلي لمحطات البث الإذاعي في العالم بأكثر من 25,000 محطة، منها نحو 10,000 محطة في الولايات المتحدة الأمريكية وحدها، وهو عدد لا يوجد مثله في دولة أخرى.
مدى البث الإذاعي.
يمتلك الناس في العالم أكثر من بليوني مذياع، بمتوسط جهاز واحد لكل ثلاثة أشخاص. وفي الولايات المتحدة 534 مليون جهاز، وهو أكبر عدد من الأجهزة في قطر واحد. وفي الصين حوالي 219 مليون جهاز، أي بمعدل 18 جهازًا لكل مائة مواطن. أما في بريطانيا، فيبلغ عدد أجهزة الراديو 66 مليونًا، أي بمعدل 114 جهازًا لكل مائة نسمة.
والسبب الرئيسي في هذا الانتشار الواسع لأجهزة المذياع يرجع إلى كونها محمولة، ويستطيع الناس نقلها من مكان لآخر بسهولة. وبعض أجهزة الراديو كبيرة، وتعمل بالكهرباء، وهذه تحفظ عادة في المنازل، حيث تتاح الكهرباء. ولكن ملايين الأجهزة صغيرة الحجم، وتشغل بالبطاريات الجافة. وبعض الأجهزة من الصغر بحيث يمكن حملها في الجيوب. ويستمع الناس إلى هذه الأجهزة في أي مكان تقريبًا، مثل المنازل والحدائق والشواطئ والرحلات وأماكن النزهة. كما تستخدم أجهزة المذياع على نطاق واسع في وسائل النقل، متيحة الاستماع إليها في أي وقت.
وتُعد أجهزة المذياع المحمولة وسيلة ملائمة للبلدان أو المناطق التي تتوفر فيها الطاقة الكهربائية. ولكن العديد من المناطق لا تتوفر فيها الكهرباء، كما أن استخدام الأجهزة العاملة بالبطارية محدود في العديد من الدول، وذلك لصعوبة الحصول على البطاريات، أو غلاء ثمنها.
وفي عام 1995م، صمم المخترع البريطاني تريفور بيليس ـ آخذًا في ذهنه الاعتبارات الآنف ذكرها ـ جهاز راديو يعمل أوتوماتيًا، لمساعدة المجتمعات الإفريقية البعيدة على استقبال النشرات الراديوية عن برامج مكافحة الإيدز. وهذه الأجهزة مناسبة أيضًا للقاطنين في الأماكن البعيدة، حيث يتمكنون بوساطتها التقاط أحدث المعلومات عن الفيضانات والمجاعات والأوبئة.
وقد صممت الأجهزة الأوتوماتية أساسًا لتباع إلى وكالات الإغاثة، لاستخدامها في توزيع المواد في الدول النامية، ولكنها الآن تباع أيضًا في الدول الصناعية. ويزن الجهاز 2,6 كيلوجرام، ويمدها بالقدرة مولد داخلي صغير، يدار بنابض ملتو طوله حوالي 9 أمتار.
وينتج النابض، عندما يكون ملفوفًا بكامله 30 دقيقة من التشغيل. ويلقى الجهاز قبولاً لأنه لا يعمل بالكهرباء أو البطاريات التي تتطلب التغيير عند نفاد مخزونها من الطاقة.
أنواع البرامج الإذاعية.
تختلف البرامج الإذاعية من بلد إلى آخر، ولكنها بشكل عام توفر التسلية والمعرفة. وتصمم هذه البرامج في العديد من البلدان، بحيث تشكل برامج المنوعات نسبة 90% منها، أما الـ10% المتبقية فهي مخصصة للمواد الثقافية بكل أشكالها. وتشكل البرامج الدينية في الإذاعات العربية نسبة كبيرة بين برامجها المختلفة. وهي تتضمن تلاوة القرآن الكريم وتفسيره وتقديم برامج إسلامية متنوعة. وتشكل الإعلانات جزءًا من البرامج المذاعة، حيث يتم تغطيتها ضمن أو خارج أوقات البرامج المختلفة في المحطات التجارية. أما المحطات غير التجارية، مثل هيئة الإذاعة البريطانية، فلا تبث أي نوع من الإعلانات، عدا تلك الخاصة ببرامجها.
وتحاول معظم الإذاعات جذب الجمهور بوساطة برامج خاصة بالمستمعين ذوي الأهواء المختلفة، كالموسيقى الصاخبة مثلاً للمراهقين، والأخبار العلمية للمثقفين.
والموسيقى المسجلة شكل شائع الاستخدام في برامج التسلية والترويح والمنوعات. ومعظم الإذاعات المتخصصة بالموسيقى تذيع نوعًا معينًا منها، مثل موسيقى البوب، أو الموسيقى الكلاسيكية، أو موسيقى الجاز، أو الموسيقى الشعبية. كما تذيع بعض المحطات الأخرى أنواعًا مختلفة من الموسيقى، دون اللجوء إلى التخصص.
ولدى محطات الإذاعة مذيعون يقدمون الموسيقى، ويعلقون عليها، وبهذا يؤدون دورًا مهماً في جذب المستمعين إليهم، ولذلك فإن معظم محطات الراديو تسعى إلى توظيف مُعلقين، لهم شخصيتهم المميزة وأسلوبهم الخاص الشيق، الذي يجذب المستمع إليه في أي مكان.
ولا تقتصر البرامج المسلية على الموسيقى فقط، فهناك أيضًا البرامج المرحة، والتمثيليات التي تبث في حلقات متعددة، والمسرحيات التي تنقل للمستعمين بشكل مباشر أو مسجل. وبعض التمثيليات تكتب فقط للبث الإذاعي.
تقدم البرامج الخاصة بالمعلومات الأخبار والأحداث العالمية والمقابلات الإذاعية والنقل المباشر للأحداث الرياضية.
وتبث نشرات الأخبار في أوقات محددة، بمعدل ساعة أو نصف ساعة في بعض المحطات، كما تقدم المحطات الإذاعية تغطيات مباشرة للأحداث الخاصة مثل الانتخابات العامة، أو افتتاح المجالس التشريعية. وتعنى المحطات بشكل عام بتقديم أخبار خاصة عن الطقس، وحركة المرور، وسوق البورصة، وأخبار الزراعة. ويهتم جزء آخر من البرامج بتقديم برامج عن أحداث المجتمع، ونشاطات السكان، وخدمات الدولة. ويوجد عدد قليل من الإذاعات التي تختص بتقديم الأخبار فقط للمهتمين بذلك من المستمعين. وفي بعض الدول تنقل المحطات الإذاعية جلسات المجالس التشريعية نقلاً مباشرًا.
أما المقابلات الإذاعية، فتقدم مناقشات حول موضوعات متعددة، تغطي النواحي المختلفة للحياة. وكل برنامج من هذا النوع يقدمه مذيع أو مذيعة يقوم بإجراء المقابلات والتحكم في إدارتها. وتتفاوت موضوعات هذه المقابلات بين الموضوعات السياسية الجارية مثل معالجة الانتخابات وقضايا الدولة التي تهم المواطنين، والموضوعات الاجتماعية المحضة مثل الجريمة، أو التلوث، أو الفقر، أو العنصرية، أو التمييز بين الجنسين. ويتيح العديد من مقدمي هذه البرامج الفرصة للمستمعين للمشاركة في النقاش عبر هواتف الإذاعة، بطرح أسئلتهم، أو إبداء وجهات نظرهم. وتُدعى مثل هذه البرامج المخاطبات الهاتفية.
وتحظى البرامج الرياضية، مثل البرامج الإخبارية، باهتمام خاص، حيث يحاول المعلّقون الرياضيون نقل الأحداث المميزة إلى المستمعين. وتُسمى الأحداث الرياضية التي ينقلها المذيعون نقلاً مباشرًا التعليقات. وتقع رياضات كرة القدم وكرة المضرب والكريكيت على رأس قائمة الأحداث الرياضية التي تعنى الإذاعات بنقلها بشكل مباشر، أو على الأقل نقل نتائجها للمستمعين.
وتتنافس المحطات الإذاعية لجذب المستمعين، حيث تذيع معظم المحطات برامج لتلبية رغبات قطاع معين من المستمعين. فالمحطات التي تبث موسيقى البوب مثلاً، تحاول جذب المراهقين وصغار السن من المستمعين.
الموجات الطويلة 2000 إلى 1,060 150 إلى 280 الموجات المتوسطة 571 إلى 187 525 إلى 1605
الموجات القصيرة في النطاق الاستوائي
نطاق 120م 1,300 إلى 1,200 2,300 إلى 2,498 نطاق 90 م 93,7 إلى 88,2 3200 إلى 3,400 نطاق 75 م 76,9 إلى 75 3900 إلى 4000 نطاق 60م 63,2 إلى 59,3 4750 إلى 5060
نطاق الموجات القصيرة
نطاق 49 م 50,3 إلى 484 5,950 إلى 6,200 نطاق 41 م 42,3 إلى 41,1 7,100 إلى 7,300 نطاق 31 م 31,6 إلى 30,7 9,500 إلى 9,775 نطاق 25 م 25,6 إلى 25,1 11,700 إلى 11,975 نطاق 19 م 19,9 إلى 19,4 15,100 إلى 15,450 نطاق 16 م 16,9 إلى 16,6 17,700 إلى 17,900 نطاق 13 م 14,0 إلى 13,8 21,450 إلى 21,750 نطاق 11 م 11,7 إلى 11,5 25,600 إلى 26,100
الاتصالات ذات الاتجاهين.
يلقى هذا النوع من الاتصالات إقبالاً متزايدًا، لأنه يوفر سرعة الاتصال بين مكان وآخر، كلما دعت الحاجة إلى ذلك. أما الاستخدامات الأكثر استعمالاً للاتصالات ذات الاتجاهين، فهي :
1- السلامة العامة 2- الصناعة 3 - الأمن القومي 4- الاتصالات الخاصة.
في السلامة العامة.
يستخدم رجال الشرطة موجات الراديو لمنع الجريمة، وللقبض على الخارجين على القانون. كما تستخدم موجات الراديو في مساعدة رجال الإطفاء في إخماد الحرائق ومنع انتشارها. وتزوَّد سيارات هؤلاء بأجهزة اتصال صغيرة الحجم ومحمولة تدعى المتحدث السيار (ووكي - توكي)، حيث تمكنهم هذه الأجهزة من الاتصال بمقر القيادة، للحصول على التعليمات، بالإضافة إلى الاتصال فيما بينهم. انظر : المتحدث السيار. وتزود الطائرات والسفن بأجهزة اتصال لتنظيم عملها وعمليات الإنقاذ، إذا دعت الضرورة إلى ذلك.
وتستخدم فرق إسعاف خاصة الراديو للمساعدة في إنقاذ الأرواح، بعد وصولهم إلى منطقة الحادث، حيث ينقل رجال الإسعاف، عبر أجهزة اتصال موجودة في سياراتهم، حالة المرضى إلى الأطباء الموجودين في المستشفيات، لتقديم الإسعافات الملائمة عبر أجهزة الاتصال.
في الصناعة. أصبحت الاتصالات ذات الاتجاهين وسيلة لابد من توافرها في وسائل النقل، من سيارات الأجرة إلى طائرات النقل التجارية، حيث يتلقى سائقو سيارات الأجرة التعليمات حول أماكن وجود الركاب، بينما يتلقى طيارو الطائرات تعليمات الهبوط أو الإقلاع بوساطة أجهزة تعمل بموجات الراديو. كما تزود وسائل النقل الأخرى مثل السفن والقطارات والشاحنات بأجهزة اتصال مماثلة.
ويوفر استخدام الراديو الجهد والوقت والمال في العديد من المرافق الصناعية. فعمال البناء يستخدمون أجهزة الاتصال للتخاطب مع زملائهم الذين يعملون في الأبنية العالية، كناطحات السحاب، ويتلقىَّ الفلاحون والعاملون في الغابات المعلومات التي يحتاجون إليها عبر أجهزتهم، ويحصلون على الأجهزة التي يرغبونها.
في الأمن القومي.
تؤدّي أجهزة الراديو دورًا مهمًا في ربط وحدات الدفاع الموجودة في أماكن متعددة، بعضها ببعض. وتعتمد وسائل الدفاع المسلحة، بكل فروعها، على أجهزة الاتصال الراديوية ذات الاتجاهين بشكل متزايد، لتتمكن العناصر العاملة فيها من تبادل المعلومات والتنسيق فيما بينها. ويستخدم العسكريون الراديو في الطائرات والدبابات والسفن، حيث تمكّن مراكز الاتصالات الكبيرة، وأجهزة المتحدث السيار من الاتصال المستمر بين الوحدات العسكرية.
يتصل الطيار ببرج المراقبة بوساطة الراديو للحصول على تعلىمات الإقلاع والأحوال الجوية أثناء الرحلة.
عامل الراديو في السفينة يتلقى الرسائل القادمة من السفن الأخرى ومحطات الاتصالات على اليابسة.
يتلقى العديد من هواة تشغيل أجهزة الراديو اتصالات بعيدة المدى بوساطة أجهزتهم. انظر: راديو الهواة . ويلعب الأطفال مستخدمين أجهزة متحدث سيار قصيرة المدى، كما يستخدم العديد من الناس أجهزة اتصال راديوية في سياراتهم الخاصة أو سفنهم. ويُدعى مثل هذا النوع من الراديو الذي يشغل للأغراض الخاصة موجة الإذاعة الخاصة. انظر: موجة الإذاعة الخاصة. وقد مكن تطوير الراديو الخلوي في الثمانينيات من القرن العشرين من استخدام الهواتف المحمولة في كل مكان، وكذلك استخدام الهواتف المثبتة في السيارات.
استخدامات أخرى.
تستطيع موجات الراديو نقل معلومات أخرى، بالإضافة إلى الأصوات البشرية، حيث تشمل العديد من أعمال الراديو إرسال واستقبال أنواع عديدة من الإشارات، مما يمكننا من تشغيل أجهزة الملاحة، ووسائل التحكم عن بعد، وأجهزة نقل البيانات، بالإضافة إلى العديد من الاستخدامات الخاصة الأخرى.
الملاحة.
تتولى موجات الراديو نقل إشارات ملاحية خاصة، تساعد الطيارين على البقاء ضمن خطوط السير المعدة لهم. انظر: الطائرة. ولدى العديد من السفن أجهزة خاصة تحدد مسارها بمساعدة إشارات ملاحية مُرسلة من الشواطئ. انظر: السفينة. كما تعتمد الطائرات والسفن على الرادار، وهو شكل خاص من الراديو، لتعمل بشكل آمن. انظر: الرادار. وبالإضافة إلى ذلك يستخدم رواد الفضاء أجهزة ملاحة بمساعدة موجات الراديو لقيادة سفنهم صوب الاتجاه المرسلة إليه.
التحكم عن بعد.
يستخدم هذا النظام في توجيه نموذج الطائرة أو الطائرة الحقيقية التي تسير بدون طيار. ويمكن أيضًا توظيف النبائط المتحكم فيها، لقيادة عربات القطار، أو فتح وإغلاق الأبواب، أو تشغيل الآلات. انظر: التحكم عن بعد.
نقل البيانات.
تستطيع الأجهزة التي تعمل بموجات الراديو نقل كمية كبيرة من المعلومات، وبسرعة عالية، بين جهازين إلكترونيين، كما في حالة إرسال معلومات من جهاز اتصال على الأرض إلى حاسوب على متن سفينة فضائية. وتستخدم موجات الراديو أيضًا في نقل صور الفاكسميلي، حيث تحول الصور إلى إشارات إلكترونية ترسل بموجات الراديو.
الاستخدامات الخاصة.
يستخدم الجواسيس ولجان التحقيق أجهزة مخبأة تعمل بموجات الراديو تدعى المنصتات للتنصت على المحادثات بغرض الحصول على المعلومات السرية. كما تساعد الأجهزة التي تعمل بموجات الراديو في تشخيص أمراض المعدة، حيث يبتلع المريض قرصًا يسمى القرص الراديوي أو الكبسولة الراديوية، يحتوي على باعث راديوي صغير الحجم يبث معلومات طبية حول وضع المريض. وتوجد أنواع من موجات الراديو ذات طاقة عالية تستطيع تحضير الطعام المطبوخ فيما يسمّى أفران المايكروويف. ---------------------------------------------------------------------------------------
كيف يعمل الراديو
يتضمن الإرسال والاستقبال في كل أنواع الاتصالات التي تمر عن طريق موجات الراديو، بشكل عام، عددًا من المراحل، وهي :
1- تكوين إشارات الاتصال وتحويلها إلى موجات راديو، 2- إرسال موجات الراديو الحاملة للمعلومات الصوتية أو غيرها. 3- استقبال هذه الموجات وتحويلها إلى شكل يمكن فهمه.
وتوضح الفقرتان التاليتان ـ كيف تبث البرامج الإذاعية وكيف تستقبل البرامج الإذاعية ـ خطوات البث الإذاعي.
كيف تبث البرامج الإذاعية.
محطات البث الإذاعي هي الأماكن التي يبدأ منها البث الإذاعي، وتقع عادة في مبانٍ مؤلفة من العديد من المكاتب، ويكون الاستوديو المكان الأكثر أهمية في تلك المباني. والاستوديو هو الغرفة التي تذاع منها البرامج، وتكون مغلفة بمواد عازلة تمنع تسرب الأصوات والضجيج الخارجي إليها، حتى لا يؤثر ذلك على البرامج المذاعة. ويتكون الاستديو بشكل عام من جزءين منفصلين، أحدهما هو غرفة المراقبة والتحكم، والآخر قاعة الاستوديو الرئيسية التي يقوم المؤدون بأداء أعمالهم فيها.
وتحتوي غرفة المراقبة والتحكم على أجهزة البث، ويفصل بينها وبين قاعة التسجيل الرئيسية حائط يحتوي على نافذة كبيرة، تتيح للعاملين بقاعة الاستوديو رؤية بعضهم بعضًا. ويوجد في غرفة التحكم لوحة تحكم، وهي مجموعة من الأجهزة التي تنظم الأصوات. وتتم بعض أنشطة البرامج مثل البث الموسيقي المسجل عادة في غرفة التحكم، وقد تتم أحيانًا في قاعة الاستوديو الرئيسية.
وضع البرنامج على الهواء.
يتضمن أعمالاً مثل: كتابة النص، وإعلان البرامج وقراءتها، والتحكم في أجهزة البث. ويمكن للمذيع نفسه في المحطات الصغيرة أن يكتب البرامج ويعلنها، ويقدم الموسيقى المسجلة، ويشغل أجهزة التحكم، بينما يكون الأمر مختلفًا في المحطات الكبيرة، حيث يتوافر لديها مجموعة من العاملين، يقومون بإعداد البرامج، بما في ذلك كتابة الأخبار والمنوعات المختلفة، وبذلك يتسنى للمذيع قراءة البرامج أو التعليق عليها بدون نص مكتوب.
ومع الانتشار الواسع للحواسيب أصبح العديد من محطات الإذاعة تعمل بطريقة أوتوماتية، حيث تقوم الحواسيب بالعديد من المهام التي كان العاملون يقومون بها، كتشغيل الأجهزة وتسجيل البرامج وإرسال فواتير قسم الإعلانات إلى المعلنين، وفي بعض الأحيان تشغيل لوحة التحكم.
وتوفر الأتمتة المال والوقت، وتحسن نوعية البرامج التي تبث. ففي أوروبا وأمريكا الشمالية، على سبيل المثال، تستخدم العديد من المحطات الإذاعية نظامًا رقميًا. وفي هذا النظام تبث البرامج والمواد الإخبارية المسجلة مسبقًا، من أقراص مدمجة، عوضًا عن الشرائط، مما ينتج نوعية جيدة من الأصوات.
وكان استخدام الأقراص المدمجة في بث الموسيقى متاحًا، وواسع الانتشار، لسنوات عديدة، ولكن استخدام التقنية الرقمية وبرامج الأحداث الجارية، حديث إلى حد ما، وأدى إلى تغير في طريقة إعداد البرامج. فقد يشتمل برنامج يتناول أحدث ما توصل إليه علم الطب، على سبيل المثال، على عشر مقابلات، تسجل في أوقات منفصلة، وفي أماكن مختلفة، على شريط. وبعد ذلك تحرر هذه المقابلات رقميًا على شاشة حاسوب ـ عوضًا عن الطريقة التقليدية التي تنطوي على قطع الشريط بشفرة ـ وتضاف التعليقات والموسيقى، وتوضع في قرص مدمج بغرض البث.
ولا تستخدم الشرائط في المقابلات الهاتفية. وعوضًا عن ذلك يمكن تسجيل المقابلة مباشرة على الحاسوب، ويمكن رؤيتها على الشاشة مع الصوت. وبعد ذلك يمكن تحرير المقابلة على الشاشة، ثم تنقل إلى قرص مدمج بهدف البث، دون فقدان جودة الصوت.
وإعداد بعض البرامج الإذاعية، مثل الأعمال التمثيلية أو المسلسلات الدرامية، يكون عادة أصعب من البرامج الموسيقية، إذ يقوم كتّاب النص بإعداد حلقاتهم الكوميدية أو المأساوية، ثم يقود المخرج الممثلين والممثلات، الذين يقفون أمام الميكروفونات لقراءة أدوارهم. وقد يقدم أحد المذيعين مقدمة ونهاية الحلقة أو البرنامج، بالإضافة إلى قيام خبراء الصوت بإضافة المؤثرات الصوتية المختلفة مثل صوت الرعد، وفتح الأبواب، وصهيل الخيول وغيرها. وتعزف فرق موسيقية مقطوعات تُنقل مباشرة إلى المستمعين بشكل مباشر. ويتم تقديم بعض العروض الإذاعية في قاعات تسجيل تشبه المسرح أمام الجمهور، إلا أن البرامج في وقتنا الراهن لا تستدعي هذا التنوع في طرائق الإنتاج، نظرًا للاهتمام بالموسيقى والمقابلات الإذاعية والأخبار المتنوعة.
من الموجات الصوتية إلى الموجات الكهربائية.
يتكون البرنامج الإذاعي من أحاديث، وموسيقى، وغير ذلك من الأصوات. وهذه في مجموعها يمكن أن تنقل حية على الهواء أو تسجل، ثم تذاع فيما بعد. وتبث الأصوات الحية مباشرة في الوقت نفسه الذي تنتج فيه، وتشمل أحاديث المذيعين، كما تشمل أصواتاً من أماكن بعيدة، مثل التعليقات على مباريات كرة القدم والمسابقات، أو المقابلات وتقارير الأخبار التي تنقل إلى قاعة الاستوديو بوساطة الهاتف، أو من قاعات استوديو بعيدة، بينما الأصوات المسجلة لا تبث مباشرة، بل تخزن على شريط مغنطيسي وتبث لاحقًا. ومعظم الإعلانات والموسيقى المذاعة يتم تسجيلها مسبقًا.
ويعتمد فهم آلية البث الإذاعي على فهم الصوت وماهيته.
تتكون كل الأصوات من اهتزازات. فصوت شخص ما مثلاً، يتكون من اهتزازات الهواء التي تحدث بسبب اهتزاز الحبال الصوتية لهذا الشخص. وينتقل الصوت عبر الهواء على شكل موجات تدعى الموجات الصوتية، وعندما تصل هذه الموجات إلى الأذن البشرية يمكن سماع الصوت الأصلي المحدث لها.
يلتقط الميكرفون الحديث والأصوات الحية الأخرى التي تُكوّن البرنامج أثناء البث الإذاعي، ويحول موجاتها الصوتية إلى اهتزازات كهربائية تمثل تلك الموجات. ثم تضخم الاهتزازات الكهربائية، وتستخدم في المرسل لإنتاج موجات الراديو التي تكوِّن البث الإذاعي. وتقوم أجهزة الإرسال، بطريقة مماثلة، بتحويل الأصوات المسجلة إلى موجات راديو.
من الموجات الكهربائية إلى موجات الراديو.
تنتقل الموجات الكهربائية الممثلة للأصوات عبر أسلاك إلى لوحة التحكم التي تحتوي على العديد من المفاتيح والمؤشرات. ويقوم فني بالتحكم في الأصوات المرسلة إلى اللوحة، حيث يقوم بتغيير حدة كل صوت، وقد يمزج بعض الأصوات معًا، ثم تنتقل هذه الموجات الكهربائية من لوحة التحكم إلى المرسل.
موجات الراديو تضم نوعين من الاهتزازات الكهربائية
الموجات الترددية السمعية والتي تمثل الصوت والسمعيات الأخرى،
والموجات الترددية الراديوية التي تحمل الموجات الترددية السمعية بعد ضمهما معًا بأحد الطرق المبينة بالجزء الأيسر.
إرسال موجات الراديو.
يوجد المرسل في بعض المحطات الإذاعية في الغرفة نفسها التي تحتوي على لوحة التحكم، حيث تنتقل الموجات الكهربائية التي تكون البرنامج عبر أسلاك من لوحة التحكم إلى المرسل. وفي محطات أخرى يوضع المرسل في مكان بعيد نسبيًا عن المحطة، وبالقرب من هوائي الإرسال (الجهاز الذي يرسل موجات الراديو عبر الهواء)، حيث تُرسل الموجات الكهربائية إلى المرسل بوساطة حزمةٍ خاصّةٍ من موجات الراديو أو عبر أسلاك.
يقوِّي المرسل الموجات الكهربائية التي تمثل البث، وينتج أيضًا موجات الراديو التي تُسمَّى الموجات الحاملة. ويضم المرسل الموجات الحاملة مع الموجات الكهربائية القادمة من الاستوديو، وتُسمَّى هذه العملية التضمين. والموجة الناتجة هي الإشارة الراديوية التي تحمل البرنامج إلى جهاز الراديو.
يرسل المرسل إشارة الراديو إلى الهوائي، الذي يرسلها بدوره على الهواء في شكل موجات راديوية. وتضع العديد من المحطات هوائياتها على أبراج، في أماكن عالية أو مكشوفة، بعيدة عن المباني التي قد تمنع انتشار الموجات. وتضع المحطات الصغيرة هوائياتها في أعلى مبنى المحطة أو بالقرب منها.
موجات AMو FM. في موجات تضمين الاتساع (AM) يتغير ارتفاع الموجة المركبة من موجة ترددية سمعية وموجة ترددية راديوية لتوافق شكل الموجة الترددية السمعية.
أما في موجات تضمين التردد (FM) فيتغير تردد الموجة المركبة حسب شكل الموجة الترددية السمعية.
أنواع الموجات المرسلة.
تبث برامج الإذاعة بطريقتين، تعتمدان على كيفية ضم الموجة الحاملة وإشارة البرنامج.
وفي تضمين الاتساع يتغير اتساع (قوة) الموجة الحاملة حسب تغيّرات الموجات الكهربائية الآتية من الاستوديو. ويستخدم البث بطريقة تضمين الاتساع (AM) عادة، نطاقات الموجات الطويلة والمتوسطة والقصيرة.
وفي طريقة تضمين التردد (FM)، يبقى اتساع الموجة الحاملة ثابتًا، ولكن الموجات الكهربائية القادمة من الاستوديو تغير تردد الموجة الحاملة (عدد اهتزازات الموجة في الثانية الواحدة). ويذكر هنا أن البث بهذه الطريقة يستخدم موجات أقصر من تلك المستخدمة في الطريقة الأولى.
