ماهو 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 انظر الرسم الهندسى التالى



راديو اكثر تقدما وسنعمل مثلما سبق وان عملنا نستقبل الاشاره بدائره الرنين ثم نلتقطها بملف اخر لن اطيل انظر هذا الرسم الهندسى والشرح بعد متابعه الرسم



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

الرسم الصندوقى لجهاز راديو



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 وتصمم دائره الرنين لتصبح مثل الرسم التالى :

[img][/img]

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 هذه 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 كما بالرسم اعلاه 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 كما بالرسم المبسط التالى



وم 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.......

تعرضنا فيما سبق الى 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 ؟؟؟

قبل ان ادخل فى الاجابه اود ان اعرض هذا الرسم الهندسى لمراحل التردد المتوسط فى احدى الموديلات الشهيره وبالطبع قمت برسمه باستعمال أحد ى البرامج الخاصة , ونظرا لان هذه البرامج لا تحتوى على محولات تردد متوسط ذات القلب الفيرايت ومن هنا وضعت مكانها مجازا ملف لتوضيح الفكره ليس اكثر .



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 كما بالرسم اعلاه 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 تابع معى هذا الرسم الهندسى وسنعود معا للشرح مره اخرى



لكى نفهم هذه الفكره جيدا لابد ان نعرف 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