اقرأ في هذا المقال
- ما هو مستقبل TRF؟
- تطور أقدم أجهزة استقبال تردد الراديو
- أساسيات مستقبل تردد الراديو المضبوط
- مستقبلات تردد الراديو الحديثة
- جهاز الاستقبال المتجدد راديو ريجين – Regen Radio
- أساسيات جهاز الاستقبال التجديدي الفائق
مستقبل الترددات الراديوية المولفة هو الذي يتم فيه التوليف أو الانتقائية في مراحل تردد الراديو حيث تم استخدام جهاز استقبال التردد اللاسلكي في الأيام الأولى للتكنولوجيا الخالية من الأسلاك، ولكنه نادراً ما يستخدم اليوم حيث تتوفر تقنيات أخرى تقدم أداء أفضل بكثير.
ما هو مستقبل TRF؟
التردد الراديوي المضبوط مستقبل (TRF): هو مستقبل حيث يتم التوليف أي يتم توفير الانتقائية من خلال مراحل تردد الراديو.
تطور أقدم أجهزة استقبال تردد الراديو:
إنّ أقدم أجهزة استقبال ترددات الراديو المضبوطة كانت مجموعات بلورية حيث استخدمت هذه المجموعات شبكة مضبوطة واحدة، كما تتكون أحياناً من عدد من الملفات وتم إدخال النواتج من هذا مباشرةً في بلور أو كاشف (Cat’s Whisker) ثم في سماعات الرأس، وعلى الرغم من أنّ أجهزة الراديو البلورية نادراً ما تستخدم هذه الأيام لأنّ مستويات أدائها يمكن تجاوزها بسهولة بواسطة أشكال أخرى من الراديو، إلّا أنّها مثالية لعرض بعض المبادئ الأساسية للراديو.
أساسيات مستقبل تردد الراديو المضبوط:
إنّ أبسط جهاز استقبال تردد لاسلكي مضبوط هو مجموعة بلورية بسيطة حيث يتم توفير الضبط من خلال مجموعة ملف أو مكثف مضبوط ثم يتم تقديم الإشارة إلى بلورة بسيطة أو كاشف الصمام الثنائي حيث يتم استرداد إشارة السعة المعدلة وبعدها يتم تمرير هذا مباشرة إلى سماعات الرأس، ومع تطور تقنية الأنبوب المفرغ الحراري حيث تمت إضافة هذه الأجهزة لتوفير المزيد من المكاسب، وعادةً ما يتكون مستقبل (TRF) من ثلاثة أقسام رئيسية:
1. مراحل التردد الراديوي المضبوطة:
تتألف من مرحلة من مراحل التضخيم والضبط، وغالباً ما كانت للمجموعات المبكرة عدة مراحل كل منها يثبت بعض المكاسب والانتقائية.
2. كاشف الإشارة:
مكّن الكاشف من استخراج الصوت من إشارة تعديل السعة حيث استخدم شكلاً من أشكال الكشف يسمى اكتشاف المغلف واستخدم الصمام الثنائي لتصحيح الإشارة.
3. مضخم الصوت:
كانت المراحل الصوتية لتوفير تضخيم الصوت بشكل طبيعي، ولكن لم يتم تضمينها دائماً.
كان جهاز استقبال التردد اللاسلكي الذي تم ضبطه شائعاً في عشرينيات القرن الماضي حيث وفر كسباً وانتقائية كافية لاستقبال محطات البث في اليوم، ومع ذلك استغرق الضبط بعض الوقت لأنّ كل مرحلة في أجهزة الراديو المبكرة كانت بحاجة إلى التعديل بشكل منفصل، كما تم إدخال مكثفات ضبط مجمعة في وقت لاحق، ولكن بحلول هذا الوقت أصبح جهاز الاستقبال المتغاير الفائق أكثر انتشاراً.
مستقبلات تردد الراديو الحديثة:
تم تجاهل مستقبل (TRF) إلى حد كبير في السنوات الأخيرة حيث تقدم طوبولوجيا المستقبل الأخرى مستويات أداء أفضل بكثير ومع تقنية الدوائر المتكاملة، فإنّ الدوائر الإضافية لأنواع أخرى من أجهزة الاستقبال ليست مشكلة حيث كانت هناك محاولة واحدة لعمل دائرة متكاملة لمستقبل التردد الراديوي المضبوط بشكل انتقائي.
تم تقديم الدائرة المتكاملة (Ferranti ZN414) في عام 1972م واستخدمت بنجاح في عدد من التصميمات، أمّا في الإصدارات اللاحقة تضمنت (ZN415) و(ZN416) مكبرات صوت حيث كان الهدف من أداء الرقائق هو السماح بالتشغيل على نطاق الموجة المتوسطة حتى ترددات تبلغ حوالي (1.6 ميجا هرتز) وكان حد تشغيل هذه الرقائق أقل من (5 ميجاهرتز).