يرسل الهوائي نوعين من موجات الراديو:
الموجات الأرضية والموجات السماوية، حيث ينتشر النوع الأول بشكل أفقي متبعًا تعرج سطح الأرض لمسافة قصيرة نسبيًا، بينما تنتشر الموجات السماوية باتجاه الفضاء. وعندما يصل هذا النوع من الموجات إلى طبقة الغلاف الأيوني، فإنها تنعكس باتجاه الأرض.
ويتيح هذا الانعكاس وصول البث الإذاعي إلى أماكن بعيدة جداً عن هوائي الإرسال. ويعكس الغلاف الأيوني موجات الراديو المتوسطة بشكل أوضح خلال الليل منها خلال النهار؛ ولذلك نتمكن من التقاط محطات إذاعية بعيدة تستخدم هذا المجال الترددي بصورة واضحة أثناء الليل منه أثناء النهار.
وترسل هوائيات الأنظمة المعتمدة على تقنية تضمين التردد (FM) موجات تسير في الاتجاه نفسه الخاص بتضمين الاتساع (AM)، إلا أن الموجات التي تتجه نحو الفضاء لا تنعكس إلى الأرض عند وصولها إلى الفضاء، وإنما تتابع انتشارها عبر طبقة الغلاف الجوي إلى الفضاء.
أما الموجات التي تنتشر بشكل أفقي فتسير عبر مايسمى بخط النظر، والذي يعني أن هذه الموجات لا يمكن أن تلتقط في مكان أبعد من الأفق الذي يُرى من الهوائي. ويمكن التقاط موجات تضمين الاتساع من مسافات أبعد، نظرًا لأنها تنعكس عند اصطدامها بطبقة الغلاف الأيوني عائدة إلى الأرض.
وبالرغم من أن موجات تضمين التردد ذات مدى محدد، إلا أن لها ميزة مهمة مقارنة بموجات تضمين الاتساع، حيث إن إرسال تضمين التردد لا يتأثر بالتشويش بالمقارنة مع تضمين الاتساع. فمعظم إشارات التشويش إشارات تضمين اتساع، وتصمم دوائر استقبال تضمين التردد بحيث تكون غير حساسة لهذه الإشارات. ويتصف الإرسال بتضمين التردد FM بشدة نقائه ويولد أصواتًا أقرب إلى الأصوات الطبيعية.
ويستخدم إرسال تضمين الاتساع الموجات متوسطة الطول والتي يتراوح نطاق تردداتها بين 525 و 1605 كيلوهرتز. وبسبب العدد الهائل لمحطات الإرسال، فقد يستخدم كل مرسل حزمة ضيقة ذات ترددات تتراوح نطاقاتها بين 8 و10 كيلو هرتز.
ولا تستطيع مرسلات تضمين الاتساع بث إشارات سمعية عالية النقاء، على اعتبار أن مثل هذه الإشارات تحتاج إلى عرض نطاق لا يقل عن 20,000 كيلو هرتز. ومن جهة أخرى لا تستطيع الإشارة السمعية لمرسل تضمين الاتساع نقل أصوات ذات ترددات أعلى من 8 كيلو هرتز.
وتوظف المرسلات العاملة بتضمين التردد نطاقات ترددية واسعة تتراوح تردداتها بين 88 و 108ميجاهرتز. وفي بعض الدول، على سبيل المثال، تبث محطات الإذاعة العاملة بتضمين التردد برامجها على ترددات تقع بين 658 و73 ميجاهرتز. وبذلك يستطيع كل مرسل تضمين تردد أن يشغل نطاقًا تردديًا عريضًا بحيث يكفي لإرسال الطيف الصوتي بكامله، أي الترددات السمعية حتى 20,000 هرتز، ومن ثم فإن الأصوات الناجمة تكون عالية الجودة.
ومنذ مطلع تسعينيات القرن العشرين تبنت عدد من الدول تقنية تسمى البث السمعي الرقمي. وفي عام 1995م أصبحت هيئة الإذاعة البريطانية أول محطة إذاعية تقدم الخدمة الإذاعية باستخدام البث السمعي الرقمي. وقد وجهت هذه الخدمة إلى منطقة محدودة حول لندن، ووصلت إلى 20% فقط من سكان بريطانيا.
وتختلف إشارة البث السمعي الرقمي عن إشارتي كل من تضمين الاتساع وتضمين التردد. ففي البث الإذاعي التقليدي، أو القياسي، تحمَّل كل خدمة إذاعية على الترددات الخاصة بها. أما في البث السمعي الرقمي فتستخدم كتلة واحدة من الترددات تسمى المضاعف لحمل عدد من الخدمات. وفي المملكة المتحدة خصصت الحكومة سبعة مضاعفات على الطيف الراديوي 217,5- 230 ميجاهرتز، لاستخدام هيئة الإذاعة البريطانية والمحطات الإذاعية المستقلة القومية والمحلية، كما اتجهت عدد من الدول الأوروبية أيضًا، بالإضافة إلى الولايات المتحدة وكندا وأستراليا، إلى تخصيص مضاعفات للإرسال بالبث السمعي الرقمي.
ويعمل البث السمعي الرقمي بالجمع بين تقنيتين؛
الأولى هي تسجيل الصوت رقميًا (أي في شكل سلسلة من الواحدات والأصفار)، عوضًا عن الإشارة التقليدية، ويتيح هذا استخراجًا دقيقًا للصوت دون فقدان جودة النوعية.
والثانية هي ضغط البيانات. وحتى وقت قريب كان ترقيم الصوت يتطلب نطاقًا واسعًا من الطيف الراديوي، بحيث كان البث بهذه الطريقة غير عملي، ولكن التقدم التقني قاد إلى تطوير نظام يجدد فقط أجزاء الإشارة التي تعرضت للتغيير بعد إرسالها. وقد أتاح هذا التخلص من المعلومات غير الضرورية، والذي أدى بدوره إلى تقليل كمية المعلومات الرقمية المطلوبة للبث.
ويضمن البث السمعي الرقمي إمكانية الاستقبال الجيد للإشارات المرقمة في كل المناطق، بما في ذلك المناطق المعرضة للتداخل، مثل أجزاء المدن ذات الأبنية العالية، وأنفاق الطرق والسكك الحديدية. وتستخدم هذه العملية علاقة رياضية دقيقة لتجزيء الإشارة الرقمية بين 1,356 ترددًا حاملاً مختلفًا، وفي فترات زمنية مختلفة.
ويتطلب ترتيب الترددات الحاملة، وتوزيع مكونات الإشارة عليها، دقة عالية. ويستطيع جهاز الاستقبال التوليف بين مكونات الإشارة، وتخزين الإشارة الأصلية، في كل الظروف، بما في ذلك الظروف التي يتأثر الاستقبال فيها بالتداخل.
ولإشارة الإرسال بالبث السمعي الرقمي عرض نطاق كلي قدره 1,536 ميجاهرتز، مما يوفر سعة قدرها 1,5 ميجابيت لكل ثانية (البيت وحدة تمثل الرقم الثنائي، وتساوي 1 أو صفر في الترقيم الثنائي).
ويتكون مضاعف البث السمعي الرقمي من 2,300,000 بيت، والتي تستخدم في حمل أصوات وبيانات وتكافؤ مبني داخليًا، أو نظام تصحيح، لتصحيح أخطاء الإرسال، مما يتيح مرونة عالية في الإرسال. ويمكن زيادة السعة، لإعطاء نوعية صوت جيدة لقطعة موسيقية على سبيل المثال.
وعوضًا عن ذلك، قد تستخدم البيتات للحصول على خدمات إضافية ـ مثل البث الحي لمادة إخبارية أو حدث رياضي ـ دون الإخلال بالبرمجة العادية. ويجري الآن تطوير البث السمعي الرقمي، لاستخدامه في تطبيقات أخرى، مثل نظم توجيه السيارات، والراديوهات الموصلة بالحواسيب، وعرض الخرائط والصور.
وللبث السمعي الرقمي عدد من الامتيازات مقارنًا بالبث بتضمين التردد وتضمين الاتساع. وأهم هذه الامتيازات هو نقاء الصوت مقارنًا بالفرق بين التسجيلات الطويلة الأمد والأقراص المدمجة. وكما أن البث بتضمين التردد أوضح لأنه أقل عرضة للتداخل مقارنًا بالبث بتضمين الاتساع، فإن البث السمعي الرقمي أيضًا أكثر وضوحًا لنفس السبب.
ويعوق ارتداد الإشارات القادمة من المرسلات عن الأجسام الصلبة، مثل الأبنية والأشجار والجبال، استقبال تضمين التردد، ولكن نظام البث السمعي الرقمي يستطيع استقبال مثل هذه الإشارات المعكوسة بوضوح.
ومن مميزات البث السمعي الرقمي أيضًا أنه يتطلب شبكة تردد واحدة لتوفير تغطية واسعة، بينما يتطلب البث بتضمين التردد جزءًا كبيرًا من طيف البث. ويعني استخدام التردد الواحد أن أجهزة الراديو لا تحتاج إلى إعادة توليف عند الانتقال من محطة إلى أخرى، والتي تحدث عادة في حالة تضمين التردد.
بدأت عدد من الدول الأوروبية مشاريع البث السمعي الرقمي في تسعينيات القرن العشرين، حيث أجريت أولى التجارب في استوكهولم بالسويد، في مارس 1992م. وفي كندا بدأ أول تشغيل تجاري للبث السمعي الرقمي في عام 1996م، كما تقرر أن يكتمل إدخال هذا النظام في معظم الدول الأوروبية في عام 1997م. وتجرى التجارب أيضًا في الصين وأستراليا وكوريا الجنوبية. وحسب التقديرات، سوف يتمكن حوالي 80% من سكان أوروبا، من استقبال البث السمعي الرقمي، بحلول عام 2000م.
وأهم عيوب البث السمعي الرقمي هو أن المرسلات الحالية سوف تتطلب إعادة تركيب لمواكبة البث السمعي الرقمي، وأن أجهزة الراديو الحالية سوف لا يكون في مقدورها استقبال هذا البث. وفي منتصف تسعينيات القرن العشرين بدأت الشركات الكبرى في أوروبا واليابان إنتاج راديوهات البث السمعي الرقمي.
قدرة الإرسال وتردده.
يتأثر مدى انتشار البث الإذاعي بقدرة المرسل، حيث تمتلك محطات تضمين الاتساع القوية قدرة تعادل 50,000 واط، وهذا يُمكِّن المستمعين من التقاط مثل هذه الإذاعات على مسافات بعيدة جدًا، وبخاصة أثناء الليل، عندما تكون الموجات السماوية فعالة. فعلى سبيل المثال، يمكن الاستماع إلى المحطات ذات القدرة 50,000 واط على مسافة تصل إلى 1,600كم، أثناء الليل. وهناك بعض محطات تضمين الاتساع ذات قدرة منخفضة (250 واط) مخصصة لخدمة بلدة أو بلدتين صغيرتين. وتتراوح قدرة محطات تضمين التردد، بين 100 واط، وتبث لمسافة حوالي 25كم، و100,000 واط، ويمكنها أن تصل إلى مسافة 100كم. وتعمل بعض محطات تضمين التردد غير التجارية بقدرة صغيرة؛ أي مايقرب من 10 واط، حيث تصل إلى مسافة لا تتعدى بضعة كيلومترات.
وتبث كل إذاعة على قناة، أو تردد مخصص لها، مما يقلل من تداخل الإذاعات، بعضها ببعض. ويقاس التردد بوحدة تُدْعى الهرتز، التي تمثل عدد الاهتزازات في الثانية الواحدة. ويعادل الكيلوهرتز 1,000 هرتز، بينما يعادل الميجاهرتز 1,000,000 هرتز. وتبث محطات تضمين الاتساع على ترددات تتراوح بين 525 و 1,605 كيلوهرتز (موجات متوسطة). وفي أوروبا يتراوح هذا النطاق بين 150 و 285 كيلو هرتز (موجات طويلة). وهناك العديد من المحطات التي ترسل بثها في نطاق الموجات القصيرة، وبترددات تتراوح بين 1,5 و 30 ميجاهرتز.
وينتقل البرنامج المنقول بموجات الراديو بسرعة الضوء، أي 299,792كم/ث، بينما تنتقل الموجات الصوتية نفسها في الهواء بسرعة 300 م/ث. ويؤدي هذا التفاوت في السرعة بين موجات الراديو وموجات الصوت إلى مفارقات غريبة. فالمستمعون للراديو في الشاطئ الغربي من الولايات المتحدة الأمريكية، يمكنهم سماع بث إذاعي مباشر لمقطوعة موسيقية يبث من قاعة على الساحل الشرقي للولايات المتحدة، قبل المشاهدين الموجودين في الصف الأخير من القاعة .
تصنيع المذياع يعطي فرص عمل للعديد من العمال المهرة من الفنيين إلى مهندسي الإلكترونيات.
أجزاء المذياع.
كيف تُسْتَقبل البرامج الإذاعية. لا نستطيع رؤية أو سماع أو تحسس موجات الراديو، لكن أجهزة الاستقبال تستطيع ذلك، محولة هذه الموجات إلى أصوات تمثل البرامج المذاعة.
وتزوَّد أجهزة الاستقبال عادة بإمكانية التقاط البث بطريقة تضمين الاتساع أو تضمين التردد أو بكلتيهما معًا، حيث يمكن للمستمع أن يحرك مؤشراً لاختيار نطاق (مجموعة من الترددات) موجة تضمين الاتساع المتوسطة، أو نطاق تضمين التردد. وتوفر أجهزة الاستقبال متعددة النطاقات إمكانية استقبال نطاقات أخرى مثل الموجات القصيرة والاتصالات الجوية والبحرية.
وتعمل أجهزة المذياع بالقدرة الكهربائية المنزلية أو البطاريات الجافة، بالإضافة إلى نوع ثالث يعمل بوساطة قدرة الموجات الراديوية الملتقطة. وقد كان هذا النوع المسمى بالراديو البلوري شائعًا عند بدايات البث الإذاعي.
وتتكون الأجزاء الرئيسية لجهاز الراديو الذي يعمل بالقدرة الكهربائية من: 1- الهوائي 2- الموالف 3- المضخمات 4- المجهار.
هوائي .
قضيب أو سلك فلزي يلتقط موجات البث الإذاعي ويمررها إلى الجهاز. وقد يكون الهوائي بأكمله داخل المذياع، أو يكون جزءٌ منه داخل المذياع والجزء الآخر خارجه، كما هو معمول به في مذياع السيارات. ويتكون الهوائي في معظم مستقبلات الموجات الطويلة والمتوسطة من ملف موضوع حول قضيب من مادة مغنطيسية خاصة تسمى الفريت.
وعند اصطدام موجة راديو بالهوائي تولد تيارات كهربائية ضعيفة جدًَا. وبسبب استقبال الهوائي للعديد من المحطات في الوقت نفسه يجب على المستمع أن يوالف المستقبل على محطة معينة.
الموالف.
هو الجزء من المذياع الذي يمكنه من تحسس ترددات معينة. ويوضح ناخب متصل بالموالف ترددات، أو قنوات المحطات المولفة فيه. فلكي نتمكن من توليف المذياع للاستماع إلى محطة الإذاعة البريطانية مثلاً، والتي تبث على تردد قدره 648 كيلو هرتز، يجب علينا اختيار الرقم 648 على مجال الموالف.
ويسمى قلب الموالف أو مؤشر الاختيار المكثف المتغير، ويتكون من مجموعتين من ألواح شبه دائرية، تتداخلان معًا، وتكون إحداهما ثابتة بينما تتحرك الأخرى عند تحريك مفتاح التوليف. وينتج هذا التحرك تغييرات في دوائر جهاز المذياع، مسببًا حساسية المذياع للترددات المختلفة.
المضخمات.
تقوم المضخمات بتضخيم إشارة البرنامج المستقبلة بوساطة الموالف. والمضخمات في المذياع العادي أجزاء من دائرة تسمى الدائرة المغايرة الفوقية. وأهم أجزاء الدائرة في الأجهزة التي تباع الآن هي الترانزستورات والدوائر المتكاملة. وكانت معظم أجهزة الراديو المصممة قبل عام 1960م تستخدم صمامات تسمى الصمامات المفرغة.
وتتكون الدائرة المغايرة الفوقية من أربعة أجزاء رئيسية هي: 1- المحول 2- ¸IF· مضخم التردد المتوسط 3- الكاشف 4- مضخم التردد السمعي ¸AF·.
ويقوم المحوّل أولاً بتحويل إشارات البث المستقبلة الضعيفة إلى إشارة ذات تردد أقل يسمى التردد المتوسط. ثم تضخم الإشارة بتمريرها ضمن مرحلة تضخيم التردد المتوسط المكونة من مضخم واحد أو عدة مضخمات IF. وتمر الإشارات بعد ذلك في دائرة الكاشف، الذي يقوم بحذف الموجة الحاملة، مبقيًا على التردد السمعي، الذي يمثل البرنامج المذاع. وأخيراً يقوم مضخم التردد السمعي بتضخيم الإشارة ثم يرسلها إلى المجهار.
المجهار (مكبر الصوت).
هو المرحلة الأخيرة بين قاعة بث الإرسال والمستمع، حيث يحول الإشارة الكهربائية إلى شكلها الأصلي، أي الترددات السمعية. وتتكون الأجزاء الأساسية للمجهار من مغنطيس دائم وملف من الأسلاك يسمى ملف الصوت، يرتبط ببوق يصنع من الورق المقوى. وتمر الإشارة السمعية القادمة من المضخم الأخير خلال الملف وتمغنطه، مسببًا بذلك تحرك الملف في مجال المغنطيس الدائم، وهذا يجعل البوق يهتز نتيجة تواتر الإشارة الصوتية المارة في الملف. ويولد اهتزاز البوق موجات صوتية، تشبه تلك التي بدأ منها البث من خلال الميكروفون، منتجًا الصوت الأصلي.
مستقبلات الصوت المجسم (ستريو).
يستطيع هذا النوع من المستقبلات استقبال البرامج المذاعة بطريقة الصوت المجسم، التي تحتاج إلى ميكروفونين أو أكثر، لكي يتم توليدها. وتستخدم عادة ثلاثة ميكروفونات أو أكثر، تلتقط الأصوات كما لو كنا نستمع إليها في مسرح أو قاعة كبيرة تذاع فيها الموسيقى. ومثل أذني الشخص "تميز" الميكروفونات بين الأصوات الصادرة عن الأماكن المختلفة في المسرح، وتستخدم تقنية تدعى التجميع لإرسال الصوت المجسم باستخدام مرسل واحد. ويحتوي المستقبل على مجهارين على الأقل، أحدهما خاص بالأصوات القادمة من جهة اليمين، والآخر خاص بالأصوات القادمة من جهة اليسار. ولضمان جودة الصوت يوضع المجهاران خارج المذياع على مسافة محددة منه، حيث يتحكم المستمع بأماكن توزيعها، حتى يحصل على نسخة مطابقة للصوت الأصلي.
راديو الموجات القصيرة
كيفية انتشار موجات البث الإذاعي.
تعمل العديد من محطات البث الإذاعي ضمن نطاق الموجاتُ القصيرة. وفي البث الإذاعي تعرَ
Admin Admin
عدد المساهمات : 3762 تاريخ التسجيل : 15/09/2009 العمر : 57 الموقع : مصر
موضوع: رد: دراسة جدوى انشاء مصنع تصنيع وتجميع الراديو الترانزستور والتسجيل الصوتى الجمعة فبراير 22, 2013 1:38 am
راديو الموجات القصيرة
كيفية انتشار موجات البث الإذاعي. تعمل العديد من محطات البث الإذاعي ضمن نطاق الموجاتُ القصيرة. وفي البث الإذاعي تعرَّف الموجات القصيرة بأنها الموجات ذات الترددات التي تتراوح بين 15 و 30 ميجاهرتز. وتسمى المجالات الترددية للبث الإذاعي، حسب طول الموجة. فمثلاً، يسمى نطاق التردد (17,7-17,9) ميجاهرتز النطاق 16مترًا. والنطاقات الأخرى التي تستخدم الموجات القصيرة في البث هي النطاقات 11، 13، 19، 25، 31، 41، 49 م. وفي المناطق المدارية تستخدم النطاقات 60، 75، 90، 120م في البث الإذاعي، بينما تخصص الترددات الباقية لهواة الراديو، وأنظمة الاتصالات العسكرية، والملاحة البحرية والفضائية، وخدمات التلكس. وبسبب الانعكاس الذي يحدث في طبقة الغلاف الأيوني (طبقة في الجو تعكس موجات الراديو) يمكن للترددات القصيرة الانتقال إلى مسافات بعيدة، حيث يمكن القول إن هذا النوع من الترددات هو الطريقة الوحيدة للاتصالات في الأماكن غير المأهولة بالسكان من الكرة الأرضية.
البـلـــــــــد عدد أجهزة المذياع عدد أجهـزة المذياع لكـل 100 نسمة الولايات المتحدة 534,800,000 212 الصين 219,550,000 18 اليابان 113,500,000 91 ألمانيا 72,000,000 89 الهند 72,000,000 80 بريطانيا 66,400,000 114 البرازيل 61,000,000 39 فرنسا 51,200,000 89 روسيا 49,900,000 34 إيطاليا 45,800,000 80 كوريا الجنوبية 44,700,000 101 أوكرانيا 41,700,000 81 كندا 28,600,000 99 إندونيسيا 28,300,000 15 المكسيك 23,000,000 256 أستراليا 22,730,000 129 الأرجنتين 22,700,000 67 نيجيريا 20,650,000 20 مصــر 18,500,000 39 بولندا 16,800,000 44 إيران 14,730,000 23 هولندا 13,865,000 91 جنوب إفريقيا 12,450,000 31 باكستان 11,660,000 9 جمهورية تشيكيا 6,500,000 63
هذه الأرقام عن عام 1993م . المصدر : اليونسكو.
الأجزاء الأساسية في راديو AM/FM يعمل على الترانزستور البث بالموجات القصيرة. يشغل أكثر من ثمانين بلدًا في العالم محطات بث إذاعيِّ تعمل على الترددات القصيرة. وتختلف البرامج المذاعة بوساطة هذه المحطات عن تلك المخصصة للمستمعين المحليين، حيث توجه الأولى إلى مستمعين بعيدين جدًا. فالبرامج المتحدثة باللغة الوطنية تخدم المواطنين الذين يعيشون خارج أوطانهم، أو يعملون على متن السفن التجارية.
وتوجه البرامج التي تستخدم لغاتٍ أخرى، إلى أقطار معينة.فهيئة الإذاعة البريطانية العالمية مثلاً، لا تقتصر على البث باللغة الإنجليزية بل تتعدّى ذلك إلى لغات أخرى كالروسية والعربية والفرنسية والألمانية. وعلى هذا النمط نفسه تبث محطة صوت أمريكا برامج بلغات عديدة. وينطبق ذلك على محطات أخرى مثل إذاعة موسكو وإذاعة بكين وإذاعة الرياض وإذاعة القاهرة، وإذاعة عمان، وإذاعة أم درمان.
وتبث معظم محطات الموجات القصيرة على العديد من الترددات، والعديد من النطاقات الترددية، في الوقت نفسه، وذلك لكي تضمن استقبالاً مؤكداً لمستمعيها في أنحاء العالم كافة، حيث يستطيع المستمع في أوروبا، على سبيل المثال، التقاط محطة أمريكية قصيرة الموجة صباحًا، بشكل واضح على النطاق 19م ومساءً على النطاق 31م.
وتتكون البرامج المذاعة على الموجات القصيرة من الأخبار العالمية، والوطنية، والتعليقات، والمقابلات، والبرامج الثقافية، والمنوعات الأخرى. كما تستخدم في بعض الأحيان لأغراض تعليمية، مثل تعليم اللغة الإنجليزية من محطة هيئة الإذاعة البريطانية. ويلاحظ أيضًا أن محطات الموجات القصيرة لا تبث العديد من البرامج الموسيقية؛ نظرًا لكون الاستقبال يتأثر بالتداخلات والظروف الجوية، ولذا فإن نوع هذا الاستقبال ليس نقيًا بدرجة عالية.
ومن التطبيقات الأخرى للموجات القصيرة، استخدامها لأغراض الدعاية السياسية، كما حدث خلال فترة الحرب الباردة. فقد قامت بعض الحكومات في أوروبا الشرقية ـ خاصة التي تسيطر فيها الدولة على إذاعتها ـ بالتشويش على الدول الغربية، إلا أنه تم إيقاف ذلك أثناء الثمانينيات من القرن العشرين.
مستقبلات الموجات القصيرة. للعديد من أجهزة الاستقبال نطاق واحد أو أكثر من الموجات القصيرة، بالإضافة إلى نطاق تضمين التردد ونطاق الموجة المتوسطة لتضمين الاتساع. ولأن الموجات العاملة في نطاقات الموجات القصيرة مكتظة، فإن عملية الموالفة لاستقبال تردد معين تكون صعبة للغاية، حيث تكون ترددات الموجات القصيرة قريبة بعضها من بعض بحيث يفصل بين تردد وآخر (5) كليو هرتز فقط. ويؤدي هذا في كثير من الأحيان إلى سماع محطتين في آن واحد. وللتغلب على هذه الظاهرة تُصَمَّم مستقبلاتٌ للموجات القصيرة، تدعى بالمستقبلات الاتصالية، ذات حساسية أعلى بكثير، تمكن المستمع من انتقاء محطات ضعيفة متجاورة على مفتاح الانتخاب.
وتمكن بعض أجهزة الاستقبال المتطورة المستمع من التحكم في الاختيار أو في عرض النطاق. فزيادة عرض النطاق تُحسِّن من جودة الصوت المستقبل، إلا أنها تجعل الفصل بين محطة وأخرى أكثر صعوبة. ويتوافر في مستقبلات الموجات القصيرة جهاز لضبط الموالفة الدقيقة (وهو قابض موالفة يسمح بالموالفة على مدى تردد ضيق) يسمح بموالفة أكثر سهولة لمحطات البث. وتُزوَّد بعض مستقبلات الموجات القصيرة بمقياس شدة الإشارة أو مؤشر الموالفة ودائرة تحذف أو تقلل من التشويش الناتج عن التداخل.
وتستخدم مستقبلات الموجات القصيرة سلكًا أو هوائيًا مقرابيًا على هيئة قضيب يوضع خارج الجهاز، حيث لا تستطيع هوائيات الفريت الموضوعة داخل مستقبلات الموجات الطويلة والمتوسطة التقاط البث بالموجات القصيرة.
وقد ظهرت حديثًا في الأسواق مستقبلات ذات قدرة على الموالفة بشكل رقمي. وتزود هذه الأجهزة آليًا بلوحة إدخال رقمية شبيهة بتلك الخاصة بأجهزة الهاتف، ذات المفاتيح المرقمة، وما على المستمع إلا إدخال رقم يمثل التردد المراد الاستماع إليه، حيث يظهر هذا الرقم على شاشة إظهار صغيرة مصنوعة من بلور سائل. ويمكن تخزين عدد من الترددات في ذاكرة جهاز الاستقبال، بحيث يمكن استدعاء أي منها حسب رغبة المستمع، بالضغط على رقم. فبإمكانك، على سبيل المثال، تخزين الترددات في نطاق ترددات مختلفة للمحطة نفسها، وتختار بسرعة نطاق الموجة الذي يعطي أفضل استقبال ممكن لتلك المحطة.
ويعتمد استقبال الموجات القصيرة على عدة عوامل تتعلق بالغلاف الأيوني. فالموجات الطويلة تنعكس بشكل أفضل أثناء الليل، بينما تنتقل الموجات الأقصر (10-20م) إلى مسافات أبعد خلال النهار. ويفسر هذا القدرة على استقبال المحطات البعيدة خلال أوقات محددة من اليوم.
