نقل الصوت بموجات الراديو - الدارة المتجاوبة - الالكترونيات .. الفيزياء
نقل الصوت بموجات الراديو
ينتج عن تغذية هوائي من مخرج مضخم للترددات السمعية توليد دوجة كهرمغنطيسية ذات تردد سمعي أيضا ، لا تستطيع ، بسبب طولها الكبير ( الذي يبلغ ۳۰۰۰۰۰۰ مترا للموجة ذات التردد ١ كيلوهرتز ) اجتياز المسافات الكبيرة الا اذا كان الهوائي المخصص - لنقلها ذا حجم كبير للغاية . وكان الفيزيائي هنري هرتز ( ١٨٥٧ ١٨٩٤ ) قد اكتشف أن تغذية الهوائي بترددات راديوية ( تتراوح بين ۱۰۰۰ و ۱۰۰ مليون هرتز ) كفيل بارسالها الى مسافات بعيدة وفي كافة الاتجاهات . وتتميز هذه الترددات بأنها ذات قيمة أعلى بكثير من قيمة الترددات السمعية نفسها المقابلة للصوت . الا أنه من الممكن دمج هذين النوعين ببعضهما البعض وارسالهما مجتمعين . ويحدث ذلك بطريقتين مختلفتين . الاولى ، وتسمى التعديل السعوي أي تعديل سعة الموجة الراديوية ( وتعرف بالموجة الحاملة ) بالموجة السمعية ويتطلب ذلك بالدرجة الاولى توليدها داخل جهاز الارسال قبل تعديلها . أما عملية فصل الموجتين عن بعضهما البعض - أي فصل التأرجح السلبي للموجة - فانها تتم داخل جهاز الاستقبال نفسه . ثم يقوم القسم المتبقي من الموجة بتغذية مضخم للترددات السمعية يتعرف من خلاله على شكل التردد السمعي ، فيستخرجه من الموجة الحاملة ثم يحول الموجة السمعية المضخمة الى صوت داخل مكبر الصوت .
أما الطريقة الثانية لارسال الصوت ، فهي التعديل الترددي ، أي تعديل تردد الموجة الحاملة بالموجة السمعية نفسها .
يعرف جهاز راديو الارسال ، أكان مبنيا على التعديل السعوي أم على التعديل الترددي ، من خلال تردد معين يميز موجته الحاملة . فعندما يستمع أحدنا الى الاستوديو رقم ٤ في دار الاذاعة البريطانية مثلا ، فهذا معناه أنه يولف جهاز استقباله لكي يلتقط موجة مقدار ذبذبتها ۹۰۳ كيلوهرتز . وهنا يمكننا التساؤل عن كيفية توليد الموجة الحاملة وعن قدرة الراديو المولف على انتقاء تردد واحد معين بين كافة الترددات التي تبثها جميع اذاعات العالم . ولا بد من الاشارة الى أن هاتين العمليتين ترتبطان ارتباطا مباشرا بالدارة المتجاوبة ".
ان مبدأ التجاوب مألوف جدا في عالم الصوتيات والمعروف أن حث جسم على الارتجاج بواسطة موجة صوتية ذات تردد مماثل لتردده الخاص أمر شائع الاستعمال . مثال ذلك ، اذا وضعنا قطعة صغيرة من الورق على وتر من أوتار البيانو ، ثم عزفنا على وتر قريب من الوتر الاول ، نجد أن الورقة تنطلق من تلقاء نفسها في حركة ارتجاج
ناتجة عن طنين الوتر الذي يحملها .
