الشكل 1يبين مخططات كتلية لدائرة مستقبل ( بإعادة التوليد (regeneration) و (التغيير المباشر direct-conversion الفعل المغاير السمعي) و (الفعل المغاير فوق السمعي Super heterodyne) لنلقي نظرة على نواحي القوة فيها والضعف.

• دائرة إعادة التوليد Regenerative Circuit

كما في الشكل1A، يستعمل إعادة التوليد كاشف متذبذب ليؤثر بالفعل المغاير heterodyne مع

إشارة التردد الراديوي القادمة عند تقريباً نفس التردد. يوفر الكاشف خارج سمعي وفي نفس الوقت يعمل بمثابة مضخم تردد راديوي RF amplifier عالي الكسب جداً ومضاعف لعامل الجودة Q multiplier. لذا فإن دائرة إعادة التوليد تتذبذب وتحقق الفعل المغاير، وتضاعف الجودة Q وتضخم الإشارة، كل ذلك من خلال مرحلة ترانزستور واحدة مفردة Single stage. من خلال استعمال التغذية العكسية الموجبة، فإن كاشف إعادة التوليد النموذجي يوفر لنا خارج سمعي (تردد  صوتي) ذو شدة تبلغ المئات من الملي فولت. وبسبب خاصيته الفطرية في الانتقائية العالية، فلا حاجة إلى مرشح تمرير حزمة band-pass ذو عامل جودة مرتفع -high يوضع في مقدمة الكاشف؛ وهذا يبسط التصميم. خاصية أخرى مثيرة للاهتمام لكاشف إعادة التوليد تتمثل في إمكانيتها على كشف تقريباً جميع أنواع تضمين الإشارات، ومن ضمنها AM وCW وإشارات الحزمة الجانبية المفردة (SSB) وإشارات تضمين التردد FM. ولأن دوائر إعادة التوليد تستخدم على العموم مكونات قليلة فهي ميالة إلى صرف القليل من القدرة، وكلفة بنائها أقل، وهي أسهل لمن يبني المستقبل بنفسه homebrew من المستقبلات الأخرى. كذلك فإن إنقاص الأقسام والأجزاء التي

الشكل 1 الهيكل الذي تتكون منه بعض المستقبلات الشائعة.

يتألف منها أي مستقبل كان دائماً من الأمور المهمة، والعديد من مستقبلات إعادة التوليد قد بنيت بدون كثير من الاعتبار والاهتمام إلى أدائها أثناء العمل. وغالباً ما كان إضافة القليل من المكونات والانتباه إلى القليل من التفاصيل المهمة، يحسن بفعالية وإلى درجة كبيرة أداء المستقبل.

مستقبل إعادة التوليد بإمكانه أن يوفر خارج صوتي ذو نوعية عالية جداً. تكنولوجيا إعادة التوليد تسمح لك بالسيطرة الكاملة على انتقائية الدائرة، وهو أمر مرغوب غالباً، في الواقع إن صفة سيطرة المستخدم على الانتقائية هذه تسمح بالاستلام ذو الجودة المهذبة decent-quality reception لإشارات تضمين التردد FM إعادة التوليد ذو الانتقائية المتغيرة يسمح للمشغل بتحسين optimize خاصية characteristic اتساع ميل المستقبل receiver's amplitude slope مقابل الترددfrequency .

