بعض العلاقات المرتبطة بتكبير الترانزيستور وفصول التكبير
العلاقة بين تيار الدخل والخرج للترانزيستور ثنائي القطبية BJT
المنشغل في التطبيقات العملية لا يحب الدخول كثيراً في التفاصيل والحسابات النظرية لبعض خواص القطع الإلكترونية وقد حاولت بقدر المستطاع الهروب من المعدلات الرياضية ولكن عند الحديث عن الترانزيستور وتكبيره فأجد أنه لزاماً التنويه لبعض الأمور الحسابية لفهم أكبر لطبيعة عمل هذا العنصر الهام وسبب وجود أنواع أخرى من الترانزيستور مثل FET وهذا تفسير لبعض المصطلحات والرموز IC تعني تيار المجمع IC Collector Current IE تعني تيار الباعث Emitter Current IE IB تعني تيار القاعدة Base Current IB Aiكسب التيار وهو يساوي تيار الخرج مقسوماً على تيار الدخل Avكسب الجهد وهو يساوي جهد الخرج مقسوماً على جهد الدخل Apكسب القدرة وهو يساوي مضروب كسب جهد في كسب التيار مقاومة الدخل (على مدخل التكبير) وهي نتيجة قسمة جهد الدخل على تيار الدخل مقاومة الخرج (على خرج التكبير) وهي قسمة جهد الخرج والدائرة مفتوحة (OFF) على تيار الخرج والدائرة مقصورة (ON). إزاحة الطور (وجه الإشارة) وهي زاوية الطور (الوجه) بين إشارة موجة الدخل وإشارة موجة الخرج وتقاس بالدرجات دائرة الباعث المشترك: وتمتاز بتكبير جهد وتيار وقدرة إشارة الدخل وهي الأكثر شيوعاً في المكبرات وتمتاز بقلب إشارة الخرج بفرق وجه 180 درجة (إشارة الخرج مكبرة ومقلوبة) دائرة القاعدة المشتركة: وهي تكبر الجهد ولا تكبر التيار وتستخدم لتكبير جهد الإشارات العالية جداً في مداخل المكبرات الراديوية وفي دوائر تنظيم الجهد وتكون إشارة الخرج بنفس وجه إشارة الدخل دائرة المجمع المشترك: وتمتاز بممانعة دخل مرتفعة و ممانعة خرج منخفضة وتستخدم للربط بين الدوائر المختلفة وتكون إشارة الخرج بنفس وجه إشارة الدخل
طرق توصيل الترانزيستور معامل كسب التيار للترانزيستور BJT.
في دائرة القاعدة المشتركة عندما يوصل الترانزيستور بطريقة القاعدة المشتركة يكون طرف الباعث هو مدخل الإشارة والمجمع هو المخرج وتكون القاعدة مشتركة بينهما ففي هذه الحالة يكون معامل كسب التيار هو النسبة بين تيار الباعث إلى تيار المجمع وهو سيكون أقل من الواحد الصحيح بسبب أن تيار الباعث أعلى من تيار المجمع أي يكون بحدود 0.95…..0.995 . ويرمز له بالرمز
في دائرة الباعث المشترك حيث يطبق تيار الدخل على القاعدة وتيار الخرج على المجمع ويكون الباعث هو الطرف المشترك بين الدخل والخرج وطبيعي أن يكون معامل الكسب هو النسبة بين التيارين أي تيار الخرج مقسوماً على تيار الدخل. ولكن يختلف في الترانزيستور معمل كسب التيار باختلاف الوظيفة على اعتبار أنه يقوم بعملين إما الفتح والإغلاق OFF/ON أو يقوم بالتكبير Amplifier كما ذكر سابقاً أولاً: معمل كسب التيار للجهود DC ويرمز له بالرمز HFE وهو كما ذكر في صدر الحديث أي مقسوم تيار المجمع على تيار القاعدة HFE=IC/IB ثانياً: معامل كسب التيار في حال تكبير الإشارات الصغيرة المتغيرة (المتناوبة) ويرمز له بالرمز Hfe وهو النسبة بين التغيرات التي تحدث في تيار المجمع IC∆ إلى التغيرات التي تحدث في تيار القاعدة IB∆ .
