دارة كلاب

2013 تبسيط علم الإلكترونيات

ستان جيبيليسكو

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الفيزياء

يستخدِم شكلٌ مُحرَّفٌ لهزّاز كولبيتس دارةً مُولَّفةً طنينيّة تسلسليّةً، ويبيّن الشكل 8-5A رسماً تخطيطيّاً لهزّاز كلاب (Clapp Oscillator) ذي ترانزستور ثنائي القطبية من النوع NPN، بينما يبيّن الشكل 8-5B الرسمَ المساوي من أجل دارة JFET بقناة N.

يؤمِّن تصميم هزّاز كلاب استقراراً ممتازاً في التطبيقات ذات التردّد الراديوي RF. إذا استخدمنا مكوّناتٍ ذات نوعية عالية (وخاصة المحث والمكثّفات في دارة الطنين) فإن تردّد دارة كلاب سوف يتأرجح – أو ينزاح – تحت الشروط المُحيطة المتغيّرة بشكلٍ أقلّ من انزياح تردّدات دارات هارتلي أو كولبيتس المكافئة.

يمكننا أن نجعل دارة كلاب تبدأ بالاهتزاز بسهولة عند تشغيلها، وسوف تستمرّ بالاهتزاز في أوضاع تفشل فيها تصاميم أخرى. يمكننا استعمال مكثّفة متغيّرة من أجل التحكّم في التردّد، ممّا يشكِّل ميزةً بالمقارنة مع تصميم كولبيتس الاعتيادي لأن كلفةَ المكثّفات المتغيّرة أقلّ من كلفة ذاتيّات الحث المتغيّرة.

نقوم من أجل منع قَصْر إشارةِ الخرج نحو الأرضيّ بربط مِخنقة ذات تردّد راديوي (RFC) على التسلسل مع الباعِث أو المصدر في دارات كولبيتس أو كلاب. نورد كقيمٍ نموذجية لذاتيّات حث مخنقة التردّد الراديوي RF القيمةَ 100 مكروهنري عند تردّد مثل 15 ميغا هرتز، و10 ملّي هنري من أجل تردّد 150 كيلو هرتز.

تُسبّب مخنقة الـ RF – وكما يُشير اسمها – خنقَ وإيقافَ تيّارات التردّد الراديوي بينما تسمح بمرور التيّار المستمرّ DC والتيّار المتناوب AC ذي التردّد المنخفض بدون أي إعاقة.

 

مسألة 8-2 :

كيف يرتبط تردّد الاهتزاز في دارة هزّاز كلاب في الشكل 8-5A مع قيمة المكثّفة المتغيّرة مُقدَّرةً بالبيكو فاراد؟

الحلّ: 

عندما تُزيد  قيمةَ المكثّفة المتغيّرة مُقدَّرةً بالبيكو فاراد، فإن سعة مجموعة المكثّفات (تجد أربعاً منها على التسلسل عندما تدور حول دارة الطنين) تزداد أيضاً.

إذا تفحّصت عبارة التردّد الطنيني لدارةٍ مُولَّفة فإنك سترى أن التردّد يتناسب عكسياً مع الجذر التربيعي للمكثّفة.

لذلك، يتناقص تردّد الاهتزاز عندما تزداد سعة المكثّفة المتغيّرة، بينما يعلو تردّد الاهتزاز مع تناقص سعة المكثّفة المتغيّرة.  

 

فكرة مفيدة:  يمكن لديودات نصف ناقلة خاصّة عند التردّدات فائقة العلو (UHF) وعند تردّدات الموجات المكروية الراديويّة أن تعمل كهزّازات. نورد كأمثلة ديود غَن GUNN، وديود إمبات IMPATT، والديود النفقي. قرأت عن هذه الديودات في الفصل 5.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]