الانتقائية العالية الثابتة لمعظم مستقبلات السوبر هيتدرود اين تمنع المستقبل من فك تضمين إشارات تعديل التردد بفعالية باستعمال طريقة الكشف بالميل slope detection عند استعمال دائرة إعادة التوليد يكون الأداء مختلف تماماً معتمداً على فيما إذا كان العمل فوق أو تحت عتبة التذبذب oscillation threshold . فعند استلام إشارات AM، يكفي مجرد ضبط الكاشف إلى عتبة التذبذب لأحسن حساسية وانتقائية . أداء المستقبل يمكن أن نجعله جيد جدا ويتطلب تكرار الضبط لضابطة إعادة التوليد عند كل تغيير للتردد، ومهارة المشغل لها دور في ذلك. وعلى أي حال عند استلام CW أو SSB يضبط الكاشف للتذبذب وينغم المستقبل بعيداً عن مركز الحاملة Center of the carrier لإنتاج فعل مغاير سمعي Audio heterodyne أو ما يسمى (نغمة التحوال beat note) . الكاشف المتذبذب يكون حساس إلى درجة كبيرة من أي كاشف آخر . بالإضافة إلى إن انحياز نضوح الشبكة grid-leak biasing يستعمل بشكل اعتيادي مع هذه الدوائر ويجعلها تقريباً ميالة إلى اتساع تذبذب ثابت constant oscillation amplitude لتغطية مديات واسعة من الترددات، لذا فهي لا تتطلب إلا القليل من إعادة الضبط . انحياز نضوح الشبكة مفصل في مناهج الفيزياء عندما تتحدث عن طرق الانحياز للمكبرات العاملة بالصمام الالكتروني، ولأن ترانزستور تأثير المجال يحاكي الصمام في عمله، لذا يستعمل معه نفس الانحياز وما يتمتع به من مزايا .))

• النواحي السلبية في إعادة التوليد

نذكر منها الكشف الكامن للتردد الراديوي المتسرب من الهوائي potential detector RF leakage out the antenna الذي يتطلب بعض أنواع العزل isolation ، ويتم ذلك نموذجياً بمرحلة تردد راديوي واحدة RF Stageمشكلة فطرية أخرى هي الصد أو المنع blocking ، حيث يميل الكاشف المتذبذب إلى أن يقفل lock إلى مركز إشارات التردد الراديوي القوية . علاج هذه الحالة يتم بإضافة نوع من التضاؤل المتغير (ضابطة للتضاؤل في مدخل الإشارة إلى المستقبل. وعند استعمال إعادة التوليد بجوار مرسلة الهواة، فإن مستويات التردد الراديوي المرتفعة تنتج منع وصد sever blocking الذي يمنع استعمال مستقبل إعادة التوليد كمراقب لأداء مفتاح مورس keying monitor . ويكمن الحل في دائرة نغمة جانبية sided tone circuit مثل مصوتة بيزو أو جهاز مشابه يضاف إلى دائرة المرسلة .

المشكلة الأخيرة هي في تضمين الطنين عند الترددات العالية HF الأعلى، وهي تلك الترددات التي أعلى من 14MHz تقريباً. عندما يعمل وهو بصيغة التذبذب oscillating mode فإن الترددالراديوي الخارج من المذبذب يجد طريقه رجوعاً إلى الهوائي حيث يحدث فعل متغاير heterodynes مع إشارات التردد الراديوي الواردة. ويكمن الحل في مرحلة للتردد الراديوي ذات عزل جيد. جودة الصوت Audio quality التي ظهرت المستقبلات إعادة التوليد التي بنيتها في المنزل وتعمل بصيغة AM كانت ملفتة للنظر جداً وأحسن كثيراً من أي مستقبل (سوبر هیتروداين) كنت قد استعملته (تشوه قليل، طيف سمعي عريض، ضوضاء قليلة . وأتوقع أن جزء من السبب يكمن في

ثنائي الكشف الاعتيادي لنصف الموجة المستعمل في أغلب أجهزة (السوبر هيتروداين) الذي بإمكانه توليد مستوى عالي جداً من التشوه الهارموني harmonic distortion . وهذا يتراكب مع التشوه الآتي من مرحلة المازج mixer ، وبذا ينتج مستو من التشوه الهارموني يبلغ 20 أو أكثر.

دوائر كاشف من الثنائي لا بأس بها عند استلام وكشف تضمين التردد FM إذ إن التضمين الإتساعي للتشوه الهارموني الذي حصل بفعل ثنائي الكشف يزال بواسطة كل من دائرة المحدد limiter  ودائرة المميز discriminator .

• التغيير المباشر DC- Direct-Conversion

كما يظهر في الشكل 3B ، فإن مستقبل الفعل المغاير السمعي أو مستقبل التغيير المباشر D-C له أوجه شبه متعددة لعمل إعادة التوليد بصيغة التذبذب Oscillating mode . كلاهما يمزج إشارة المذبذب المحلي local oscillator مع إشارة التردد الراديوي الواردة لإنتاج تردد صوتي يماثل ما كان مضمناً مع الإشارة الراديوية المرسلة .

