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
    كاي كوبفرشميدت ترجمه:   د. عبد الرحمن سوالمه تغطيه مجله ساينس Science لكوفيد-19 بدعم من مركز بوليتزر Pulitzer Centre في 10 مارس، عندما التقي 61 شخصًا للتدريب علي التراتيل بكنيسه  في ماونت فيرنون بواشنطن، بدا كل شيء طبيعيًا. ولمده ساعتين ونصف الساعه انشد المنشدون، وتناولوا الكعك والبرتقال، وانشدوا مره اخري. ولكن احدهم كان يعاني منذ ثلاثه ايام ما يبدو كانه زكام، والذي تبين فيما بعد انه كوفيد-19 COVID-19. وفي 12 مايو نشرت مراكز مكافحه ...
التقدم العلمي
‫‪هل أنت سجين "غرف الصّدى"؟
عمّار العاني باحث في المعلوماتيه وتاثير وسائل التواصل الاجتماعي، سوريه في الوقت الذي تظهر فيه معظم الابحاث العلميه ان ظاهره الاحترار العالمي والتغير المناخي حقيقه مؤكده، فان نحو 15% من الجمهور لا يصدق هذه النظريه ويعتبرها خدعه من قبل الحكومات. وتظهر الاحصاءات ان نحو 5% من الاهالي يمتنعون عن تقديم اللقاحات الاساسيه لاطفالهم ايماناً منهم باخطارها، علي الرغم من التوافق شبه الكامل في الاوساط الطبيه علي ان هذه المخاوف لا اساس لها.     وفي سياق ...
مجلة العلوم
‫‪"سرعة خاطفة": جهود أمريكية لإنتاج اللقاح تخرجإلى العلن
     جون كوهين ترجمه:   د. عبد الرحمن سوالمه الحكمه المتعارف عليها هي ان انتاج لقاح لكوفيد-COVID-19 19 لن يكون ممكنا قبل سنه علي الاقل من الان، ولكن جهود الجهات التنظيميه في حكومه الولايات المتحده، والتي تعرف بعمليه السرعه الخاطفه  Operation Warp Speed او اسرع من الضوء، لا تنطبق عليها هذه الحكمه التقليديه. وهذا المشروع،  المبهم حتي الان، والذي من المرجح ان يُعلِن عنه البيت الابيض رسميًا في الايام القادمه، سيختار مجموعه متباينه من ...
التقدم العلمي
‫‪الإشكاليات الطبية لمرض كوفيد 19
جمال المطر اختصاصي في امراض الاذن والانف والحنجره، الكويت تعد الكائنات الحيه الدقيقه والفيروسات من العوامل الممرضه الشائعه للانسان، ويتميز بعضها عن بعض بعدد من الخصائص والسمات. فبعض الفيروسات يصيب النباتات وبعضها يصيب الحيوانات، وهناك انواع تصيب الانسان مسببه له امراضاً متنوعه مثل متلازمه عوز نقص المناعه المكتسبه الايدز، والتهاب الكبد الفيروسي، والحصبه. ويشهد العالم حاليا اول جائحه يسببها فيروس كورونا الذي ينتمي الي فصيله فيروسات واسعه ...
التقدم العلمي
‫‪أصبح العدو القديم حليفًا .. استخدام الفيروسات في علاج السرطان
خالد صنبر، د. معتصم البارودي، د. نبيل احمد باحثون في مجال الامراض والفيروسات بكليه الطب في هيوستن، الولايات المتحده علي الرغم من كونها اكثر الكائنات بساطًه فان الفيروسات اتقنت عمليه التطور بصوره مذهله؛ فقد اتاح استغلال تلك المخلوقات الدقيقه لمخلوقات اكثر تعقيدًا، لحاجتها الي التكوينات الخلويه، قدره كبيره لها علي اجتياز العقبات التطوريه. ففي جينومنا الخاص، اتخذت الفيروسات مخبئًا لاحدي اكثر الرحلات نجاحًا عبر الزمن، اذ يعتقد ان نحو %10 من ...
التقدم العلمي
‫‪قصة الفيروسات .. 3 رواد أسهموا في اكتشافاتها المذهلة
اسلام حسين باحث في مجال الفيروسات في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، الوريات المتحده يعتبر اواخر القرن التاسع عشر العصر الذهبي لعلم الميكروبيولوجيا علم الاحياء المجهريه، اذ شهد اكتشافات كثيره عن بعض انواع المكروبات، وتحديدا البكتيريا والفطريات. وادت هذه الاكتشافات الي تكوين نظريه شموليه عن الميكروبات، تعرف بنظريه الجراثيم germ theory، التي بنيت علي معلومات توفرت لدي العلماء في ذلك الوقت. افترضت هذه النظريه توفر بعض الخصائص في اي مسبب مكروبي ...