جهاز الاستقبال المتجدد راديو ريجين – Regen Radio:
ما هو الراديو المتجدد – Regenerative Receiver؟
جهاز الاستقبال التجديدي أو الراديو المتجدد: هو جهاز يوفر زيادة كبيرة في الكسب والانتقائية على مستقبل التردد اللاسلكي الموالف القياسي حيث أنّ ريجين راديو هو شكلاً شائعاً من أجهزة استقبال الراديو في عشرينيات وثلاثينيات القرن الماضي، وإنّ هذا النوع من الراديو يستحق مكانه في الملخص لأنواع الراديو المختلفة المتاحة.تاريخ المستقبل التجديدي راديو ريجين:
كان راديو ريجين أحد الاختراعات العديدة في تكنولوجيا الراديو التي صنعها إدوين أرمسترونج حيث اخترع وحصل على براءة اختراع الدائرة التجديدية عندما كان في عام 1914م، وعلى الرغم من أنّ اختراع المستقبل التجديدي يُنسب عموماً إلى (Armstrong) حيث قدم لي دي فورست براءة اختراع في عام 1916م، وتم استخدام المستقبل التجديدي على نطاق واسع في عشرينيات وثلاثينيات القرن الماضي لأنّه كان قادراً على توفير مستويات عالية من الكسب والانتقائية مع عدد صغير من الصمامات أو الأنابيب.
نظراً لأنّ تكاليف هذه الأجهزة كانت مرتفعة وغالباً ما تعمل بالبطاريات كان تقليل عدد المراحل أمراً أساسياً، ونتيجةً لذلك كان جهاز الاستقبال المتجدد تقنية راديو شائعة حيث كان جهاز الاستقبال التجديدي شائعاً بشكل خاص في الراديو؛ لأنّهم اضطروا إلى بناء جميع معداتهم في عشرينيات وثلاثينيات القرن الماضي، فإن البناء الأبسط لراديو ريجين يعني أنّه كان أكثر قابلية للتحقيق من الجهاز الفائق الذي بدأ استخدامه للتو.
أساسيات جهاز الاستقبال التجديدي:
- يعمل مُستقبل الاسترجاع بواسطة إدخال ردود فعل إيجابية في دائرة الاستقبال، وهذه الردود الإيجابية تزيد بشكل كبير من الربح والانتقائية، كما يحتوي مضخم التردد الراديوي على حلقة تغذية مرتدة تغذي نسبة من النواتج إلى المدخلات بحيث تكون الإشارات حول الحلقة في الطور، وبهذه الطريقة سيتم تضخيم أي إشارة موجودة في مكبر الصوت بشكل متكرر، ويمكن أن يؤدي ذلك إلى زيادة مستويات الكسب بواسطة عوامل (1000 أو أكثر) حيث إنّ تشبع مكبر الصوت وتأخيرات المرحلة يعني أنّه لا يمكن تحقيق ذلك في الواقع.
- العامل الثاني المهم هو الانتقائية حيث أنّ وجود دائرة مضبوطة في مضخم التغذية المرتدة يزداد الكسب حول نقطة الرنين بدلاً من الابتعاد عنه، وهذا يعني أنّ قيمة (Q) للملف تتضاعف بشكل فعّال، ممّا يوفر درجات أعلى بكثير من الانتقائية حيث يمكن ملاحظة التحسن في الانتقائية من خلال فهم أنّ التجديد يقدم عنصر مقاومة سلبياً في الدائرة.
هذا يعني أنّ المقاومة الكلية داخل الدائرة تقل، ونظراً لأنّ قيمة (Q) لدائرة الرنين يساوي التفاعل مقسوماً على المقاومة، فإنّ (Q) للدائرة يزداد بشكل كبير ممّا ينتج عنه تحسن مرئي في الانتقائية، وبهذه الطريقة يتغلب راديو الاسترجاع على العديد من عيوب (TRF) الأساسي، وله مستوى أداء لا يقل كثيراً عن مستقبل التغاير الفائق في العديد من الجوانب.
تشغيل جهاز الاستقبال ريجين:
1. استقبال AM:
بالنسبة لاستقبال (AM) باستخدام مستقبل تجديدي يتم ضبط تجديد التغذية المرتدة أو التحكم في التفاعل لتوفير أقصى كسب دون السماح للدائرة بالتذبذب، كما أنّ النقطة التي تسبق التذبذب مباشرة قد تؤدي إلى القليل من التشويه الإضافي، لذلك قد يكون من الضروري إيقاف التحكم بشكل هامشي للغاية من أجل الاستقبال الأمثل.
في هذه المرحلة، لا يوفر مستوى التغذية المرتدة مكاسب إضافية فحسب بل يوفر أيضاً انتقائية إضافية كافية لمعظم المواقف، وقد يكون في بعض الظروف أن تكون الإشارات القوية للغاية مسموعة عبر قسم عريض من النطاق.