يؤدي النشاط الشمسي دورًا مهمًا في الاستقبال بعيد المدى. فخلال فترة النشاطات الشمسية العظمى، يعكس الغلاف الأيوني الموجات بشكل أفضل ويزداد عدد المحطات البعيدة الممكن استقبالها. ولكن العواصف المغنطيسية الناجمة عن الوهج الشمسي تؤثر على الغلاف الأيوني، ويحجب أحيانًا استقبال الموجات القصيرة كليًا.
خدمات البث الإذاعي يؤدي البث الإذاعي دورًا هامًا في تحقيق فرص العمل لآلاف العاملين في محطات البث، في كافة أرجاء العالم. فالمحطات الإذاعية وشبكاتها تحتاج إلى مخططي برامج ومذيعين ومحررين وإخباريين وفنيين وعمال صيانة، كما تحتاج أيضًا إلى كتّاب نصوص، بالإضافة إلى مسوقي الإعلانات التجارية الذين يقومون بتنظيم الأعمال التجارية، مثل المحاسبة والعلاقات العامة وغيرها.
ويتخصص موظفو المحطات الكبيرة أو الشبكات عادة في أحد المجالات الأربعة التالية: 1- البرمجة 2- الهندسة 3-المبيعات 4- الإدارة العامة. وتساعد الإعلانات التجارية في تسويق العديد من المنتجات بدءًا من الغذاء وانتهاء بالسيارات. وتحصل الأغاني المذاعة والموسيقى على شعبية كبيرة تؤثر على مبيعات تسجيلاتها بشكل فعّال. وتباع في أنحاء العالم الملايين من أجهزة المذياع كل عام، حيث يوجد عادة أكثر من مذياع في المنزل الواحد.
المحطات والشبكات. هناك نوعان من المحطات الإذاعية: إذاعة الخدمة العامة، وتمولها الحكومة، ولكنها قد تتلقى أيضًا الإعلانات؛ والإذاعة التجارية، وتملكها الشركات الخاصة، وتحقق الأرباح من الإعلانات. وتمول بعض الدول أيضًا محطات إذاعية غير ربحية، توجه عادة إلى الأقليات أو ذوي الاهتمامات الخاصة. ويختلف تنظيم البث الإذاعي من بلد لآخر. ففي الولايات المتحدة الأمريكية، على سبيل المثال، أكثر من 10,000 محطة تجارية، ذات ملكية خاصة، كما يوجد في أستراليا ونيوزيلندا وبريطانيا وأغلب الدول الأوروبية محطات تجارية وغير تجارية. ولا توجد في بعض الدول مثل الهند وماليزيا محطات تجارية.
وبدراسة النظام الإذاعي في أستراليا نجده يتكون من ثلاثة أطر: المحطات الوطنية، التي تمولها الحكومة الفيدرالية، والمحطات العامة التي تمولها شركات ذات طابع غير تجاري، والمحطات التجارية. ويبلغ عدد المحطات التجارية أكثر من 130 محطة، وعدد المحطات العامة 32 محطة، بالإضافة إلى خدمة البث الخاصة، التي تشغل العديد من المحطات الخاصة بالجنسيات والأعراق المختلفة، وتقدم خدماتها بحوالي 45 لغة.
وهيئة الإذاعة البريطانية هي المنظمة الإذاعية القومية الرئيسية في بريطانيا. وهي غير تجارية، ولها خمس محطات قومية، بالإضافة إلى المحطات الإقليمية مثل إذاعة السايمرو الخاصة بمنطقة ويلز، وأكثر من 50 محطة محلية. وهذه المحطات يمكن أن تُوصَّل إلى المحطة القومية بوساطة شبكات، بحيث يصبح بالإمكان بث البرامج القومية من محطات محلية. ويوجد في بريطانيا أكثر من 180 محطة تجارية، قومية ومحلية.
والاستماع إلى المذياع في معظم أنحاء آسيا وإفريقيا لا يأخذ الشكل الشائع نفسه الذي نجده في أمريكا وأوروبا وأستراليا. ففي الهند على سبيل المثال، يوجد العديد من المواطنين الذين لا يملكون أجهزة مذياع خاصة بهم، وإنما يستعاض عن ذلك بالاستماع إلى إذاعة في الأماكن العامة. وتبث إذاعة كل الهند في 60 لغة ولهجة مختلفة، حيث يعتبر المذياع وسيلة هامة في مجالات متعددة مثل التعليم. ويستطيع الفلاحون الحصول على معلومات عن تطور الزراعة بالاستماع للمذياع.
وترسل محطات الإذاعة التجارية برامجها لجذب المستمعين، متضمنة الإعلانات التجارية الخاصة بالمعلنين الذين يودون الوصول بمنتجاتهم إلى أكبر عدد من المستمعين. وتزداد قيمة رسوم الإعلانات بازدياد عدد المستمعين لمحطة ما. وتُقيم بعض المحطات التجارية اتفاقيات عمل مع الشبكات الوطنية أو شبكات الخدمة على المستوى القومي. والشبكة منظمة تقدم بعض البرامج للمحطات المحلية مثل نشرات الأخبار، وذلك بموجب اتفاقيات عمل.
وتكتسب محطات البث دورًا شديد الأهمية في المجتمعات المحلية، حيث تعلن مثلاً عن مواعيد المناسبات والأحداث ذات الصفة الخاصة، كما تفتح المجال أمام المستمعين لمناقشة البرامج من خلال الاتصال المباشر عبر الهاتف. ويمكن للمستمعين في المناطق الحضرية متابعة النشرات الخاصة بحركة السير وتغيرات نظام المرور.
التنظيم الحكومي للبث الإذاعي. تنظم الدولة استخدام موجات الراديو بعدة طرق ولعدة أسباب، مثل وضع نظام لمستخدمي قنوات الراديو. وبدون هذه الإجراءات، يمكن أن يبث كلٌ من محطات الإذاعة ومستخدمي الراديو إشارات تتداخل معًا وتمنع وضوح الاتصال المطلوب. وينظم العديد من الحكومات استخدام موجات البث الإذاعي لأسباب أخرى. فبعض الحكومات تستخدم الإذاعة للترويج لأفكارها وسياساتها، وكذلك لمنع بث الأفكار المعارضة.
وهيئة الإذاعة البريطانية هيئة غير تجارية تُموّل عن طريق الرسوم المحصلة من مالكي أجهزة التلفاز. وتعين هيئة البث المستقلة (الهيئة الإذاعية المستقلة) الشركات التي تقوم بتشغيل المحطات التجارية، وتشرف على البرامج، بالإضافة إلى مراقبة الإعلانات. وتقوم الهيئة الخاصة بالمواصفات والمعايير بمراقبة البرامج والنظر في شكاوى المستمعين من إذاعة برامج تخص العنف والجنس مثلاً.
وهيئة الإذاعة الأيرلندية مسؤولة عن البث الإذاعي في جمهورية أيرلندا، حيث تحصل على دخل من إعطاء التراخيص والإعلانات. وتُعين الحكومة تسعة أعضاء في الهيئة من بينهم المدير العام.
وتدار الإذاعة الوطنية في أستراليا بوساطة هيئة الإذاعة الأسترالية. وتمنح الإذاعة الأسترالية تراخيص بث جديدة لمحطات عامة وتجارية، وكذلك تجدد التراخيص القديمة، وتراقب أيضا البرامج المذاعة.
وهيئة الإذاعة في نيوزيلندا هيئة عامة تتحكم في إدارةكل من الشبكات التجارية وغير التجارية.
وتبث هيئة إذاعة جنوب إفريقيا أكثر من 20 خدمة إذاعية، خمس منها على المستوى القومي. ويعين رئيس الدولة أعضاء الهيئة، بينما تتم إدارة الأعمال اليومية بوساطة المدير العام ولجنة الإدارة.
وتتحكم حكومات العديد من الدول في البث الإذاعي. وبصفة عامة تعطي بعض الدول لمحطات الإذاعة نفس الحريات التي تعطى لمواطنيها. وتسمح معظم الدول الديمقراطية بحرية كبيرة في البث، بينما تضع الحكومات الشمولية قواعد صارمة على البث الإذاعي لأغراض سياسية. واستخدمت بعض الحكومات الشمولية خلال التاريخ المعاصر الراديو كوسيلة سياسية. ففي عام 1930م وضع المذياع في ألمانيا النازية في خدمة البث الدعائي لزيادة شعبية القائد النازي أدولف هتلر. واستخدم المذياع بالطريقة نفسها من قِبَل الحكومات الشيوعية لتقديم نظرة غير موضوعية لما يجري في العالم. فالإذاعات في تلك الدول لم تكن حرة لتخطط وتقدم البرامج الإذاعية لكن الوضع فيها بدأ يحظى بدرجة من الحرية المتوافرة في الغرب، خاصة بعد الإصلاحات الديمقراطية التي بدأت في نهاية الثمانينيات ومطلع التسعينيات من القرن العشرين.
نبذة تاريخية أدى تطور الراديو في أواخر القرن التاسع عشر إلى ثورة في الاتصالات. ففي ذلك الوقت لم يكن هناك سوى وسيلتين للاتصال السريع بين المناطق البعيدة، هما: البرق والهاتف، وكلاهما يتطلب أسلاكًا لحمل الإشارات بين المناطق المختلفة. ولكن الإشارات التي تحملها موجات الراديو تنتقل خلال الهواء، مما مكن المجتمعات البشرية من الاتصال بسرعة بين أي نقطتين على الأرض أو البحر أو الجو وحتى في الفضاء الخارجي.
أدى البث الإذاعي الذي بدأ بشكل واسع خلال عشرينيات القرن العشرين الميلادي إلى تحولات رئيسية في الحياة اليومية للناس، وجلب تنوعًًا كبيراً في طرق التسلية داخل المنزل، ومكن الناس ولأول مرة من الاطلاع على تطور الأحداث أثناء حدوثها أو بعد حدوثها مباشرة.
1864م تنبأ جيمس كلارك ماكسويل بوجود الموجات الكهرومغنطيسية التي تنتقل بسرعة الضوء. 1880م أثبت هينريتش هرتز نظرية ماكسويل. 1895م أرسل ماركوني إشارات الاتصال بموجات الراديو عبر الأثير لأول مرة. 1901م استقبل فردينانت براون موجات الراديو بوساطة مذياع بلوري. 1901م استقبل ماركوني إشارات الشفرة المرسلة عبر المحيط الأطلسي. 1904م حصل جون أمبروز فليمنج على براءة اختراع الصمام الثنائي المستخدم في استقبال موجات الراديو. 1906م بث ريجينالد فسندن أول صوت بشري عبر المذياع. 1907م حصل لي دي فورست على براءة اختراع أول صمام ثلاثي استخدم في تضخيم الإشارة الراديوية. 1909م تم إنقاذ ركاب الباخرة س.س. رببليك من الغرق باستخدام موجات الراديو.
1912م ساعدت موجات الراديو في إنقاذ الناجين من غرق الباخرة تيتانيك. 1915م أول مكالمة هاتفية أرسلت عبر المحيط الأطلسى بين أرلينجتون في ولاية فيرجينيا في أمريكا وبرج إيفل في باريس. 1918م طور إدوين آرمسترونج دائرة فوق هتروداينية . 1920م أول بث تجاري منظم قامت به محطات WWJ في ديترويت و KDKA في بيتسبورج. 1922م قامت شركة الإذاعة البريطانية، والتي سُمِّيت فيما بعد هيئة الإذاعة البريطانية، بأول بث إذاعي لها. 1923م أرسل مذيعو سيدني في أستراليا أول برامجهم. 1926م بدأت شركة الإذاعة الهندية في بث برامجها. 1929م أدخل تضمين التردد FM في البث الإذاعي. 1932م أول بث لهيئة الإذاعة البريطانية إلى أنحاء العالم. 1925م-1950م كان المذياع المصدر الوحيد لتسلية العائلة في المنزل خلال هذه الفترة التي سُمِّيت بالعصر الذهبي للمذياع. 1947م طور العلماء في شركة بل للهاتف في الولايات المتحدة الترانزستور. 1952م تم إنتاج أول مذياع جيب ترانزستوري. 1960م أول مناظرة تلفازية بين جون كنيدي وريتشارد نيكسون، مرشحي الرئاسة الأمريكية. 1961م تم أول اتصال مع الفضاء الخارجي بين رائد الفضاء السوفييتي يوري جاجارين والمحطات الأرضية. الستينيات بدأ الإرسال بالصوت المجسم (الستريو). 1969م حملت إشارات موجات الراديو إلى الأرض أولى الكلمات التي نطقها رائد فضاء على القمر. 1982م بدأت محطات الراديو الأمريكية التي تستخدم تضمين الاتساع AM في البث بالصوت المجسم (الستريو). 1998م بدأ استخدام البث السمعي الرقمي بصفة تجارية في المملكة المتحدة، وهو نوع من البث ذو نوعية عالية النقاء.
العالم الإيطالي جوليلمو ماركوني الذي اخترع طريقة لإرسال إشارات البرق بوساطة الراديو عام 1895م. ساهم هذا الاختراع في تطور البث الإذاعي. توضح هذه الصورة العالم ماركوني مع بعض أجهزته التي تعمل بموجات الراديو. التطورات الأولى. تطور الراديو، مثل غيره من الاختراعات، عن النظريات والتجارب التي ساهم فيها العديد من العلماء. وقد وضع العالمي الأمريكي جوزيف هنري والفيزيائي البريطاني مايكل فاراداي إحدى أهم النظريات في أوائل القرن التاسع عشر. وقد أجرى العالمان، كل على حدة، تجاربهما على المغانط الكهربائية وتوصلا إلى النظرية التي تنص على أن مرور تيار في سلك يمكن أن يؤدي إلى مرور تيار في سلك آخر، مع أن السلكين غير متصلين. وتسمى هذه النظرية نظرية الحث. وقد شرح الفيزيائي البريطاني جيمس كلارك ماكسويل هذه النظرية عام 1864م بافتراضه وجود موجات كهرومغنطيسية تنتقل بسرعة الضوء. وفي عام 1880م أثبت الفيزيائي الألماني هينريتش هرتز بتجاربه صحة نظرية ماكسويل.
ثم قام المخترع الإيطالي جوليلمو ماركوني بالجمع بين الأفكار والنظريات السابقة، وأفكاره الخاصة، وتمكن من إرسال أول إشارة اتصال بموجات الراديو عبر الهواء عام 1895م، حيث استعمل الموجات الكهرومغنطيسية، لإرسال شفرات برقية لمسافة تزيد على 1,5كم. وفي عام 1901م حقق ماركوني أول إرسال للإشارات الشفرية عبر المحيط الأطلسي بين إنجلترا ونيوفاوندلاند.
وفي بدايات القرن العشرين طور المهندسون الكهربائيون أنواعًا مختلفة من الصمامات (الصمامات المفرغة) التي استعملت في كشف وتضخيم إشارات الراديو. انظر: الصمام المفرغ. فقد حصل الأمريكي لي دي فورست، عام 1907م، على براءة اختراع صمام أسماه الثلاثي، يستطيع تضخيم إشارات الراديو، وأصبح العنصر الأساسي في مستقبل المذياع.
وهناك الكثير من الادعاءات بشأن أول بث إذاعي لصوت بشري عبر الهواء. ولكن أغلب المؤرخين يرجعون الفضل للفيزيائي الكندي المولد ريجينالد فسندن. ففي عام 1906م تحدث ريجينالد بوساطة موجات الراديو من برانت روك في ماساشوسيتس في الولايات المتحدة الأمريكية إلى سفن مبحرة في المحيط الأطلسي. وقد ساهم المخترع الأمريكي إدوين أرمسترونج كثيرًا في تطوير مستقبلات الراديو. ففي عام 1918م طوّر الدائرة المغايرة الفوقية من أجل تحسين الاستقبال في المذياع. وهذه الدائرة التي ماتزال مستعملة حتى اليوم، ذات قدرة اختيارية عالية. وأخيرًا طور أرمسترونج عام 1933م البث الإذاعي بتضمين التردد.
كان الاستخدام العملي الأول "للاسلكي" ـ وهو الاسم الذي أطلق على البرق الراديوي في بادئ الأمر ـ الاتصال بين سفينة وأخرى أو سفينة وشاطئ، مما أسهم في إنقاذ الآلاف من ضحايا كوارث البحر. وقد حدث أول إنقاذ بحري عن طريق استخدام موجات الراديو عام 1909م، عندما اصطدمت السفينة س. س. رببليك بسفينة أخرى في المحيط الأطلسي، حيث أرسلت س. س رببليك نداء استغاثة بالراديو للمساعدة في إنقاذ ركابها، وأسهم ذلك في نجاة معظمهم. وأسهم الراديو أيضًا في إنقاذ بعض ركاب الباخرة الشهيرة تيتانيك عام 1912م.
وابتداء من ثلاثينيات القرن العشرين استخدمت موجات الراديو على نطاق واسع، في التطبيقات التي تستدعي الاتصال بشكل سريع مثل استعماله من قبل الطيارين وقوات الشرطة والجيش.
مذياع بلّوري في أوائل عشرينيات القرن العشري يعمل بدون بطاريات أو أي مصدر للطاقة. وقد احتاج المستمعون إلى سماعات خاصة عند استعماله. بداية البث الإذاعي. بدأ البث الإذاعي التجريبي نحو عام 1910م، حيث قام لي دي فورست بنقل برنامج من مسرح غنائي في مدينة نيويورك في الولايات المتحدة الأمريكية، وكان نجم البرنامج المغني الشهير إنريكو كاروسو.
بدأت خدمات البث الإذاعي في العديد من الدول في عشرينيات القرن العشرين. ومن المحطات التجارية الأولى محطة تجارية في مدينة ديترويت الأمريكية، التي بثت بشكل منتظم ابتداء من 20 أغسطس 1920م، ومحطة بث إذاعية تجريبية في مدينة بتسبيرج الأمريكية، وهي محطة كدكا، والتي بدأت البث عام 1916م وقامت بنقل نتائج الانتخابات الرئاسية الأمريكية عام 1920م.
بدأت أول محطة إذاعة أسترالية، وهي إذاعة سيدني المحدودة، الإرسال في 13 نوفمبر عام 1923م، وتلتها محطة إذاعية بدأت البث في يناير 1925م. وفي نيوزيلندا منحت الحكومة ترخيصًا لشركة الإذاعة النيوزيلندية عام 1926م، ثم استبدلت هذه الشركة بمجلس الإذاعة النيوزيلندية عام 1932م.
مذياع من منتصف عشرينيات القرن العشرين يعمل بالكهرباء وله مجهار كبير الحجم. بدأت خدمات البث الإذاعي الأيرلندية عام 1926م، وكانت جزءا من وزارة البريد والبرق حتى عام 1960م، حيث أصبحت فيما بعد هيئة. أما هيئة الإذاعة البريطانية فقد بدأت إرسالها عام 1922م، ثم أصبحت هيئة عامة عام 1927م. وفي ديسمبر عام 1932م، بث الملك جورج الخامس أول عيد ميلاد ملكي إلى المستعمرات البريطانية آنذاك. وقد سُمِعَ صوت الملك في بلدان بعيدة كأستراليا ونيوزيلندا.
وبدأ البث الإذاعي في جنوبي آسيا في عشرينيات القرن العشرين. وكانت شركة إذاعة الهند أول محطة بث إذاعي هندية تمنح ترخيصًا للبث، وذلك في عام 1926م. ولكنها توقفت عن عملها فيما بعد، نظرًا لعدم توافر العدد الكافي من أجهزة المذياع بين أيدي الجمهور. وفي عام 1932م أنشئت محطة إذاعة الحكومة الهندية، وأعيدت تسميتها عام 1936م بإذاعة كل الهند. وفي باكستان سلّمت جميع محطات الإذاعة إلى الحكومة عام 1947م لتشغيلها وإدارتها والإشراف عليها. وتخضع محطة الإذاعة في آسيا لسيطرة الحكومة، وهو محصور في المناطق الحضرية.
وقد شكلت الفترة القصيرة الواقعة قبل وبعد الحرب العالمية الثانية (1939م - 1945م) ما اصطلح على تسميته بالعصر الذهبي للمذياع. ففي هذه الفترة التي سبقت الانتشار الواسع للتلفاز حظيت البرامج الإذاعية في كل من أمريكا وأستراليا وأوروبا بشعبية كبيرة.
العصر الذهبي للمذياع نقل العديد من أصوات المشاهير إلى المستمعين. في الصورة الملكة إليزابيث زوجة الملك جورج السادس في بث منقول إلى المملكة المتحدة في عام 1939م.
الممثلان الإذاعيان الأمريكيان چورج بيرنز وجراسيي ألين، الفكاهيان اللذان اشتهرا خلال فترة العصر الذهبي للمذياع من خلال المسلسل الفكاهي الزوج والزوجة في الفترة الواقعة بين عامي 1932- 1950م.
خبير بالمؤثرات الصوتي يستخدم أدوات غريبة للحصول على أصوات قريبة من الواقعية لبث التمثيليات الدرامية عبر المذياع. توضح هذه الصورة رش الماء في دلو لمحاكاة صوت المطر. العصر الذهبي للمذياع. استمر من أواخر عشرينيات القرن العشرين حتى بداية الخمسينيات. ففي هذه الفترة شكل المذياع المصدر الرئيسي لتسلية الجمهور، حيث كانت العائلات تجتمع أثناء فترة البث، للاستماع إلى البرامج الفكاهية والموسيقى وأنواع عديدة أخرى من البرامج الإذاعية. وكان الأطفال يهرعون من المدرسة إلى منازلهم للاستماع إلى البرامج المخصصة لهم. وفي أثناء النهار كانت ملايين النساء يستمعن إلى مسرحيات أطلق عليها في الولايات المتحدة اسم أوبرات الصابون، لأنها كانت مدعومة من الشركات المنتجة للصابون.
وأفرزت البرامج الفكاهية العديد من مشاهير الكوميديا، أمثال جورج بيرنز، وجراسيي ألين، وجاك بيني، وبوب هوب في الولايات المتحدة الأمريكية، وآرثر أسكي، وتومي هاندلي في بريطانيا. وازداد جمهور المستمعين الذين جذبتهم أنباء الحرب أثناء الأربعينيات، وخطب قادة الحلفاء أمثال ونستون تشرتشل.
وأدخل المذياع الموسيقى بجميع أنواعها إلى المنازل، بدءًا من الكلاسيكية وحتى موسيقى الجاز. وأصبح قادة الفرق الموسيقية المشهورة، أمثال تومي دورسي وديوك الينجتون وغلين ميللر وهنري هوك وبيلي كوتون، نجومًا إذاعيين. وأذيعت مسرحيات عديدة أثرت كثيرًا في المستمعين، مثل بك روجرز في القرن الخامس والعشرين، وسوبرمان، والعميل الخاص ديك بارتون، ورحلة في الفضاء. ونالت مسلسلات إذاعية مثل رماة السهم، الذي مازال يذاع في بريطانيا منذ 40 سنة، شعبية واسعة، كما كانت هناك أيضًا برامج حوارية شهيرة، مثل مسؤولية العقول، وبرامج المسابقات.
وفي خمسينيات القرن العشرين ظهر نوع جديد من العروض الفكاهية أحبه الناس وتابعوه، مثل الأبله في المملكة المتحدة. وكان لأدغار بيرغون، الذي يتكلم من بطنه مع دميته تشارلي مكارثي، وبيتر بروف مع دميته أرشي أندروز عروضهما الفكاهية الخاصة. وانتشرت كذلك برامج تقدم طلبات المستمعين من الأغاني المفضلة لديهم عن طريق الرسائل البريدية. ولاقت برامج الأطفال قبولاً واسعًا بين أربعينيات وخمسينيات القرن العشرين، حيث قدمت هيئة الإذاعة البريطانية برنامج ساعة الأطفال الذي نال ثناءً كثيراً لمزجه بين التعليم والإثارة والتسلية.
وقد تجلى ما للمذياع من تأثير على المجتمع في حادثة غريبة وقعت في 30 أكتوبر عام 1938م. ففي ذلك اليوم كان يذاع في الولايات المتحدة برنامج أطلق عليه اسم حرب العوالم، وضعه المنتج والممثل الأمريكي أرسون وليز. وقد أخذ البرنامج ـ المقتبس عن رواية خيال علمي يحمل نفس العنوان، لمؤلفه البريطاني أتش جي ولز ـ شكل تقارير إخبارية عن هجوم على ولاية نيوجيرسي الأمريكية من قبل غرباء من كوكب المريخ. وبالرغم من أن المذيع أخبر المستمعين أن البرنامج محض خيال علمي غير واقعي إلا أن العديد من جمهور المستمعين أصيبوا بحالات من الهيستريا الجماعية، تجلت في طلب النجدة واستفسار الشرطة عما يجب عمله. وأخلى العديد من الناس بيوتهم، آخذين معهم بعض ممتلكاتهم، وعولج كثيرون في المستشفيات، بسبب تأثير الصدمة عليهم.
وقد اشتهر بعض المحررين الإخباريين بشكل فاق أقرانهم من الممثلين. ومن هؤلاء المحررين الأمريكيان والتر ونشل وإدوارد مورو، والإنجليزي ريتشارد ديمبلبي. واكتسبت الأخبار أهمية خاصة خلال الحرب العالمية الثانية (1939 - 1945م)، حيث التف الملايين حول المذياع ليحصلوا على آخر أنباء الحرب، وأصبحت حكومات البلدان المتحاربة تبث شائعات واسعةً إلى المواطنين لأهدافٍ دعائية، كما استخدم القادة السياسيون، مثل ونستون تشرتشل وشارل ديمول، المذياع لإيصال خطبهم إلى مواطنيهم.
في بداية الأربعينيات من القرن العشرين أصبح المذياع مشوقاً حيث يجتمع أفراد العائلة لسماع البرامج المذاعة. وبثت هيئة الإذاعة البريطانية رسائل مشفرة إلى رجال مقاومة الاحتلال الألماني في أوروبا المحتلة. واستمع الجمهور الإنجليزي إلى صوت العميل وليم جويس، المعروف باسم اللورد هاو ـ هاو، والذي استخدمه النازيون لبث معلومات خاطئة عن الحرب.
وسرعان ما أدرك السياسيون أهمية المذياع وفعاليته في التأثير على أصوات الناخبين. واشتهر رئيس الولايات المتحدة الأمريكية فرانكلين روزفلت (1933 - 1945م) باستخدامه البث الإذاعي من خلال برنامجه غير الرسمي أحاديث حول المدفأة. وقد ظلت الحكومات المختلفة تعتمد على المذياع في إيصال توجهها السياسي إلى الملايين من أفراد الشعب، منذ أربعينيات القرن العشرين. ولكن التلفاز حل محل المذياع في كثير من بلدان العالم؛ كوسيلة للتأثير على المجتمع بدءًا من خمسينيات القرن العشرين.
البث الإذاعي اليوم. أنهى التلفاز في خمسينيات القرن العشرين العصر الذهبي للمذياع، حيث التف الجمهور حول التلفاز لمشاهدة العروض الفكاهية والمسرحيات والمنوعات الأخرى. واعتقد الكثيرون أن التلفاز سيقلل من الأهمية التي حظي بها المذياع في مجال الاتصالات، لقلة عدد المستمعين، ولكن على الرغم من ذلك استمر جمهور مستمعي المذياع في زيادة مستمرة.