التقدم العلمي
‫‪المادة السلبية.. أسرع من إيقاع الضوء والزمن
مغربي طبيب ومترجم وكاتب متخصص بالموضوعات العلميه، لبنان هل يمكن السفر باسرع من الضوء؟ اذا كان ايقاع الزمن يسير بسرعه الضوء، وفق نظريه اينشتاين عن النسبيه، الا يكون التحرك بسرعه الضوء او اكثر سفراً في الزمن ايضاً؟ اليس بموجب معادله اينشتاين الشهيره عن الماده والطاقه E=a.mc2 تتبدد الماده وتتحوّل الي طاقه صرفه عندما تصل الي التحرّك بسرعه الضوء، فكيف يمكن التنقل اسرع من الضوء من دون حدوث ذلك؟  يالف عُشاق السينما افلاماً عن اله الزمن Time ...
التقدم العلمي
‫‪هل أنت سجين "غرف الصّدى"؟
عمّار العاني باحث في المعلوماتيه وتاثير وسائل التواصل الاجتماعي، سوريه في الوقت الذي تظهر فيه معظم الابحاث العلميه ان ظاهره الاحترار العالمي والتغير المناخي حقيقه مؤكده، فان نحو 15% من الجمهور لا يصدق هذه النظريه ويعتبرها خدعه من قبل الحكومات. وتظهر الاحصاءات ان نحو 5% من الاهالي يمتنعون عن تقديم اللقاحات الاساسيه لاطفالهم ايماناً منهم باخطارها، علي الرغم من التوافق شبه الكامل في الاوساط الطبيه علي ان هذه المخاوف لا اساس لها.     وفي سياق ...
التقدم العلمي
‫‪أصبح العدو القديم حليفًا .. استخدام الفيروسات في علاج السرطان
خالد صنبر، د. معتصم البارودي، د. نبيل احمد باحثون في مجال الامراض والفيروسات بكليه الطب في هيوستن، الولايات المتحده علي الرغم من كونها اكثر الكائنات بساطًه فان الفيروسات اتقنت عمليه التطور بصوره مذهله؛ فقد اتاح استغلال تلك المخلوقات الدقيقه لمخلوقات اكثر تعقيدًا، لحاجتها الي التكوينات الخلويه، قدره كبيره لها علي اجتياز العقبات التطوريه. ففي جينومنا الخاص، اتخذت الفيروسات مخبئًا لاحدي اكثر الرحلات نجاحًا عبر الزمن، اذ يعتقد ان نحو %10 من ...
التقدم العلمي
‫‪الحوسبة الحديثة .. كيف تقود المعركة ضد فيروس كورونا المستجد؟
محمد حلمي باحث في مجال المعلوماتيه الحيويه، كندا عانت البشريه علي مدار قرون هجمات متتاليه من اوبئه حصدت ملايين الارواح، لكن في العصر الحديث تسلحت البشريه بمجموعه من الاسلحه استطاعت من خلالها مواجهتها والتغلب عليها. وفي ما مضي كان انتشار الامراض البكتيريه، كالطاعون والكوليرا والدفتريا، كافياً لتحول المرض الي جائحه، وكانت المضادات الحيويه هي السلاح الذي حسم المعركه لصالح البشريه. اما الامراض الفيروسيه الفتاكه، كالجدري وشلل الاطفال ...
التقدم العلمي
‫‪الإنفلونزا.. ماهيتها وأخطارها وطرق الوقاية منها
حسن زراقط استاذ محاضر وباحث في قسم الامراض الجرثوميه وعلم المناعه بالجامعه الامريكيه في بيروت، لبنان لطالما عرفت البشريه الانفلونزا، وتعاملت مع انواعها عبر القرون، وعالجتها المجتمعات بانماط عده من العلاجات اعتمادا علي ما تمتلكه من موارد طبيعيه او ما لديها من معتقدات دينيه، وصولا الي العلاجات الحديثه التي لاتزال عاجزه عن علاج عدد منها. والانفلونزا عدوي فيروسيه تهاجم الجهاز التنفسي، وهي مسبب رئيسي للالتهابات الحاده للجهاز التنفسي. تفشي ...
التقدم العلمي
‫‪النفايات الطبية في زمن كورونا.. إدارة حكيمة لتلافي الأخطار الكارثية
البسام كاتب علمي ، الكويت        لم تقتصر تداعيات فيروس كورونا المسبب لجائحه كوفيد-19 علي العدد الكبير من حالات الاصابه والوفاه، ولا علي المجالات الاقتصاديه والسياسيه والتعليميه، ولا علي العلاقات الاجتماعيه والعائليه، بل امتدت لتشمل كل مجالات الحياه وتشعباتها، وجميع مناحي المعيشه وتفاصيلها، حتي غدت حاضره في كل جزئيه من الجزئيات اليوميه للانسان، ومرتبطه بكل تحركاته داخل المنازل وخارجها.      وعلي الرغم من الاضرار الهائله التي خلفتها تلك ...
