يتوفر العديد من الإطارات المباشرة التي تكون فيها دارات التردد اللاسلكي وسيلة أساسية لتحويل إشارة معلومات ذات تردد منخفض إلى إشارة مرسلة بتردد أعلى، أو إشارة مستقبلة بتردد أعلى إلى إشارة معلومات ذات تردد أقل.
ما هو التردد المتوسط IF
التردد المتوسط (IF): في الاتصالات والهندسة الإلكترونية، هو تردد تنتقل إليه الموجة الحاملة كخطوة وسيطة في الإرسال أو الاستقبال، حيث يتم إنشاء التردد المتوسط عن طريق مزج إشارة الموجة الحاملة مع إشارة مذبذب محلي في عملية تسمى التغاير ممّا ينتج عنه إشارة عند الاختلاف أو تردد النبض، كما تُستخدم الترددات الوسيطة في مستقبلات الراديو فائقة التغاير، حيث يتم تحويل الإشارة الواردة إلى (IF) للتضخيم قبل إجراء الاكتشاف النهائي.
يشير الاختصار “IF” إلى تردد وسيط بحد ذاته أو بشكل أعم إلى تقنيات تعتمد على التردد المتوسط، كما يوجد تردد وسيط في مكان ما بين تردد النطاق الأساسي وتردد الموجة الحاملة، ويمكن دمج دارات (IF) في كل من المرسلات والمستقبلات، على الرغم من أنّ فوائد تقنيات (IF) أكثر صلة بالمستقبلات.
ملاحظة:يُعد “heterodyne” أو “superheterodyne”، بأنّها مستقبل الترددات الراديوية الذي يتضمن تردداً متوسطًا، كما يتم تطوير تقنيات (IF) خلال النصف الأول من القرن العشرين وفي الوقت الحاضر أصبحت الأنظمة القائمة على (IF) شائعة جدًا.
ملاحظة:“IF” هي اختصار لـ “Intermediate Frequency”.
مزايا التردد المتوسط IF
1- القدرة على تصميم مستقبل
واحدة من أكثر المزايا البديهية لـ (IF) هي القدرة على تصميم مستقبل يمكن فيه تصميم المزيد من الدوائر لنطاق تردد واحد غير متغير، كما أنّه يمكن تصميم جهاز الاستقبال لتردد جهاز إرسال واحد غير متغير ولكن يجب على أي شخص يستخدم راديو السيارة أن يفهم أن هذا بعيد كل البعد عن الواقعية، حيث في الواقع تتمثل إحدى الخصائص الأكثر شيوعًا لمستقبل التردد اللاسلكي في أنّه يمكن أن ينقل إلى المستخدم معلومات من محطة واحدة فقط للراديو أو قناة واحدة فقط للتلفاز.
كما يمكن ضبطه لشبكة نقل مختلفة الترددات وتسمح عملية الضبط هذه بتحديد إحدى الإشارات المرسلة وتجاهل جميع الإشارات الأخرى، وإذا كان المستقبل القابل للضبط لا يستخدم ترددًا وسيطًا فيجب أن تكون جميع الدوائر عالية التردد متوافقة مع النطاق الكامل لترددات الموجات الحاملة الممكنة.
وكما أنّأمر غير مرغوب فيه لأنّه من الأسهل تصميم مكونات ودوائر التردد اللاسلكي التي تم تحسينها لنطاق صغير من ترددات الإشارة، كما، سيتطلب الضبط عدة مقابض لأنّ دوائر فرعية متعددة ستحتاج إلى تعديل وفقًا للتردد المحدد، ويقوم مستقبل غير متجانس أولاً بنقل الطيف المستلم إلى نطاق متمركز على التردد المتوسط ثم يتم تحسين الدارة المتبقية لهذا النطاق الترددي.
وفي مستقبل (IF) القادر على حل مشكلة نطاق الصورة يتم رفض أي إشارات متداخلة لضمان الاستخلاص الصحيح للإشارة المفيدة المستقبلة دون الحاجة إلى مقاطعة خدمة الاستقبال، ويتألف المستقبِل من فرع مراقبة مُكوَّن لمراقبة التداخل الذي يحدث عند عدد كبير من الترددات الوسيطة، والتي يمكن استخدامها في الاستقبال، واختيار تردد الاستقبال الوسيط من الترددات الوسيطة التي يمكن استخدامها في الاستقبال على أساس مراقبة التداخل التي يتم إجراؤها.
علاوة على ذلك يتم تكوين وحدة المراقبة لإجراء مراقبة في الوقت الحقيقي للتداخل الذي يتم التعرض له عند تردد الاستقبال الوسيط المستخدم حالياً، وكذلك في الترددات الوسيطة الأخرى التي يمكن استخدامها في الاستقبال وتغيير تردد الاستقبال الوسيط المستخدم في الوقت الفعلي على أساس مراقبة التداخل في الوقت الحقيقي.