مناطق تشغيل الترانزيستور يعمل الترانزيستور في ثلاث مناطق وهي 1- المنطقة الفعالة (التكبير) Active Region 2- منطقة القطع Cut- Off Region 3- منطقة التشبع Saturation Region والمنحنى التالي يوضح هذه المناطق
لكل ترانزيستور منحنى خواص خاص به والرسم هو لأحد هذه الترانزيستورات كمثل للباقي[/
فعندما كان تيار القاعدة أقل من 25
A في هذا الترانزيستور كان تيار المجمع أقل من 5mA اعتبر الترانزيستور في وضع القطع ثم بدأت مرحلة التكبير واستمرت حتى أصبح تيار القاعدة تحو أقل من 0.25mA وتيار المجمع نحو فوق 25mA فيعتبر الترانزيستور في وضع تشبع
فصول التكبير في الترانزيستور Power amplifier classes
تسمى الكمية المراد تكبيرها من حجم الإشارة الداخلة ب فصل التكبير
وهي موجودة بحد أدنى أربعة فصول أساسية هي:
Class A ويكبر الترانزيستور العامل بموجبها كل الإشارة الداخلة له 100% أي 360 درجة Class B ويكبر الترانزيستور العامل بموجبها نصف الإشارة 50% أي 180 درجة Class AB ويكبر الترانزيستور العامل بموجبها أكثر من نصف الإشارة وأقل من الإشارة الكاملة Class C ويكبر الترانزيستور العامل بموجبها أقل من نصف الإشارة انظر الأشكال
ولكن هنالك فصول أخرى للتكبير مثل:
Class D ..... Class E ...... Class F ..... Class G …… Class H....
وهذه الفصول الأخيرة وغيرها تعتبر فصول تكبير خاصة حيث لا يكون الهدف الأساس منها تكبير الإشارة بقدر ما يكون الاستفادة من أجزاء منها والبناء عليه ولن نتطرق لها هنا ولكن شاهد الرابط
قدرة الترانزيستور وقدرة الإشارة
لعلنا في بعض الأحيان نتساءل عن القدرة
هذه دائرة القدرة والتيار والجهد والمقاومة
القدرة هي معامل ضرب التيار في الجهد فلو وجد عندي محول مكتوب عليه V=6VAC … I=0.3A فهذا يعني أن قدرته هي V.I = 6X0.3 = 1.8W فهو محول 1.8 وات فلو كان عندي مصباح v = 6و w =1(6v/1w) فسوف يضيء هذا المصباح بكامل قدرته وسنجد أن الجهد على طرفيه = 6فولت أما لو كان المصباح 6v/2w فسوف نجد أن إضاءة المصباح أقل قليلاً مما هو مفترض وفي نفس الوقت نجد أن الجهد على طرفيه أقل من 6فولت بمعنى أنه سيشكل حمل زائد LOADE على المحول (راجع التمرين السابق) وكلما زادت قدرة هذا المصباح كلما زاد الحمل على المحول والذي يظهر على شكل نقص في جهد الخرج وهذا ما ينطبق على الإشارات الداخلة للتكبير عبر الترانزيستور فقد تكون الإشارة الداخلة للترانزيستور 1 فولت مثلاً ولكن قدرتها منخفضة جداً أو بمعنى آخر تيارها ضعيف لا يقوى على تشغيل ترانزيستور ذو قدرة عالية لذا يتم تكبيرها أولاً بترانزيستور منخفض القدرة فيصبح خرج الترانزيستور أعلى يمكن تغذيتها بعد ذلك لأعلى ثم أعلى وهكذا
الأدوات والمعدات المستخدمة: وحدة التغذية في التمرين السابق منظم الجهد LM7812 ثنائي ضوئي أحمر مقاومة كربونية 1KΩ مكثف 100
F قطعة ألمنيوم تستخدم كمشتت حراري براغي وصواميل مناسبة لثقب المنظم
