الفيزياء

الهزّازات ذات بلّورات التحكّم

2013 تبسيط علم الإلكترونيات

ستان جيبيليسكو

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الفيزياء

يمكننا – في حال لم نرغب دوماً بتغيير تردّد هزّاز الـ RF– استخدامُ بلّورة كوارتز، وتُدعى أيضاً بـ بلّورة كهرو ضغطيّة – بدلاً من دارة LC مُولَّفة.

تؤمِّن الهزّازات ذات بلّورات التحكّم (Piezoelectric Crystal) استقراراً أفضل من ذاك الذي لهزّازات الـ LC المُولَّفة.

 

– دارة بيرس

يُوضِّح الشكل 8-6 هزّاز بيرس (Pierce Oscillator)، وهو أحد أكثر التصاميم ذات بلّورات التحكّم شيوعاً. لدينا عند A ترانزستور ثنائي القطبية من النوع NPN، بينما نستخدم في B ترانزستوراً JFET بقناة N.

يمكننا أن نشذّب (نضبط) التردّد بحوالي ±0.1% من قيمة التردّد وفق التصميم إذا وصلنا ذاتية الحث على التسلسل مع البلّورة، أو إذا وصلنا مكُثّفةً على التوازي مع البلّورة.

يعتمد التردّد الأساسي للهزّاز ذي بلّورة التحكّم على سماكة البلّورة، وأيضاً على الزاوية التي قُطِعت وفقها البلّورة في الأصل من عيّنة الكوارتز. تتغيّر تردّدات البلّورات مع تغير درجات الحرارة، ومع ذلك فإن البلّورات في غالبية الأوضاع العمليّة تُبدي استقراراً تردّديّاً أفضلَ ممّا تُبديه دارات الـ LC الطنينيّة.  

 

فكرة مفيدة:  تُوضع بعض الهزّازات البلّوريّة في حجراتٍ معزولةٍ حراريّاً يتمّ التحكّم بدرجة حرارتها، وتُدعى بأفران بلّوريّة.

تُحافظ هذه البلّورات على تردّدها بشكلٍ دقيقٍ جداً بحيث يمكننا استعمالُها كأجهزة قياسيّة للتردّد من أجل معايرة هزّازات أخرى، إذ لا يحيد تردّدها إلاّ نادراً بأكثر من بضعة أجزاء من المليون عن قيمته الأصليّة (على سبيل المثال، تتغيّر التردّدات العامِلة من رتبة عدّة مئات من الكيلو هرتز بمقدار بضعة هرتزات فقط).   

 

– دارة راينارتز

يؤمّن هزّاز بلّورة راينارتز (Reinartz Crystal Oscillator) فعاليّةً عاليةً وخرجَ إشارةٍ توافقيّاً أصغريّاً. وكحال الهزّازات الأخرى، يمكننا من أجل المكون الفعّال استعمالُ إمّا الترانزستور ثنائي القطبية أو ترانزستور الأثر الحقلي.

يقدِّم الشكل 8-7 رسماً تخطيطيّاً لهزّاز راينارتز يستخدم ترانزستوراً JFET بقناة N. نُدخِل دارة مكثّفة -وشيعة LC في خط المصدر ونولّفها لما يقارب نصفَ تردّد البلّورة.

نولِّف دارة LC الطنينيّة الموضوعة على التوازي في خطّ المصرِف – والمُشكَّلة من تركيبة المكثّفة المتغيّرة والوشيعة الأوّليّة لمحوِّل الخرج – على تردّد يعلو بقليل تردّد البلّورة الأساسيّ وفق تصميمِه