التعديل الترددي ( فوق )
والتعديل السعوي ( تحت )
والعملية ذاتها تحدث في الالكترونيات ، داخل الدوائر المتجاوبة ، وفي مجال الترددات الراديوية . وتتكون الدارة المتجاوبة من ملف تحريض ومكثف موصلين على التوازي أو على التوالي . ففي حالة التوصيل على التوازي ، عندما يبدأ المكثف المشحون كليا بالكهرباء بتفريغ شحنته في ملف التحريض ، يتولد حول هذا الاخير مجال مغنطيسي لا يلبث أن ينعدم بمجرد فراغ الشحنة بكاملها . لكنه ، بسبب تغيره ، يقوم بتوليد فلطية ثانوية في الملف نفسه ، وبالاتجاه المعاكس للاول ، مهمتها شحن المكثف من جديد بشحنة معاكسة للشحنة الأولى ، لا تلبث أن تفرغ في الملف من جديد مكملة دورة كاملة من دورات الذبذبة . وتستمر العملية كذلك ، من ذبذبة الى أخرى ، حتى تستهلك مقاومة الدارة جميع الطاقة الموجودة في الشحنة الابتدائية والجدير بالذكر أن تردد الذبذبة مرتبط بالتحريضية ل وسعة المكثف س ، وانه يساوي في حالة التجاوب ن = ٢/١ ط جذر ل س حيث ان ط = ٣,١٤١٦ ٠
ولا تستطيع الدارة المتجاوبة ان تتذبذب الى ما لا نهاية الا اذا توفرت لها الطاقة اللازمة للتغلب على مقاومة الاسلاك فيها لتدفق الالكترونات في كلا الاتجاهين . ولتأمين هذه الطاقة ، يستعمل صمام في ثلاثي تتغذى شبكته من تيار الدارة المتجاوبة نفسها وتعط ي دارة المصعد تيارا مماثلا له ولكنه يفوقه في الشدة . واذا اتحنا لهذا التيار أن يرتد ويغذي الدارة المتجاوبة عبر ملف تزاوج ، أصبح بامكان الجهاز كله أن يتذبذب الى ما لا نهاية ، كونه يستمد طاقته من المنبع الذي يؤمن تشغيل الصمام . وهذا المبدأ مستعمل في اجهزة الارسال ونشاهد في الرسم الصمام الثلاثي المذبذب ( أي دارة شبكة التوليف ) وصمام التعديل ( تعديل الشبكة ) . ولا بد من تضخيم مخرج التعديل قبل تغذية الهوائي به .
( فوق ) الدارة المتجاوبة .
( تحت ) جهاز ارسال مبسط .
نقل الصوت بموجات الراديو
ينتج عن تغذية هوائي من مخرج مضخم للترددات السمعية توليد دوجة كهرمغنطيسية ذات تردد سمعي أيضا ، لا تستطيع ، بسبب طولها الكبير ( الذي يبلغ ۳۰۰۰۰۰۰ مترا للموجة ذات التردد ١ كيلوهرتز ) اجتياز المسافات الكبيرة الا اذا كان الهوائي المخصص - لنقلها ذا حجم كبير للغاية . وكان الفيزيائي هنري هرتز ( ١٨٥٧ ١٨٩٤ ) قد اكتشف أن تغذية الهوائي بترددات راديوية ( تتراوح بين ۱۰۰۰ و ۱۰۰ مليون هرتز ) كفيل بارسالها الى مسافات بعيدة وفي كافة الاتجاهات . وتتميز هذه الترددات بأنها ذات قيمة أعلى بكثير من قيمة الترددات السمعية نفسها المقابلة للصوت . الا أنه من الممكن دمج هذين النوعين ببعضهما البعض وارسالهما مجتمعين . ويحدث ذلك بطريقتين مختلفتين . الاولى ، وتسمى التعديل السعوي أي تعديل سعة الموجة الراديوية ( وتعرف بالموجة الحاملة ) بالموجة السمعية ويتطلب ذلك بالدرجة الاولى توليدها داخل جهاز الارسال قبل تعديلها . أما عملية فصل الموجتين عن بعضهما البعض - أي فصل التأرجح السلبي للموجة - فانها تتم داخل جهاز الاستقبال نفسه . ثم يقوم القسم المتبقي من الموجة بتغذية مضخم للترددات السمعية يتعرف من خلاله على شكل التردد السمعي ، فيستخرجه من الموجة الحاملة ثم يحول الموجة السمعية المضخمة الى صوت داخل مكبر الصوت .
أما الطريقة الثانية لارسال الصوت ، فهي التعديل الترددي ، أي تعديل تردد الموجة الحاملة بالموجة السمعية نفسها .
