الفيزياء

إظهارات مجال التردّد والتردّد الزاوي

2013 تبسيط علم الإلكترونيات

ستان جيبيليسكو

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الفيزياء

تَظهر موجةُ تيار متناوب جيبية على جهاز مختبري يسمى محلِّل الطيف (Spectrum analyzer) على شكل خطّ شاقولي وحيد أو إشارة خطية كما في الشكل 2-7 أ.

ويُظهر محلِّلُ الطيف التردّد على السلم الأفقي والسعةَ على السلم الشاقولي، وهكذا، فهو يمثل السعةَ بدلالة التردّد. لهذا السبب، يسميه المهندسون إظهارَ مجال التردّد (Frequency-Domain Display).

وكما تعلّمنا، تتضمن بعضُ موجات التيار المتناوب طاقةً عند التوافقيات إلى جانب الطاقة عند التردّد الأساسي.

وإذا امتلكت موجةٌ توافقيةٌ تردّداً مساوياً إلى n مرّة التردّد الأساسي، فعندها، نسمّي هذه الموجة بـالتوافقية رقم n.

 

تبيِّن إظهاراتُ مجال التردّد لموجات مربعة وموجات سن المنشار مركِّبات توافقيةً إضافة إلى طاقة التردّد الأساسي.

ويتعلق شكلُ الموجة بكمية الطاقة في التوافقيات وطريقة توزيع الطاقة بين تردّدات التوافقيات.

يمكن أن تولِّد الموجاتُ المُعقّدة كلَّ أنواع إظهارات مجال التردّد، ويبين الشكل 2-8 مثالاً حول إظهارٍ طيفي لإشارة راديوية صوتية معدّلة  (Modulated)سِعوياً.

ويتركز معظم الطاقة في مركز الشكل عند التردّد المبّين بواسطة الخط الشاقولي، كما يتواجد وافر من الطاقة قرب وليس تماماً عند التردّد المركزي.

 

المسألة 2-1 :

يساوي واحد ميكرو ثانية (يُرمز له μs) 0.000001 من الثانية (10-6 ثانية). ما هو التردّد بالهرتز والكيلو هرتز لموجة دورها 50 ميكرو ثانية.

الحل:

يساوي التردّد f بالهرتز مقلوب الدور T بالثانية. وحيث قيل لنا أن T يساوي 50 ميكرو ثانية ويمكن كتابته 0.000050 ثانية. لهذا

=1/0.000050f

=20,000Hz

=20 kHz

 

المسألة 2-2 :

ما هو تردّد التوافقية الثانية للموجة في الشكل 2-1؟ ما هو تردّد التوافقية الثالثة؟ ما هو تردّد التوافقية رقم n حيث يمكن أن يمثل n أيَّ عدد صحيحٍ موجب؟ عبِّر عن الأجوبة بالكيلو هرتز. 

الحل :

يساوي التردّد الأساسي لهذه الموجة 20 كيلو هرتز. دعنا نسمي تردّد التوافقية الثانية (بالكيلو هرتز) f2 وتردّد التوافقية الثالثة (بالكيلو هرتز) f3 وعلى العموم، تردّد التوافقية رقم n fn. يمكننا الآن تمثيل التوافقيات الثانية والثالثة ورقم n على النحو التالي:

f2 =2 x 20

=40 kHz

f3 =3 x 20

=60 kHz

fn =n x 20

=20n kHz

 

تعاريف اخرى

من أجل التحليل والمرجعية، يقسِّم المهندسون والعلميون دورةَ موجة تيار متناوب إلى أجزاء صغيرة، وتنطوي واحدة من الطرائق الشائعة لتوصيف دورة تيار متناوب على تقسيمها إلى 360 درجة طور (Degrees of Phase) متساوية.

نخصّص القيمة 0° إلى نقطة الدورة حيث تساوي السعةُ 0 في الاتجاه الموجب. نعطي نفسَ النقطة على الدورة التالية القيمة 360°. وتقع النقطة في منتصف الدورة عند 180° ويساوي ربع الدورة 90°.

وبدلاً من ذلك، يمكن تقسيم دورة الموجة إلى أجزاء متساوية قدرها p2 (6.2832 تقريباً) تسمى راديان الطور (Radians of Phase). ويوافق الراديان زاوية تساوي °57.296 تقريباً.

 

التردّد الزاوي

يُعبَّر عن تردّد موجة تيار متناوب أحياناً بواسطة الدرجات في الثانية بدلاً من الهرتز والكيلو هرتز والميغا هرتز والغيغا هرتز، وبما أن الدورة الكاملة تتضمن 360°، فإن التردّد الزاوي لموجة بواحدة الدرجات بالثانية يساوي 360 مرة التردّد بالهرتز.

يمكننا أيضاً التعبير عن التردّد الزاوي بـالراديان بالثانية (rad/s). وحيث أن دورةَ موجةٍ كاملةٍ تحوي p2 راديان، فإنّ تردّد الموجةِ الزاويّ بواحدة الراديان بالثانية يساوي p2 مرة التردّد بالهرتز.

