الفيزياء

دارة كولبيتس

2013 تبسيط علم الإلكترونيات

ستان جيبيليسكو

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الفيزياء

تتضمّن طريقةٌ أخرى للحصول على تغذية راجعة بتردّد راديوي RF وَصْلاً تفريعيّاً للمكثّفة عوضاً عن ذاتية الحث في دارة ذاتية-مكثّفة LC مُولَّفة موضوعة على التوازي.

يُبيّن الشكل 8-4 دارتَي هزّاز كولبيتس(Colpitts Oscillator)، واحدة ذات ترانزستور ثنائي القطبية من النوع NPN (عند A) وأخرى ذات ترانزستور JFET بقناة N (عند B).

نتحكّم في نُظُم كولبيتس بمقدار التغذية الراجعة عبر ضبط نسبة المكثّفات على التسلسل والتي تظهر عبر الملفّ الوشيعي.

يعتمد التردّد الاهتزازي على القيمة الصافية C للمكثّفات على التسلسل، وكذلك على ذاتيّة الحث L للملفّ الوشيعي المتغيّر. تظلّ العبارة العامة لحساب التردّد الطنيني صالحةً كما في حال هزّازات آرمسترونغ وهارتلي.

 

إذا مثّلت C1 وC2 قيمتَي المكثّفتَين على التسلسل الموصولتين عبر المُحث المتغيّر فيمكن عندها حساب المكثّفة الصافية C لضمّ المكثّفتَين بالعلاقة:

إذا أردنا أن تكون هذه العبارةُ صالحةً فعلينا عندها تقدير جميع المكثّفات بالوحدات نفسها (عادةً بالبيكوفاراد في دارة هزّاز RF).

سوف نجد أنه من الأفضل في دارة كولبيتس تغييرُ ذاتية الحث -بدلاً من سعة المكثّفة- من أجل ضبط تردّد الاهتزاز.

يمكن أن نغيِّر ذاتيّة الملفّ اللولبيّ عبر زلق قضيبٍ من الحديد المسحوق يُدعى بـ الرصاصة (Slug) داخل وخارج الوشيعة الملفوفة حول شكلٍ مُجوَّفٍ لدائني أو سيراميكي. تؤمّن دارة كولبيتس المُصمّمة بشكل جيّد مقداراً استثنائياً من الاستقرار والوثوقيّة.

 

– مسألة 7-1   

ما هو الهدف من السعة الثابتة للمكثّفة بين دارة الطنين المُولَّفة LC وبوّابة JFET في دارة هزّاز كولبيتس في الشكل 8-4B؟

الحلّ: 

تسمح المكثّفة بوضع انحياز التيار المستمرّ DC عند البوّابة وذلك عبر الوصل بمقاومة بين البوّابة والأرضيّ.

لو لم تكن المكثّفة الثابتة موجودةً لَقُصِرت البوّابة بالأرضي من أجل تيّار مستمرّ عبر ملفّ الحث في الدارة المُولَّفة، ممّا يجعل JFET يعمل تحت شرط الانحياز المعدوم.

 

– فكرة مفيدة:  علينا -كما في حالة دارة هارتلي- أن نبقي مقدار التغذية الراجعة الضروريّة للحصول على اهتزازٍ في هزّاز كولبيتس أصغريّاً.

يعتمد مقدار التغذية الراجعة على نسبة المكثُّفات على التسلسل عبر المحث المتغيّر. عندما نجعل مكثّفةَ القاعدة-الطرف أو البوّابة-الطرف أصغرَ، ومكثّفةَ الأرضي-الطرف أكبر فإننا نقوم بإنقاص التغذية الراجعة.

عندما نكبِّر مكثّفة القاعدة-الطرف أو البوّابة-الطرف ونُصغِّر مكثّفة الأرضي-الطرف فإن التغذية الراجعة تزداد. تحدث التغذية الراجعة -كما في حالة دارة هارتلي- بين الباعِث والقاعدة (في الترانزستور ثنائي القطبيّة)، أو بين المصدر والبوّابة (في ترانزستور الأثر الحقلي).  

 

– ألا تزال تكافح؟

ألا تزال تتساءل عن سبب أخذنا للخرج من دارة الباعِث أو المصدر -بدلاً من دارة المُجمِّع أو المصرِف- في دارتَي هارتلي وكولبيتس المُبيَّنتَين في الشكلَين 8-3 و8-4.

