مذبذب Dynatron

يُعتبر المذبذب بأنّه الجهاز الأول في مجال الإلكترونيات والتطبيقات الكهربائية، ويعمل هذا الجهاز المهم لتوليد تيار متناوب بشكل عام مع تنفيذ الدوائر المضبوطة وبعض معدات التضخيم، مثل الأنابيب المفرغة الحرارية، كما تُستخدم المذبذبات بشكل خاص لإنتاج نطاق متزايد من التيارات الترددية في حالة الموجات الحاملة في الإرسال اللاسلكي، ومن المحتمل أن يتم تخفيفها عن طريق ربط البلورة الكهروضغطية بالدوائر الإلكترونية.

ما هو مذبذب Dynatron؟

مذبذب “Dynatron”: هو نوع من الأنبوب المفرغ العتيق من المذبذب الإلكتروني الذي يستفيد من ميزة المقاومة السلبية في الأنابيب المفرغة الرباعية المبكرة، والتي تم إنتاجها بواسطة الإجراء المسمى بالانبعاث الثانوي، وكان هذا هو نوع المقاومة الأولية لمذبذب الأنبوب المفرغ الذي يتميز بخصائص مقاومة سلبية بسبب إجراء الانبعاث الثانوي الذي يحدث في الأنبوب المفرغ.

أساسيات المذبذب Dynatron:

أنواع قليلة من المذبذبات مثل “Transcillators” التي اخترعها “Cleto Brunetti” في عام 1939م تمتلك خصائص مقاومة سلبية وتعتمد على الموصلية التحويلية السلبية، وتم استبدال هذه المذبذبات الديناترون التي تم تنفيذها في الأجهزة الإلكترونية ذات الأنبوب المفرغ في فترة السبعينيات.

لذلك فإنّ مذبذب “Dynatron” هو أكثر أنواع المذبذب استخداماً على نطاق واسع في دارات المستقبل واستبدال الدوائر المضبوطة في حالة المستقبل الفائق بسبب نطاق التردد الوظيفي الواسع، وفي وقت الحرب العالمية الثانية خلال “1939-1945” كان استخدام مذبذبات الديناترون في العديد من التطبيقات وفي هذه الأيام يتم اختيار هذه في الغالب من خلال خصائص المقاومة السلبية في مستقبلات الراديو ومن المهم معرفة كيف يغير تأثير درجة الحرارة أداء مذبذب داينترون.

الأنبوب الوحيد الذي يمكنه إنتاج تذبذب ديناترون ليس رباعي الاتجاه، كما تمتلك الصمامات الثلاثية المبكرة أيضاً انبعاثاً ثانوياً وبالتالي لديها مقاومة سلبية، وقبل اختراع “tetrodes” تم تنفيذ الصمامات الثلاثية في مذبذبات ديناترون من خلال جعل شبكة التحكم أكثر إيجابية في طبيعتها من تلك الموجودة في اللوحة.

ومذبذب “Dynatron” الذي اخترعه “Hull” يستخدم أنبوب فراغ ديناترون خاص تم تصميمه بواسطة “Hull” حيث يكون الصمام الثلاثي عبارة عن لوحة ضخمة مثقوبة بفتحات، وهذا الترتيب يحمل القدرة على العمل حتى في ظروف التيار العالي.

حيث في مذبذب ديناترون يتم استخدام رباعي الاتجاه، وفي أنواع قليلة من “tetrodes” يمتلك الأنود مقاومة تفاضلية سالبة؛ لأنّ الإلكترونات تتحرك خارج اللوحة عندما تدفعها الإلكترونات من لوحة الكاثود والتي يطلق عليها الانبعاث الثانوي وهذا يولد تشويشاً لأسفل في تيار اللوحة.

كما أنّ الخاصية السلبية بشكل رئيسي في النوع الأقدم من الأنابيب المستخدمة في فترة الأربعينيات وفي حين أنّه في اليوم الحالي “tetrodes”، ومن أجل القضاء على التذبذبات الطفيلية يتم تغطية اللوحة حيث يقلل هذا من الانبعاثات الثانوية غير المرغوب فيها، وبسبب هذه الإزالة تكون الأنابيب خالية من قيد المقاومة السلبية.

في حالة مذبذب “dynatron” يتم استخدام أنبوب مفرغ يستخدم رباعي الاتجاه، وترتبط الدائرة المضبوطة بين كاثود وقطب دائرة المذبذب وهذا الترتيب يخزن الطاقة الكهربائية من خلال تيار التذبذب، كما يعرض رباعي الاتجاه خصائص مقاومة سلبية مثل عندما يكون هناك زيادة في جهد القطب وسيكون هناك انخفاض في التيار الناتج لمستويات تردد محددة، وهذا يسمى منطقة المقاومة السلبية لمذبذب.