التقدم العلمي
‫‪اللقاحات القابلة للأكل..
اللقاحات القابلة للأكل تعد بديلا مناسبا للحصول على لقاحات آمنة وفعالة، وهي لقاحات تحتوي على مولد ضد صالح للتناول دول عدة تراهن على الطحالب الدقيقة المعدلة وراثيًا لتطوير لقاح لمرض كوفيد-19 صالح للأكل مستخدمة الهندسة الوراثية د. طارق قابيل أستاذ في كلية العلوم - جامعة القاهرة مصر
     منذ استشراء جائحة فيروس كورونا المستجد المسبب لجائحة كوفيد-19، هرعت كثير من المؤسسات الطبية وحكومات بعض الدول إلى تكثيف البحوث ودعم الدراسات الهادفة ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪إنشاء مستشفيات جديدة في ووهان
ع إبلاغ المستشفيات القائمة عن نقص في الأسرّة بسبب زيادة الطلب الناجم عن انتشار فيروس كورونا السريع، قررت الصين في 24 يناير البدء ببناء مستشفيات جديدة. بعد أقل من أسبوعين، فتحت أبواب المرافق الطبية الجديدة لاستقبال أول المرضى.
أنشئ مستشفيان جديدان في ووهان، عاصمة مقاطعة هوبي، في الأسبوع الأول من شهر فبراير. واستغرق الأمر أقل من أسبوعين للانتقال من وضع حجر الأساس في الموقع إلى البدء باستقبال أول المرضى. والمستشفيان الجديدان - مستشفى ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪لماذا تُسبب السمنةُ تفاقمَ مرض كوفيد-19؟
غطية مجلة ساينس Science لأخبار كوفيد-19 يدعمها مركز بوليتزر ومؤسسة هيسينغ-سيمونز Pulitzer Center.
بقلم:     ميريديث وادمان
ترجمة:  مي بورسلي
 
في ربيع هذا العام، بعد أيام من ظهور أعراض تشبه أعراض الإنفلونزا والحمى، وصل رجل إلى غرفة الطوارئ في المركز الطبي بجامعة فيرمونت Vermont Medical Center. كان شابا، في أواخر الثلاثينات من عمره، وكان يعشق زوجته وأطفاله الصغار. وكان يتمتع بصحة جيدة، وقد كرّس ساعات لا نهاية لها في إدارة ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪الفيروس التاجي يثير التخمينات حول موسم الإنفلونزا
قلم:    كيلي سيرفيك
ترجمة: مي بورسلي
تغطية مجلة ساينس Science لأخبار كوفيد-19 يدعمها مركز بوليتزر  Pulitzer Center ومؤسسة هايسنغ-سيمونز  Heising-Simons Foundation.
في شهر مارس 2020، بينما كان نصف الكرة الجنوبي يستعد لموسم الإنفلونزا الشتوي أثناء محاربة مرض كوفيد-19 COVID-19، وضعت شيريل كوهين Cheryl Cohen -عالمة الأوبئة، وزملاؤها في المعهد الوطني للأمراض المعدية National Institute for Communicable Diseases بجنوب إفريقيا اختصار: ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪كيف تقاوم العدوى باستعادة شباب جهازك المناعي
قلم:    غرايام لاوتون
ترجمة: محمد الرفاعي
اغسل يديك بعنايةٍ لعشرين ثانية، غطّ عطستك بمرفقك، تجنب ملامسة وجهك، ابقَ على مسافة مترٍ عن الآخرين، وكملجأ أخير ٍ، اعزل نفسك بعيداً عن الجميع لمدة أسبوعٍ مع ما تحتاج إليه من أغراض. وإذا أردت أن تتجنب فيروس كورونا المستجد، فكل هذه أفكارٌ جيدةٌ. لكن، في نهاية المطاف، خطُ الدفاع الذي يقف بينك وبين الإصابة بكوفيد 19 Covid-19 هو جهازك المناعي.
نعلم أن الجهاز المناعي يَضْعُفُ عندما نتقدم في ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪لقاح أكسفورد آمن ويحفز على الاستجابة المناعية
قلم:    كلير ويلسون، جيسيكا هامزيلو، آدم فوغان، كونارد كويلتي-هاربر، ليلى ليفربول
ترجمة: مي منصور بورسلي
آخر أخبار فيروس كورونا حتى 20 يوليو 2020 الساعة 5 مساء
 
لقاح أكسفورد المرشح للتطعيم ضد الفيروس التاجي يبدو آمنًا ويحفز على الاستجابة المناعية
اللقاح ضد الفيروس التاجي Coronavirus الذي طورته جامعة أكسفورد University of Oxford بالتعاون مع شركة الأدوية آسترازينيكا AstraZeneca آمنٌ وينشط الاستجابة المناعية لدى الأشخاص، ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪مؤشر الابتكار العالمي 2020.. كوفيد-19 وتمويل الإبداع
أزمة كوفيد-19 ستؤثر في مجال الابتكار، وعلى قادته التصرف خلال الانتقال من مرحلة الاحتواء إلى مرحلة التعافي البحث العالمي المشترك عن حلول صحية للحد من تداعيات جائحة كورونا أظهر مدى قوة التعاون العالمي وأهميته  محمد الحسن كاتب علمي ومحرر، الكويت
    فيما كان العالم يسير بوتيرة متميزة في مجال الابتكار في السنوات القليلة الماضية، ويحقق إنجازات مهمة في هذا الشأن على صعيد معظم دول العالم، تغير المشهد كثيرا في الربع الثاني من العام ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪اتصالات الجيل الخامس 5G والجدل حول هواوي: لماذا يتجاوز البعد الأمني؟
آرثر لودرين Arthur Laudrain APB_Laudrain@ باحث بعد الدكتوراه في الأمن السيبراني - جامعة أكسفورد. ويدرس قضايا تقاطع التكنولوجيا والأمن الدولي.
في يناير 2020 أعلنت حكومة المملكة المتحدة أنها ستسمح لشركة هواوي الصينية بتوفير المعدات للمساعدة على بناء شبكة اتصالات الجيل الخامس اختصاراً: الشبكة 5G في البلاد. ورداً على ذلك، هددت الولايات المتحدة بحجب بعض معلوماتها الاستخباراتية عن المملكة المتحدة، وحذرت من أن المفاوضات التجارية ستواجه صعوبات ... (قراءة المقال)