وقد استمر نمو البث الإذاعي لعدة أسباب؛ فقد أصبحت الموسيقى تمثل الطابع الرئيسي للتسلية في المذياع. وأصبحت موسيقى الروك التي كانت نوعًا حديثًا من الموسيقى في خمسينيات القرن العشرين، أهم أنواع الموسيقى في الغرب. واكتسب المذياع العديد من المستمعين، وبخاصة المراهقين، بإذاعته أنواعًا أخرى من الموسيقى مثل موسيقى البوب.
وتطورت برامج المذياع لتساعد في جذب المزيد من المستمعين، فشملت مثلاً المقابلات الإذاعية، والمكالمات الهاتفية بالإضافة إلى التخصص في إذاعة الأخبار فقط، التي من أهم سماته تغطية الأحداث بشكل تام وعميق. وتتوافر في بعض الدول الصناعية الآن محطات متخصصة لخدمة مجموعة معينة من الناس، أو بث نوع واحد من الموسيقى.
ومن الأسباب الأخرى لازدياد شعبية المذياع ظهور أجهزة المذياع المحمولة الصغيرة الحجم، التي مكنت المستمعين من نقله إلى أي مكان يرغبون، وكان ذلك بشكل عام مصدر متعة شخصية، وقد شهد مذياع السيارة أيضًا تطورًا ملحوظًا حيث تُزَوَّد جميع السيارات المصنعة في أوروبا واليابان والولايات المتحدة، في وقتنا الراهن، بأجهزة المذياع.
كذلك أسهمت الشعبية المتزايدة للبث بتضمين التردد (FM) في زيادة نمو صناعة المذياع، نظرًا لما تقدمه من صوت عالي الجودة تفوق تقنية تضمين الاتساع (AM).
وقدم البث بالصوت المجسم (الستريو) الذي بدأ بالظهور بشكل واسع في ستينيات القرن العشرين دفعًا قويًا لازدهار المذياع. وشهدت سبعينيات وثمانينيات القرن العشرين ارتفاعًا ملحوظاً في عدد أجهزة المذياع ذات الصوت المجسم المباعة. ويعود سبب رغبة الجمهور في اقتناء هذا النوع من الأجهزة إلى إمكاناتها الرائعة في نقل الموسيقى، وغيرها من البرامج، بشكل قريب جداً من الواقع. ومن البرامج التي تذاع بطريقة الصوت المجسم الحفلات والمقطوعات الموسيقية والمسرحيات الإذاعية.
البث الإذاعي العربي. اتخذت الإذاعة العربية منهجًا ثابتًا من اللحظات الأولى التي أعلنت فيه عن وجودها. ويعود تاريخ الإذاعة العربية إلى سنوات بعيدة حيث كانت مقصورة في أغلبها على موجة أو موجتين. ولكن البث الإذاعي العربي شهد في السنوات الأخيرة تطورًًا كبيرًا.
فقد توسع البث الإذاعي عبر العديد من الإذاعات العربية، بحيث لم يعد مقصورًا على الإذاعة المركزية في كل عاصمة عربية بل تعدَّاه إلى المدن الرئيسية الأخرى.
ومن الجدير بالذكر أن بعض الحكومات خصَّصت بعض محطات الإذاعة لتلاوة القرآن الكريم وتفسيره وتقديم البرامج الإسلامية المتنوعة، كما في المملكة العربية السعودية ومصر وغيرهما. وخدمة البث الإذاعي العربي تخضع لإشراف الحكومات العربية في تشغيلها وإدارتها والإشراف عليها. ويتنوع البث الإذاعي العربي ما بين الأخبار، والقرآن الكريم، والبرامج الترفيهية، والثقافية، والتعليمية، والرياضية، وتنمية البيئة والمجتمع. حتى استطاع البث الإذاعي العربي في الدول العربية أن يُكوّن له شخصيته المستقلة. هذا إضافة إلى البث باللغات الأجنبية لجذب المزيد من المستمعين من الجاليات الأجنبية.
التطورات المستقبلية. لن يؤدي التوسع في استخدام البث السمعي الرقمي إى تحسن نوعية الصوت فحسب، بل إلى ازدياد الخدمات المتنوعة التي يمكن أن يقدمها الراديو. ومن المتوقع أن يغطي البث السمعي الرقمي العالم مع مطلع القرن الجديد، وسيواكب ذلك دخول الراديو المتعدد الوسائط.
وبالرغم من أن التوقعات تشير إلى أن برامج المستقبل ستكون مشابهة للبرامج الإذاعية الحالية، فإن هذه البرامج ستكون مصحوبة بالصور والنصوص والأشكال، وسيرفع ذلك القيمة المعلوماتية للبرامج. فعلى سبيل المثال، يمكن نقل المعلومات المحلية عن مشاكل الحركة، أو مقترحات اختيار الطريق، عبر أحد قنوات بيانات البث السمعي الرقمي. ويمكن للسائقين الحصول على هذه المعلومات في شكل أحاديث مبرمجة أو في شكل نصوص أو خرائط. وقد تصاحب المعلومات السمعية معلومات نصية أخرى. فمثلاً، قد يعرض اسم مقطوعة موسيقية، أو اسم مؤلفها، أو رقم هاتف برنامج إذاعي معين، أو دليل برامج إلكتروني، على شاشة العرض البلوري السائلي لمذياع. ومع التقدم التقني ستزداد مجالات استخدام المذياع، مما سيجعلها أداة اتصال مهمة، على كل المستويات. وفي عام 1998م، بدأ استخدام البث السمعي الرقمي بصفة تجارية في المملكة المتحدة، وهو نوع من البث ذو نوعية عالية النقاء.
Admin Admin
عدد المساهمات : 3762 تاريخ التسجيل : 15/09/2009 العمر : 57 الموقع : مصر
موضوع: انواع الصمامات الالكترونية والترانزستورات فى الراديو والتسجيل الصوتى الحديث الجمعة فبراير 22, 2013 1:53 am
انواع الصمامات الالكترونية والترانزستورات فى الراديو والتسجيل الصوتى الحديث
4-2 الصمامات الإلكترونية (الأنابيب المفرغة) ( Electronic Valves (Vacuum Tubes))
لقد تم اختراع أول عنصر فعال في عالم الإلكترونيات وهو الصمام الثنائي (diode) على يد عالم الفيزياء الإنجليزي جون فليمنغ (John Ambrose Fleming) وذلك في عام 1904م.
ويتكون الصمام من أنبوب زجاجي مفرغ من الهواء يوجد في داخله عند طرفيه قطبين كهربائيين يسمى أحدهما المهبط (cathode) والآخر المصعد (anode) ويوجد تحت المهبط دائرة تسخين كهربائية تعمل على تسخين المادة المعدنية التي يصنع منها المهبط والتي تطلق سيل من الإلكترونات الحرة عند تسخينها.
وعند تسليط جهد موجب على المصعد يقوم بجذب الإلكترونات المنبعثة من المهبط مما يؤدي إلى سريان تيار كهربائي في الدائرة الكهربائية الخارجية للصمام أما عند تسليط جهد سالب على المصعد فإن سريان التيار يتوقف على الفور أي أن هذا العنصر الإلكتروني يسمح بمرور التيار باتجاه واحد فقط ويمنع مروره في الاتجاه المعاكس.
ولذلك فقد كان أول استخدام عملي لهذا العنصر البسيط في دوائر التقويم ودوائر الكشف. أما الاختراع الأكثر أهمية في عالم الإلكترونيات فقد تحقق على يد المهندس الكهربائي والمخترع الأمريكي لي دي فورست (Lee De Forest) وذلك في عام 1906م عندما تمكن من إضافة شبكة معدنية تقع بين المهبط والمصعد ليحول بذلك الصمام الثنائي إلى صمام بثلاثة أقطاب (triode) وقد أطلق اسم الشبكة (Grid) على هذا القطب الثالث.
وتكمن أهمية الشبكة بقدرتها على التحكم بقيمة التيار العالي نسبيا الذي يسري بين المهبط والمصعد وذلك من خلال تسليط قيم صغيرة من الجهد الكهربائي عليها. ولقد تم تطوير الصمام الثلاثي لتحسين أدائه من خلال إضافة عدد من الشبكات يستخدم بعضها لمنع التذبذب الداخلي في المضخمات وبعضها لبناء دوائر المزج (mixers) فظهرت بذلك الصمامات الرباعية (tetrodes) والخماسية (pentodes).
ومع اختراع الصمام الثلاثي أصبح بالإمكان بناء أهم دائرتين كهربائيتين كان مهندسو الاتصالات في أمس الحاجة إليهما لتطوير قدرات أنظمة الاتصالات وهما دائرة التذبذب ( المذبذب) ودائرة التضخيم ( المضخم). فالمذبذب يقوم بتوليد إشارات كهربائية ذات ترددات مختلفة وذلك من خلال تحويل التيار الثابت إلى تيار متردد حيث يتم التحكم بقيمة التردد باستخدام عناصر غير فعالة كالمحثات والمكثفات والمقاومات في الدائرة الخارجية للصمام الثلاثي.
أما المضخم فيقوم بتضخيم الإشارات الكهربائية الحاملة للمعلومات والتي تضعف بشكل كبير عند انتقالها من المرسل إلى المستقبل عبر مختلف قنوات الاتصال. وبهذا الاختراع العظيم حدثت نقلة نوعية في مختلف مجالات الهندسة الكهربائية ففي عام 1913م تم إجراء أول مكالمة هاتفية لاسلكية بين بريطانيا وأميركا بعد أن تم استخدام المضخمات الكهربائية. وتم كذلك بناء أنظمة البث الإذاعي في عام 1918م وأنظمة البث التلفزيوني في عام 1935 وبذلك بعد أن تمكن المهندسون من بناء مستقبلات قادرة على التقاط الإشارات الضعيفة جدا التي تبثها محطات البث الإذاعي والتلفزيوني.
وعلى الرغم من الدور الكبير الذي لعبه الصمام الثلاثي في تقدم الأنظمة الكهربائية وخاصة أنظمة الاتصالات إلا أن بعض عيوبه وقفت حجر عثرة أمام طموح المهندسين في بناء أنظمة إلكترونية متطورة. إن من أهم عيوب الصمام الإلكتروني كبر حجمه الذي لا يقل عن حجم الإصبع واستهلاكه العالي للطاقة الكهربائية حيث لا يعمل إلا عند جهد كهربائي مرتفع يصل لعشرات الفولتات إلى جانب حاجته لدائرة كهربائية مستقلة لتسخين المهبط.
أما عيبه الأكبر فهو أنه مصنوع من الزجاج ولذا فهو معرض للكسر عند تعرضه للصدمات مما حال دون استخدامه في كثير من التطبيقات. ولبيان مدى تأثير هذه العيوب على تصنيع الأنظمة الكهربائية نورد المثال التالي فعند تصنيع أول حاسوب رقمي في عام 1945م بلغ عدد الصمامات المستخدمة فيه ثمانية عشر ألف صمام احتلت ما مساحته ستين مترا مربعا وكان يستهلك من الطاقة الكهربائية ما يزيد عن مائة وخمسون كيلواط على الرغم من أن قدرته الحسابية لا تتجاوز قدرة أصغر الحواسيب التي تم تصنيعها في السبعينات والتي تم تصنيع جميع مكوناتها على دائرة متكاملة واحدة لا يتجاوز حجمها حجم صمام إلكتروني واحد ولا يزيد استهلاكها من الطاقة عن واط واحد. وعلى الرغم من أن الترانزستورات قد حلت محل الصمامات في كثير من التطبيقات إلا أن الصمامات العالية القدرة لا زالت مستخدمة في التطبيقات التي يلزمها قدرة عالية كمحطات البث الإذاعي والرادارات.
لقد تم استخدام المواد شبه الموصلة في صناعة الترانزستور لما تتميز به هذه المواد من خصائص فريدة عند توصيلها للكهرباء فهي تختلف عن المواد الموصلة للكهرباء بإمكانية التحكم في درجة توصيلها من خلال إضافة شوائب من عناصر محددة في بنيتها البلورية. وتتوفر المواد شبه الموصلة على الأرض إما على شكل عناصر فيزيائية خالصة تقع في العامود الرابع من الجدول الدوري وهي عنصري الجرمانيوم والسيليكون أو من مواد مركبة ناتجة عن خلط بعض عناصر العمود الثالث كالبورون والألمنيوم والأنديوم والقاليوم مع عناصر العمود الخامس كالفوسفور والزرنيخ (الأرسنيد) والبزموث منتجة مواد شبه موصلة كفوسفيد الإنديوم وأرسنيد القاليوم وغيرها من المركبات التي قد تتفوق على العناصر شبه الموصلة الخالصة في بعض خصائصها الكهربائية.
لقد كان الجرمانيوم هو العنصر المستخدم في صناعة الترانزستورات في بداية عهدها إلا أنها لم تكن تعمل بشكل موثوق إلا عند درجات الحرارة التي تقل عن أربعين درجة مئوية وذلك بسبب حساسية الجرمانيوم العالية للحرارة والتي تعود لتدني قيمة فجوة الطاقة (energy gap) بين نطاقي التكافؤ والتوصيل (conduction & valence bands) فيها والتي يبلغ 0.7 إلكترون فولت. وفي عام 1954م تمكن المهندسون من استخدام السيليكون في صناعة الترانزستور بعد التغلب على بعض المشاكل التصنيعية.
ويتميز السيليكون على الجرمانيوم بكبر قيمة فجوة الطاقة فيه حيث تبلغ 1.1 إلكترون فولت مما يعطيه ثباتا كبيرا في خصائصه الكهربائية يمتد على نطاق واسع من درجات الحرارة. ومن حسنات السيليكون أن مادته الخام وهي ثاني أكسيد السيليكون (SiO2) متوفرة بكميات كبيرة في الطبيعة خاصة في رمال الصحراء. إن المواد شبه الموصلة النقية تعتبر مواد عازلة للكهرباء ولكن يمكن تحويلها إلى مواد موصلة من خلال إضافة شوائب من مواد محددة حيث تزيد موصليتها مع زيادة نسبة الشوائب فيها.
ويتم التحكم بدرجة توصيل مادة السيليكون النقي أو غيره من المواد شبه الموصلة من خلال إضافة مواد شائبة في بنيتها بما يسمى عملية التطعيم (doping). ويوجد نوعان من التطعيم فالنوع الأول يتم من خلال إضافة مادة شائبة بمقدار ضئيل ومحدد مأخوذة من عناصر العامود الخامس في الجدول الدوري كالفوسفور مثلا ويكون الناتج في هذه الحالة مادة شبه موصلة تمتلك فائض من الإلكترونات الحرة ويطلق على هذا النوع من المواد الشائبة اسم المواد المانحة (donars). ويساوي عدد الإلكترونات الفائضة عدد ذرات المادة الشائبة المضافة ويطلق على هذه المادة شبه الموصلة المطعمة شبه موصل من النوع السالب (N-type) وذلك لأن الإلكترونات ذات الشحنات السالبة هي المسؤولة عن حركة التيار الكهربائي فيها.
أما النوع الثاني فيتم تصنيعه من خلال إضافة مادة شائبة من عناصر العامود الثالث في الجدول الدوري كالبورون مثلا منتجة بذلك مادة شبه موصلة تفتقر إلى الإلكترونات الحرة في المدار الخارجي لذراتها وقد أطلق العلماء على هذا المكان الخالي من الإلكترون اسم الفجوة (hole) ويطلق على هذا النوع من المواد الشائبة اسم المواد القابلة (acceptors). وعند تسليط جهد كهربائي على هذه المادة المطعمة فإن الفجوات ستتحرك عند انتقال الإلكترونات إليها بعكس اتجاه حركة الإلكترونات ولذا يمكن تخيلها على أنها حاملة لشحنات موجبة ولذلك يطلق على هذه المادة المطعمة شبه موصل من النوع الموجب (P-type).
وعند تطعيم منطقتين متجاورتين على بلورة من مادة شبه موصلة كالسيليكون مثلا بحيث تكون أحدهما من النوع السالب والأخرى من النوع الموجب فإنه يتكون عند الحد الفاصل بينهما منطقة تسمى المنطقة المنضبة (depletion region). وتتكون هذه المنطقة نتيجة لهجرة الإلكترونات الزائدة الموجودة في المنطقة السالبة إلى المنطقة الموجبة لتملأ الفجوات الموجودة فيها ولكن هذه الهجرة ستقتصر فقط على الإلكترونات الموجودة في المناطق المجاورة للحد الفاصل بين المنطقتين.
ويعود السبب في ذلك إلى أن الإلكترونات المهاجرة ستترك خلفها ذرات موجبة الشحنة وعند وصولها إلى المنطقة الموجبة فإنها ستحول ذراتها إلى ذرات سالبة الشحنة وبهذا سيتكون فرق جهد بين طرفي المنطقة المنضبة وإذا ما وصل فرق الجهد هذا إلى قيمة معينة فإن المجال الكهربائي الناتج عنه سيحول دون هجرة مزيد من الإلكترونات. ويطلق على فرق الجهد هذا أسماء عدة منها جهد الوصلة (junction voltage) أو جهد الحجز (barrier voltage) أو الجهد المبيت (built-in voltage) وتتحدد قيمته وكذلك مقدار عرض المنطقة المنضبة بشكل رئيسي من نوع المادة شبه الموصلة وبشكل ثانوي من تركيز التطعيم في المنطقتين وتبلغ قيمته 0.7 فولت تقريبا للسيليكون و 0.27 فولت للجرمانيوم.
إن مبدأ عمل الترانزستورات وكذلك الثنائيات يعتمد على وجود هذه المنطقة المنضبة فعند تسليط فرق جهد من مصدر خارجي على طرفي المنطقتين من النوع الموجب والسالب أو ما يسمى بوصلة موجب-سالب (PN junction) فإنه يمكن التحكم بعرض هذه المنطقة المنضبة وكذلك فرق الجهد المحصل عليها. فعندما يتم وصل الطرف الموجب للمصدر بالمنطقة الموجبة والقطب السالب بالسالبة فإن إتجاه المجال الكهربائي المسلط سيكون بعكس إتجاه المجال الكهربائي المبيت فيعمل على تقليله وعندما تصل قيمة الجهد المسلط قيمة الجهد المبيت فإن المنطقة المنضبة ستختفي تماما وسيمر تيار كهربائي من خلال الوصلة ويسمى هذا النوع من التسليط للجهد بالإنحياز الأمامي (forward bias).
أما إذا تم وصل الطرف الموجب للمصدر بالمنطقة السالبة والسالب بالموجبة فإن إتجاه المجال الكهربائي المسلط سيكون بنفس إتجاه المجال الكهربائي المبيت فيعمل على تقويته مما يمنع مرور أي تيار من خلال الوصلة ويسمى هذا النوع من التسليط للجهد بالإنحياز العكسي (backward bias). إن مثل هذه الجهاز الإلكتروني البسيط المكون من وصلة واحدة (single junction) يعمل كثنائي (diode) يسمح بمرور التيار في إتجاه معين ولا يسمح بمروره في الإتجاه المعاكس ولهذه الثنائيات تطبيقات واسعة سنبينها في حينها.
لقد تم التغلب على جميع عيوب الصمام الإلكتروني بإختراع الترانزستور في عام 1947م وذلك على يد ثلاثة من الفيزيائيين الأميركيين العاملين في مختبرات بيل الأمريكية وهم جون باردين (John Bardeen) وولتر براتين (Walter Brattain) ووليم شوكلى (William Shockley) والذين حصلوا على جائزة نوبل في عام 1956م تقديرا لجهودهم على هذا الإنجاز العظيم. والترانزستور عنصر إلكتروني فعال (active device) مصنوع من مواد شبه موصلة كالجرمانيوم والسيليكون وله ثلاثة أقطاب كما هو الحال مع الصمام الثلاثي ولكن بدون دائرة تسخين. ويتميز الترانزستور على الصمام الإلكتروني بصغر حجمه الذي لا يتجاوز إذا ما صنع منفردا حجم حبة الحمص أما إذا كان في دوائر متكاملة فإنه بالإمكان تصنيع ملايين الترانزستورات على شريحة لا تتجاوز مساحتها السنتيمتر المربع الواحد مما أدى إلى تقليص بالغ في أحجام وأوزان الأجهزة الكهربائية. ويتميز كذلك بأنه يعمل على جهد كهربائي منخفض لا يتجاوز عدة فولتات وبقلة استهلاكه للطاقة الكهربائية التي تقاس بالميللي واط في الترانزستورات المنفردة والميكروواط وحتى النانوواط في الدوائر المتكاملة مما أدى إلى تصنيع أجهزة كهربائية مختلفة تعمل بالبطاريات الصغيرة ولفترات طويلة من الزمن.
ويتميز بصلادته فهو جسم مصمت من مواد شبه موصلة حيث لا توجد في داخله أجزاء متحركة ولذلك فهو لا يتأثر بالصدمات والإهتزازات الميكانيكية كما هو الحال مع الصمام الإلكتروني ولذا يمكن وضعه في الأجهزة المحمولة. ويتميز كذلك بطول عمره التشغيلي الذي يمتد لعشرات السنوات وبإمكانية عمله على نطاق واسع من درجات الحرارة وبإمكانية إنتاجه بكميات كبيرة جدا وبأسعار منخفضة جدا. ومع اختراع الترانزستور الذي يعده العلماء أعظم اختراع في القرن العشرين تجددت أمال المهندسين في صنع معدات وأجهزة إلكترونية صغيرة الحجم وقليلة الاستهلاك للطاقة كالحواسيب الرقمية والتلفزيونات الملونة والراديوات الصغيرة والهواتف المحمولة والآلات الحاسبة المكتبية واليدوية. وكذلك فإنه لا يوجد الآن ما يحول دون وضع المعدات والأجهزة الإلكترونية في مختلف أنواع المركبات والصواريخ العابرة للقارات وفي المركبات الفضائية والأقمار الصناعية حيث أنها لا تحتل حيزا كبيرا ويمكنها أن تعمل على البطاريات.
يتم تصنيع هذا النوع من الترانزستورات من خلال تطعيم ثلاث مناطق متجاورة على بلورة نقية من السيليكون بحيث يكون التطعيم إما على شكل (سالب_موجب_ سالب)(NPN) أو على شكل (موجب_سالب_موجب) (PNP). ويتم توصيل أقطاب معدنية بهذه المناطق الثلاثة حيث يسمى القطب الموصول بالمنطقة الوسطى بالقاعدة (Base) بينما تسمى الأقطاب الموصولة بالمنطقتين الخارجيتين بالباعث (Emitter) والمجمع (Collector).
ويطلق على هذه النوع من الترانزستورات بالترانزستور ثنائي القطبية (bipolar) وذلك بسبب وجود وصلتين فيه وكذلك بسبب مساهمة الفجوات والإلكترونات في حمل التيار الذي يسري داخل الترانزستور. يتطلب عمل هذا النوع من الترانزستورات وجود وصلتين يكون في الغالب وضع الإنحياز لأحدهما أمامي وللأخرى عكسي مما يعني أن الوصلة المنحازة أماميا ستسمح بمرور التيار بينما لا تسمح الوصلة المنحازة عكسيا بمروره.
ولكن إذا ما تم تصنيع الترانزستور بحيث يكون عرض منطقة القاعدة قليل جدا بحيث أن المنطقة المنضبة للوصلة المنحازة عكسيا تغطي معظم أجزائها فإن الإلكترونات أو الفجوات التي تصل إلى منطقة القاعدة من تيار الوصلة المنحازة أماميا سيقع في أسر المجال الكهربائي للمنطقة المنضبة المنحازة عكسيا وسيمر تيارا عاليا فيها رغم أنها منحازة عكسيا.
وكلما قل عرض منطقة القاعدة كلما زادت نسبة عدد الإلكترونات أو الفجوات التي يتم اقتناصها من قبل الوصلة المنحازة عكسيا من العدد الكلي المتولد في الوصلة المنحازة أماميا. إن هذه الآلية في طريقة عمل الترانزستور تمكن تيارا ضعيفا يمر في القاعدة من التحكم بتيار قوي يمر بين الباعث والمجمع ويطلق على نسبة تيار المجمع أو الباعث على تيار القاعدة بكسب الترانزستور (transistor gain). ويمكن زيادة كسب الترانزستور من خلال تقليل عرض منطقة القاعدة ويمكن الحصول على كسب قد يصل لعدة مئات.
إن العيب الرئيسي للترانزستور ثنائي القطبية هو أن القاعدة تستخدم التيار الكهربائي للتحكم بعمل الترانزستور مما يستدعي استخدام دائرة كهربائية خارجية دقيقة لضبط قيمة تيار القاعدة والذي قد يؤدي أي انحراف في قيمته إلى تغيير مكان نقطة التشغيل التي يعمل عندها الترانزستور. إن الترانزستورات من نوع (NPN) أكثر شيوعا في الاستخدام من الترانزستورات من نوع (PNP) وذلك لاستجابتها العالية وذلك بسبب أن سرعة حركة الإلكترونات في المناطق السالبة أعلى بكثير من سرعة حركة الفجوات في المناطق الموجبة.
ويتم تصنيع الترانزستور من نوع (NPN) بالطريقة السطحية من خلال تطعيم منطقة محددة بذارات مانحة لتنتج منطقة سالبة بعمق معين على سطح شذرة من السيليكون وفي داخل هذه المنطقة السالبة يتم تطعيم جزء منها بذرات مستقبلة لتحولها إلى منطقة موجبة وفي داخل هذه المنطقة الموجبة يتم تطعيم جزء منها بذرات مانحة لتحولها إلى منطقة سالبة وبهذا تتكون ثلاث مناطق منطقتين سالبتين بينهما منطقة موجبة ويتم وصل القاعدة بالمنطقة الموجبة والباعث بالمنطقة السالبة الأقرب من السطح والمجمع بالمنطقة السالبة الأبعد عن السطح.
وبسبب أن مساحة وصلة الباعث أقل منها بكثير من مساحة وصلة المجمع في عملية التصنيع هذه فإن الكسب في تيار الباعث منه أكبر بكثير منه في حالة تيار المجمع ولذا يجب أن يراعى ذلك عند تصميم المضخمات فالترانزستور غير متماثل في مثل هذه الطريقة من التصنيع. ويتم تصنيع أنواع لا حصر لها من الترانزستورات بعضها يعمل عند الترددات المنخفضة وبعضها عند الترددات العالية وبعضها لأغراض القدرات المنخفضة وبعضها للقدرات العالية وذلك لتلبي حاجة التطبيقات المختلفة. ويحمل كل ترانزستور على سطحه رمزا مكون من عدد من الأحرف والأرقام ويمكن استخلاص بعض المعلومات من هذه الرموز كنوع مادة الترانزستور إن كانت من السيليكون أو الجرمانيوم أو كمدى الترددات التي يعمل عندها ومقدار الجهد أو التيار أو القدرة الكهربائية التي يتحملها.
ترانزستورات تأثير المجال (Field Effect Transistors (FET))
تمكن في عام 1953م مهندسان من مختبرات بيل الأمريكية وهما أين روس (Ian Ross) وجورج ديسي (George Dacey) من تصنيع ترانزستور يعمل بآلية تختلف عن تلك المستخدمة في الترانزستور ثنائي القطبية وهو ترانزستور تأثير المجال ذي الوصلة (Junction Field Effect Transistors (FET)). ويتكون هذا الترانزستور من شريحة من السيليكون مطعمة إما كنوع سالب (N) أو كنوع موجب (P) ويوصل بطرفي هذه الشريحة قطبان معدنيان يسمى أحدهما المصدر (source) وهو يناظر الباعث (emitter) ويسمى الآخر المصرف (drain) وهو يناظر المجمع (collector).