احتياجات الأمن والسلامة: عدم ثني أطراف المنظم تأكد دائماً بأن المنظم من العائلة 78xx يختلف عن الأرقام الأخرى في تنظيم ترتيب الأطراف
الأهداف السلوكية: استخدام كتاب المواصفات والمعادلات للحصول على الشكل الفيزيائي للمنظم التحقق من معنى رقم المنظمات الشهيرة تمييز رقم الجهد الموجب والسالب تمييز رقم دلالة الجهد تحديد طرف الدخل والأرضي والخرج
الخطوات الأدائية: 1- نظف ورتب طاولة العمل وراجع العدد الموجودة معك حسب الكشف 2- ارسم المخطط 1 و 2 في دفترك العملي
3- قم بفك القطع الموجودة في المربع المنقط ومن خلال الرسم ستجد أن للمنظم الترانزيستوري السابق ثلاثة أطراف وهي كما يلي: الطرف الموجود على أقصى اليسار وهو طرف الباعث وسنسميه (دخل) الطرف الموجود على أقصى اليمين وهو طرف المجمع وسنسميه (الخرج) الطرف الأوسط عند أنود الزينر – يتصل بقاعدة الترانزيستور- وسنسميه (الأرضي) 4- تحقق من رقم المنظم الذي معك وابحث عنه في كتاب المواصفات – يجب أن تجده مرتباً كما بالشكل السابق – 5- ركب هذا المنظم في المكان المحدد مع مراعاة أن يكون الجسم المعدني له في اتجاه خارج اللوحة وركب المشتت الحراري 6- ثبت المنظم مع المشتت بواسطة برغي سن ناعم مع صامولة بحيث تجلس قطعة الألمنيوم على البوردة مباشرة ويفضل لصقها أو تثبيتها ببراغي لضمان عدم تكسر أطراف المنظم مع الحركة والاستخدام
7- قم بقياس الجهود حول المنظم وسجلها على الرسم
ملاحظة: بعض الملاحظات حول منظمات الجهد 1- بالرغم من أنا استبدلنا المقاومة والزينر والترانزيستور بمنظم جهد إلا أن منظمات الجهد أكثر جودة وأمانة في العمل لاحتوائها على العديد من الدوائر الأخرى والتي من شأنها تحسين ظروف العمل فهي لن تستهلك المزيد من الطاقة عند عدم وجود حمل بالإضافة لأنها في رزمة واحدة ناهيك عن وجود بعض الحماية بها ضد ارتفاع درجة الحرارة أو زيادة الحمل عليها 2- جميع المنظمات التي تبدأ بالرقم 78 هي موجبة والتي تبدأ بالرقم 79 هي سالبة وترتيب الأطراف يختلف من الموجبة والسالبة (انظر الشكل) وتكون قدراتها W=20w1A 3- يجب الانتباه لوجود حرف زائد بين أرقام منظم الجهد لأن المنظمات التي تحتوي الحرف M أقل قدرة من التي لا تحمل الرقم (نصف القدرة 10W) 0.5A ولحرف L ذو قدرة W=1W والتيار I=0.1A . 4-
تعتبر سماعات الصوت من الأجهزة التي لا يمكن الاستغناء عنها فهي موجودة في أي نظام صوتي مثل التلفزيون والمسجل والكمبيوتر والتلفون وجرس الباب وجرس المنبه وغيره، كما وتعتمد نقاوة الصوت ووضوحه على نوع السماعات المستخدمة، فلو توفر لديك تسجيل صوتي على درجة عالية من الجودة وقمت بتشغيل التسجيل الصوتي على جهاز متصل بسماعات منخفضة الجودة لحصلت على نتيجة سيئة لا تعكس جودة الصوت المسجل. والسماعات تقوم بتحويل الإشارة الالكترونية المخزنة على أشرطة التسجيل أو أقراص CD أو أقراص DVD إلى صوت نسمعه.