بما إن انتقائية التردد الراديوي تدرك أو تتحدد في مستقبلات DC من خلال النهاية الأمامية front end للمستقبل، فإن مدى الاستقبال يكون غالباً محدد إلى حزمة هواة واحدة، ووحدة دخول التردد الراديوي قد ثبت مركز تنغيمه إلى مركز تلك الحزمة.

مفتاح الفرق للبناء الهندسي architecture لكليهما هو في دائرة إعادة التوليد، حيث يجري تضخيم كل من كسب الدائرة والانتقائية آلاف المرات خلال عملية الفعل المغاير heterodyne . وهذا يعني إن إعادة التوليد تمتلك انتقائية وكسب للتردد الراديوي أعظم بكثير من التغيير المباشر. في نفس الوقت فإن كلا من الكسب والانتقائية لدائرة إعادة التوليد يمكن أن تتدهور بشكل مؤثر مع دخول الإشارات القوية جداً.

يحتاج مستقبل التغيير المباشر DC لبلوغ نفس الكسب والانتقائية إلى كسب إضافي عند دخول التردد الراديوي ووحدة اختيار ابتدائي pre selection قبل المازج زائداً قسم للصوت انتقائي جداً وله كسب عالي جداً. وعلى أي حال فإن مستقبل التغيير المباشر يكون أسهل في تشغيله من مستقبل إعادة التوليد regen.

مثال ممتاز هنا يتمثل في سيارتين واحدة تمتلك ناقل حركة أوتوماتيكي (وهي تمثل مستقبل تغيير مباشر (DC) والأخرى لها ناقل حركة يدوي الذي يمثل مستقبل إعادة التوليد regen . مستقبلات إعادة التوليد تحتاج إلى تصميم جيد والعديد من الضابطات بالإضافة إلى مهارة المشغل للحصول على الأداء، وهي تمتلك الحساسية العالية والانتقائية العالية.

وكما مع إعادة التوليد فإن مذبذب مستقبل التغيير المباشر يمكن أن يتسرب إلى الهوائي. ويتطلب عازل من مرحلة تردد راديوي أو مازج يحقق عزل بدرجة عالية عن الهوائي المستوى الواطئ جدا للصوت الخارج من المازج والداخل إلى المضخم السمعي، يحملنا إلى استعمال مكبر سمعي عالي الكسب جداً، وهذا قد يدفع مستقبل التغيير المباشر لأن يحدث فيه المايكروفوني ((يعني صغير نتيجة تأثير الصوت الخارج من السماعة على المذبذب وعند الدق على هيكل المستقبل نسمع الطرقات في السماعة ويكمن الحل في استعمال سماعات الأذن أو مكبر الصوت مع السماعة في هيكل منفصل عن هيكل المستقبل)) .

بنائي راديو التغيير المباشر المعاصرين قد طوروا العديد من التصاميم الذكية للتغلب على هذه الصعوبات، لكن الأجهزة التجارية قليلة الكلفة كنت قد جربتها تعاني من ضعف شديد في الانتقائية. وهذا قد جعلني أؤمن مجدداً إن المسألة ليست نوعية المستقبل لكن التصميم والبناء ومهارة التشغيل للقائم بالبناء هي الجانب الأهم.

• الفعل المغاير فوق السمعي Superhet  

مستقبل الفعل المغاير فوق السمعي الذي تراه في الشكل 30 يمزج إشارة التردد الراديوي وتلك من المذبذب المحلي LO لإنتاج إشارة التردد المتوسط IF إشارة المذبذب المحلي تعقب التردد المستلم بحيث إن الفرق أو المجموع بين الترددين يساوي دائماً التردد المتوسط . في مستقبل (السوبر هیترود این Super hot معظم التضخيم يتم في مضخم التردد المتوسط IF مستعملين لهذا الغرض مضخم أحادي التردد له كسب عالي وعامل جودة مرتفع .high في الواقع فإن جميع أجهزة الراديو المنزلي المستعملة في بغداد هي من هذا النوع سواء القديمة العاملة بالصمام أو الحديثة استيراد المؤسسة أو الصينية باستثناء الأجهزة الصغيرة .