ومن الواضح أنه عند تسليط جهد خارجي بين المصدر والمصرف فإن تيارا كهربائيا سيسري بين القطبين بغض النظر عن اتجاه الجهد المسلط وذلك على العكس من الترانزستور ثنائي القطبية. ولكي يتم التحكم بمرور التيار بين القطبين فإنه يتم تطعيم الشريحة على جانبيها وعند وسطها بنوع تطعيم مخالف لنوع التطعيم الأساسي للشريحة ليتكون بذلك وصلتين حول الشريحة ويتم ربط الوصلتين بقطب معدني يسمى البوابة (gate) وهو يناظر القاعدة (base).
ويطلق على منطقة الشريحة المحصورة بين الوصلتين اسم القناة (channel) ويتحدد عرض القناة الفعلي الذي يمكن للتيار أن يمر من خلاله من عرض القناة الحقيقي مطروحا منه عرض المنطقتين المنضبتين في الوصلتين. وعند تسليط جهد ذي انحياز عكسي بين البوابة وأحد القطبين الآخرين وغالبا قطب المصدر فإنه يمكن التحكم بعرض البوابة وبالتالي كمية التيار الذي يمر من خلالها. ومن الواضح أن عملية التحكم بالتيار المار بين المصدر والمصرف يتم من خلال الجهد الكهربائي بدلا من التيار الكهربائي كما في الترانزستور ثنائي القطبية.
ولذلك فقد أطلق العلماء على هذا النوع من الترانزستورات اسم ترانزستور تأثير المجال وذلك لأن المجال الكهربائي الناتج عن الجهد المسلط على البوابة هو المسؤول عن عملية التحكم بمرور التيار في الترانزستور. إن التيار الذي يسري في القناة مكون من نوع واحد فقط من حاملات الشحنات وهي إما الإلكترونات في حالة القناة السالبة أو الفجوات في حالة القناة الموجبة ولذا فقد تمت تسمية هذا الترانزستور بالترانزستور أحادي القطبية (unipolar) وذلك عل عكس الترانستور ثنائي القطبية الذي يستخدم النوعين من الحاملات في عمله. وفي عام 1960م تمكن المهندسون في مختبرات بيل الأمريكية من تصنيع أحد أشهر أنواع الترانزستورات أحادية القطبية وهو النوع المسمى ترانزستور تأثير المجال من نوع معدن _ أكسيد _ شبه موصل (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect transistor (MOSFET)).
ويتم تصنيع هذه الترانزستورات بالطريقة السطحية من خلال إنتاج منطقة مطعمة تسمى القناة بأحد نوعي التطعيم السالب أو الموجب على سطح رقاقة من السيليكون ثم توضع طبقة من أكسيد السيليكون العازل تعلوها طبقة أخرى من المعدن كما يوحي بذلك أسمه. ويتم توصيل ثلاثة أقطاب معدنية أحدها إلى الطبقة المعدنية ويسمى البوابة بينما يوصل الطرفان الآخران إلى المنطقة شبه موصلة في مكانيين متقابلين حول البوابة يسميان المصدر والمصرف.
ويسمى هذا النوع من الترانزستورات بترانزستور الموصفت المنضب ((Depletion MOSFET) حيث يلزم تسليط جهد بقطبية محددة على البوابة ليحول نوع المادة شبه الموصلة التي تقع تحتها من موجب إلى سالب أو العكس لكي يتم التحكم بمرور التيار بين المصدر والمصرف. وفي النوع المسمى الموصفت المعزز (Enhancement MOSFET) يتم تطعيم رقاقة السيليكون بمنطقتين منفصلتين من النوع السالب أو الموجب بينهما منطقة وسطى تطعم بنوع مغاير لتلك التي للمنطقتين المنفصلتين ثم توضع طبقة من أكسيد السيليكون العازل تعلوها طبقة أخرى من المعدن لتغطي المنطقة الوسطى ويتم توصيل ثلاثة أقطاب اثنان بالمنطقتين المنفصلتين وهما المصدر والمصرف والثالث بالطبقة المعدنية وهو البوابة. ويلزم تسليط جهد بقطبية محددة على البوابة ليحول نوع المادة شبه الموصلة التي تقع تحتها من موجب إلى سالب أو العكس لكي يتم التحكم بمرور التيار بين المصدر والمصرف. إن أهم ما يميز الترانزستور أحادي القطبية على ثنائي القطبية هو عدم حاجته لدائرة كهربائية معقدة لتحديد نقطة تشغيله وكذلك قلة استهلاكه للطاقة وصغر المساحة التي يحتلها على سطح البلورة الشبه موصلة ولكن عيبه الرئيسي هو أن سرعة تبديله أقل منها في الترانزستور ثنائي القطبية بسبب أن البوابة تعمل كمكثف يحتاج شحنها تفريغها زمن طويل نسبيا. --------------------------------------------------------------------------------
4-5 استخدامات الترانزستورات
لم يكن أحد يتوقع أن يقوم هذا الترانزستور البسيط بهذا الدور البالغ في حياة البشر وأن تظهر بسببه تطبيقات لم تكن لتخطر على بال مخترعيه ولا حتى على بال كتاب الخيال العلمي. إن الوظيفة الأساسية للترانزستور هي وظيفة في غاية البساطة وهي قدرته على التحكم بالتيار المار بين طرفين من أطرافه من خلال تيار أو جهد ضئيل جدا يتم تسليطه على الطرف الثالث. إن عملية التحكم بالتيار تتم بطريقتين اثنتين الأولى من خلال رفع أو خفض قيمة التيار تبعا لتيار أو جهد التحكم الصغير بحيث تكون العلاقة بينهما علاقة خطية وتسمى الدوائر الإلكترونية التي تعمل وفقا لهذه الطريقة بالدوائر الإلكترونية القياسية أو التشابهية (analog electronic circuits).
وهذه الطريقة تستخدم لبناء دوائر إلكترونية تشابهية كالمضخمات (amplifiers) والمذبذبات (oscillators) والمازجات (mixers) والمعدلات (modulators) والمكاملات (integrators) والمفاضلات (differentiators) وغيرها. أما في الطريقة الثانية فإن تيار أو جهد التحكم يقوم بوصل أو فصل التيار المار بين طرفي الترانزستور والذي يستخدم في هذه الحالة كمفتاح أو مبدل إلكتروني (electronic switch) وتسمى الدوائر الإلكترونية التي تعمل وفقا لهذه الطريقة بالدوائر الإلكترونية الرقمية (digital electronic circuits). وتستخدم هذه الطريقة لبناء دوائر إلكترونية منطقية كالدوائر المنطقية (logic circuits) والمسجلات (registers) والعدادات (counters) والنطاطات(flip-flops) والمردفات (multiplexors) وغيرها.
وسنبين فيما يلي أن هذه الوظائف البسيطة للترانزستور قد تم استغلالها للقيام بوظائف أكثر تعقيدا وتم على أساسها تصنيع أجهزة ومعدات بالغة التعقيد تلعب دورا بالغ الأهمية في حياة الناس كأنظمة الاتصالات المختلفة وأنظمة البث الإذاعي والتلفزيوني والحواسيب وشبكات المعلومات وأنظمة التحكم والقياس وفي الأجهزة الطبية وغيرها الكثير.
المضخمات (Amplifiers)
إن الاستخدام الرئيسي الذي من أجله تم اختراع الترانزستور في عام 1947م وسلفه الصمام الإلكتروني في عام 1906م هو لتضخيم الإشارات الكهربائية التي تصل إلى المستقبلات في أنظمة الاتصالات الكهربائية بشكل بالغ الضعف والتي قد تصل إلى ما دون النانوواط وهو جزء من ألف بليون جزء من الواط كما هو الحال في أنظمة اتصالات الأقمار الصناعية والمركبات الفضائية.
والمضخم كما هو واضح من اسمه جهاز إلكتروني يقوم بتضخيم أو تكبير الإشارات الضعيفة ويعتمد في عمله على وظيفة الترانزستور الأساسية وهي أن تيارا أو جهدا ضعيفا يسلط على أحد أطرافه الثلاث يمكنه التحكم بتيار كبير يمر بين الطرفين الآخرين. إن الترانزستور لا يمكن أن يقوم بوظيفة التضخيم بمفرده بل يحتاج لوضعه في دائرة إلكترونية تحتوي على مكونات أخرى كالمقاومات والمكثفات والملفات تساعده للقيام بهذه الوظيفة وذلك بعد إمداد الدائرة الإلكترونية بالطاقة الكهربائية التي تشغلها.
إن المضخم دائرة إلكترونية لها مدخل (input) ومخرج (output) وعادة ما يتم ربط أحد أطراف الترانزستور بدائرة المدخل والطرف الثاني بدائرة المخرج بينما يكون الطرف الثالث مشتركا بين الدائرتين. ولهذا فإن دوائر المضخمات تأتي على ثلاثة أشكال تسمى تبعا لاسم الطرف المشترك وهي في الترانزستورات ثنائية القطبية دوائر الباعث المشترك (common emitter) والمجمع المشترك (common collector) والقاعدة المشتركة (common base) بينما في الترانزستورات أحادية القطبية دوائر المصدر المشترك (common source) والمصرف المشترك (common drain) والبوابة المشتركة (common gate).
إن مثل هذه الأشكال المختلفة للمضخمات تعطي مصممها الحرية في تحديد المواصفات التي يتطلبها التطبيق فبعض أشكال هذه المضخمات تضخم التيار ولا تضخم الجهد وبعضها يضخم الجهد ولا يضخم التيار وبعضها يضخم الجهد والتيار وبعضها له نطاق تمرير واسع للترددات وبعضها يبدى مقاومة عالية أو منخفضة في دوائر الدخل والخرج.
وتستخدم المضخمات في بناء دوائر تقوم بوظائف أخرى غير وظيفة تضخيم الإشارات ولكن وجود المضخم في مثل هذه الدوائر ضروري لكي تقوم بوظيفتها على الوجه الأكمل. وعادة ما تتطلب هذا الدوائر وجود مضخم بمقدار كسب عالي جدا ولذلك فقد ظهر في الستينات ما يسمى بمضخم العمليات (operational amplifier) وهو مضخم مكون من عدة ترانزستورات على شكل مضخم تفاضلي (differential amplifier). ومضخم العمليات المثالي له كسب لا نهائي (infinite gain) ومعاوقة دخل لا نهائية (infinite input impedance) ومعاوقة خرج تساوي صفر (zero output impedance).
ويستخدم مضخم العمليات في بناء دوائر إلكترونية تؤدي وظائف مهمة في معالجة الإشارات كمضخمات الجمع والطرح (summing and subtraction) والمكاملات والمفاضلات (integrators & differentiators) والمرشحات الفعالة بأنواعها المختلفة (active filters) والمقارنات وقادحات شميت (comparators and Schmitt triggers).
إن صعوبة أو سهولة تصميم وتصنيع المضخمات بمختلف أنواعها يعتمد على موقع وعرض نطاق الترددات التي يضخمها وكذلك على مقدار الكسب في الجهد أو في التيار أو القدرة التي يجب أن يوفرها. ولهذا توجد أنواع لا حصر لها من المضخمات المستخدمة في مختلف التطبيقات كمضخمات القدرة (power amplifiers) والمضخمات واسعة النطاق (broadband amplifiers) والمضخمات المتولفة (tuned amplifiers).
المذبذبات (Oscillators)
أما الاستخدام الآخر للترانزستور والذي لا يقل أهمية عن المضخمات فهو في دوائر المذبذبات التي تقوم بتوليد إشارات كهربائية جيبية (sinusoidal signals) أو غير جيبية وبترددات محددة أو متغيرة. والمذبذب هو عبارة عن مضخم يتم تغذية جزء من إشارة خرجه إلى دخله بما يسمى التغذية الراجعة (feedback) وإذا ما تحققت شروط معينة فإن المضخم يبدأ بتوليد إشارة متناوبة على خرجه بدون وجود إشارة خارجية على دخله.
ويتم تحديد التردد للإشارة التي يولدها المذبذب باستخدام طرق عدة أهمها استخدام دوائر الرنين العادية (resonant circuits) المكونة من الملفات والمكثفات حيث تساوي قيمة التردد المتولد قيمة تردد الرنين إذا ما تحققت شروط التذبذب. ومن عيوب استخدام دوائر الرنين العادية في المذبذبات أن الترددات التي تولدها غير دقيقة بسبب عدم دقة قيم المكثفات والملفات المستخدمة فيها وكذلك تأثر قيمها بتغير درجة الحرارة وتغير مواصفات المواد التي تدخل في تركيبها مع مرور الزمن.
وإذا ما تم استخدام البلورات (crystals) كدوائر رنين في هذه المذبذبات بدلا من دوائر الرنين العادية فإن تردد المذبذب يتحدد من تردد البلورة والذي له قيمة بالغة الدقة ويطلق على هذا النوع اسم المذبذبات البلورية (crystal oscillators). والبلورة هي عبارة عن شريحة رقيقة من مواد بلورية تمتلك الخاصية الكهروضغطية (piezoelectric effect) توضع بين لوحين معدنيين وتتصرف هذه البلورة عند وضعها في دائرة مذبذب كدائرة رنين يتحدد ترددها من سمك الشريحة.
وتتوفر البلورات بترددات تبدأ بقيم أقل من الميغاهيرتز وقد تصل إلى ما يزيد عن مائة ميغاهيرتز ولا يكاد يخلو أي مذبذب من مثل هذه البلورات نظرا لدقتها العالية مما أنعكس إيجابيا على أداء الأنظمة التي تستخدمها وخاصة أنظمة الاتصالات. أما المذبذبات التي أحدثت ثورة في أنظمة الاتصالات الحديثة فهي المسماة المذبذبات المحكومة بالجهد ( voltage-controlled oscillators (VCO)) ففي هذه المذبذبات يمكن التحكم بقيمة التردد من خلال جهد يسلط على ثنائي المكثف المتغير (varactor or varicap diode) والذي يتم وصله كجزء من دائرة الرنين العادية.
لقد كانت الطريقة اليدوية هي الطريقة الوحيدة لتغيير تردد المذبذبات العادية وذلك من خلال تغيير مواسعة المكثف بطريقة ميكانيكية ولكن مع اختراع المذبذبات المحكومة بالجهد أصبح بالإمكان تغيير تردد المذبذب من خلال تغيير الجهد المسلط عليه بطرق آلية. ومع استخدام المذبذبات المحكومة بالجهد في مستقبلات أنظمة الاتصالات المختلفة أصبحت عملية اختيارالقنوات تتم يدويا من خلال كبس الأزرار عن قرب أو بالتحكم عن بعد أو تحت سيطرة المعالجات الدقيقة والحواسيب.
لقد ساعدت المذبذبات المحكومة بالجهد على ظهور دائرة بالغة الأهمية ألا وهي العروة مقفلة الطور (Phase-Locked Loop(PLL)) والتي تستخدم في مختلف المجالات وخاصة في مجال أنظمة الاتصالات والتحكم كما في دوائر التعديل والكشف (modulation & detection) وفي مركبات الذبذبات (frequency synthesizers). تستخدم المذبذبات بمختلف أنواعها في تطبيقات لا حصر لها ولكن استخدامها الأكثر في مجال أنظمة الاتصالات المختلفة حيث تستخدم عند المرسل كحاملات (carriers) لإشارات المعلومات وعند المستقبلات كمذبذبات محلية (local oscillators) تعمل على اختيار القنوات المراد استقبالها.
وبما أن ترددات أنظمة الاتصالات تغطي جميع أجزاء الطيف الراديوي الذي يمتد من الصفر إلى ما يقرب من مائة ألف مليون هيرتز (مائة جيقاهيرتز) فإن ذلك يتطلب تصميم مذبذبات تلبي احتياجات مختلف أنواع أنظمة الاتصالات وهذا يتطلب توفر ترانزستورات قادرة على العمل عند مختلف أجزاء الطيف الراديوي.
وتستخدم الترانزستورات في تطبيقات أخرى لا يمكن حصرها نذكر منها على سبيل المثال دوائر التعديل التي تقوم بتحميل إشارات المعلومات على الترددات الحاملة التي تولدها المذبذبات عند المرسل وفي دوائر الكشف التي تسترجع إشارات المعلومات من الحاملات عند المستقبل وفي دوائر الترشيح التي تقوم بانتقاء الإشارات الكهربائية المراد استقبالها من بين آلاف الإشارات التي تلتقطها هوائيات الاستقبال إلى جانب التقليل من أثر الضجيج والتداخل على هذه الإشارات.
وتستخدم الترانزستورات في أنظمة القدرة الكهربائية لتحويل التيارات المترددة إلى تيارات مباشرة وكذلك العكس والتحكم كذلك بالآلات والمحركات الكهربائية. وتستخدم في المعدات الطبية لتوليد مختلف أنواع الإشارات الكهربائية والذبذبات الفوق صوتية وبعض أنواع الأشعة وكذلك دوائر الكشف الخاصة بها. وتستخدم في أنظمة القياس لتصنيع مختلف أنواع المجسات أو الحساسات التي تحول مختلف أنواع الكميات الفيزيائية كالضغط والشد والرطوبة ودرجة الحرارة وغيرها إلى إشارات كهربائية يسهل معالجتها وتخزينها باستخدام الدوائر الإلكترونية. وتستخدم كذلك في أنظمة التحكم لبناء معدات تحكم صغيرة الحجم وعالية الدقة لمختلف التطبيقات كالمصانع والمركبات والقطارات والطائرات ومحطات توليد الكهرباء بمختلف أنواعها.
الإلكترونيات الرقمية (Digital Electronics)
إن الاستخدام الأكثر أهمية الذي يقف وراء ما يسمى بثورة المعلومات فهو استخدام الترانزستور كمبدل أو مفتاح إلكتروني (electronic switch) يسمح أو لا يسمح بمرور التيار الكهربائي فيه وذلك من خلال تمرير تيار كهربائي ضئيل في قاعدة الترانزستور ثنائي القطبية أو من خلال تسليط جهد كهربائي على بوابة الترانزستور أحادي القطبية.
لقد تم استخدام الترانزستور كمفتاح إلكتروني في بناء جميع الدوائر المنطقية الرقمية التي يحتاجها الحاسوب حيث أن هذه الدوائر المنطقية ما هي إلا مجموعة من المفاتيح الموصولة على التوالي أو على التوازي وعند القيام بفتحها وإغلاقها نحصل على العمليات المنطقية التي يعمل على أساسها الحاسوب الرقمي. ومع التحول إلى استخدام التقنية الرقمية في أنظمة الاتصالات الكهربائية في الستينات بدأت صناعة الإلكترونيات الرقمية تزدهر وتخدم أنظمة الحواسيب وأنظمة الاتصالات على حد سواء حيث أن الدوائر المنطقية الرقمية هي التي تقوم بمعالجة جميع أنواع الإشارات الرقمية بغض النظر عن مصدرها.
وتتعامل الدوائر الإلكترونية الرقمية مع عدد محدد من مستويات الجهد بدلا من العدد اللامتناهي في الدوائر العادية أو ما يطلق عليها الدوائر القياسية أو التشابهية (Analog Circuits). وغالبا ما تستخدم الدوائر الرقمية مستويين اثنين فقط من الجهد أو التيار وتسمى مثل هذه الدوائر بالدوائر الرقمية الثنائية. إن أهم ما يميز الدوائر الرقمية الثنائية هو سهولة تصميمها وتصنيعها لكونها تتعامل مع مستويين اثنين فقط من الجهد ومقاومتها العالية لإشارات الضجيج المتولدة في داخل هذه الدوائر وكذلك إمكانية ربط عدد كبير من المراحل على التوالي دون أن تتشوه الإشارة الرقمية خلال انتقالها عبر هذه المراحل. وهنالك ميزة أخرى بالغة الأهمية لمصممي الأنظمة الرقمية وهي إمكانية بناء أنظمتهم مهما بلغ تعقيدها ومهما كان الغرض الذي صممت من أجله من وحدات منطقية رقمية أساسية كالبوابات المنطقية والمسجلات والعدادات والنطاطات والموقتات.
ولذلك فقد قامت الشركات المصنعة للدوائر المتكاملة الرقمية بإنتاج كميات ضخمة من هذه القطع الإلكترونية الرقمية يتم استهلاكها من قبل أسواق تصنيع مختلف أنواع الأجهزة والمعدات الرقمية في مختلف الصناعات الإلكترونية.
يتم تصنيع الدوائر الإلكترونية الرقمية باستخدام تقنيتين رئيسيتين وهما تقنية الترانزستور ثنائي القطبية وتقنية الترانزستور أحادي القطبية. وتتكون تقنية الترانزستور ثنائي القطبية بدورها من عدة عائلات وذلك لأن سرعة التبديل وكمية الطاقة المستهلكة والحيز التي تحتله الدائرة على الرقاقة لا يعتمد فقط على نوع الترانزستور بل على الطريقة التي يتم بها وصل الترانزستورات مع بقية العناصر الإلكترونية.
ففي مطلع الستينات ظهرت أول العائلات المنطقية وهي ما يسمى بمنطق الترانزستور-المقاومة (Resistor-Transistor Logic (RTL)) حيث تبنى الدوائر المنطقية من الترانزستورات والمقاومات فقط. وبسبب انخفاض سرعة التبديل في هذه العائلة فقد تم تعديلها بعد عام واحد من خلال إضافة الثنائيات إلى دوائرها والتقليل من عدد المقاومات وأطلق على الدائرة الناتجة اسم منطق الترانزستور- الثنائي ((Diode-Transistor Logic (DTL). وفي عام 1963م ظهرت العائلة المنطقية الشهيرة المسماة منطق الترانزستور- الترانزستور ( (Transistor-Transistor Logic (RTL)حيث تغلبت على المشاكل التي كانت تعاني منها العائلات التي سبقتها ولا زالت من أهم العائلات المنطقية المستخدمة إلى يومنا هذا. وفي نهاية الستينات ظهرت عائلتان جديدتان وهما عائلة منطق البواعث المقترنة((Emitter-Coupled Logic (ECL) وعائلة منطق الحقن المتكامل (Integrated Injection Logic) واللتان تتميزان بأعلى سرعة تبديل ممكنة من بين جميع العائلات المنطقية إلا أنهما في المقابل تستهلكان كميات عالية من الطاقة ولذلك فقد اقتصر استخدامهما في التطبيقات التي تحتاج لسرعات تبديل عالية جدا.
وبشكل عام تتميز تقنية الترانزستور ثنائي القطبية بسرعة تبديل عالية نسبيا إلا أن عيبها يكمن في أنها تستهلك طاقة كهربائية عالية نسبيا وأن عدد الترانزستورات المصنعة على وحدة المساحة (كثافة التكامل) قليل نسبيا ولذلك فقد اقتصر استخدامها في الدوائر المتكاملة ذات النطاق المتوسط والكبير وبعض أجزاء أنظمة الاتصالات الرقمية. أما التقنية الثانية فهي تقنية الترانزستور أحادي القطبية والتي ظهرت في عام 1968م وتمتاز هذه التقنية بسهولة تصنيعها وقلة استهلاكها للطاقة وارتفاع عدد الترانزستورات المصنعة على وحدة المساحة ولكن سرعة التبديل فيها أقل من تلك التي في تقنية الترانزستور ثنائي القطبية.
وتستخدم هذه التقنية في جميع أنواع الدوائر المتكاملة وخاصة ذات النطاق الكبير جدا (VLSI) وما فوقها والتي تتناسب مع صناعة المعالجات الدقيقة وذاكرات الحاسوب. وتشتمل هذه التقنية على ثلاث عائلات وهي عائلة ترانزستور معدن-اكسيد- شبه موصل – موجب القناة P-channel Semiconductor Field-Effect Transistor (PMOSFET)) وعائلة ترانزستور معدن-اكسيد- شبه موصل – سالب القناة N-channel Semiconductor Field-Effect Transistor (NMOSFET)) وعائلة ترانزستور معدن-اكسيد- شبه موصل –مكمل Complementary Semiconductor Field-Effect Transistor (CMOSFET)).
وفي بداية التسعينات ظهرت تقنية جديدة تجمع بين ميزات تقنية الترانزستور ثنائي القطبية ذات سرعة التبديل العالية وتقنية الترانزستور أحادي القطبية ذات كثافة التكامل العالية بعد أن أصبح بالإمكان تصنيع نوعي الترانزستور على نفس شريحة السيليكون ولقد تم استخدام هذه التقنية المسماة (BiCMOS) في تصنيع المعالجات الدقيقة ذات السرعات العالية. ولا تقتصر الإلكترونيات الرقمية على بناء دوائر المنطق الرقمي بل تتعامل مع أنواع مختلفة من الدوائر الرقمية فالمهتزات أحادية الاستقرار وغير المستقرة (monostable and astable multivibrators) تستخدم في الموقتات (clocks) ودوائر التوقيت (timing circuits) لجميع الأنظمة الرقمية والتي لا يمكن أن تعمل بدونها. وتستعمل المهتزات ثنائية الاستقرار (bistable multivibrators) لبناء أنواع كثيرة من النطاطات (flip-flops) والتي تستخدم بدورها في دوائر رقمية كثيرة كالعدادات (counters) والمسجلات (registers) والذاكرات (memories). وتستعمل المضخمات التفاضلية ومضخمات العمليات لبناء المقارنات (comarators) وقادحات شميت (Schmitt triggers) ومولدات الأشكال الموجية (waveform generators).
وتعمل المحولات التشابهية-الرقمية والرقمية-التشابهية (analog-digital & digital-analog converters) على تحويل الإشارات التشابهية إلى إشارات رقمية وبالعكس وتعتبر هذه المحولات جزءا أساسيا من الأنظمة الإلكترونية الحديثة وذلك بسبب أن جميع هذه الأنظمة تحولت إلى التقنية الرقمية بسبب ميزاتها الكثيرة ولذلك يلزم وجود مثل هذه المحولات لربط العالم التشابهي مع العالم الرقمي.
Admin Admin
عدد المساهمات : 3762 تاريخ التسجيل : 15/09/2009 العمر : 57 الموقع : مصر
موضوع: الترانزستور الجمعة فبراير 22, 2013 2:04 am
الترانزستور
تمكّنت مختبرات شركة بل للهاتف، في ميوري هيلز في نيو جرزي بالولايات المتحدة، وبقيادة العالم وليم برادفورد شوكلي (1910 ـ ) بمفاجأة دنيا الإلكترونات بصمام ثلاثي الاقطاب يعتمد كلياً على المواد الصلبة، كتب له أن يقضي مع الزمن على سيطرة الصمامات الإلكترونية الخوائية.
نتيجة لهذا العمل، تتمتّع جميع اجزاء العالم اليوم بامكانية استعمال اجهزة راديو تعمل بالبطارية، نقالة وصغيرة الحجم وقليلة الكلفة. الغرض منه تقويم وتكبير التيار المتردد.
تركيبه:
يتركب من ثلاث مناطق:
أ ـ الباعث وهو المنطقة التي القاعدة بحاملات الشحنة (ثقوب موجبة أو إلكترونات حرة) .
ب ـ القاعدة وهي المنطقة التي تقع بين الباعث والمجمع وسمكها صغير جداً بالنسبة لهما كما أن درجة تركيز الشوائب بها تقل كثيراً فيهما. ونظراً لرقتها ونقص شوائبها فإنها تمرر معظم حاملات الشحنة التي تصلها من الباعث إلى المجمع، وبذلك لا يقل تيار المجمع عن تيار الباعث إلا قليلاً.
ج ـ المجمع وهو المنطقة التي تجمع حاملات الشحنة القادمة من القاعدة.