في هذه المقالة سوف نوضح كيف تقوم السماعات بإصدار الصوت وسوف نشرح تركيبها ومكوناتها وأنواعها المختلفة. أساسيات لكي نفهم كيف تعمل السماعة يجب أن نفهم كيف يعمل الصوت، ففي أذن كل واحد فينا غشاء رقيق يسمى طبلة الإذن. عندما تهتز طبلة الأذن نتيجة لاضطراب في ضغط الهواء وتخلخله فإن الدماغ يقوم بترجمة هذه الاهتزازات إلى صوت. فعندما يصدر أي جسم صوت فإن جزيئات الهواء تتضاغط وتتخلخل وتنتشر في الوسط المحيط (الهواء) وتقوم بالتأثير على طبلة الأذن لنسمع الصوت. وتعتبر حركة جزيئات الهواء هي الإشارة الصوتية التي تحمل الصوت وحركة غشاء الطبلة يعمل على ترجمة هذه الإشارة لنسمع الصوت. ولتوضيح الفكرة نفترض جرساً كما في الشكل أدناه يتحرك بصورة منتظمة مما يسبب في اهتزاز جداره المعدني فتنتقل الاهتزازات إلى الهواء المجاور له وتنتشر في صورة اضطرابات (تضاغط وتخلخل) في الهواء وعندما تصطدم بأذن الإنسان فإنها تتحول إلى الصوت الذي نسمعه للجرس
تمييز الصوت من المعلوم أننا نسمع أصواتاً مختلفة من مصادر متعددة ويعود هذا إلى التغير في: تردد موجة الصوت:فالتردد العالي للصوت يعني أن تضاغط وتخلخل الهواء يحدث بمعدل كبير. ونقول أن الصوت ذو نغمة عالية. مستوى ضغط الهواء:وهي ما يعرف باتساع الموجة فكلما كان اتساع الموجة كبيرا ً كان الصوت مرتفعاً وهذا يحدث إزاحة اكبر لطبلة الأذن. يعمل الميكرفون عمل الأذن حيث يتكون الميكروفون من غشاء يهتز بواسطة الصوت الصادر أمامه ويتم تحويلها إلى إشارة كهربية متغيرة ومن ثم يتم تسجيلها إما على شريط تسجيل أو على قرص CD. وعندما نقوم بتشغيل الشريط أو قرص CD فإن جهاز الاستيريو يقوم بقراءة الإشارة الكهربية ويكبرها بواسطة المكبر amplifier ويرسلها إلى السماعات المتصلة به لنسمع الصوت الذي تم تسجيله. والآن سوف نقوم بشرح كيف تصدر السماعات الصوت المماثل للصوت الأصلي الذي سجل بواسطة الميكرفون. إنتاج الصوت تعتبر السماعة المرحلة الأخيرة في ترجمة الإشارات الصوتية وإصدار الصوت وهي تقابل الميكرفون في مرحلة تسجيل الصوت، حيث تقوم السماعة بتحويل الإشارات الكهربية إلى حركة ميكانيكية تصدر الصوت المسموع.
غشاء السماعة diaphragm تصدر السماعة الصوت من خلال تذبذب غشاء diaphragm ذو الشكل المخروطي والمكون من الورق أو البلاستيك أو في بعض الأحيان 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 voicecoil والذي يكون مثبت في التجويف المعدني بواسطة مادة مرنة تسمى spider تعمل على تثبيت ملف الصوت في مكانه بينما تسمح له بالحركة للأمام والخلف فقط.
