مراحل الالتقاط المسبقة لأي مُستقبل

2013 تبسيط علم الإلكترونيات

ستان جيبيليسكو

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الفيزياء

يجب على المراحِل التي تسبق اللاقط في أيّ مُستقبِل RF أن تؤمِّن اكتساباً معقولاً مع إنتاجِ ضجيجٍ داخليّ بأقلّ ما يمكن.

ينبغي عليها أيضاً أن توفِّر قدراً من الانتقائيّة، بحيث لا "تتسرّب" الإشاراتُ ذات التردّدات البعيدة جداً عن التردّد المنشود لينجمَ عنها صورٌ ذات صعوبات في الدارات الأبعد على طول الخطّ.

 

– المُضخِّم المسبق

إذا أردنا استقبالَ إشاراتٍ ضعيفةٍ بشكل خاص، أمكننا أن نضع مُضخِّماً مسبقاً بتردّد راديوي RF مكتفياً ذاتيّاً بين المُستقبِل والهوائي المتعلّق به.

يبيِّن الشكل 10-4 مُضخِّماً مسبق بتردّد RF قابلاً للتوليف باستخدام ترانزستور JFET بقناة من النوع N. تؤمِّن دارة ذاتيّة-مكثّفة LC بعضاً من الانتقائيّة. يستطيع هذا المضخِّمُ توليدَ اكتساب مُفيدٍ يتراوح بين 5 و10 ديسيبل، اعتماداً على التردّد وعلى خيار ترانزستور الـ FET.

ينبغي على المُضخِّم المسبق أن يُبدِي خطّيّةً ممتازةً من أجل شكل موجة الإشارة، ممّا يُملي استخدامَ المستوى أ. ينجم عن اللاخطيّة تشوّهُ في الترنيم البيني (IMD) بما يُزيد من الخطر على الصور، ويُنقِص ربّما الحيز الديناميكي أيضاً.  

 

– طرف النهاية الأماميّة

نلاحظ غالباً عند تردّدات منخفضة ومتوسّطة ضجيجاً جوّيّاً قويّاً ناجِماً عن العواصِف البرقية وغيرها من الاضطرابات البيئيّة. يبدأ الضجيج الجوّي بالانخفاض فوق 30 ميغا هرتز، حيث يغدو الضجيجُ الداخليّ (الضجيج الكهربائي المتولِّد ضمن الدارات نفسِها) العامِلَ الأساسيّ في الحدّ من حساسيّة المُستقبِل.

ومن أجل هذا السبب، يصبح تصميمُ طرف النهاية الأماميّة حرجاً ومتزايدَ الأهميّة مع ارتفاع التردّد، خاصةً فوق 30 ميغا هرتز.

على طرف النهاية الأماميّة -مثل حالة المُضخِّم المسبق- أن يكون خطّيّاً بأكثر ما يستطيع. كلّما ازدادت درجة اللاخطيّة، كَبُر خطر تشوّه الـ IMD مع جميع مشاكِله المرتبطة.

يجب أن يؤمِّنَ طرفُ النهاية الأماميّة أكبرَ حيز ديناميكيّ ممكن، وإلاّ أمكن لإشارةٍ محلّيّة قويّة أن تُزيل حساسيّة المُستقبِل ضمن أغلب أو مجمل حيز تشغيله التردّدي.     

 

– المُنتقي المسبق

يُقدِّم المُنْتقي المسبق استجابةَ تمريرِ حزمةٍ -أو درجةَ انتقائيةٍ- تُحسِّن من نسبة الإشارة إلى الضجيج S/N أو تخفِّض من احتمالِ إزالةِ حساسيّةِ المُستقبِل بواسطة إشارةٍ قويةٍ بعيدةٍ عن تردّد التشغيل. يساعد المُنتقي المسبق في مُستقبِلِ تغايرٍ تردّدي فائقٍ المنظومةَ على رفض إشارات الصورة.

يمكن أن نُولِّفَ المُنتقيَ المسبق بواسطة التعقُّب (Tracking) عبر التحكُّم التوليفيّ الرئيس للمُستقبِل بحيث يبقى المنتقيُ السَّبقيّ مضبوطاً بشكلٍ صحيحٍ عندما نتحرّك من تردّد إلى آخر.       

 

فكرة مفيدة:  تتضمّن بعضُ المُستقبَلات القديمة – وخاصةً "أجهزة المذياع ذات الموجات القصيرة" التي تعود إلى خمسينيّات القرن المنصرم أو ما قبلها – مُنْتَقِياتٍ مسبقة يقدر المُشغِّلُ على ضبطها بشكلٍ مستقلّ عن التحكّم التوليفي الرئيس.

ينبغي على المُشغِّل أن يقوم بـالتوليف الدقيق للمنتقي المسبق – أو أن "يقرصه" – بعد إجراء تغييرٍ كبيرٍ في التحكُّم التوليفيّ الرئيس للمُستقبِل.                      

 

– مسألة 10-3 : 

لنفترض امتلاكَ مُستقبِلٍ لمُنْتَقٍ مسبق يقوم بالتعقّب عبر التحكّم التوليفيّ الرئيس. ماذا يحصل إذا خرج مثلُ هذا المُستقبِل عن الارتصاف بحيث لا تتطابق حزمةُ التمرير للمُنتقي المسبق دوماً مع تردّد إشارة الدّخل المنشودة؟

الحلّ: 

عندما يحصل مثلُ سوءِ الارتصاف هذا، يتناقص الاكتساب الإجماليّ للمُستقبِل عند تردّدات معيّنة. إذا أصبح سوءُ الارتصاف كبيراً فإن الحساسيّةَ والحيز الديناميكي ينخفضان أيضاً. 

 

– الخلّاطات

يتطلّب الخلّاط مكوناً – أو دارةً – غيرَ خطّيّةٍ، مُشوِّهةً لشكل الموجة، تُسهِّل على الإشارات أن تنبض وتتناقر إزاء بعضها البعض بحيث تُصدِر طاقةً عند تردّدات المجاميع والفروق.

تُعرَف الإشارات الجديدة باسم نتاجات الخلط. عندما نستخدِم مكونات غيرَ تضخيميّة – مثل الديودات – من أجل خلط الإشارات فإننا نحصل على خلاّط غير نشط.

تأتي صفةُ "غير نشط" من حقيقة عدم حاجة الدارة إلى مصدر طاقةٍ خارجيّ. لا يُقدِّم هذا المكون بكونه هكذا أيَّ اكتساب وكسبٍ في الإشارة (بل يُدخِل في الحقيقة بعضاً من الهدر).

يستخدِم الخلاّط النشط واحداً أو أكثر من الترانزستورات أو الدارات المتكاملة للحصول على اكتساب في الإشارة. يوضَع انحيازُ المكون المُضخِّم عادةً في المستوى أب₁ أو في المستوى أب₂ أو في المستوى ب.       

 

فكرة مفيدة:  عندما يصمِّم مهندسٌ مُستقبِلاً أحاديَّ التحويل فإنه يستطيع توليفَ خرجَ الخلاّط ليعطي استجابةً أمثليّةً عند تردّد المجموع أو عند تردّد الفرق، حسب الرغبة.  

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]