نوعا الترانزستور:
أ ـ نوع (س. م. س) . وفيه يكون الباعث والمجمع من شبه موصل سالب النوع وتكون القاعدمن شبه موصل موجب النوع.
ب ـ نوع (م. س. م) . وفيه يكون الباعث والمجمع من شبه موصل موجب النوع وتكون القاعدة منم شبه موصل سالب النوع.
ـ تصنع قاعدة الترانزستور رقيقة جداً ويوضع بها نسبة قليلة جداً من الشوائب حتى تمرّر معظم الشحنات من الباعث إلى المجمع.
ـ يجب أن توصل القاعدة مع الباعث توصيلاً أمامياً ويوصل المجمع مع الباعث توصيلاً عكسياً حتى تمر الشحنات من الباعث إلى القاعدة إلى المجمع
أشباه الموصلات
1 ـ تنقسم المواد من حيث قدرتها على توصيل التيار الكهربي إلى ثلاثة أقسام:
1 ـ مواد جيدة التوصيل: ـ مثل المعادن كالنحاس والفضة والرصاص.
(أ) يرجع جودة توصيلها للكهربية لاحتوائها على إلكترونات حرة بأعداد وفيرة.
(ب) تزداد مقاومتها بارتفاع درجة الحرارة.
2 ـ مواد عازلة مثل الزجاج والمطاط والبلاستيك، ترجع عدم توصيلها للكهرباء لعدم احتوائها على إلكترونات حرة.
3 ـ أشباه الموصلات مثل الجرمانيوم والسيليكون.
أ ـ هي مواد ليست جيدة التوصيل للكهرباء كالموصلات وليست عازلة تماماً كالعازلات ولكن قدرتها على التوصيل تحتل موقعاً متوسطاً بينهما.
ب ـ ترتبط ذراتها بعضها ببعض في البلورة بروابط تساهمية.
ج ـ تقل مقاومتها بارتفاع درجة الحرارة حيث تكون الطاقة الحرارية كافية لكسر بعض هذه الروابط وتحرير بعض الإلكترونات.
د ـ تعتمد في خواصها الكهربية على ما يضاف إليها من شوائب.
4 ـ يمكن جعل بلورة الجرمانيوم موصلة للكهرباء بطريقتين:
أ ـ رفع درجة الحرارة.
ب ـ إضافة شوائب إلى البللورة النقية.
أولاً: رفع درجة الحرارة:
أ ـ في درجات الحرارة المنخفضة تكون الإلكترونات شديدة الإرتباط بذرات الجرمانيوم ويصعب تحريرها لذا تكون البلورة رديئة التوصيل للكهربية وتكون عازلة تماماً عند درجة الصفر المطلق.
ب ـ عند رفع درجة حرارة الجرمانيوم تصبح الطاقة الحرارية كافية لكسر بعض الروابط فتحرر بعض الإلكترونات وتصبح البلورة موصلة للكهربية، أي أن أشباه الموصلات تتميز بزيادة قدرتها على التوصيل الكهربي إرتفاع درجة الحرارة.
ثانياً: إضافة شوائب إلى البللورة النقية:
تزداد درجة التوصيل الكهربي لذرات الجرمانيوم في البلورة بإضافة نسبة قليلة جداً من بعض الشوائب إليها. وهذه الشوائب على نوعين مثل شائبة من عنصر خماسي التكافؤ مثل الزرنيخ وشائبة من عنصر ثلاثي التكافؤ مثل الألومنيوم.
5 ـ يعتمد التوصيل الكهربي في الجرمانيوم النقي الساخن على حركة كل من الإلكترونات والثقوب الموجبة.
6 ـ نحصل على الجرمانيوم الموجب النوع باستخدام شائبة ثلاثية التكافؤ مثل الألومنيوم تسمى شائبة متقبلة، وتعمل على إحداث ثقوب موجبة ويتم التوصيل الكهربي في البلورة نتيجة لحركة هذه الثقوب الموجبة.
7 ـ نحصل على الجرمانيوم السالب النوع باستخدام شائبة خماسية التكافؤ مثل الزرنيخ تسمى شائبة معطية، وتعمل على تواجد إلكترونات حرة ويتم التوصيل الكهربي في البلورة نتيجة لحركة الإلكترونات الحرّة.
8 ـ مقارنة بين الجرمانيوم السالب والجرمانيوم الموجب.
الجرمانيوم السالبالجرمانيوم الموجبالبلورة تحتوي على شائبة من عنصر خماسي التكافؤ مثل الزرنيخالبلورة تحتوي على شائبة من عنصر ثلاثي التكافؤ مثل الألومنيومتعمل شائبة الزرنيخ على تواجد إلكترونات حرة في التشابك البلوريتعمل شائبة الألومنيوم على إحداث ثقوب موجبة في التشابك البلورييعتمد التوصيل الكهربي فيه على الإلكترونات الحرةيعتمد التوصيل الكهربي فيه على الثقوب الموجبة
9ـ تسمى شائبة الزرنيخ شائبة معطية لأنها تعمل على تواجد الإلكترونات الحرة. وتسمى بلورة الجرمانيوم التي تحتوي على شوائب من الزرنيخ بلورة من النوع السالب، وذلك لأن التوصيل الكهري يتم فيها عن طريق الإلكترونات. وتكون البلورة من النوع السالب متعادلة كهربياً لأن الشحنات الموجبة لذرات الزرنيخ تتعادل مع الشحنات السالبة للإلكترونات المتحررة منه.
10 ـ تسمى شائبة الألومنيوم شائبة متقبلة لأنها تعمل على إحداث ثقوب موجبة في التشابك البلوري. وتسمى بلورة الجرمانيوم التي تحتوي على شوائب من الألومنيوم بلورة من النوع الموجب وذلك لأن التوصيل الكهربي يتم فيها عن طريق الثقوب الموجبة. تكون البلورة من النوع الموجب متعادلة كهربياً لأن الشحنات الموجبة للفجوات تساوي الشحنات السالبة لذرات المادة المتقبلة (الألومنيوم) . أشهر التحويلات الفيزيائية
أشهر الثوابت
المقحل أو الترانزستور (بالإنكليزية: Transistor) (اختصاراً لكلمتي Transfer Resistor أي مُقاوِمُ النَقْل) وهي نبيطة تعتبر أحد أهم مكونات الأدوات الإلكترونية الحديثة مثل الحاسوب، اخترعه العلماء الأمريكيون (والتر براتن) و(جون باردين) و(وليام شوكلي), هو بلورة من مادة شبه موصل مطعمة كالجرمانيوم أو السيليكون تحتوي على بللورة رقيقة جدابحيث تكون المنطقة الوسطى منها شبه موصل موجب أو سالب وتسمى القاعدة بينما المنطقتان الخارجيتان من النوعية المخالفة وله قدرة كبيرة على تكبير الإشارات الإلكترونية للترانزيستور ثنائي القطب وصلتا م س وثلاثة أطراف.
ويربط طرفان من هذه الأطراف، في العادة، الباعث والمجمِّع إلى دائرة خارجية، بينما يصل الطرف الثالث القاعدة بدائرة داخلية. لكن رفع الجهد المطبقة على القاعدة قليلا يؤدي إلى دخول عدد كبير من الإلكترونات إلى القاعدة عبر الوصلة المنحازة أماميا، ويتفاوت هذا العدد حسب قوة الجهد. ولأن منطقة القاعدة رقيقة جدا، يستطيع مصدر الفولتية في الدائرة الخرجية جذب الإلكترونات عبر الوصلة المنحازة عكسيا. ونتيجة لذلك يسري تيار قوي عبر الترانزيستور وعبر الدائرة الخارجية. وبهذه الطريقة يمكن التحكم في سريان تيار قوي عبر الدائرة الخارجية، بتزويد القاعدة بإشارة صغيرة.
تاريخ الترانزستور
سجل الفيزيائى "جوليس ادجر لينيفلد" (Juluis edgar lilienfeld) أول براءة اختراع للترانزستور في كندا عام 1925م وكان هذا الاختراع مشابه لترانزستور تأثير المجال " FET " ولكنه مع ذلك لم ينشر ابحاث عن هذا الترانزستور ولم يحقق عمليا باستخدام نبائط واقعية وفي عام 1934م قام الالمانى "اوسكر هيل" (Osker Heil) بتسجيل براءة اختراع لترانزستور مشابه للترانزستور السابق.. في عام 1942م قام "هبرت مارتين" (Herbert marten) بعمل بتجربة باستخدام ما يسمى "الديو دايو" (الوصلة الثنائية المزدوجة)أثناء العمل على لاقط بنظام رادار دوبلر وهذه الوصلة الثنائية المزدوجة مكونة من اثنين من الوصلات الثنائية ووصلات معدنية على قاعدة من شبه الموصل ولكنه اكتشف عدد من الظواهر التي لم يتمكن من تفسيرها عن طريق الوصلتين المنفصلتين واستتبع هذا ظهور الفكرة الاساسية لترانزستور التوصيل...
في عام 1947م قام "جون باردين" (John Bardeen) و"والتر براتين" في معامل "AT & T bell "في الولايات المتحدة الأمريكية بملاحظة انه عند توصيل مصدر كهربى على بلورة من الجرمانيوم ان الطاقة الناتجة أكبر من طاقة المصدر الكهربى الداخلة وقد قام "وليام شوكلى" بمعرفة السبب في ذلك وعلى مدار شهور قليلة عملوا على التوسع الكبير لعلوم اشباه الموصلات وقد جاء اسم الترانزستور من الكلمة الإنجليزية "Transfer resistor" التي تعنى ناقل المقاومة..
[] أهمية الترانزستور
في الواقع ان الترانزستور هو أهم المكونات الإلكترونية الحديثة ويعتبر من اعظم الاختراعات في القرن العشرين ويستمد اهميته في حياة المجتمع من القدرة الفائقة على انتاجه باستخدام عمليات تلقائية الية "عمليات تصنيع اشباه الموصلات"مما يجعل انتاجه قليل التكلفة. و على الرغم من أن العديد من الشركات تنتج سنويا ما يزيد عن البليون من الترانزستورات المنفصلة إلا أن الغالبية العظمى من الترانزستورات التي تنتج تكون في الدوائر المتكاملة "Integrated circuit" والتي تختصر إلى "IC" وتحتوى هذه الدوائر المتكاملة على العديد من الترانزستورات والوصلات الثنائية والمقاومات والمكثفات والمكونات الإلكترونية الأخرى والتي تمثل دائرة إلكترونية كاملة تقوم بعمل وظيفة معينة وهناك أيضا "البوابات المنطقية" (Logic gates) والتي تتكون من عدد من الترانزستورات والتي قد تصل إلى العشرين لعمل بوابة منطقية واحدة وفي المعالجات الدقيقة "Microprocessors" المتقدمة وصل عدد الترانزستورات إلى 3 بلايين في شريحة واحدة في عام 2011 حيث كان قد وصل إلى 60 مليون في الشريحة في عام 2002 ومن أهم مميزات الترانزستور التكلفة الضئيلة المرونة في الاستخدام والثبات مما جعله واسع الاستخدام والانتشار وقد دخلت الترانزستورات في دوائر التحكم الاميكانيكية وحلت محل الادوات الميكانيكية التي كانت تستخدم في ذلك ويمكن أيضا استخدام متحكم دقيق "Micro controller" في كتابة برنامج صغير لأداء وظيفة التحكم المطلوبة والماكفئة للمهمة التي يقوم بها التصميم الميكانيكى..
[] استخدامه
كان استخدام الترانزستور ثنائى القطب(Bipolar Junction Transistor) وإلى تختصر إلى (BJT) هو الأكثر شيوعا في الستينيات والسبعينيات من القرن الماضى ولكن مع ظهور الترانزستور ثنائى المجال(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) تقلص دور ثنائى القطب إلى الدوائر التناظرية مثل المكبرات البسيطة لكبر منطقة عمله الخطية " Linear Mode Operation" وسهولة تصنيعه وهناك العديد من الخصائص للترانزستور ثنائى المجال مثل استخدامه في الدوائر ذات القدرة المنخفضة باستخدام تقنية ال " C MOS " والتي تعنى استخدام المعدن والاكسيد وشبه الموصل المتكامل والتي تجعل مشاركة الدوائر الرقمية سهلة وهناك العديد من ترانزستورات تأثير المجال الحديثة وإلى تجمع بين الاستخدام في دوائر القدرات العالية والدوائر التناظرية المؤقتة " Clocked Analog circuit " مثل معادلات الجهود والمكبرات وناقلات القدرة والمحركات... [. العمليات المبسطة
الترانزستور كمكبر
يستمد الترانزستور اهميته وضروريته في الحياة من قدرته على معالجة الإشارات الصغيرة والتي توضع على اثنين من اطرافه وتنتج إشارات كبيرة على طرفين اخرين وتسمى هذه الخاصية بنسبة التكبير (Gain) ويمكن التحكم في الترانزستور بما يجعل الدخل متناسبا مع الخروج بنسبة معينة وفي هذا الحالة يستخدم الترانزستور كمكبرو يمكن أيضا استخدام الترانزستور كمفتاح لفتح وغلق التيار والذي يمكن التحكم فيه عن طريق بقية عناصر الدائرة..
صمم الترانزستور ذو الباعث المتصل بالأرض لكى يستجيب إلى الإشارات الصغيرة في القاعدة ويقوم بتكبير هذه الإشارات على المخرج عند المجمع، وهناك العديد من تكوينات الدوائر التي تقوم بالتكبير بمميزات مختلفة سواء للتيار أو الجهد أو الاثنين معا. ففى بعض الهواتف المحمولة والتلفاز هناك العديد من المنتجات التي يدخل فيها الترانزستور كمكبر مثل مكبرات الصوت أو النقل الرديواى أو معالجة الإشارات وكانت أول دائرة ترانزستور ذات قدرات ضعيفه تصل إلى بعض الاجزاء من العشرة من الوات وتم تكبيرها ومع التقدم ازدادت نسبة التكبير ونقائه تدريجيا عندما وجدت ترانزستورات احسن وتم تقويم احداثيات الترانزستور ووصلت القدرات الآن إلى بضع المئات من الوات وبتكلفة صغيرة.
[] الترانزستور كمفتاح
الترانزستور هو أكثر المفاتيح الإلكترونية على حد سواء في الدوائر ذات القدرة المنخفضة مثل البوابات المنطقية أو ذات القدرة العالية مثل مفاتيح مزودات الطاقة ومن امثلة المفاتيح الخفيفة دوائر الباعث المتصل بالأرض ففى الشكل المقابل عندما يزداد جهد القاعدة يزداد التيار في المجمع وعلى الحمل (المقاومة) زيادة اسية وبالتالى يقل الجهد في المجمع بسبب المقاومة وتكون المعادلة الحاكمة هي
V(Rc)=Ice*Rc V(Rc)+V(ce)=Vcc هو فرق الجهد على المقاومة VRc: حيث التيار المار في المجمع:Ice الجهد بين المجمع والباعث:Vce
فلو أمكن خفض VCE للصفر (عملية الغلق التام) ولهذا فان (Ic) لن يزيد عن (Vcc/Rc) ،و مع زيادة الجهد على القاعدة والتيار فيها فان الترانزستور في هذه الحالة يكون في حالة تشبع ،و من ثم يمكن اختيار الجهد الداخل على القاعدة لجعل المخرج مساويا تماما للصفر أو مساويا لقيمة Vcc (جهد المصدر) ويستخدم الترانزستور كمفتاح في الدوائر الرقمية حيث توجد القيم فقط فتح وغلق ولا تواجد للقيم بينهما مقارنة بين الصمامات والترانزستورات
قبل وجود الترانزستور كانت الصمامات (Valves) أو انابيب التفريغ (Vacuum Tubes) هو المكون الوحيد في المعدات الإلكترونية ولكن بحلول الترانزستور أصبح هو أكثر استخداما لما له العديد من المزايا...
1:- صغر الحجم والوزن والذي يؤدى إلى تطوير الدوائر الإلكترونية في أن تكون صغيرة جدا 2:- عمليات التصنيع الالية والتي تقلل التكلفة لكل وحدة مفردة 3:- الجهود الصغيرة التي يستطيع العمل عليها مما جعله صالح لتطبيقات الدوائر ذات البطاريات الصغيرة 4:- لا تحتاج إلى دورة احماء لمسخنات الكاثود بعد تطبيق القدرة 5:- الاستهلاك الضئيل للطاقة والكفأة العالية في استخدام الطاقة 6:- الاعتمادية العالية والتحمل الفيزيائى 7:- طول العمر الافتراضى حيث يعمل بعضها إلى ما يصل إلى خمسين عاما 8:- وجود النبائط المكملة وسهولة بناء الدوائر المتكاملة المتماثلة وهو ألامر المستحيل في حالة الصمامات 9:- عدم الحساسية للصدمات الميكانيكية والاهتزاز مما سهل حل هذه المشكلة مثلا في حالة الميكروفونات
قيود الاستخدام :- لا تعمل جهود اشباه الموصلات عند جهود أعلي من 1000 فولت (على الرغم من أن هناك بعض النبائط تعمل عند 3000 فولت) وعلى نقيض ذلك فهناك بعض الصمامات التي تتحمل جهودا تصل إلى مئات الالاف من الفولتات
عدم قدرته على العمل في حالة القدرات العالية والترددات العالية مثل تلك التي تستخدم في التنبؤ التلفزيونى الهوائى حيث كانت الصمامات أفضل أداءا من الترانزستورات نتيجة قابلية الحركة العالية للالكترونات في انابيب التفريغ عنها في الترانزستور واشباه الموصلات اضعف تحملا بكثير من الصمامات عند تعرضها للنبضات الناتجة من الانفجار النووى
[] أنواع الترانزستور
ان نوعى الترانزستور يختلفان عن بعضهما اختلافا طفيفا في كيفية وضعها في دائرة معينة فكل منها له ثلاثة اطراف تسمى في حالة ثنائى القطب القاعدة "Base " والباعث "Emitter " والمجمع "Collector " وبمرور تيار متغير في القاعدة سيظهر تأثره مجمعا في المجمع والباعث، وفي حالة ترانزستور تأثير المجال تسمى البوابة "Gate "، المنبع "Source "، المصب "Drain " ويتحكم الجهد على البوابة في فرق الجهد بين المنبع والمصب..
3:- طبقا للقطبية NPN الترانزستور من النوع السالب ويعنى منطقة من النوع السالب يليها منطقة من النوع الموجب يليها منطقة من النوع السالب PNP الترانزستور من النوع الموجب ويعنى منطقة من النوع الموجبة يليها منطقة من النوع السالب يليها منطقة من النوع الموجب
4:- طبقا لقدرة التشغيل صغير – متوسط – كبير
5:- طبقا لأقصى تردد تشغيل موجات راديوية أو موجات الميكرومترية ويعطى أقصى تردد وفعال بجهد الثقل ويرمز له بالرمز FT والذي ينتج نسبة تكبير مساوية للوحدة
6:- طبقا للتطبيق المسخدم فيه مفتاح – متعدد الأغراض – صوتى عالى الجهد – زوجى متماثل – عالى نسبة التكبير
7:- طبقا للتغليف الفيزيائى ذو الثقب المعدنى - ذو الثقب البلاستيكى – المحمل سطحيا – سلسلة شبكة الكور – مغير القدرة
8:- طبقا لمعامل التكبير (hfe) لذلك فان ترانزسور معين يمكن ان يوصف بهذا الوصف (سليكونى – ثنائى القطب من النوع السالب – مغير للطاقة عالى التردد – مفتاح).
Admin Admin
عدد المساهمات : 3762 تاريخ التسجيل : 15/09/2009 العمر : 57 الموقع : مصر
موضوع: رد: دراسة جدوى انشاء مصنع تصنيع وتجميع الراديو الترانزستور والتسجيل الصوتى الجمعة فبراير 22, 2013 7:04 am
[img][/img]
[img][/img]
Admin Admin
عدد المساهمات : 3762 تاريخ التسجيل : 15/09/2009 العمر : 57 الموقع : مصر
موضوع: فهرس المصطلحات السمعية والمرئية السبت مارس 02, 2013 11:38 am
فهرس المصطلحات السمعية والمرئية
السمعي التناظري - محاولة التقاط الصوت الأصلي بأكمله ومن ثم إعادة إنتاج الصوت بأكمله. لدى نظام السمعي التناظري قابلية إعادة الإنتاج وتضخيم التشويش. تقوم اليوم تقنية الصوت الرقمي باستبدال هذه التقنية القديمة.
فيديو تناظري - محاولة التقاط الصورة الأصلية بأكملها ومن ثم إعادة إنتاج الصورة بأكملها. لدى نظام الفيديو التناظري قابلية إعادة الإنتاج وتضخيم التشويش. تقوم اليوم تقنية الصورة الرقمية باستبدال هذه التقنية القديمة.
مستقبل إشارة الصوت والصورة (A/V Receiver) - استقبال، وتضخيم الصوت والصورة في جهاز واحد يعزز فك تشفير إشارة الصوت والمعالجة التي تعطي صوت محيطي وتوزيع قنوات متعددة.
المعيار الأمريكي للسلك (AWG) - معيار معترف به لقطر السلك أو الكابل. الرقم الصغير يشير إلى قطر كبير، على سبيل المثال يشير الرقم 12AWG المدون على السلك بأن قطره أكبر من السلك الذي يحمل الرقم 14AWG.
إشارة الموجة الأساسية - تخص هذه الإشارة الفيديو فقط، وتبث إشارة فيديو خام دون تغير في التردد، أو تقلبات التردد. تخيل إشارة فيديو يتم دفعها في كابل بتردد منخفض جداً (5 ميغا هيرتز)، تستخدم هذه الإشارة لكاميرات التلفزيون ذات الدوائر المغلقة (CCTV) في بعض المنتجات الإلكترونية المنزلية.
الواقي- شريط واقي يستخدم حول الكابل لتجنب التداخل الناتج عن ترددات تشويش الراديو. تكون غالبية الأشرطة لوقاية الكابل أقل قطراً وتكون خيوط أسلاك متداخلة معاً مصنوعة من النحاس أو الألمنيوم.
إشارة الموجة العريضة - إشارة صوت وصورة مدمجة ذات تردد متغير يتراوح من 54 إلى 890 ميغا هيرتز تستخدم غالباً لكابل التلفزيون، وتردد 2,5 غيغا هيرتز تستخدم لطبق استقبال قنوات التلفزيون الفضائية. تعتبر طريقة شائعة لبث إشارة الفيديو من قبل قنوات كبال التلفزيون و DSS الفضائية.
دائرة تلفزيون مغلقة (CCTV) - دائرة تلفزيون مغلقة هي عبارة عن منصة تستخدم لكاميرات المراقبة الأمنية التي تعمل بنظام الإشارة الأساسية. تعتبر شائعة جداً في قطاع كاميرات المراقبة الأمنية.
كرومويناس - الجزء من إشارة الفيديو الذي يحتوي على اللون.
كابل محور متحد - كابل مع موصلين متوازيين شائع الاستخدام مع المحاور للتحكم بالإعاقة في كابلات التيار المنخفض. يحتوي على مركز موصل وشريط ومجموعة أسلاك رفيعة ومخرج.
موصل كابل محور متحد “F - عند بث إشارة الصوت والصورة من كابل واحد يستخدم هذا الموصل للتوصيل مع كابل التلفزيون، مستقبل القنوات الفضائية، الهوائي أو جهاز تشغيل الفيديو.
فيديو مركب - عند بث إشارة الصورة بشكل منفرد في الألوان الثلاثة الرئيسية، وهي الأحمر، والأخضر والأزرق. يوفر ذلك تفاصيل دقيقة واضحة، ولون واقعي ونقاوة عالية.
فيديو مركب - عند بث إشارة الفيديو بلون وسطوع إشارة واحدة وليست منفردة. ويكون البث عن طريق كابل محور متحد واحد مع موصل RCA لكل طرف.
هيئة المعايير الكندية (C.S.A) - هيئة المعايير الكندية المماثلة لهيئة UL.
إكسسوارات البيانات (Datacom) - الصفائح التي تركب على الجدار، المداخل والمقابس والتوصيلات السلكية المستخدمة للكمبيوتر والأجهزة المصاحبة معاً، مثل التوصيل مع الطابعات.
ديسبل (dB) - وحدة قياس متعارف عليها لقوة الصوت وتستخدم أيضاً في فعالية أجهزة تضخيم الصوت.
عازل - مواد عازلة غير موصلة للتيار تستخدم لعزل كابل التوصيل للمساعدة في المحافظة على الشحنة.
صوت رقمي - إنتاج صوت رقمي عالي السرعة. يتم تحويل إشارات النمط السمعي التناظري لسلسلة “0” و “1” لتتيح التشفير المعقد والتسلسل الإلكتروني. ويكون هنالك تقليل مخاطرة إعادة إنتاج وتضخيم التشويش.
كابل صوت رقمي - يتيح بث الإشارات الصوت الرقمية المتعددة القنوات من خلال كابل واحد. يعد هذا الكابل ذو أفضل جودة ونقاء لبث إشارات الصوت الرقمية.
كبال ألياف مرئية رقمي - يرسل إشارة صوت رقمية متعددة القنوات من خلال استخدام بث خفيف ومقاوم للتشويش والتقطع.
فيديو رقمي - إعادة تهيئة الفيديو من خلال أخذ عينات سريعة. . يتم تحويل إشارات النمط السمعي التناظري لسلسلة “0” و “1” لتتيح التشفير المعقد والتسلسل الإلكتروني. ويكون هنالك تقليل مخاطرة إعادة إنتاج وتضخيم التشويش.
مدخل تردد متعدد (غير مضخم) - جهاز يستخدم لدمج إشارات الهوائي وإشارات طبق استقبال إشارات القنوات الفضائية يعمل بترددات مختلفة، وتحويلها لإشارات يمكن مرورها من خلال كابل واحد. يستخدم جهاز تردد متعدد مضخم في أماكن تضخيم إشارات الهوائي وطبق استقبال القنوات الفضائية. يستخدم جهاز تردد متعدد بدون تضخيم في أماكن أجهزة استقبال القنوات الفضائية لفصل الإشارات وتوزيعها على أجهزة التلفزيون.
مدخل تردد متعدد (مضخم) - جهاز يستخدم لدمج إشارات الهوائي وإشارات طبق استقبال إشارات القنوات الفضائية يعمل بترددات مختلفة، وتحويلها لإشارات يمكن مرورها من خلال كابل واحد. يستخدم جهاز تردد متعدد مضخم في أماكن تضخيم إشارات الهوائي وطبق استقبال القنوات الفضائية. يستخدم جهاز تردد متعدد بدون تضخيم في أماكن أجهزة استقبال القنوات الفضائية لفصل الإشارات وتوزيعها على أجهزة التلفزيون.
صوت دولبي ديجتال (Dolby® Digital) - نمط صوت رقمي هو أساس أنظمة الصوت المحيطي. قد يكون من فئة 5.1 المتكون من سماعات أمامية (يمين ويسار)، سماعات خلفية (يمين ويسار)، سماعة قناة مركزية وسماعة رئيسية كبيرة. قد يكون من فئة 6.1 الذي يتكون من سماعات أمامية (يمين ويسار)، سماعة قناة مركزية أمامية، سماعات خلفية (يمين ويسار) وسماعة مركزية خلفية وسماعة كبيرة.
دولبي ديجيتال برو لوجيك (Dolby® Digital Pro logic®) - نظام قياسي لأنظمة المسارح المنزلية بصوت محيطي، يشمل في معظم الحالات أجهزة استقبال صوت / صورة. يحول جهاز تشفير برو لوجيك حركة الصوت بين السماعات.