مجلة العلوم
‫‪عناقيد الحالات: لغز رئيسي من ألغاز جائحة كورونا
قلم:      كاي كوبفرشميدت
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
تغطية مجلة ساينس Science لكوفيد-19 بدعم من مركز بوليتزر Pulitzer Centre
في 10 مارس، عندما التقى 61 شخصًا للتدريب على التراتيل بكنيسة  في ماونت فيرنون بواشنطن، بدا كل شيء طبيعيًا. ولمدة ساعتين ونصف الساعة أنشد المنشدون، وتناولوا الكعك والبرتقال، وأنشدوا مرة أخرى. ولكن أحدهم كان يعاني منذ ثلاثة أيام ما يبدو كأنه زكام، والذي تبين فيما بعد أنه كوفيد-19 COVID-19. وفي 12 مايو نشرت ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪هل أنت سجين "غرف الصّدى"؟
. عمّار العاني باحث في المعلوماتية وتأثير وسائل التواصل الاجتماعي، سورية
في الوقت الذي تظهر فيه معظم الأبحاث العلمية أن ظاهرة الاحترار العالمي والتغير المناخي حقيقة مؤكدة، فإن نحو 15% من الجمهور لا يصدق هذه النظرية ويعتبرها خدعة من قبل الحكومات. وتظهر الإحصاءات أن نحو 5% من الأهالي يمتنعون عن تقديم اللقاحات الأساسية لأطفالهم إيماناً منهم بأخطارها، على الرغم من التوافق شبه الكامل في الأوساط الطبية على أن هذه المخاوف لا أساس لها.
   ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪"سرعة خاطفة": جهود أمريكية لإنتاج اللقاح تخرجإلى العلن
قلم:       جون كوهين
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
الحكمة المتعارف عليها هي أن إنتاج لقاح لكوفيد-COVID-19 19 لن يكون ممكنا قبل سنة على الأقل من الآن، ولكن جهود الجهات التنظيمية في حكومة الولايات المتحدة، والتي تعرف بعملية السرعة الخاطفة  Operation Warp Speed أو أسرع من الضوء، لا تنطبق عليها هذه الحكمة التقليدية. وهذا المشروع،  المبهم حتى الآن، والذي من المرجح أن يُعلِن عنه البيت الأبيض رسميًا في الأيام القادمة، سيختار مجموعة متباينة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪الإشكاليات الطبية لمرض كوفيد 19
. جمال المطر اختصاصي في أمراض الأذن والأنف والحنجرة، الكويت
تعد الكائنات الحية الدقيقة والفيروسات من العوامل الممرضة الشائعة للإنسان، ويتميز بعضها عن بعض بعدد من الخصائص والسمات. فبعض الفيروسات يصيب النباتات وبعضها يصيب الحيوانات، وهناك أنواع تصيب الإنسان مسببة له أمراضاً متنوعة مثل متلازمة عوز نقص المناعة المكتسبة الإيدز، والتهاب الكبد الفيروسي، والحصبة. ويشهد العالم حاليا أول جائحة يسببها فيروس كورونا الذي ينتمي إلى فصيلة فيروسات واسعة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪أصبح العدو القديم حليفًا .. استخدام الفيروسات في علاج السرطان
. خالد صنبر، د. معتصم البارودي، د. نبيل أحمد باحثون في مجال الأمراض والفيروسات بكلية الطب في هيوستن، الولايات المتحدة
على الرغم من كونها أكثر الكائنات بساطًة فإن الفيروسات أتقنت عملية التطور بصورة مذهلة؛ فقد أتاح استغلال تلك المخلوقات الدقيقة لمخلوقات أكثر تعقيدًا، لحاجتها إلى التكوينات الخلوية، قدرة كبيرة لها على اجتياز العقبات التطورية. ففي جينومنا الخاص، اتخذت الفيروسات مخبئًا لإحدى أكثر الرحلات نجاحًا عبر الزمن، إذ يعتقد أن نحو %10 من ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪قصة الفيروسات .. 3 رواد أسهموا في اكتشافاتها المذهلة
. إسلام حسين باحث في مجال الفيروسات في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، الوريات المتحدة
يعتبر أواخر القرن التاسع عشر العصر الذهبي لعلم الميكروبيولوجيا علم الأحياء المجهرية، إذ شهد اكتشافات كثيرة عن بعض أنواع المكروبات، وتحديدا البكتيريا والفطريات. وأدت هذه الاكتشافات إلى تكوين نظرية شمولية عن الميكروبات، تعرف بنظرية الجراثيم germ theory، التي بنيت على معلومات توفرت لدى العلماء في ذلك الوقت. افترضت هذه النظرية توفر بعض الخصائص في أي مسبب ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪المادة السلبية.. أسرع من إيقاع الضوء والزمن
.أحمد مغربي طبيب ومترجم وكاتب متخصص بالموضوعات العلمية، لبنان
هل يمكن السفر بأسرع من الضوء؟ إذا كان إيقاع الزمن يسير بسرعة الضوء، وفق نظرية آينشتاين عن النسبية، ألا يكون التحرك بسرعة الضوء أو أكثر سفراً في الزمن أيضاً؟ أليس بموجب معادلة آينشتاين الشهيرة عن المادة والطاقة E=a.mc2 تتبدد المادة وتتحوّل إلى طاقة صرفة عندما تصل إلى التحرّك بسرعة الضوء، فكيف يمكن التنقل أسرع من الضوء من دون حدوث ذلك؟
 يألف عُشاق السينما أفلاماً عن آلة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪هل أنت سجين "غرف الصّدى"؟
. عمّار العاني باحث في المعلوماتية وتأثير وسائل التواصل الاجتماعي، سورية
في الوقت الذي تظهر فيه معظم الأبحاث العلمية أن ظاهرة الاحترار العالمي والتغير المناخي حقيقة مؤكدة، فإن نحو 15% من الجمهور لا يصدق هذه النظرية ويعتبرها خدعة من قبل الحكومات. وتظهر الإحصاءات أن نحو 5% من الأهالي يمتنعون عن تقديم اللقاحات الأساسية لأطفالهم إيماناً منهم بأخطارها، على الرغم من التوافق شبه الكامل في الأوساط الطبية على أن هذه المخاوف لا أساس لها.
   ... (قراءة المقال)