‫‪مجرة درب التبانة و جيرانها
عليكم .. في كثير من حلقات البرنامج السابقه تكلمنا عن اهم عناصر المجموعه الشمسيه التي نعيش فيها من كواكب و اقمار و كيوكبات و احزمه .. و انتهينا بشرح عن بلوتو و حدود المجموعه الشمسيه .. ولكن هذه المجموعه تقع و تدور ضمن كيان و محيط اكبر .. و هي المجره التي نعيش فيها و تحوي الملايين و الملايين من النجوم المشابهه لشمسنا و غيرها من الشموس و نطلق عليها درب التبانه .. في هذه الحلقه سنسافر في رحله كونيه بعيده نتعرف فيها علي بنيه المجره و مكوناتها ...
مجلة العلوم
‫‪لقاح كوفيد-19 يحمي النسانيس
     جون كوهين ترجمه:   د. عبد الرحمن سوالمه للمره الاولي في التاريخ، فان احد اللقاحات المتعدده لكوفيد-19 COVID-19 قيد التطوير استطاع حمايه حيوان؛ نسناس المكاك الريسوسي Rhesus macaques في هذه الحاله، من فيروس كورونا المستجدNew Coronavirus. واللقاح عباره عن تركيبه من الطراز القديم تتكون من نسخه مُعطَّله كيميائيًا من الفيروس، ولم تنتج اي اعراض جانبيه واضحه في النسانيس؛ في 16 من ابريل بدات التجارب علي البشر. وهناك نتائج مشجعه من التجارب ...
مجلة العلوم
‫‪هذا هو مستقبل الجائحة
  سيوبان روبرتس Siobhan Roberts ترجمه: د. ليلي الموسوي نعرف الان، خلافًا للتنبؤات الخاطئه، ان الفيروس التاجي المستجد كورونا Novel coronavirus  سيبقي معنا لفتره طويله. ومارك ليبْزيتش Marc Lipsitch، وهو الاختصاصي بعلم الاوبئه المُعدِيه Infectious disease epidemiologist من كليه  تي. اتش. تشان T.H. Chan School of Public Health في جامعه هارفارد يقول: لا نعرف بدقه بعد كم من الوقت سيستغرق ذلك، فالامر يعتمد علي اداره الجائحه علي مدي يتراوح من ...
مجلة العلوم
‫‪ما الذي نتعلمه من أربعة فيروسات كورونا عن كوفيد-19 عبر التاريخ؟
     انتوني كينغ ترجمه:   د. عبد الرحمن سوالمه عام 1889 انتشرت فاشيه مرضيه Outbreak من وسط اسيا الي العالم، بادئه بذلك جائحه Pandemic امتدت اثارها الي السنه التاليه. وكانت تسبب الحمي والتعب، ويتوقع انها قتلت مليون شخص. فقد القي لوم هذا المرض علي الانفلونزا Influenza بشكل عام، واعطي الاسم الانفلونزا الروسيه Russian flu. ولكن، في ظل عدم وجود عينات نسيجيه للفحص بحثًا عن فيروس الانفلونزا Flue virus، لا توجد ادله قاطعه علي ذلك. وهناك احتمال ...
مجلة العلوم
‫‪المُسوحات الأولية للأجسام المضادة تثير الغضب حول مدى دقتها وتحيزها!
 غريتشن فوغل ترجمه:   د. عبد الرحمن سوالمه [ملاحظه: تغطيه مجله ساينس Science لكوفيد-19 يدعمها مركز بوليتزر Pulitzer Centre] مسحُ اعداد كبيره من الاشخاص بحثًا عن الاجسام المضاده Antibodies لفيروس كورونا المستجد   New coronavirus يَعِدُ بتبيان مدي انتشار العداوي غير المُشخَّصه، ومدي قدره الفيروس علي القتل، حتي ولو كانت هناك نسبه كافيه من الاشخاص الذين طوّروا مناعه ضد الفيروس من اجل تخفيف اجراءات التباعد الاجتماعي Social distancing. ولكن ...
مجلة العلوم
‫‪كيف تتطور طفرات فيروس الكورونا وينتشر
جوناثان كوروم و كارل زيمر ترجمه: د. ليلي الموسوي April 30, 2020 جينوم فيروس الكورونا يتالف الفيروس التاجي من غشاء دهني مليء بالتعليمات الوراثيه لصنع ملايين النسخ منه. ويتم ترميز التعليمات في 30 الف حرف من حروف الحمض النووي الريبوزي RNA – هي: - a, c, g, u – التي تقرؤها الخليه المصابه وتُترجِمُها الي انواع عديده من بروتينات الفيروس. 26 ديسمبر  فيروس كورونا جديد في ديسمبر ظهرت مجموعه من حالات الالتهاب الرئوي الغامضه عند  سوق الماكولات ...