خط اشتراك رقمي (DSL) - توصيل دائم للإنترنت السريع يستخدم في غالبية الحالات أسلاك الهاتف النحاسية الموجودة في الموقع (خط الهاتف) لبث إشارات بسرعة فائقة تفوق سرعة الإشارات التناظرية (للصوت). ويتم مشاركة البيانات والصوت في نفس الخطوط النحاسية بشكل متتابع وبدون إعاقات.
فلتر DSL - جهاز يستخدم مع DSL يتيح للبيانات والصوت المرور عبر نفس الخط بالتتابع بدون إعاقة، وتصفية الإعاقة من أجهزة الهاتف. يتطلب عادة لكل جهاز هاتف.
DSS - وحدة رقمية لإشارات القنوات الفضائية تستخدم لإرسال الإشارات للأجهزة المنزلية المجهزة بطبق صغير لاستقبال القنوات الفضائية وجهاز الاستقبال، مع أكثر من 200 قناة.
DVD - نمط صوت وصورة رقمي يدمج الفيديو الرقمي مع صوت دولبي الرقمي من خلال استخدام قرص مماثل لحجم قرص CD العادي.
تباين مرئي رقمي (DVI) - معيار يحمل إشارات الفيديو والصوت غير المضغوطة من مصدر فيديو رقمي (مشغل أقراص DVD) لجهاز عرض (HDTV).
كابل فيديو تباين مرئي رقمي (DVI) - يستخدم لتوصيل تلفزيونات HDTV، شاشات العرض الرقمية المسطحة، وأجهزة الفيديو الأخرى مع توصيلات DVI إلى مشغل DVD، أو جهاز آخر مع توصيل DVI.
مسجل فيديو رقمي (DVR) - يستخدم قرص صلب سعة كبيرة ومعالجة داخلية لزيادة وقت التسجيل لبرامج التلفزيون مقارنة مع مسجل الفيديو العادي، ويتميز بتكنولوجيا لاستخدام استطاعة لبرمجة وتحكم البث المباشر.
شبكة انترنت داخلية (Ethernet) - نوع شبكة محلية (LAN) لتوصيل أجهزة الكمبيوتر والأجهزة الأخرى معاً ضمن مبنى واحد (المنزل).
حائط النار (Firewall) - كابل تباين IEEE 1394 يتميز بسرعة عالية جداً. كابل اتجاه مزدوج يمكن استخدامه مع الأجهزة الرقمية، مثل كاميرات الفيديو، الكمبيوتر، القرص الصلب، وأجهزة تحرير الصوت والصورة. تقنية حديثة تتوفر في بعض الأجهزة الإلكترونية.
تلفزيون شاشة مسطحة - تلفزيون تتكون شاشته غالباً من الغاز أو الكريستال السائل (LCD) ولا تتعدى سماكته بضعة بوصات.
التردد - وحدة معيار متعرف عليها لعدد التقلبات بالثانية للإشارة وتقاس بوحدة الهيرتز (HZ).
الخيال - ظاهرة إعاقة وتداخل عندما تظهر صورة خلف الصورة وتكون باهتة وشبه مخفية.
وسائط متعددة عالية الوضوح HDMI (TM) - معيار يحمل إشارات صوت وصورة رقمية غير مضغوطة في كابل واحد من مصدر فيديو رقمي (مشغل DVD رقمي) لجهاز عرض بميزة HDTV. يوفر ذلك أدق وأوضح تفاصيل ولون وصوت وأعلى نقاوة.
كابل وسائط متعددة عالية الوضوح للصوت والصورة HDMI (TM) - كابل يستخدم لتوصيل تلفزيون HDTV الرقمي ذو شاشة مسطحة مع أجهزة الفيديو الأخرى بميزة HDMI (TM) للتوصيل مع مشغل DVD، مستقبل صوت وصورة أو جهاز آخر مع توصيل HDMI. يوفر ذلك أفضل تفاصيل وألوان وصوت وأعلى نقاوة.
تلفزيون بوضوح عالي HDTV - تلفزيون يوفر تقنية الوضوح العالي يوفر أعلى نقاوة ضمن أنماط التلفزيونات الرقمية، والأنماط الشائعة هي 1080i و 720p.
علبة تحويل HDTV - علبة تحويل إشارة الفيديو (الكابل التناظري، الكابل الرقمي أو HDTV) لعرضها على التلفزيون. التلفزيون الجاهز للدقة العالية (بدون موالف HDTV) يجب أن يتم توصيله مع تلفزيون قابل للعمل مع موالف HDTV لاستقبال برامج البث الرقمية.
تلفزيون HDTV - تلفزيون مجهزة بتقنية العرض بالدقة العالية، مثل نمط 720p, 1080i ولا يتطلب استخدام علبة تحويل لاستقبال الإشارات الرقمية.
هيرتز - دورة في الثانية، الكيلو هيرتز يساوي 1000 دورة وهو وحدة قياس متعارف عليها.
الدقة العالية (الوضوح العالي) HD - نمط فيديو يحتوي على 720 خط فعال متتابع لعرض الفيديو، أو 1080 خط فعال متداخل لعرض الفيديو، الدقة العالية توفر أدق وأعلى نقاوة.
الشبكة المنزلية - شبكة تستخدم لتوصيل أجهزة الكمبيوتر ، أجهزة المسح المرئية والطابعات معاً في المنزل أو المكاتب الصغيرة.
وصلة السلك المعدنية IDC - وصلة معدنية يتم وضعها عادة على نهاية السلك لتوصيله بجهاز أو سلك آخر، وتكون عادة مغطاة بطبقة عازلة.
إعاقة - يتم قياس الإعاقة بالأومس (ohms) لكمية المقاومة لتدفق التيار.
مسح متداخل - إجراء عرض الصورة يعرض كل خط فردي بمجرد مسح واحد للشاشة، ومن ثم عرض الخطوط المزدوجة عند المسح الثاني. ونظراً لوجود 30 إطار في الثانية، يؤدي ذلك إلى اهتزاز الصورة في الشاشة.
الشبكة المحلية الداخلية (LAN) - شبكة محلية داخلية ذات مجال قصير تستخدم عادة ضمن المنزل، الشركة أو المبنى لتوصيل أجهزة الكمبيوتر والأجهزة التابعة، مثل الطابعات معاً.
شاشة عرض كريستال سائل (LCD) - شاشة عرض تتكون من لوحتين قطبين شفافين ومحلول كريستال سائل يوضع بين الشاشتين. وعند مرور التيار الكهربائي عبر الكريستال السائل يتم حبس الضوء بين الشاشتين. يقوم الكريستال بعمل غالق يفتح ويغلق لدخول وخروج الضوء. ويقوم التصميم الشفاف والغامق بتهيئة الصورة.
البريق والسطوع - جزء من إشارة الفيديو يحمل السطوع.
نحاس خالٍ من الأوكسجين (OFC) - يستخدم النحاس الخالي من الأوكسجين في الكابلات والأسلاك العالية الجودة. يتم إزالة الأوكسجين والشوائب أثناء التصنيع مما يؤدي إلى تخفيض التشويش للإشارة.
بكسل - أصغر جزء من البيانات في صورة الفيديو. كلما كان مقاس البكسل أصغر كانت نقاوة الصورة أعلى.
شاشة عرض بلازما (PDP) - شاشة عرض مصنوعة من آلاف الأنابيب المملوءة بغاز أيوني بحالة بلازما.
مسح متتابع - إجراء عرض الصورة الذي يعرض 720 أو 1080 خط أفقي يتم مسحها بتابع في إطار قائم ومن ثم إعادة ذلك 30 مرة في الثانية. يعطي هذا عرض صورة واضحة وسلسلة.
سماعة ثانوية - تصميم سماعة لإعادة إنتاج الصوت بتردد منخفض فقط. وتأتي كوحدة منفصلة تأخذ قوتها من جهاز تضخيم الصوت.
أداة التعليم - أداة تستخدم لتوصيل سلك مع مقبس من فئة 110.
النقاوة - كثافة الخطوط والنقط في الخط الذي يعطي صورة مرئية. تقاس النقاوة بعدد نقاط البكسل. وكلما كان عدد الخطوط والنقاط أكثر يعني ذلك صورة أكثر حدة ووضوح وتفاصيل. التلفزيون العادي يحتوي على قرابة 200,000 بكسل، بينما يحتوي تلفزيون الدقة العالية على 2 مليون بكسل لعرض الصورة (1080 بكسل قائمة و 1920 بكسل أفقية).
تداخل تردد الراديو (RFI) - تداخل ينتج عن أجهزة اللاسلكي، ومحطات الإذاعة، وأفران المايكرويف، والهواتف الخلوية وغيرها قد تسبب تشويش وتأثير على الصوت الخارج من أجهزة عرض سمعية ومرئية.
جهاز استخلاص تردد الراديو - يستخدم بشكل رئيسي لتحويل إشارة الفيديو المركب الخارجة من جهاز تشغيل DVD إلى تردد راديو على قناة 3 أو 4.
RG/U - معيار متعارف عليه لكابلات المحور المتحد، مثل RG6/U أو RG59/U، ويعد TG معيار لدليل أجهزة راديو القوات المسلحة.
كابل RG59/U -
يستخدم لأغراض الفيديو الأساسية لتوصيل مخرج كابل 75 ohms من الهوائي، الكابل، جهاز الفيديو محول إلى مدخل كابل 75 ohms للتلفزيون، جهاز الفيديو وغيرها. موصل صلب معيار 20 AWG السعر المعقول كابل RG6/U -
متطلب لجميع أنظمة الاستقبال الفضائية متطلب لجميع أنظمة الموجة العريضة الرقمية مناسب جداً لتوصيل أجهزة الفيديو، DSS، الأجهزة الرقمية لاستقبال المحطات الفضائية، التلفزيون، جهاز الفيديو، أنظمة الهوائي توصيل مركزي 18 AWG يعطي خسارة أقل للإشارة وتردد أعلى عزل متين مع رقاقة ألمنيوم مدمجة كابل نحاس في المركز لمسار إشارة أفضل وسحب إشارة ممتاز تستخدم 90% من المنازل الحديثة اليوم كابل RG6/U للموجة العريضة يعمل مع الأجهزة المستقبلية في المنزل مفتاح قنوات فضائية متعدد - يستخدم مع أنظمة DSS في تركيب LNB المتعدد الالتقاط لإشارات القنوات الفضائية من عدة أطباق استقبال.
العلبة العلوية - جهاز يحول إشارات الفيديو (التناظرية أو الرقمية أو HDTV) لعرضها على شاشة التلفزيون. يجب توصيل تلفزيون HDTV الجاهز للدقة العالية (بدون موالف HDTV) مع تلفزيون قابل للعمل مع موالف HDTV لاستقبال برامج البث الرقمية.
تباين الإشارة إلى التشويش - وحدة مقاس متعارف عليها لوصف قوة الإشارة للصوت والصورة مقابل تداخل التشويش. يتم القياس بالديسبل (dB).
S-Video - وصلة منفردة للون والسطوع توفر جودة صورة فائقة.
كابل السماعة - كابل مكون من سلكيين لحمل إشارة الصوت من جهاز تضخيم الصوت والصورة للسماعات. يتكون الكابل من سلك قناة موجبة وأخرى سالبة.
سماعات محيطة - توزيع الصوت الناتج من فك الشفرة الرقمية. قد يكون من نوع 5.1 المكون من سماعات أمامية (يمين ويسار)، سماعة قناة مركزية وسماعة كبيرة. وقد يكون من نوع 6.1 المكون من سماعات أمامية (يمين ويسار)، سماعة قناة أمامية مركزية، سماعات خلفية (يمين ويسار)، وسماعة قناة مركزية خلفية وسماعة كبيرة.
فحص عام - فحص كهرباء للجودة لتحليل أداء الكابل ذو محور متحد أو كابلات الشبكة بترددات مختلفة من 1 ميغا هيرتز و 2,6 غيغا هيرتز. يشمل القياس تسرب الإشارة الكهربائية، الخسارة العائدة والتشويش.
T568A و T568B - معايير توصيل الأسلاك من قبل هيئة صناعة الاتصالات. مقاس أسلاك T568A يستخدم بشكل رئيسي لتوصيل الأسلاك المنزلية في غالبية الأحيان.
هيئة صناعة الاتصالات (TIA) - هيئة وضع معايير توصيل الأسلاك لأغراض الاتصالات.
UL (مختبرات الجودة) - مختبر يقدم خدمة إدراج لدرجة ومستوى الأجهزة الكهربائية والإلكترونية.
USB مدخل توصيل متعدد - كابل من السهل التعرف عليه بشكله المستطيل عند كل نهاية أصبح اليوم شائعاً لتوصيل الكمبيوتر الشخصي مع الإكسسوارات الشخصية، مثل لوحة المفاتيح، الماوس وغيرها. يقوم هذا الكابل اليوم باستبدال استخدام كابل المسامير التقليدي في أجهزة الكمبيوتر.
أداة تعليم 110 - أداة خاصة تستخدم لتوصيل كابل مع مقبس 110
نظام صوت محيطي 5.1 - نظام صوت محيطي يحتوي على سماعات أمامية (يمين ويسار)، سماعات خلفية (يمين ويسار)، سماعة قناة مركزية وسماعة كبيرة تعمل بالكهرباء. يعد هذا معيار صوت لأجهزة التلفزيون الرقمية والعالية الدقة.
نظام محيطي 6.2 - نظام صوت محيطي يحتوي على سماعات أمامية (يمين ويسار)، سماعة قناة مركزية أمامية، سماعات خلفية (يمين ويسار)، سماعة قناة مركزية خلفية وسماعة كبيرة تعمل بالكهرباء.
كابل 75 ohm - كابل محور متحد رئيسي RG59/U أو RG6/U لحمل إشارة الصوت والصورة عبر كابل واحد. يقترح استخدام كابل RG6/U لأعلى جودة كابل محور متحد للأداء وللتركيبات الإضافية في المستقبل. RG6/U ضروري لتركيب نظام استقبال القنوات الفضائية.
كابل 300 Ohm - تقنية قديمة تستخدم لتوصيل التلفزيون مع الهوائي. يتم تحويل غالبية 300 Ohm إلى 75 Ohm مع استخدام محول بسيط ورخيص.
480p - نقاوة الصورة 852 بكسل (قائمة) × 480 بكسل (أفقية) يرمز الحرف P إلى المسح المتتابع. يعتبر هذا نمط شاشة عريضة ولا يعتبر نمط دقة عالية.
720p - نقاوة الصورة 1280 بكسل (قائمة) × 720 بكسل (أفقية). يرمز الحرف P إلى المسح المتتابع. يعطي هذا صورة واضحة.
1080i - نقاوة صورة 1920 بكسل (قائمة) × 1080 بكسل أفقية. يرمز الحرف ï إلى المسح المتداخل.
1080p - نقاوة صورة 1920 بكسل (قائمة) × 1080 بكسل أفقية. ). يرمز الحرف P إلى المسح المتتابع. يعمل هذا النمط بطريقة مماثلة إلى نمط 720p ولكن مع بكسلات أكثر ونقاوة أعلى.
Admin Admin
عدد المساهمات : 3762 تاريخ التسجيل : 15/09/2009 العمر : 57 الموقع : مصر
موضوع: السماعات السبت مارس 02, 2013 11:48 am
السماعات ما هى؟وكيف نعمل؟
إن الموجات الصوتية التى يسمعها الأنسان مهما كانت تقع فى مدى من الترددات بين 20-20000هرتز و هذا من رحمة الله عز و جل علينا فلولا ذلك لكنا سمعنا أشياء قد لانحب أن نسمعها مثل أصوات الخفافيش فهى تستعمل النطاق فوق السمعى لكى تتحرك و مثل بعض أصوات الإنفجارات و أشياء أخرى ألله أعلم بها
عندما نسمع صوت سماعة قوى وناعم ونقى فاول شىء نفعله هو النظر الى ماركتها فجودة السماعات تعتمد على اشياء كثيرة ومنها نظريات غاية فى البساطة ولكنها غاية فى الفعالية ونها المعقد فى حساباته فجودة صناعة بوق السماعة نفسها ليس كل شىء انما صنع صندوق الرنين المناسب لها ولحجمه وقدرتها ومدى الترددات التى ستعمل بها والمواد المستخدمة واخيرا المكان الذى ستوضع به السماعات وهذه نظرة بسيطة لتكوين معظم السماعات:
تعتبر السماعة المرحلة الاخيرة في ترجمة الاشارات الصوتية واصدار الصوت وهي تقابل الميكرفون في مرحلة تسجيل الصوت، حيث تقوم السماعة بتحويل الاشارات الكهربية الى حركة ميكانيكية تصدر الصوت المسموع.
غشاء السماعة diaphragm
تصدر السماعة الصوت من خلال تذبذب عشاء diaphragm ذو الشكل المخروطي والمكون من الورق او البلاستيك او في بعض الاحيان من المعدن، ويتم تثبيت الجزء العلوي للمخروط بمادة مرنة تسمى suspension تسمح للمخروط بالحركة والاهتزاز داخل تجويف معدني يسمى basket، ويثبت في نهاية المخروط ملف الصوت voice coil والذي يكون مثبت في التجويف المعدني بواسطة مادة مرنة تسمى spider تعمل على تثبيت ملف الصوت في مكانه بينما تسمح له بالحركة للامام والخلف فقط.
معلوم أن السماعات لها أيضا مجال تكون قادرة على إخراج الموجات الصوتية فيه فالسماعة مهما بلغت جودتها لها مجال معين من الترددات و هذا المجال على هيئة منحنى له قيمة عظمى فى منتصفة و قيمة دنيا فى طرفية و يختلف شكل المنحنى من سماعة الى أخرى و السماعات على ثلاث أنواع تبعا لمجال الترددات الصوتية التى يكون منحنها له قيمة عظمى
الملف الصوتي Voice Coil
يتكون الملف الصوتي سلك يتم لفه على قطعة من الحديد، وعندما يمر تيار كهربي في يتولد مجال كهربي يعمل على تحويل القطعة الحديدية إلى مغناطيس وهذا يسمى المغناطيس الكهربي electromagnet.
وكأي مغناطيس عادي فإن المغناطيس الكهربي له قطبين شمالي وجنوبي ولكن الامر هنا مختلف حيث انه اذا كان التيار الكهربي المار في الملف هو تيار متردد فإن قطبي المغناطيس سوف يتغيران باستمرار حسب اتجاه مرور التيار الكهربي في الملف. ولهذا فإن عكس اتجاه التيار الكهربي في الملف يؤدي إلى ان عكس قطبي المغناطيس.
وهذا ما تقوم به الاشارة الكهربية الصوتية الصادرة عن المكبر amplifier حيث تعمل على تمرير تيار كهربي متردد في الملف، وعند قيامك بالنظر إلى اي سماعة سوف تجد نقتطي توصيل التيار الكهربي للملف.
نقطتي توصيل الاشارة الكهربية التي تحمل الصوت في السماعة
المغناطيس Magnets
الدور الذي يقوم به المغناطيس الدائم المثبت في السماعة؟ نعلم ان في اسفل كل سماعة يوجد مغناطيس قوي يصدر هذا المغناطيس مجالاً مغناطيسياً دائماً ويكون الملف الصوتي موجوداً باستمرار داخل هذا المجال المغناطيسي وعندما تمر الاشارة الكهربية الصوتي في الملف الصوتي يتحول إلى مغناطيسي كهربي وحسب قطبية المغناطيس الكهربي فإن المغناطيس الدائم يتجاذب او يتنافر مع الملف الصوتي وحيث ان التيار الكهربي الصوتي المار في الملف الصوتي هو تيار متردد فإن قطبية المغناطيس الكهربي تتغير بنفس الطريقة ولذلك يتحرك الملف الصوتي تحت تأثير قوة التجاذب او التنافر مع المغناطيس الدائم.
حركة الملف الصوتي سوف تعمل على تحريك المخروط المثبت في الملف وفي الجهة الثانية مثبت بواسطة غشاء مرن في جسم السماعة، وحركة المخروط تحدث تضاغطات وتخلخلات في الهواء المحيط بها ينتقل في الوسط إلى الاذن فنسمع الصوت.
وحيث ان الاشارة الكهربائية الصوتية المارة في الملف الكهربي تحمل تردد وسعة تعكس الصوت الذي احدثها فإن الصوت الناتج من السماعة له نفس التردد والسعة ولهذا يكون الصوت الصادر من السماعة مطابقاً للصوت الاصلي.
أنواع السماعات
1. سماعات تردد منخفض جدا من حوالى 25 الى 60 هرتز 2. سماعات تردد منخفض من حوالى 40 أو 50 الى حوالى 150 هرتز 3. سماعات تردد متوسط من حوالى 150 أو 200 الى حوالى 3000هرتز 4. سماعات تردد فوق المتوسط من حوالى 3000 الى حوالى 5000أو 5500 "غير مؤكد" 5. سماعات تردد عالى من حوالى 4500 أو 5000 الى حوالى 16000 أو أعلى من ذلك "فى كثير من الأحيان" هذا النظام هو من أدق الأنظمة المتبعة و لكنه مكلف جدا جدا فى حالة الأنظمة الصوتية متعددة القنوات و التى يصل عدد القنوات الصوتية الى 8 قنوات فيها
توجد السماعات بانواع واشكال عديدة واحجام مختلفة وهنا يجب ان نعلم ان حجم السماعة له علاقة بتردد الصوت الذي يصدره فالسماعة الكبيرة والتي تسمى woofers ويصل قطر السماعة إلى 25 سم وتكون مخصصة لاصدار الاصوات ذات الترددات المنخفضة مثل صوت الطبلة. والسماعات الصغيرة tweeters حيث يصل قطرها إلى 3 سم وهي مناسبة للاصوات ذات الترددات العالية مثل صوت الالات الحادة كالجتار. وهناك السماعات متوسطة الحجم midrange والتي تستخدم للترددات المتوسطة.
tweeter
وهو دائما يتواجد فى اعلى السماعة او يكون منفصلا ويعلق او يلصق
كما ان وجود اى عائق امامه يمنع وصول نغماته بسهولة
midrange
وهى تغطى ترددات اصوات المطربين ومعظم الالات الموسيقية
woofer
تكبير الصورة تم تعديل ابعاد هذه الصورة. انقر هنا لمعاينتها بأبعادها الأصلية.
وهو مختص بالترددات المنخفضة الرخيمة كالبييز جيتار والدرامز
subwoofer
وهى مختصة بالترددات اقل من60 هرتز او ما يسمى ال BASS وهى تحتاج لقدر هائل من الطاقة ومكبرات خاصة ذات قدرات عالية
ولذلك نجد ان احسن وسيلة للحصول على افضل جودة صوت هو استخدام الانواع الثلاثة من السماعات مع بعضها البعض للحصول على كل الترددات في النغمة الصوتية، لانه لا يمكن للسماعة الكبيرة ان تصدر الترددات المرتفعة حيث يتطلب منها ان تتذبذب بسرعة كبيرة في حين ان السماعة الصغيرة غير قادرة على اصدار الترددات المنخفضة. ولذلك نجد في الانظمة الصوتية المتقدمة يحتوي صندوق السماعة على سماعة كبيرة واخرى صغيرة وفي بعض الاحيان السماعة الوسطية وذلك ليتم تغطية كل نطاق الترددات الصوتية.
كيف يتم فصل الترددات الصوتي؟
نظراً لاتساع مدى الترددات الصوتية من 20Hz إلى 20,000Hz فإن هذا المدى قسم إلى ثلاثة مناطق هي الترددات العالية والترددات المتوسطة والترددات المنخفضة ولكل نوع من هذه الترددات سماعة مخصصة له موجودة كلها في داخل صندوق واحد. والذي يقوم بتوزيع الترددات على السماعات يسمى الفاصل crossover.
النوع الاكثر استخداماً هو الذي يعرف باسم passive crossover ويتكون من مكثف كهربي وملف كهربي حيث يكون المكثف موصلاً للتيار الكهربي عند الترددات العالية بينما يكون عازلاً للتيار الكهربي عند الترددات المنخفضة، ويعمل الملف بالعكس حيث يكون موصلاً للتيار الكهربي عند الترددات المنخفضة وعازلاً عند الترددات العالية.
وهناك من له مدخل واحد وثلاث مخارج
اويكون لكل سماعة فلترها الخاص
عندما تخرج مرور الاشارة الكهربية الصوتية من المكبر amplifier في طريقها إلى السماعة تمر عبر الفاصل passive crossover المثبت عند كل نوع من السماعات فاذا كانت الترددات كبيرة فإنها تدخل عبر المكثف الى السماعة الصغيرة واذا كان الصوت ذو ترددات منخفضة فإنها تدخل عبر الملف إلى السماعة الكبيرة، وفي حالة السماعات الوسطية يتم استخدام كلا من الملف والمكثف بحيث يتم اختيار قيم محددة لسعة المكثف وحث الملف ليتناسب مع المدى من الترددات الخاصة بهذه السماعة.
1-tweeter
2-midrange
3-woofer
أما النوع الثاني من الفاصل وهو ما يسمى active crossover وهو عبارة عن قطعة الكترونية تعمل على فصل الترددات قبل دعيبها إلى جهاز التكبير amplifier. وهذه الطريقة تستخدم عندما يكون هناك دائرة تكبير خاصة لكل نوع من انواع السماعات المستخدم. والاجهزة التي تستخدم هذه الطريقة تعتبر اغلى سعر من الانواع التي تستخدم الطريقة الاولى.
وهذه صورة لنظام صوتى بالسيارة متكامل
تكبير الصورة تم تعديل ابعاد هذه الصورة. انقر هنا لمعاينتها بأبعادها الأصلية.