في الحقيقة، يمكننا أن نأخذ الخرج من المجمِّع أو المصرِف، وربّما سوف تعمل الدارةُ عندها "إلى حدّ ما". مع ذلك، إذا قمنا بهذا الأمر فإننا نُزيد خطرَ أن يكون لدينا في النهاية هزاز بمُميّزات استقرارٍ سيّئة.

وبشكل خاص، قد يكون الهزاز غيرَ موثوقٍ. سوف نعرِّف عوامِل الاستقرار ونتفحّصها قريباً.    

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)
مجلة العلوم
‫‪الهرمونات الجنسية  تفسر سبب إصابة الرجال أكثر بالفيروس
قلم:       ميريديث وادمان
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
في يناير ذكرت إحدى أولى النشرات العلمية عن المصابين بفيروس كورونا المستجد  Novel coronavirus في ووهان بالصين، أن ثلاثة من كل أربعة أدخلوا المستشفى كانوا ذكورًا. ومنذ ذلك الوقت أكدت بيانات من مختلف أنحاء العالم أن الرجال يواجهون خطرًا أكبر للإصابة بمرض شديد أو الوفاة، وأن الأطفال مستَثْنَوْن بشكل كبير. مؤخرًا، توصل العلماء الذين يبحثون في الكيفية التي يؤدي  الفيروس بها إلى الوفاة ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪دراسات كبيرة تذوي آمال عقار الهيدروكسي كلوروكوين
قلم:      كاي كوبفرشميدت
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
تغطية مجلة ساينس Science لأخبار كوفيد-19 يدعمها مركز بوليتزر Pulitzer Center.
عبر ضباب مزاعم الاستغلال، والأمل، والمبالغة في الدعاية، والتسييس الذي يكتنف الدواء هيدروكسي كلوروكوين Hydroxychloroquine، دواء لعلاج الملاريا Malaria الذي أعلن عنه كعلاج لمرض كوفيد-19 COVID-19، تبدأ حاليا الصورة العلمية بالتجلي.
الهيدروكسي كلوروكوين الذي أثنى عليه رؤساء كمعجزة شفائية محتملة ... (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)
‫‪مجرة درب التبانة و جيرانها
لسلام عليكم .. في كثير من حلقات البرنامج السابقة تكلمنا عن اهم عناصر المجموعة الشمسية التي نعيش فيها من كواكب و أقمار و كيوكبات و احزمة .. و انتهينا بشرح عن بلوتو و حدود المجموعة الشمسية .. ولكن هذه المجموعة تقع و تدور ضمن كيان و محيط اكبر .. و هي المجرة التي نعيش فيها و تحوي الملايين و الملايين من النجوم المشابهة لشمسنا و غيرها من الشموس و نطلق عليها درب التبانة .. في هذه الحلقة سنسافر في رحلة كونية بعيدة نتعرف فيها على بنية المجرة و مكوناتها ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪كم خطوةً يجب أن تخطو كل يوم؟ حسناً، الجواب ليس 10,000 خطوة
قلم: هيرمان بونتزر
ترجمة: محمد الرفاعي
عليك أن تنسى القاعدة التي تقول إن علينا المشي 10,000 خطوة. فعلوم الرياضة الحديثة والبيولوجيا التطورية تحدد كمية التمرين التي يحتاج إليها الجسم البشري  فعليّاً
سباق سباين تشالينجر Spine Challeneger هو سباقٌ شاق، إذ  يمتد في الشتاء القارس عبر أصعب 174 كيلومتراً من منطقة بينينيس Pennines، التي تشكل العمود الفقري الجيولوجي لإنجلترا، ويجب أن يُقطع في غضون 60 ساعة. وأولئك الذين ينجحون في ذلك ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪تطوّر العناصر الإلكترونية
. سلطان إبراهيم الخلف
علم الإلكترونيات من العلوم الحديثة التي لها دور كبير في خدمة تقدم البشرية، ولعل خير دليل على ذلك هو أنه أساس انبثاق عصر المعلوماتية الذي يتميز به عالمنا المعاصر. وما أجهزة الحاسوب المحمول والهواتف الذكية إلاّ أمثلة على ذلك، إذ يستطيع الفرد بواسطتها التواصل مع الآخرين بالصوت والصورة والرسائل الإلكترونية، والوصول إلى المعلومة المطلوبة ببساطة، ومتابعة الأحداث ومشاهدتها أولاً فأولاً عن طريق الإنترنت.