الملف الصوتي VoiceCoil 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 الأمر هنا مختلف حيث انه إذا 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 عكس قطبي المغناطيس. وهذا ما تقوم به الإشارة الكهربية الصوتية الصادرة عن المكبر amplifier حيث تعمل على تمرير تيار كهربي متردد في الملف، وعند قيامك بالنظر إلى أي سماعة سوف تجد نقطتي توصيل التيار الكهربي للملف.
نقطتي توصيل الإشارة الكهربية التي تحمل الصوت في السماعة
المغناطيس Magnets والسؤال الآن ما الدور الذي يقوم به المغناطيس الدائم المثبت في السماعة؟ نعلم أن في أسفل كل سماعة يوجد مغناطيس قوي يصدر هذا المغناطيس مجالاً مغناطيسياً دائماً ويكون الملف الصوتي موجوداً باستمرار داخل هذا المجال المغناطيسي وعندما تمر الإشارة الكهربية الصوتي في الملف الصوتي يتحول إلى مغناطيسي كهربي وحسب قطبية المغناطيس الكهربي فإن المغناطيس الدائم يتجاذب أو يتنافر مع الملف الصوتي وحيث أن 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 أو 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 الإذن فنسمع الصوت. وحيث أن الإشارة الكهربائية الصوتية المارة في الملف الكهربي تحمل تردد وسعة تعكس الصوت الذي أحدثها فإن الصوت الناتج من السماعة له نفس التردد والسعة ولهذا يكون الصوت الصادر من السماعة مطابقاً للصوت الأصلي. أنواع السماعات توجد السماعات بأنواع وأشكال عديدة وأحجام مختلفة وهنا يجب أن نعلم أن حجم السماعة له علاقة بتردد الصوت الذي يصدره فالسماعة الكبيرة والتي تسمى woofers ويصل قطر السماعة إلى 25 سم وتكون مخصصة لإصدار الأصوات ذات الترددات المنخفضة مثل صوت الطبلة. والسماعات الصغيرة tweeters حيث يصل قطرها إلى 3 سم وهي مناسبة للأصوات ذات الترددات العالية مثل صوت الآلات الحادة كالجبار. وهناك السماعات متوسطة الحجم midrange والتي تستخدم للترددات المتوسطة
على اليمين صورة سماعة woofer وعلى اليسار سماعة tweeter ولمقارنة أبعاد السماعتين استعن بالقطعة النقدية في الصورة
ولذلك نجد أن أحسن وسيلة للحصول على أفضل جودة صوت هو استخدام الأنواع الثلاثة من السماعات مع بعضها البعض للحصول على كل الترددات في النغمة الصوتية، لأنه لا يمكن للسماعة الكبيرة أن تصدر الترددات المرتفعة حيث يتطلب منها أن تتذبذب بسرعة كبيرة في حين أن السماعة الصغيرة غير قادرة على إصدار الترددات المنخفضة. ولذلك نجد في الأنظمة الصوتية المتقدمة يحتوي صندوق السماعة على سماعة كبيرة وأخرى صغيرة وفي بعض الأحيان 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 الأكثر استخداماً هو الذي يعرف باسم passivecrossover 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
صورة توضح الفاصل crossover المستخدم لفصل الترددات حسب نوع السماعة
عندما تخرج مرور الإشارة الكهربية الصوتية من المكبر amplifier في طريقها إلى السماعة تمر عبر الفاصل passivecrossover المثبت عند كل نوع من السماعات فإذا كانت الترددات كبيرة فإنها تدخل عبر المكثف إلى السماعة الصغيرة وإذا 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. أما النوع الثاني من الفاصل وهو ما يسمى activecrossover وهو عبارة عن قطعة الكترونية تعمل على فصل الترددات قبل دخولها إلى جهاز التكبير amplifier. وهذه الطريقة تستخدم عندما يكون هناك دائرة تكبير خاصة لكل نوع من أنواع السماعات المستخدم. والأجهزة التي تستخدم هذه الطريقة تعتبر أغلى سعر من الأنواع التي تستخدم الطريقة الأولى.