1-هى وحدة التشغيل الاساسية ومصدر الصوت 2-tweeter 3-midrange 4-passive crossover 5-active crossover 6-ضبط النغمات ومدى علوها وتوافقها مع الاجهزة والسماعات 7-مكبرات القدرة العالية GM 8-subwoofer 9-بطارية ذات امبير عالى
الأنظمة الصوتية متعدد القنوات
تنقسم الأنظمة الصوتية متعدد القنوات الى عدة أقسام حسبما عدد القنوات التى سوف تستخدم الى 1. نظام ثنائى القنوات "و هو الشائع " الstereo 2. نظام رباعى القنوات 3. نظام خماسى القنوات 4. نظام سداسى القنوات " و هو نادر الإستخدام" 5. نظام سباعى القنوات "و هو الأفضل على الإطلاق"
هناك نظام أحادى القنوات لأننا نتحدث هنا عن الأنظمة الصوتية متعددة القنوات
النظام الأول هو الأكثر إستخداما بين العوام من الناس و هو يتكون من سماعتيين أساسيتين و فى بعض الأحيان يتم تصميمه على أساس أسلوب تقسيم الترددات الصوتية "MULTI frequencies channels " الذى ذكرناه آنفاً
لهذا النظام قناتان صوتيتان واحدة على اليمين و الأخرى على اليسار لكى يتم إحاء المستمع بمواقع مصادر الأصوات و لكن الدنيا لا تقع عن اليمين و اليسار فقط بل هناك يمين و يسار و وراء و أمام
كما أن هناك ما يسمى بالإتجاهات الفرعية التى قد تكون يمين خلف ، يسار خلف أو يمين أمام ، يسار أمام
و قد يقع مصدر الصوت فى أى مكان فى دائرة حول المستمع و قد تكون هذه الدائرة قطرها غير محدود فقد تكون صغيرة أو كبيرة
هذا هو الشق الثانى من الكلام لو أتى صوت من أى مكان من حولك ؛ من خلفك مثلا أو من أمامك قريبا من الجهة اليمنى فإن شدة الصوت فى هذه الحالة على الأذنين سوف تختلف مما يجعل المخ فى هذه الحالة قادر بإسلوب الله أعلى و أعلم به قادر على أن يحدد مكانه و اتجاهه أيضا
من هنا لجأ المصممون الى إختراع الأنظمة الصوتية متعددة القنوات السمعية التى وصلت الى الأن الى سبع قنوات سمعية لكى يستطيعوا أن يحاكوا بذلك المؤثرات الصوتية حتى إذا ما تم تسجيل شئ معين يستطيع المشاهد أن يراه و يستمعه الى مايحدث فى المشهد مثلما هو يحدث فى واقع الأمر تماما
فى النظام الثنائى "stereo " يتم وضع لاقطين صوتيين واحد عن يسار مصدر الصوت و آخر عن يمينه فيتم بذلك تسجيل الأصوات التى حدثت فى اليمين و الأصوات التى حدثت فى اليسار مما يعطى بعض التجسيم فى الصوت و لكن هذا لا يسمح بملاحظة الأصوات التى تقع فى أى مكان أخر كل ما فى الأمر أن المستمع سوف يشعر بها حسب شدتها إما عن اليمين أو اليسار فلو كانت قادمة من الأمام أو الخلف سوف يسمع الصوت فى المنتصف "لا تسألنى كيف يحدث هذا و لكنه يحدث"
أما فى الأنظمة التى تحتوى على أكثر من قناتين فيتم وضع لواقط صوتية بعدد القنوات الموجودة فى النظام الصوتى بحيث يستطيع المستمع التعايش أكثر مع المشهد الذى يراه و ذلك سوف يكون بالقدرة على تحديد مصادر الأصوات بشكل أفضل و صدقنى هذا شعور مختلف تماما تماما عن النظم الصوتية ثنائية القنوات
الأنظمة الصوتية التى يكون فيها عدد القنوات الصوتية أكثر من أثنين "أربعة فما أكثر" تسمى الأنظمة الصوتية المحيطية sound system surrounded
و النظام الصوتى المكون من 7 قنوات سمعية باسلوب تقسيم الترددات يسمى المسرح المنزلى الإفتراضى home theater
طبعا هذه الأنظمة ليست منتشرة فى الحياة العملية كالانظام الأحادى حيث أن معظم التطبيقات لا تحتاج الى هذة الأنظمة "الأنظمة الصوتية متعددة القنوات "
و أن هذه الأنظمة أصلا موجهة من الدرجة الأولى الى الترفيه
فالنظام الأول تستطيع أن تفع به أى شئ فهو نظام عام
و النظام الثانى هو بداية الابيئة الصوتية المحيطية
والنظام الثالث موجه الى الألعاب الرقمية الحديثة مثل fifa ; medal of honor pacific Assault ; call of duty 1,2 و غيرها من الألعاب
تصميم صندوق السماعات
في معظم الانظمة الصوتية فإن اكثر من نوع من السماعات يتم تثبيتها في صندوق خاص لتعمل كلها مع بعض لتصدر الصوت بكل تردداته. ويكون للصندوق القدرة على امتصاص الاهتزازات التي تصدر عن السماعة نفسها وفي الغالب يكون الصندوق مصنوعاً من الخشب وبعض المواد الأخرى. كما ان لشكل الصندوق المستخدم اثر كبير على جودة الصوت ووضوحه حيث ان الصوت الصادر عن حركة مخروط السماعة يصدر الصوت في اتجاه الخروج من الصندوق وفي نفس الوقت في الاتجاه المعاكس داخل الصندوق.
النوع الاول الصندوق المغلق sealed enclosure
وهذا النوع الاكثر استخداماً ويكون فيه الصندوق مغلق تماماً ويسمى acoustic suspension enclosure حيث تنتشر الامواج الصوتية للخارج عند حركة مخروط السماعة للخارج بينما تنتشر الامواج الصوتية إلى الداخل عندما يتحرك المخروط للداخل وينتج عن هذه الحركة زيادة ونقصان في ضغط الهواء داخل الصندوق عن الضغط الخارجي.
يعتبر هذا النوع من الانواع الاقل كفاءة حيث يعمل المكبر amplifier إلى تكبير الاشارة الكهربائية الصوتية بالشكل الكافي للتغلب على الفرق في الضغط الحادث داخل الصندوق.
النوع الثاني الصندوق العاكس bass reflex enclosure
يعمل هذا النوع من الصناديق عكس الصوت الخلفي واخراجه من الصندوق عن طريق فتحة في الصندوق فعندما يتحرك مخروط السماعة للداخل يسمح للهواء المنضغط بالخروج من الفتحة وعندما يتحرك المخروط للامام يتم سحب هواء من خلال الفتحة للحفاظ مستوى الضغط وتسمى هذه الانواع من الصناديق باسم bass reflex حيث يتم فيها الاستفادة من الهواء المندفع للخارج في احداث تكبير للترددات الصوتية المنخفضة.
النوع الثالث الصندوق المزدوج radiator enclosure
هذا النوع يجمع بين النوع الاول والنوع الثاني في تصميم واحد حيث ان الصندوق المستخدم هنا صندوق مغلق ولكن في نفس الوقت تم تثبيت سماعة في الاتجاه الخلفي غير متصلة مع المكبر ولا يوجد فيها ملف صوتي وانما تتحرك تحت تأثير الامواج الصوتية المرتدة لداخل الصندوق ويسمى هذا النوع passive radiator. وتستخدم هذا النوع من السماعات انظمة السينما المزلية home theater.
والسماعة Passive التي تعمل من رد الفعل الناتج عن تغير الضغط داخل الصندوق
السماعات الالكتروستاتيكية electrostatic speaker
بالاضافة الى السماعات التي سبق شرحها يوجد الان نوع اخر من السماعات تسمى السماعات الالكتروستايكية. تتركب هذا النوع من السماعات من شريحتين معدنيتين متوازيتين احدهما مشحونة بشحنة موجبة والأخرى مشحونة بشحنة سالبة وموجود بينهما شريحة معدنية رقيقة. عندما تمر الاشارة الكهربائية الصوتية في الشريحة الرقيقة تعمل على احداث شحنة كهربية اضافية على الشريحة فتتحرك تحت تأثير المجال الكهربي.
الا انها لم تنتشر كثيرا الا فى ال tweeter
وبهذه الطريقة تتذبذب الشريحة بين اللوحين المعدنينين مما تحدث تضاغط وتخلخل في جزيئات الهواء والتي تنتقل كصوت.
Admin Admin
عدد المساهمات : 3762 تاريخ التسجيل : 15/09/2009 العمر : 57 الموقع : مصر
موضوع: رد: دراسة جدوى انشاء مصنع تصنيع وتجميع الراديو الترانزستور والتسجيل الصوتى السبت مارس 02, 2013 11:57 am
[img][/img]
[img][/img]
[img][/img]
[img][/img]
[img][/img]
[img][/img]
[img][/img]
[img][/img]
Admin Admin
عدد المساهمات : 3762 تاريخ التسجيل : 15/09/2009 العمر : 57 الموقع : مصر
موضوع: فيديوهات تصنيع السماعات السبت مارس 02, 2013 12:12 pm
Admin Admin
عدد المساهمات : 3762 تاريخ التسجيل : 15/09/2009 العمر : 57 الموقع : مصر
موضوع: رد: دراسة جدوى انشاء مصنع تصنيع وتجميع الراديو الترانزستور والتسجيل الصوتى السبت مارس 02, 2013 12:28 pm
Admin Admin
عدد المساهمات : 3762 تاريخ التسجيل : 15/09/2009 العمر : 57 الموقع : مصر
موضوع: الراديو السبت مارس 02, 2013 12:44 pm
ما هو الراديو
كان العالم الإيطالي"ماركوني" صاحب العصا السحرية الذي أدهش العالم بعصاه السحرية التي أرسلت ذلك الموج الساحر، فعبرت المحيط الأطلنطي، وكان ذلك الموج الجديد" اللاسلكي" تعهده العلماء بالرعاية والعناية فأصبح كما في عصرنا الحالي يفعل الأعاجيب، فامتد من التلغراف إلى اللاسلكي، فقام بنقل الإشارات، ثم تطور إلى أن نحج في نقل الكلمات، ومن ثم تطور حتى استطاع أن ينقل الأغاني والموسيقا في الإذاعات، ثم تطور لنقل الصور مع الصوت عن طريق التلفزيون.
وتنتشر أمواج اللاسلكي بأكبر سرعة معروفة في العالم وتقدر بـ 300.000 كيلو متر في الثانية. وتختلف موجات اللاسلكي في الطول فمنها القصيرة ومنها الطويلة. وقد كانت أول إذاعة منظمة في إنكلترا عام 1922م عندما تكونت شركة الإذاعة البريطانية. وقد تطورت محطات الإذاعة وأجهزة الراديو وتقدمت بصورة مذهلة حتى أن العالم أصبح قرية صغيرة فأي حدث أو خبر ينتقل من موقع حدوثه إلى أي مكان في العالم بسرعة كبيرة. وينتقل الصوت من الإذاعة عن طريق الخطوات التالية:
1- الخطوة الأولى
وتبدأ من الاستديو حيث يتحدث المذيع أمام الميكرفون، فيتردد قرص الميكرفون حسب الذبذبات الصوتية الصادرة من فم المذيع ويترتب على ذلك تغير في الساحة المغناطيسية التي تنتج تيارا كهربائيا ضعيف جداً، ومن ثم يسري هذا التيار عبر الأسلاك إلى محطة الإرسال التي قد تكون بعيدة عن الأستديو.
2- الخطوة الثانية
تكبر الذبذبات الصوتية في جهاز الإرسال وبعد تكبيرها تتولد ذبذبات أخرى عالية التردد، وتسمى بالموجات الحاملة، ثم ترسل هذه الموجات خلال الأثير عن طريق هوائي كبير يقوم ببث تلك الذبذبات إلى جميع أنحاء العالم.
3- الخطوة الثالثة
يجب أن نعلم أن هناك محطات إذاعة أخرى تذيع بالطريقة نفسها على موجات مختلفة ويمكن التقاط هذه المحطات بجهاز الاستقبال إذا ضبط هذا الجهاز على إحدى هذه الموجات، ولنعلم كذلك أن موجة المحطة التي ضبطت عليها جهازك، وهي التي تدخل فقط إلى الجهاز دون غيرها من الموجات.
4- الخطوة الرابعة
إن التيار الكهربائي الذي يسري خلال الهوائي إلى جهاز الاستقبال هو تيار ضعيف، وهو مركب من تيارين أحدهما يمثل الموجات الحاملة التي مهمتها فقط توصيل الموجات المنخفضة أي الذبذبات الصوتية.
وتكبر هذه الذبدبات خلال صمامات تكبير إلكترونية تلتقط الذبذبات الصوتية دون الموجات الحاملة.
5- الخطوة الخامسة
وبعد أن يسري تيار الذبذبات المنخفضة خلال ملف سماعة جهاز الاستقبال" الراديو" يتحرك قرص السماعة إلى الأمام وإلى الخلف بنفس النسبة التي يتحرك بها قرص الميكرفون في الاستديو، وينتج عن ذلك نفس الصوت الذي تسمعه في جهاز الراديو مطابقاً تماما لصوت المذيع في محطة الإذاعة.
كيف يعمل جهاز الراديو
الموجات اللاسلكيه كما سبق وان ذكرنا هى فى الاساس موجات كهرو مغناطسيه تتكون من مجالين كهربى ومغناطيسى متعامدين على بعضهما البعض وعموديان على اتجاه انتشار الموجه؛وقد قال العالم ماكسويل ان الموجات الكهرو مغناطسيه لها طبيعة مماثلة لطبيعة الضوء, وأن الموجات الضوئية هي على صورة الموجات الكهرومغناطيسية وتختلف الامواج حسب ترددها واليك الصوره التى توضح الامواج المختلفه وخصائصها
ان عمليه الارسال ما هى الا تحويل الصوت او الصوره الى مجال كهربائى ومن ثم تحميله فى دائره تسمى بالمكسر على موجه اخرى ترددها اعلى بكثير ، ونتيجه علو هذا التردد فان موجه الصوت ذات التردد المنخفض تركب فوق الموجه الاخرى ذات التردد العالى فيما يعرف باسم التعديل فى سعه الاشاره ويعرف باسم AM ويعرف الصوت هنا باسم الموجه المحموله والتردد العالى باسم الموجه الحامله وهناك نوع اخر من التعديل يتم بتعديل تردد الاشاره نفسه من تضاغط وتخلخل وهو تعديل التردد ويعرف باسم FM انظر الى هذا الرسم الهندسى
تعديل AM
وفى النهايه كلا التعديلين يقوم بحمل الصوت من مكان الى اخر. وهذه الاشاره تكون ضعيفه جدا بالميكرو فولت ,شىء لا يقارن وان زادت عن الحد لاتلفت اجهزه الاستقبال وهذه هى فكره القنبله الكهرو مغناطسيه فهى تعتمد فى الاساس على انتاج مجال كهرو مغناطيسى كبير ومن ثم يسبب هذا المجال تيارات كهربائيه كبيره فى الاجهزه الكهربائيه ويؤدى الى تلفها
فكره الاستقبال:-
الاشاره عباره عن مجال كهرو مغناطيسى متغير ونعلم انه لو قطع مجال مغناطيسى ملف فسيتكون فى الملف كهرباء , يتم التقاط هذه الكهرباء بملف اخر ونظرا لضعفها فيتم تكبيرها بمكبرات (ترانسيستور) ومن ثم كشف الاشاره ثم تكبير الصوت ثم سماعه وهذه هى المرحله النهائيه
كيف يقوم الراديو باستقبال المحطات....؟
1- لو صممنا دائره رنين ومن ثم عملنا كشف مباشره للاشاره بواسطه ثنائى جرمانيوم ووضعنا سماعه اذن ويفضل تكون ذات ممانعه عاليه لاصبح لدينا راديو
لاحظ دائره رنين ومكثف متغير فى البدايه ومتغير ليغير محطات الاستقبال ثم ملف اخر لالتقاط الاشاره من ملف الرنين وهو بمثابه محول خافض للجهد رافع للتيار ليتاثر به الترانسيستور الذى يليه ويستخدم هنا مكثف للربط وهو C2 وذلك حتى لا يصبح الملف شورت على دائره دخل الترانسيستور والاشاره الخارجه من التراسيستور تعطى مباشره الى ثنائى الجرمانيوم وهى مازالت تردد عالى حامل للصوت يقوم ثنائى الجرمانيومD1 بفصل الاشاره الصوتيه عن الموجه الحامله ويعرف ذلك باسم عمليه الكشف وتقوم المقاومه المتصله بثنائى الجرمانيوم R3 باعطاء الثنائى تحيز تقدمى ثابت وبالتالى يحسن من خصائص الكشف اللاسلكى والمكثف C3 المتصل على طرفى هذه المقاومه هو فقط مكثف ترشيح للتردد العالى فقط بافتراض وجود ترددات عاليه هربت من الكاشف فيقوم بامرارها الى الارض مباشره بالتالى التخلص منها وتسلم الاشاره الصوتيه من المكثف C4 الى الترانسيستور الاخر والذى يقوم هنا بدور مكبر صوتى ورقم هذا الترانسيستور هو BC109 ثم بعد ذلك الى سماعه الاذن مباشره او الى سماعه عاديه ذات ممانعه كبيره و هذه هى الفكرة الأصلية للراديو ,ولكن بعد ذلك حدث ما هو احدث من ذلك وظهر نظام استقبال اكثر تعقيدا عرف باسم السيوبر هترو دين (التردد المستنبط) IF وظهرت محولات التردد المتوسط وفوليوم الصوت وميكانيزم من اجل العمل كتسجيل
الان وبعد المرحله السابقه والتى تعلمنا فيها بعض اساسيات استقبال الراديو ننتقل الى مرحله جديده وهذه المرحله تتمثل فى فهم الاساس الهندسى الذى تبنى عليه اجهزه الراديو الحديثه وذلك مع ظهور نظام السيوبر هترودين او التردد المستنبط ، ان اجهزه الراديو العاديه ينقسم تصميمها الى عده مراحل مختلفه وذلك لتامين الحصول على اشاره نقيه وذات جوده عاليه ومن هنا وجدت انه من الاهميه عرضها فى صوره رسم صندوقى اولا ثم نتعرض لكل مرحله من المراحل على حده , تابع معى هذه الدائره الهندسيه
ان عمليه استقبال الردايو تلزمنا بعمل دائره رنين TUNNING CIRCUIT فى مقدمه الجهاز وتكون مؤلفة على تردد مقداره يغطى الموجه المتوسطه MV وذلك فى الاساس ويمكن عمل ملف اخر ليغطى موجه الــ FM ويمكن ايضا اضافه ملف اخر ليغطى ايضا مدى الـــ SW واخر ليغطى ال VHF ليستطيع الرديو التقاط امواج التلفاز كل ذلك يمكن تصميمه نظريا وعملياً، نعود معا الى موضوع جهازنا الذى سيغطى ال MV ولتغطيه هذا الباند BAND لابد من عمل دائره رنين من ملف ومكثف متغير السعة ولابد ان يكون متغير السعة ليغطى النطاق ما بين 500 الى 1500 كيلو هيرتز وبعرض نطاق تردد BAND WIDTH يساوى المدى الصوتى المسموع وهى من 33 هيرتز الى 20 كيلو هيرتز تقريبا
بالتالى نحصل على دائره تستقبل الموجه المتوسطه , لاحظ هنا وجود المكثف المتغير والذى بواسطته يمكننا انتقاء و اختيار محطات الاستقبال وفى واقع الامر انت تقوم بتغير تردد دائرة الرنين ومن ثم يتغير تردد الاستقبال , هذا بالنسبه لفكرة اول مرحله من مراحل الجهاز وهى دائره الرنين ، ومن المفترض انه توجد دائرة رنين واحده لكن مع ظهور نظام السيوبر هترودين ظهرت الحاجه الى وجود دائرتى رنين فى جهاز الراديو الواحد بخلاف دوائر ال fm-SW-VHF وتكون هذذ الدائره مؤلفه لتردد اعلى من الدائره الاولى بمقدار 450 كيلو هيرتز وان كانت الاولى مولفه على 500 الى 1500 فان الدائره الاخرى تولف على تردد مقداره من 950 الى 1950 كيلو هيرتز والسؤال الان لماذا توجد دائرتين من دوائر الرنين.....؟
ان الدائره الاولى نعلم جميعا سبب وجودها وهى موجوده لاستقبال الاشاره من محطه الاذاعه ثم قيام الملف المتصل بقاعده الترانسيستور بالتقاطها من الدائره بالنظام التاثيرى ومن ثم توصيلها الى اول مرحله من مراحل التكبير والمزج ،،،،
اما الدائره الثانيه فهى تعرف بوظيفتها هنا ، ووظيفتها هى توليد تردد محلى مقداره اعلى من تردد الاشاره المستقبله بمقدار 450 كيلو هيرتز وبالتالى فان اسمها دائره رنين المذبذب المحلى LOCAL OSCILATOR وهنا قد يوجد ترانسيستور مستقل يقوم بوظيفه المذبذب المحلى مع هذه الدائره ثم ترانسيستور اخر يقوم بدور يعرف باسم الميكسر MIXER اى المازج وقد يوجد ترانسيستور واحد فقط يقوم بدور الاثنين معا رسمت لكم دائره تحتوى على ترانسيستور يقوم بدور المذبذب المحلى والمازج ومكبر تردد عالى فى نفس الوقت
النظر الى الدائره الهندسيه نجد ان قاعدة الترانسيستور يدخل لها اشاره الموجه المستقبله +اشاره المذبذب المحلى ونتيجه لدعيب ترددين مختلفين الى قاعده الترانسيستور (اى ترانسيستور) فانه لابد من حدوث مزج للاشارت وهذا هو المازج ونتيجهاهنا المزج , فانه لابد من وجود عدد من الترددات المختلفه عند مجمع الترانيسيستور وهذه الاشارات هى :
اشاره بتردد الموجه المستقبله ، واشاره اخرى بتردد المذبذب المحلى ، واشاره اخرى بمجموع الاثنين(المذبذب المحلى الاشاره المستقبله)،،،، واشاره اخرى بالفرق بينهم وهذه الاشاره هى الاهم (هذا هو نظام السيوبر هيترودين) حيث ان سبب كل هذا المشوار هو الحصول على الفرق بيا الاشارتين لان هذا الفرق كما ستعرف فيما بعد سيكون ثابت المقدار وبالتالى عندما يضبط الجهاز على تردد واحد فقط فى مراحل تكبير التردد المتوسط فان ذلك يزيد جدا من كفاءه الاستقبال وبالتالى من كفاءه الجهاز وغلو ثمنه،،، ونظرالان مكثف دائره المذبذب متصل مع مكثف دائره الرنين بنفس اليد فانه يتغير معه كلما تغير ومن ثم يظل الفرق بين تردد الاشاره المستقبله واشاره المذبذب المحلى ثابت المقدار دائما وهو يساوى 450 كيلو سيكل ،،،،،،،
بواسطه محول التردد المتوسط IF الموجود عند مجمع الترانسيستور والذى يكون تردد رنينه مضبوطا على تردد مقداره يساوى الفرق اى 450 كيلو سيكل وهى ماتعرف باسم اشاره التردد المتوسط حيث تذهب هذه الاشاره وبواسطه هذا المحول الى ترانسيستور اخر يعرف بوظيفته ايضا باسم ترانسيستور تكبير التردد المتوسط IF AMP
ومن هذا الترانسيستور بتكبير الاشاره القادمه له ومقدارها 450 كيلو هيرتز ثم بعد ذلك يسلمها الى مرحله اخرى وهذا مايعرف باسم 2 SATGE IF AMPLIFIER اى مرحلتين من مكبر التردد المتوسط ويمكن ان تزيد لتصل الى ثلاث مراحل وفى اغلب الاحوال تتكون عمليه تكبير التردد المتوسط من مرحليتن تشمل اثنين ترانسيستور + ثلاث محولات تردد متوسط , ثم بعد ذلك تصل الى مرحله الكاشف DETECTING وهو فى واقع الامر ثنائى جرمانيوم وهو وعمليات التحكم الاتوماتيكى فى الاشاره AGC .
وهذا كله طبعا مجرد عرض لفكره عمل هذا الجهاز.
1-ماهى عمليه الكشف detcting ؟؟ 2- ماهو التحكم الاتوماتيكى فى الاشاره AGC وكيف يعمل؟؟ 3- ماهى الفائده التى نجنيها من نظام السيوبر هترودين؟؟ 4-مراحل التردد المتوسط if amp
نظام السيوبر هترو دين وفوائده.......
نظام السيوبر هترودين وعرفنا انه تردد ناتج عن فرق بين ترددين احداهما تردد المذبذب المحلى LOC OSC وثانيهما تردد الاشاره المستقبله RECIEVED SIGNAL ,
ولنعرف الفائده لابد من ان نعرف ان محطات الراديو هى فى واقع الامر عبارة عن ترددات مختلفه فاحداها ذات تردد كبير واخرى اقل وثالثها اكبر وهكذا..., اذن هناك اختلاف فى التردد وبذلك ستكون استجابه دوائر التكبير(نسب التكبير) مختلفه لكل تردد عن الاخر وبذلك سنجد احدى المحطات مثلا ذات اشاره اكبر من الاخرى فى القوه وذلك لتوافقها مع ممانعة الترانسيستور والــ FREQUENCY RESPONCE الخاص به وبدائرته الخارجيه مما يسبب اختلافا فى نسب التكبير للإاشارات المختلفه , لذلك كان لابد من وجود تردد واحد تتعامل معه الدوائر ويكون ثابت القيمه ولا يتغير لضمان توافق ثابت ونسب ثابته فى التكبير لجميع الاشارات ومن هنا جاءت فكره نظام السيوبر هترودين (التردد المستنبط) .
ما هى مراحل التردد المتوسط ؟؟؟
ان اشاره التردد المتوسط ومقدارها 450 كيلوهيرتز تتواجد عند مخرج ترانسيستور المازج والذى سيصبح مدخلا لاول مرحله تكبير تردد متوسط وهذه الاشاره ثابته مهما تغير او اختلف تردد المحطه المستقبله لان مكثف رنين المذبذب المحلى يتحرك بنفس اليد التى تحرك مكثف رنين الهوائى فانت عندما تقوم بعمليه انتقاء المحطات تغير الاثنين معا وليس واحد فقط بذلك يظل الفرق ثابت القيمه دائما.
يتم عمل محول يسمى باسم IFT اى (INTER MEDIAT FREQUENCY TRANSFORMER) محول تردد متوسط ذو قلب من الفيرايت ويضبط مرة واحدة فقط وهى ساعة خروجه من المصنع و هذا لايمنع العبث به بواسطه الفنين ولكن ذلك يؤثر طبعا على التردد المضبوط عليه المحول حيث يكون مضبوط هو الاخر على تردد مقداره 450 كيلوهيرتز مع المكثف المتصل معه على التوازى ويجب عدم العبث به حتى لايختل التردد المضبوط عليه ومن ثم خلق عدم تكافؤ فى تكبير الترانسيستورات
ما هو التحكم الاتوماتيكى agc automatic gain controle
ان السبب الذى ادى الى وجود تحكم اتوماتيكى للاشارة AGC،،AUTOMATIC GAIN CONTROL هو طبيعة الإشارة نفسها فنظرا لعوامل الطبيعة المختلفة وكذلك البعد بين محطة الإرسال وجهاز الاستقبال, كل هذا يؤدى إلى ارتفاع وانخفاض فولت الإشارة ومن ثم تصل الى الكاشف اشاره غير مستقره ولذلك كان لابد من وجود طريقه للتحكم الاتوماتيكى فى فولت الاشاره , فان وصلت قويه اضعفناها وان وصلت ضعيفه تمت تقويتها وكل هذا لابد من حصوله اوتوماتيكيا و بدون تدخل اى احد , و اساس الفكرة اننا نضع جهد انحياز على قاعد اول ترانسيستور مكبر للتردد العالى يكون متناسبا ومستنبطاً من الاشاره نفسها
ان الكاشف ليس سوى موحد نصف موجه فقط , فهو يمرر نصف الموجه الداخله اليه ويمنع مرور النصف الاخر , فالموجة المستقبلة ليست سوى تردد حامل معدل بتردد صوتى بنظام AM او FM وهنا نتحدث عن الــ AM وهذه الاشاره تصل من المازج الى اول ترانسيستور لتكبير التردد المتوسط ثم الثانى والثالث ان وجد ثم الكاشف الذى يعتبر موحد HAFE WAVE RECTIFIERS نحصل من بعده على تردد صوتى راكبا على موجهة شبه مستمره ترشح بواسطة مقاومه ومكثف تماما كما ترى في الرسم اعلاه لتذهب الى اول ترانسيستور لتكبير التردد المتوسط كفولت انحياز اساسى له BIAS وبالتالى يتم التحكم فى فولت انحيازه من خلال فولت الاشاره المستقبله نفسها
دراسة جدوى انشاء مصنع تصنيع وتجميع الراديو الترانزستور والتسجيل الصوتى
محطات معالجة الصرف الصناعى والصحى بالطرق البيولوجية والكيميائية
![[MSF+3.jpg]](https://2img.net/h/4.bp.blogspot.com/_SynCnHGx75g/Shl2T3oVhsI/AAAAAAAAAEY/_7oem5pvQ3I/s1600/MSF%2B3.jpg)