يعرف جهاز راديو الارسال ، أكان مبنيا على التعديل السعوي أم على التعديل الترددي ، من خلال تردد معين يميز موجته الحاملة . فعندما يستمع أحدنا الى الاستوديو رقم ٤ في دار الاذاعة البريطانية مثلا ، فهذا معناه أنه يولف جهاز استقباله لكي يلتقط موجة مقدار ذبذبتها ۹۰۳ كيلوهرتز . وهنا يمكننا التساؤل عن كيفية توليد الموجة الحاملة وعن قدرة الراديو المولف على انتقاء تردد واحد معين بين كافة الترددات التي تبثها جميع اذاعات العالم . ولا بد من الاشارة الى أن هاتين العمليتين ترتبطان ارتباطا مباشرا بالدارة المتجاوبة ".
ان مبدأ التجاوب مألوف جدا في عالم الصوتيات والمعروف أن حث جسم على الارتجاج بواسطة موجة صوتية ذات تردد مماثل لتردده الخاص أمر شائع الاستعمال . مثال ذلك ، اذا وضعنا قطعة صغيرة من الورق على وتر من أوتار البيانو ، ثم عزفنا على وتر قريب من الوتر الاول ، نجد أن الورقة تنطلق من تلقاء نفسها في حركة ارتجاج
ناتجة عن طنين الوتر الذي يحملها .
التعديل الترددي ( فوق )
والتعديل السعوي ( تحت )
والعملية ذاتها تحدث في الالكترونيات ، داخل الدوائر المتجاوبة ، وفي مجال الترددات الراديوية . وتتكون الدارة المتجاوبة من ملف تحريض ومكثف موصلين على التوازي أو على التوالي . ففي حالة التوصيل على التوازي ، عندما يبدأ المكثف المشحون كليا بالكهرباء بتفريغ شحنته في ملف التحريض ، يتولد حول هذا الاخير مجال مغنطيسي لا يلبث أن ينعدم بمجرد فراغ الشحنة بكاملها . لكنه ، بسبب تغيره ، يقوم بتوليد فلطية ثانوية في الملف نفسه ، وبالاتجاه المعاكس للاول ، مهمتها شحن المكثف من جديد بشحنة معاكسة للشحنة الأولى ، لا تلبث أن تفرغ في الملف من جديد مكملة دورة كاملة من دورات الذبذبة . وتستمر العملية كذلك ، من ذبذبة الى أخرى ، حتى تستهلك مقاومة الدارة جميع الطاقة الموجودة في الشحنة الابتدائية والجدير بالذكر أن تردد الذبذبة مرتبط بالتحريضية ل وسعة المكثف س ، وانه يساوي في حالة التجاوب ن = ٢/١ ط جذر ل س حيث ان ط = ٣,١٤١٦ ٠
ولا تستطيع الدارة المتجاوبة ان تتذبذب الى ما لا نهاية الا اذا توفرت لها الطاقة اللازمة للتغلب على مقاومة الاسلاك فيها لتدفق الالكترونات في كلا الاتجاهين . ولتأمين هذه الطاقة ، يستعمل صمام في ثلاثي تتغذى شبكته من تيار الدارة المتجاوبة نفسها وتعط ي دارة المصعد تيارا مماثلا له ولكنه يفوقه في الشدة . واذا اتحنا لهذا التيار أن يرتد ويغذي الدارة المتجاوبة عبر ملف تزاوج ، أصبح بامكان الجهاز كله أن يتذبذب الى ما لا نهاية ، كونه يستمد طاقته من المنبع الذي يؤمن تشغيل الصمام . وهذا المبدأ مستعمل في اجهزة الارسال ونشاهد في الرسم الصمام الثلاثي المذبذب ( أي دارة شبكة التوليف ) وصمام التعديل ( تعديل الشبكة ) . ولا بد من تضخيم مخرج التعديل قبل تغذية الهوائي به .
( فوق ) الدارة المتجاوبة .
( تحت ) جهاز ارسال مبسط .
تعليق