مُضخِّمات التردّد الراديوي (RF) للقدرة ذات الحزمة العريضة

2013 تبسيط علم الإلكترونيات

ستان جيبيليسكو

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الفيزياء

يوفِّر مُضخّمُ القدرة بتردّد راديوي (RF PA) ذو الحزمة العريضة سهولة تشغيل نسبيّاً لأن دارتَه لا تحتاج لتوليف، وبالتالي لا داع لقلق المشغل لحاجته للقيام بضبطٍ حرِج لها. مع ذلك تكون مُضخّمات القدرة RF عريضة الحزمة أقلَّ فعاليّةً من مقابلاتِها المُولَّفة.

يُضخِّم مُضخِّم القدرة عريض الحزمة أيّ إشارةٍ يقع تردّدها في حيز تصميمه، بغض النظر عن النيّة بإرسال الإشارة أم لا.

إذا كان لدارةٍ ما في المُرسِل الناقِل تغذيةٌ راجعة كبيرة -بشكلٍ يسبّب اهتزازاً عند تردّد مختلف عن تردّد الإشارة المنشود- وإذا وقعت هذه الإشارة غير المنشودة ضمن حيز التردّد التصميميّ لمُضخِّم قدرة عريض الحزمة، فإن التضخيم سوف يطرأ على الإشارة غير المرغوب بها بالإضافة إلى الإشارة المنشودة، ممّا يُنتِج بثاً زائفاً. يشكِّل هذا البث "طوارئَ تشغيلية" بسبب قدرتها على التداخل مع نظم اتّصالات أخرى.       

يبيّن الشكل 7-12 دارةً نموذجية لمضخِّم قدرة تستخدم ترانزستور قدرة NPN.

تُشكِّل المحوّلات قسماً حرجاً من هذه الدارة، إذ عليها العمل بفعاليّة ضمن حيز واسع من التردّدات. تعمل هذه الدارة جيّداً عند تردّدات تمتدّ تقريباً من 1 ميغا هرتز إلى 30 ميغا هرتز.

 

– مسألة 7-6 :

ماذا تمثّل الخطوط المتقطّعة في رموز المحوِّل والمحث في الأشكال 7-10 و7-11 و7-12 ؟

الحلّ: 

تمثل الخطوط المتقطّعة بين لفّات المحوّلات أو المجاورة للفّات وشيعة الحث قلوباً من الحديد المسحوق.

 

ألا تزال تكافح؟

قد تتساءل عن سبب رغبة مهندسٍ ما أن يستخدم قلوباً من الحديد المسحوق في دارات الأشكال 7-10 و7-11 و7-12، بدلاً من القلوب الحديديّة الصلبة أو الصفائحيّة (والتي نمثّلها في رموز المحوِّل بخطوط متواصلة بدلاً من الخطوط المتقطّعة).

لا تعمل قلوب المحوّلات أو وشائع الحث من الحديد الصلب أو الصفائحي بشكلٍ جيّد في التطبيقات ذات التردّد الراديوي RF بسبب ظهور تيّارات جوّالة ضمنها ممّا يتسبّب بتسخينها ويُفقِد المحوّلاتِ ووشائعَ الحث قدرة إشارةِ RF كان من الممكن الاستفادة منها.

 

– مسألة 7-7  :

ما هو سبب اعتمادنا لقلوب الحديد المسحوق في مخطّطات الأشكال 7-10 و7-11 و7-12 عوضاً عن القلوب الهوائية؟

الحلّ: 

عندما يكون قلب المحوِّل أو المحث مصنوعاً من الحديد المسحوق فإن ذاتيّة الحث في كلّ لفّة وشيعةٍ تزداد بالمقارنة مع ذاتية الحث في قلبٍ هوائي، بافتراض أن الوشيعةَ لها نفس الأبعاد وعدد اللفّات. بعبارة أخرى، تسمح لنا قلوب الحديد المسحوق باستعمال محوّلات ووشائع بعدد لفّات أقلّ ممّا كنّا سنحتاجه في حالة القلوب الهوائية.

علاوةً على ذلك، يُركِّز الحديد المسحوق أغلب التدفّق المغنطيسي في مادّة القلب، وبالتالي يبرز قسمٌ قليلٌ منه نسبيّاً خارج ملفّ الوشيعة حيث يمكن له أن يتسبّب بتعطيل عمل المكونات الأخرى.

يمكن للمحوّلات والمحثات ذات القلوب الهوائية أن تُستخدَم في التطبيقات ذات التردّد الراديوي (ويستعملها البعض فعلاً هنا) وذلك عندما تكون قيمُ ذاتيات الحث التي نحتاجها صغيرةً إلى حدّ ما. لا تعمل الوشائع ذات القلوب الهوائية بشكل جيّد في التطبيقات ذات التردّد الراديوي لأنها لا تسمح لنا بالحصول على حث كاف.  

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]