تقضي المقاومة السلبية للرباعية على المقاومة الإيجابية للدائرة المضبوطة، لذلك فإنّ الدائرة المضبوطة تمتلك مقاومة فارغة وبسبب هذا التردد الرنان يتم توليدها، كما يتم تحقيق جهد التذبذب الضروري عن طريق اختيار قيم المكثف والمحث الضروريين للدائرة المضبوطة، كما تتمثل فائدة استخدام دارة محث ومكثف في أنّه يمكن أن يعمل في نطاق واسع من الترددات، ويتم إعطاء تردد التذبذب لمذبذب داينترون بواسطة:

1 / 2∏√ / LC – (R / 2L + 1 / 2Cr) 2

هذا هو تردد الطنين لمذبذب داينترون، حيث تتوافق “R” و”L” و”C” مع قيم المقاوم والمحث والمكثف ويمثل الحرف “r” القيمة الصحيحة للمقاومة السلبية.

خصائص ناتج المذبذب Dynatron:

توضح الصورة التالية خصائص الناتج لمذبذب داينترون، ويعرض الجهاز خصائص مقاومة سلبية بحيث عندما يكون هناك زيادة في جهد القطب، وتنخفض قيمة الناتج لمستوى معين من الجهد بحيث يعمل الجهاز ككاشف ومضخم عادي.

مزايا Dynatron Oscillator:

• في هذه الدوائر لا تعتمد المقاومة السلبية على التردد، لذا فإن تنفيذ قيم الحث والسعة المناسبة في الدائرة المضبوطة يسمح لها باستخدام مستويات تردد متزايدة، ممّا يعني في نطاق هرتز إلى “20 ميجاهرتز”.

• نظراً لأنّ مذبذبات الديناترون تستخدم دائرة “LC” المضبوطة لا تتضمن أي ملفات دغدغة أو ملفات صنبور تحتاجها المذبذبات، وهذه الميزة تسمح باستخدام هذه المذبذبات في دوائر ارمسترونج وهارتلي.

• تمتلك مذبذبات “Dynatron” أيضاً استقراراً أفضل للتردد عند مقارنتها بمذبذبات “LC” والمذبذبات البلورية.

عيوب المذبذب Dynatron:

العيب في المذبذب هو أنّ مستوى تيار الانبعاث الثانوي يختلف من أنبوب إلى آخر وحتى أنّه يتنوع في أنبوب واحد طوال العمر الوظيفي للجهاز وهذا يؤدي إلى توقف التذبذبات.

تطبيقات المذبذب Dynatron:

• يعمل ككاشف ومضخم.

• تستخدم لقياس قيم المقاومة في الدائرة المضبوطة.

• نفذت في تحويل المستقبلات إلى مستقبلات مع كود موجة دوري.

• تستخدم في تحويل مستقبلات البث.

• في المذبذبات غير المتجانسة.

• تستخدم في مذبذبات تردد النبض لغرض استقبال الكود.

• تستخدم في مولدات الإشارة.

آلية عمل مذبذب Dynatron:

تختلف مذبذبات الديناترون والعبور عن العديد من دوائر المذبذب من حيث أنّها لا تستخدم التغذية الراجعة لتوليد التذبذبات بل تستخدم المقاومة السلبية، كما يمكن لدائرة مضبوطة أي دائرة طنين تتكون من محث ومكثف مرتبطان ببعضهما البعض لتخزين الطاقة الكهربائية في شكل تيارات متذبذبة، وتتذبذب بشكل مشابه لشوكة رنانة.

وإذا كان من الممكن أن تحتوي الدائرة المضبوطة على مقاومة كهربائية صفرية فبمجرد بدء التذبذبات ستعمل كمذبذب ممّا ينتج عنه موجة جيبية مستمرة، ولكن بسبب المقاومة اللازمة الكامنة في الدوائر الفعلية وبدون مصدر خارجي للطاقة تتشتت الطاقة في التيار المتذبذب كحرارة في المقاومة وأي اهتزازات تتحلل إلى الصفر.

في دارات الديناترون والعبور يكون الأنبوب المفرغ جزئي بحيث يكون لأحد أقطابه مقاومة تفاضلية سالبة وهذا يعني أنّه عندما يزداد الجهد على القطب فيما يتعلق بالكاثود، فإنّ التيار من خلاله يقل ويتم توصيل دائرة مضبوطة بين القطب والكاثود، كما تحذف المقاومة السلبية للأنبوب المقاومة الإيجابية للدائرة المضبوطة، ممّا ينتج في الواقع دائرة مضبوطة مع مقاومة تيار متردد صفر، ويتم تصميم جهد تذبذب جيبي مستمر تلقائي ينشأ بضوضاء كهربائية في الدائرة عند تفعيلها.

كانت ميزة هذه المذبذبات هي أنّ تأثير المقاومة السلبي كان مستقلاً إلى حد كبير عن التردد لذلك باستخدام قيم مناسبة من المحاثة والسعة في الدائرة المضبوطة، يمكن أن تعمل على نطاق تردد واسع من بضع هرتز إلى حوالي “20 ميج هرتز”، وميزة أخرى هي أنّ تم استعمال دائرة “LC” واحدة بسيطة مضبوطة بدون ملفات “tickler” التي تحتاجها المذبذبات مثل دوائر “Hartley” أو “Armstrong“.

• “LC” هي اختصار لـ “inductor capacitor”.