ويرجع علم ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪تطور الكيمياء الحيوية ومآلات نظرية دارون
. فداء ياسر الجندي
أدى التطور الهائل لعلم الكيمياء الحيوية منذ أواسط القرن الماضي وحتى اليوم إلى تغير جذري في معرفة العلم والطب بما يجري في جسم الإنسان، وبالذات في مقومات الحياة؛ وفتح ذلك المجال لمناقشة أمور عدة في مجالات علمية شتى، منها نظرية التطور لتشارلز دارون ومآلاتها حيال ذلك التطور. فقد تبين للعلماء من خلال ذلك التطور في علم الكيمياء الحيوية أن حياة أي كائن حي قائمة على عدد يصعب حصره من الآلات والأجهزة التي تعمل بشكل متكامل ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪عالم الكمّ غريبٌ جدا- ربما عرفنا السبب الآن
قلم: سيارين لي ترجمة: همام بيطار
ارمِ كرةً نحو الحائط، وراقبها وهي ترتد، التقطها، حتى الآن الأمور جيدةٌ جدّاً. الكرة لم تختفِ فجأة عبر الجدار، أو تتحول إلى شيءٍ آخر. وما حدث طبيعيٌ جدا، فالسلوك المتوَقع الذي شهدته ما هو إلّا تطبيقاً لفيزياء كلاسيكية. وحتى عام 1900 كانت تُسمى الفيزياء فقط، بغض النظر عن المادة المدروسة، سواء أكانت جسيمات أم كواكب، فالقوانين التي تحكم ارتداد الكرة يمكن استخدامها لوصف أي شيءٍ آخر في هذا الكون، لقد كان العالم ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪الـــــذاكــــرة.. خزان المعلومات ومجمع الخبرات
. نادية رتيب
الذاكرة هي ذلك الجزء من الدماغ البشري الذي تتجمع فيه المعلومات التي نكتسبها خلال حياتنا، وهي سجل مفصل بالمعلومات التي نكتسبها عن طريق الحواس، وهي أيضاً مكان معالجة المعلومات وتنسيقها وتحويلها إلى أنماط يمكن تمييزها وإدراكها، ومن ثم فهمها، وهي التي تساعدنا على تفسير الأشياء وتصنيفها، كما أنها مكان التحكم في هذه المعلومات وضبطها وتوجيهها الوجهة الصحيحة، وهي المكان الذي نحل فيه مشكلاتنا ونتخذ فيه قراراتنا ونوجه فيه سلوكنا، ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪المتجر المتكامل الأول في العالم للبرامج الكمية – أو كما نأمل – قد وصل
ي الحوسبة الكمية، ليست وحدها الحواسيب هي التي يصعب بناؤها. ولكنها تحتاج أيضاً إلى خوارزميات كمّيّة معقدة – أو برمجيات متخصصة مُصمَّمة للحصول على أفضل ما تقدمه الآلات.
وقد ذاع صيت آلان أسبورو-غوزيك Alán Aspuru-Guzik  في الدوائر الأكاديمية عبر تطوير هذه الأنواع من الخوارزميات، والآن يحاول توفيرها في سوق أكبر. فهو أستاذ في جامعة هارفارد Harvard University و سينتقل إلى جامعة تورونتو University of Toronto وهو في قائمة المبتكرون تحت 35 عاماً ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪الـــــذاكــــرة.. خزان المعلومات ومجمع الخبرات
قلم:  د‭. ‬نادية‭ ‬رتيب   الذاكرة‭ ‬هي‭ ‬ذلك‭ ‬الجزء‭ ‬من‭ ‬الدماغ‭ ‬البشري‭ ‬الذي‭ ‬تتجمع‭ ‬فيه‭ ‬المعلومات‭ ‬التي‭ ‬نكتسبها‭ ‬خلال‭ ‬حياتنا،‭ ‬وهي‭ ‬سجل‭ ‬مفصل‭ ‬بالمعلومات‭ ‬التي‭ ‬نكتسبها‭ ‬عن‭ ‬طريق‭ ‬الحواس،‭ ‬وهي‭ ‬أيضاً‭ ‬مكان‭ ‬معالجة‭ ‬المعلومات‭ ‬وتنسيقها‭ ‬وتحويلها‭ ‬إلى‭ ‬أنماط‭ ‬يمكن‭ ‬تمييزها‭ ‬وإدراكها،‭ ‬ومن‭ ‬ثم‭ ‬فهمها،‭ ‬وهي‭ ‬التي‭ ‬تساعدنا‭ ‬على‭ ‬تفسير‭ ‬الأشياء‭ ‬وتصنيفها،‭ ‬كما‭ ‬أنها‭ ‬مكان‭ ‬التحكم‭ ‬في‭ ‬هذه‭ ... (قراءة المقال)
اظهر المزيد

مقالات ذات صلة

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق
إغلاق