تصميم صندوق السماعات
في معظم الأنظمة الصوتية فإن أكثر 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 أن لشكل الصندوق المستخدم اثر كبير على جودة الصوت ووضوحه حيث أن الصوت الصادر عن حركة مخروط السماعة يصدر الصوت في اتجاه الخروج من الصندوق وفي نفس الوقت في الاتجاه المعاكس داخل الصندوق. النوع الأول الصندوق المغلق sealedenclosure وهذا النوع الأكثر استخداماً ويكون فيه الصندوق مغلق تماماً ويسمى acousticsuspension enclosure حيث تنتشر الأمواج الصوتية للخارج عند حركة مخروط السماعة للخارج بينما تنتشر الأمواج الصوتية إلى الداخل عندما يتحرك المخروط للداخل وينتج عن هذه الحركة زيادة ونقصان في ضغط الهواء داخل الصندوق عن الضغط الخارجي
صندوق من النوع المغلق وموضح اتجاه تدفق الهواء مع حركة السماعة
يعتبر هذا النوع من الأنواع الأقل كفاءة حيث يعمل المكبر amplifier إلى تكبير الإشارة الكهربائية الصوتية بالشكل الكافي للتغلب على الفرق في الضغط الحادث داخل الصندوق. النوع الثاني الصندوق العاكس bassreflex enclosure يعمل هذا النوع من الصناديق عكس الصوت الخلفي وإخراجه من الصندوق عن طريق فتحة في الصندوق فعندما يتحرك مخروط السماعة للداخل يسمح للهواء المنضغط بالخروج من الفتحة وعندما يتحرك المخروط للأمام يتم سحب هواء من خلال الفتحة للحفاظ مستوى الضغط وتسمى هذه الأنواع من الصناديق باسم bassreflex حيث يتم فيها الاستفادة من الهواء المندفع للخارج في إحداث تكبير للترددات الصوتية المنخفضة.
صندوق من النوع العاكس ينتج عنه موجتين صوت من خلال حركة السماعة في اتجاه وتدفق الهواء في الاتجاه المعاكس
النوع الثالث الصندوق المزدوج radiatorenclosure هذا النوع يجمع بين النوع الأول والنوع الثاني في تصميم واحد حيث أن الصندوق المستخدم هنا صندوق مغلق ولكن في نفس الوقت تم تثبيت سماعة في الاتجاه الخلفي غير متصلة مع المكبر ولا يوجد فيها ملف صوتي وإنما تتحرك تحت تأثير الأمواج الصوتية المرتدة لداخل الصندوق ويسمى هذا النوع passiveradiator. وتستخدم هذا النوع من السماعات أنظمة السينما المنزلية hometheater
الصندوق المزدوج وفيه السماعة المتصلة مع المكبر Active والسماعة Passive التي تعمل من رد الفعل الناتج عن تغير الضغط داخل الصندوق
السماعات الالكتروستاتيكية electrostaticspeaker بالإضافة إلى السماعات التي سبق شرحها يوجد الآن نوع آخر 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 الإشارة الكهربائية الصوتية في الشريحة الرقيقة تعمل على إحداث شحنة كهربية إضافية على الشريحة فتتحرك تحت تأثير المجال الكهربي.
السماعة الكهروستاتيكية
وبهذه الطريقة تتذبذب الشريحة بين اللوحين المعدنيين مما تحدث تضاغط وتخلخل في جزيئات الهواء والتي تنتقل كصوت.