2. استقبال Morse:
عند استخدام جهاز الاستقبال التجديدي (Regen) لاستقبال إشارات (Morse) أو (CW) فإنّه يتم ضبط مستوى الردود بحيث يتناسب مع الدائرة، من خلال ضبط جهاز الاستقبال على بعد بضع مئات من هيرتز بعيداً عن الإشارة حيث يختلط التذبذب في جهاز الاستقبال مع الإشارة الواردة لتوفير نغمة إيقاع، وبالتالي توفير نغمة صوتية متقطعة أثناء تشغيل إشارة مورس وإيقاف تشغيلها لعرض أحرف مورس.
3. استقبال SSB:
في النطاق الجانبي الأحادي أي استقبال (SSB) يحتاج المُستقبل المتجدد (Regen) إلى التذبذب حيث يعمل هذا التذبذب كمذبذب تردد النبض أو مذبذب إدخال الناقل ويُعيد تقديم الناقل المكبوت من أجل إزالة التضمين، وبهذه الطريقة يكون جهاز الاستقبال المتجدد قادراً على حل إشارات (SSB)، وعادةً ما يلزم ضبط ضبط جهاز الاستقبال على الجانب الصحيح للإشارة بحيث تبدو الإشارة واضحة.
إيجابيات راديو ريجين:
- يوفر أداءً عالياً لمكونات قليلة.
- مستويات عالية من الكسب الناتج عن التجديد.
- قيمة (Q) عالية من استخدام التجديد.
عيوب راديو ريجين:
- يتطلب مهارة عامل أكثر من الأنواع الأخرى من أجهزة الاستقبال.
- يمكن أن يشع عندما يكون الكاشف في وضع المذبذب أو قريباً منه.
- يمكن فقط استقبال (AM) و(Morse) و(SSB) أوضاع مثل (FM) غير قابلة للتطبيق.
تم استخدام جهاز الاستقبال اللاسلكي فائق التجدد (Regen) لسنوات عديدة في (VHF) و(UHF)، حيث عمل على توفير الدوائر البسيطة ومستويات أداء عالية نسبياً حيث عمل على عدم استخدام الراديو الفائق التجدد كثيراً هذه الأيام، على الرغم من وجود عدد قليل من التطبيقات المتخصص، ومع ذلك فقد كان يستخدم في الماضي على نطاق أوسع بكثير، على الرغم من أنّه كان لا بد من توخي الحذر لضمان عدم إشعاع التداخل.
أساسيات جهاز الاستقبال التجديدي الفائق:
- تعتمد طريقة عمل المستقبل الفائق التجددي (Regen) على الراديو المتجدد الأبسط، حيث يستخدم تذبذباً ثانياً منخفض التردد داخل حلقة التجديد التي تقاطع أو تطفئ تذبذب التردد الراديوي الرئيسي.
- يعمل التذبذب الثاني أو التذبذب عادةً عند ترددات أعلى من نطاق الصوت، فعلى سبيل المثال (25 كيلو هرتز) إلى (100 كيلو هرتز).
- أثناء التشغيل، تحتوي الدائرة على ردود فعل إيجابية كافية لجعلها تتأرجح حتى كمية صغيرة من الضوضاء ستجعل الدائرة في حالة تذبذب.
آلية عمل جهاز الاستقبال التجديدي الفائق:
يحتوي ناتج مضخم التردد اللاسلكي في جهاز الاستقبال على ردود فعل إيجابية مطبقة أي أنّ بعض المخرجات يتم إرجاعها إلى الإدخال في الطور حيث سيتم تضخيم أي إشارة موجودة في ذلك الوقت بشكل متكرر ويمكن أن ينتج عن ذلك مستويات تضخيم الإشارة ألف مرة أو أكثر.
على الرغم من أنّ مكاسب مكبر الصوت ثابتة، إلّا أنّه من الممكن تحقيق مستويات تقترب من اللانهاية باستخدام تقنيات ردود الفعل الإيجابية، مثل هذه مع الدائرة عند نقطة التذبذب حيث أنّ المكاسب اللانهائية غير ممكنة بسبب مشاكل مثل تحولات الطور داخل الدائرة والحد من قضبان الجهد، كما يقدم التجديد مقاومة سلبية في الدائرة وهذا يعني أنّ المقاومة الإيجابية الإجمالية تقل، ممّا يعني أيضاً أنّه بالإضافة إلى زيادة الكسب الإضافي تم تحسين الانتقائية أو (Q) للدائرة.
عند حوث عملية تشغيل الدائرة مع تغذية مرتدة مثل أي مذبذب يعمل بشكل كافٍ في منطقة التذبذب، يحدث تذبذب ثانوي منخفض التردد حيث يعمل التذبذب الثانوي على تفتيت تذبذب التردد الراديوي العالي أي يكسر أو يخمد التذبذب الرئيسي بشكل دوري، وفي تأثير تذبذب التبريد يمكن لإشارات التردد الراديوي أن تصل إلى مستويات عالية جداً، كما يمكن أن تقترب مستويات الكسب من مليون أو نحو ذلك في مرحلة واحدة.