عندما نستعمل تردد متوسط IF مفرد يكون غالباً أقل من التردد المستلم وذلك لأن دوائر الملف والمتسعة التي لها عامل جودة Q ثابت نحصل منها على انتقائية أفضل عند الترددات الأوطأ. مثال ذلك دائرة LC منغمة على تردد 10MHz تمتلك Q تبلغ 100 تحقق عرض حزمة (انتقائية) تبلغ تقريباً Hz100 (000 10000÷ 100 = 100000)، ولكن عند KHz 455 تكون انتقائيتها KHz  4.55(455 = 100÷ 455000).

لذا فإن السوبر هيتروداين) يمزج تردد الإشارة مع تردد محلي ليحصل على تردد متوسط IF ثابت بدلا عن استعمال مضخمات تردد راديوي RF متعددة ذات جودة Q عالية لتغطية مدى التردد الداخلي للمستقبل. تسريب المذبذب Oscillator leakage أقل ما يكون في أجهزة السوبر هيترود اين لأن المذبذب المحلي غالباً ما يعمل بتردد بعيد جداً عن تردد الاستلام. لذا فإن التردد المتسرب غالباً ما يتم مضاءلته بشدة من خلال دائرة الدخول.

من الجوانب السلبية للسوبر هيتروداين، إنه صعب على من يبني المستقبل في المنزل إلا أن يكون مدى الاستلام صغيراً جداً. كذلك فإن مرشحات التردد المتوسط (IF filter (s تقلل من الحاجة إلى وجود انتقائية في النهاية الأمامية على مستوى الإشارة المفردة single-signal، وإن كان لا زال مهماً أن ترفض النهاية الأمامية أي إشارة صورية للتردد المتوسط IF image من حزمة التمرير pass band. الإشارات الصورية images تظهر بسبب إن المذبذب المحلي LO يمكن أن يتفاعل بالفعل المغاير heterodyne مع الترددات الأعلى والأوطا من التردد المتوسط.)

ويبنى بسهولة المستقبلات حزمة الهواة المفردة من خلال اختيار التردد المتوسط IF بشكل تصادفي. بالنسبة للحزمة المفردة، يمكن أن نحقق مستقبل جيد ولائق من خلال إدراج العديد من البلورات Crystals قليلة الكلفة لتحقيق مضخم ذو تردد متوسط IF مرتفع وانتقائية عالية. ومع ذلك من يبني سوبر هيتروداين في المنزل homebrew متعدد الحزم وجيد، سيحتاج إما إلى مفتاح للحزم band switch لغرض انتقاء النهايات الأمامية، أو استعمال التغيير المتعدد multiple conversions وتغيير التردد إلى التردد المتوسط الأول حيث يكون أعلى من التردد المستلم. (مثلا تردد متوسط بمقدار 75MHz لاستلام 0.3 إلى 30 ميكا هيرتز. بينما البعض يأخذ الخيار الأول تجعل هذه المتطلبات مستقبل الفعل المغاير فوق السمعي (السوبر هيترود اين غير عملي باستثناء الهواة ذوي المهارة الذين يبنون هذا النوع من الأجهزة.

مواضيع ذات صلة

ثنائي زنر كمقر للفولتية Zener diode Regulation

أجهزة فولتضوئية PHOTOVOLTAIC DEVICES

المقرات الخطية Linear Regulators

تحديد التيار للمقرات ذات المكونات المنفصلة :Current limiting for discrete-component regulators

تنغيم المستقبلات في دوائر مستقبلات إعادة التوليد الفائقة Tuning The Receivers

مستقبل VHF مع مخمدة ضوضاء، يغطي المدى الترددي 88 إلى 180 ميكاهرتز على . A Two-Band, 88-180 MHz VHF Receiver With Squelch

فكرة الإقرار الالكتروني للفولتية Electronic Voltage Regulation

العمليات الكهروكيميائية في بطاريات الليثيوم -ايون Electrochemistry

إعادة لف محولات القدرة Rewinding power transformers

الموضوع خط الحمل ونقطة العمل Load Line and Operating Point

مخطط حزم الطاقة لوصلة pn

خط الحمل ونقطة العمل Load Line and Operating Point