__________________
اسم التمرين: جرس إلكتروني بصوت الكناري Hartley Oscillator (مذبذب هارتلي)
الأدوات والمعدات المستخدمة:
انظر المخطط
لوحة فيبر مثقبة ومنقطة بالنحاس 5x5سم وحدة التغذية 12 فولت السابقة سماعة 8Ω 1/2W محول خرج سماعة مكثف 100nF مكثف 22nF مكثف 100μF مكثف 470μF مقاومة كربونية 0.5w1.2KΩ…X2 مقاومة كربونية 0.5w56KΩ مقاومة أكسيد معدني 2w10KΩ ترانزيستور BC547 كابل لتوصيل الكهرباء احتياطات الأمن والسلامة: يكون التنفيذ بكل دقة لأن إصلاح خطأ قد يوقعك في أخطاء أكبر لا تفحص أي شيء في الدائرة عندما توصلها بجهد العموم 220V
الأهداف السلوكية: الترانزيستور يعمل كمذبذب إخراج صوت بواسطة الترانزيستور التحقق من أقطاب الترانزيستور
الخطوات الأدائية: n ارسم الدائرة في دفترك العملي n جهز القطع اللازمة للتمرين وحافظ عليها n افحص سلامة جميع القطع الجديدة والمستعملة منها وبضمنها محول الخرج ولاحظ أن مقاومة ملف \الدخل (ثلاث أطراف) تقيس معاً وهي أعلى من مقاومة ملف الخرج. n تأكد من صلاحية وحدة التغذية الموجودة لديك n جمع الدائرة على لوحة فيبر 5X5 بدئاً بمحول الخرج n اشبك السماعة المتوفرة عندك للدائرة ثم وصل الجهد الكهربي من خرج وحدة التغذية. n استمع لصوت يشبه صوت الكناري وإلا فراجع عملك. n عندما تعمل الدائرة لا تزعج زملائك وقم بفحص الجهود حول الترانزيستور وكذلك الإشارات وسجلها على المخطط
افصل وحدة التغذية ونفذ الشكل رقم (2) لتشغيل الكيناري على جهد العموم 220VAC
الملاحظات: جميع قطع هذه الدائرة مرنة ويمكن التغيير والتبديل بمقاومات أو مكثفات قريبة القيمة أو بنسبة تغيير تصل إلى 50% زائد أو ناقص وكل تغيير سوف يغير نغمة الخرج وكذلك السماعة ومحول الخرج التقويم:
n قارن بين محول الخرج والمحول الخافض في وحدة التغذية. n حدد وظائف القطع الموجودة بالدائرة n اشرح عمل الدائرة
حول عمل الدائرة: الدائرة هي نموذج لمذبذب هارتلي مع بعض الإضافات محول خرج السماعة ذو نقطة في الوسط small center tapped (ct)وتبلغ ممانعته حوالي 1KΩ عند التردد 1KHz وتبلغ ممانعة خرجه 8Ω عند نفس التردد تقوم المقاومة R2 بتأمين جهد انحياز لقاعدة الترانزيستور Q1 فيمر التيار عبر T1 من الطرف 2 للمحول (الملف) لمجمع الترانزيستور وفي الوقت الذي توجد به نبضة موجبة على الطرف 1 في الملف في نفس الوقت توجد نبضة سالبة على الطرف 3 للملف يقوم بنقلها المكثف C2 عبر المقاومة R3 تؤدي لإقفال Q1 ويعتمد زمن نبضة إغلاق Q1 على سعة المكثف ثم تعود R2 لفتح الترانزيستور من جديد وهكذا فيصبح لدينا مذبذب المكثف C3 مع الملف يشكلان دائرة رنين لتحديد نغمة حسب المطلوب وفي حال غياب المكثف والمقاومة نسمع صفيراً مزعجاً وعنما يكون المذبذب في حالة عمل (تذبذب يعطي زقزقة) تقوم المقاومة بشحن المكثف 100
F وتنقص عملية الشحن هذه جهد انحياز القاعدة مما يسبب وقوف المذبذب عن العمل وما أن يشحن المكثف فإنه يفرغ شحنته عبر القاعدة باعث للترانزيستور سامحاً للتذبذب بالعودة ثانية