2- التقليل من المعالجة عالية التردد
ومن المزايا البديهية الأخرى لمعمارية المستقبل القائمة على (IF) هي انخفاض عدد المكونات التي يجب أن تعمل عند التردد العالي أي المرتفع للغاية أحياناً للإشارة المستقبلة، حيث يصبح كل شيء أكثر صعوبة مع صعود الترددات إلى نطاق الجيجاهيرتز، فالترانزستورات لها ربح أقل والمكونات السلبية تصبح مختلفة بشكل متزايد عن نماذجها المثالية ذات التردد المنخفض وتصبح تأثيرات خط النقل أكثر بروزًا.
كما سيكون هناك دائماً عدد قليل من المكونات المتوافقة مع تردد الموجة الحاملة المستقبلة، بحيث يكون هناك حاجة إلى خلاط يقوم بالتحويل من (RF) إلى (IF)، وقد يسبق الخلاط مضخم منخفض الضوضاء وصور مرشح الرفض، لكنّ نهج (IF) يسمح بإجراء المعالجة الضرورية فقط في نطاق التردد اللاسلكي.
- “RF” هي اختصار لـ “Radio Frequency”.
3- مضخمات IF
يمكن لمضخمات (IF) تغيير مستويات التردد في الدوائر الانتقائية للغاية والتي يصعب ضبطها وغير المستقرة وكما أنّها تساعد عن طريق تغيير مستويات التردد في الدوائر، والتي تعمل على تحسين عرض الصورة ونطاق الضبط. إنها مضخمات تردد ثابتة ترفض الإشارات غير المرغوب فيها، ويتم تنفيذ مضخمات (IF) كدوائر تضخيم في مستقبلات التردد الراديوي (RF)، والتي تعالج وتعزز الإشارة المحولة أو المعدلة لأسفل.
يتم تحقيق تحويل طيف تردد الإشارة إلى أسفل بضرب إشارة التردد الراديوي بإشارة مذبذب محلي في دائرة تعرف باسم الخلاط، حيث ينتج عن هذا الضرب إشارتان يكمن محتوى ترددهما حول ترددات المجموع والفرق للتردد المركزي للإشارة الأصلية وتردد المذبذب، ويتم استخدام مذبذب محلي متغير في جهاز الاستقبال لتثبيت ثابت تردد مركز إشارة الاختلاف أثناء ضبط جهاز الاستقبال.
يُطلق على التردد الثابت للإشارة المحولة لأسفل التردد المتوسط (IF) ويتم معالجة هذه الإشارة بواسطة مضخم التردد المتوسط، وفي نظام الاتصالات اللاسلكية يمكن استخدام هوائيات متعددة لاستقبال إشارات واردة متعددة قد تنشأ من نفس موقع الاتصال وقد تحمل نفس معلومات المصدر، وقد تنتقل الإشارات التي يمكن إرسالها إلى حد كبير على نفس الترددات الراديوية (RF)، عبر وسائط لاسلكية مادية متنوعة وعلى سبيل المثال مسارات هندسية مختلفة وقد تواجه تدهورًا مختلفًا في جودة الإشارة.
قد يُعزى التدهور إلى الضوضاء المقدمة للإشارات على سبيل المثال من الوسائط اللاسلكية في طريقها إلى الوجهات المعنية كهوائيات الاستقبال المعنية، كما قد يؤدي استخدام قنوات اتصال متعددة ,على سبيل المثال باستخدام هوائيات استقبال منفصلة ودوائر معالجة الإشارات، إلى تحسين جودة الاتصال بين موقعين متصلين، حيث قد يختار موقع الاستقبال إشارة بناءً على المعايير المرغوبة على سبيل المثال باستخدام الطرق المعروفة لتنوع الهوائي، كبناءً على أعلى نسبة إشارة إلى ضوضاء (SNR) بين الإشارات المتعددة المستقبلة.
كما يمكن استخدام التردد المتوسط (IF) بالاقتران مع العديد من الأجهزة وعلى سبيل المثال محطة قاعدة (GSM) لاسلكية أو هاتف (GSM) لاسلكي، كما هو الحال في نظام خلوي (GSM) وهاتف خلوي وهاتف لاسلكي وجهاز استقبال وجهاز إرسال واستقبال، وجهاز إرسال واستقبال وجهاز اتصال لاسلكي ووحدة متنقلة لاسلكية (MU) ونقطة وصول لاسلكية (AP)، ومعالج وحدة تحكم ومودم ومساعد رقمي شخصي (PDA) أو جهاز أنظمة اتصالات شخصية (PCS) أو جهاز (PDA) يشتمل على جهاز اتصال لاسلكي أو ما شابه.
- “SNR” هي اختصار لـ “Signal to Noise Ratio”.
- “PDA” هي اختصار لـ “Personal Digital Assistant”.
- “PCS” هي اختصار لـ “Personal Communications Services”.
- “GSM” هي اختصار لـ “Global System for Mobile communications”.
- “MU” هي اختصار لـ “Mobile Unit”.
- “AP” هي اختصار لـ “Access Point”.
