 |
|
|
|
|||||
دوائر التعليق Clamping Circuit: التعليق أو Clamping هو إضافة جهد موجب أو سالب للإشارة الداخلة دون قص أو حذف أى شيء منها و هناك عدة أسباب لطلب هذا الأمر أبسطها أن درجة الضوء فى أى صورة تليفزيونية ستمثل بجهد مستمر و لصعوبة نقله بدقة يحذف فى دوائر الإرسال و يتطلب الأمر إعادة استنتاجة فى التليفزيون مرة أخرى. الشكل 1 هو الموجة القادمة أو الإشارة القادمة وقد تكون جيبية أو أى شكل آخر، فبإضافة تعليق موجب سترتفع ذات الموجة على جهد موجب Vc كما بالشكل 2 وهو يبين أن الخرج مازال به جزء سالب أيضا.  لو زاد جهد التعليق عن قمة الموجة القادمة أى الإشارة القادمة سيكون الخرج كله موجبا كما بالشكل 3 أما لو كان التعليق سالبا فسيكون كما بالشكلين 4،5 الآن كيف يمكن أن نقوم بهذا يالدايودات؟ حسنا بإضافة مصدر مستمر سيعطى جهدا ثابتا لكن لو تغير مقدار الفولت المتغير القادم، سيتغير شكل الخرج لذا لو أردنا التعليق حرفيا بمعنى أن يكون الخرج كله "معلق" على خط الصفر أى الموجة الداخلة كلها فى الجانب الموجب أو الجانب السالب ستكون الدائرة بدايود و مكثف كما يلى  فى الدائرة رقم 1 فالدايود يسمح بمرور التيار عكس عقارب الساعة لذا سيشحن المكثف بالجهة اليمنى موجبة و اليسرى سالبة وبقيمة المصدر العظمى V1 الآن ستضاف هذه القيمة لجهد المصدر فتصبح القمة الضعف أى 2V1 مما يجعل القمة السالبة مرفوعة بذات القدر فتصبح +v -v مساوية للصفر و يصبح الخرج ذات الدخل و لكنه بكامله فوق الصفر كما بالشكل 2 لو عكسنا إتجاه الدايود كما بالشكل 3 سيكون ذات الشرح إلا أن اتجاه الدايود يعكس إتجاه الشحن و من ثم شحنة المكثف أى تصبح سالبة مما يجعل الخرج كله أقل من الصفر كما بالشكل 4. جدير بالذكر هنا و كثيرا ما يهمل ذكره فى المراجع أن الثابت الزمنى للدائرة م س أى حاصل ضرب سعة المكثف فى المقاومة يجب أن يكون أكبر بكثير من تردد الموجة الموجودة حتى لا تكون الدائرة دائرة تفاضل مع دايود دائرة مضاعفة الفولت موضوعنا القادم إن شاء الله |
| اعلانات |
|
|||||
|
دوائر مضاعفة الفولت Voltage multiplier : عادة ما نعمل دائرة التقويم نصف موجة هكذا (الشكل الأيسر) و سبق شرحها حيث فى نصف الموجة الموجب يفتح الدايود و يشحن المكثف للقيمة العظمى "ف" وهى تساوى القيمة الإسمية × جذر 2 فلو كان محول 10 فولت سيكون الفولت على المكثف = 10 × 1.414 = 14.14 فولت. و عمليا طبعا يطرح منه قيمة الهبوط على الثنائى من الداتاشيت.  لمضاعفة الفولت يمكن ببساطة إضافة آخر معكوس هكذا (الرسم الأوسط) حيث مازال الدايود 1 يعمل كما سبق و الآن فى النصف السالب سيفتح الآخر ليشحن المكثف 2 بجهد سالب و يصبح الخرج الضعف أى " 2 ف " طبعا البعض يفضل تقويم الموجة الكاملة وهذا سهل و سبق أيضا شرحة كما بالصورة (الرسم الأيمن). لكن هل يمكن زيادة الفولت عن الضعف؟ لو عدنا للرسم الأول لنصف الموجة سنجد أن شحنة المكثف = ف  فى النصف السالب من الموجة سيعطى المصدر (المحول هنا) أيضا قيمة ف و من ثم نجد أن على الدايود جهد عكسى بمقدار 2ف لو أمكن شحن مكثف آخر بهذه القيمة سيكون لدينا 2ف لنبنى عليها فى النصف التالى من الموجة، ببساطة ضع مكثف على التوازى معه. مهلا هذا المكثف سيكون مجزئ جهد مع المكثف 1 لذا لن يجدى شيئا بل سيتلف العملية كلها. إذن الحل أن نعزل هذا المكثف الجديد بدايود أيضا ليشحن فى نصف دورة فقط ولا يتعامل مع الآخر كمجزئ جهد و نجمع الناتج فى مكثف ثالث  بهذه الطريقة أصبح لدينا 3 ف نلاحظ هنا أن دايود و مكثف معا يسميان نصف قطاع و يعطى قيمة ف أما مرحلتان منه أى دايودان مع مكثفان يسموا قطاع كامل و يعطى 2 ف و بتكرار هذه القطاعات نحصل على 4 ف و 6 ف و هكذا مثلا  مكون من ثمانية دايودات و ثمانية مكثفات أى اربع قطاعات أى ثمانية أمثال الدخل. هذه الدائرة أشبه بسلسلة من الأكواب نملأ الأول من المصدر ثم نفرغة فى الثانى ثم الثانى فى الثالث وهكذا فما سيصل للأخير سيكون أغلب ما كان فى الأول وليس كله و من ثم لم يوفر مصدر تيار كبير، و لتوفير تيار أكبر يجب أن نزيد سعة الأكواب أى المكثفات أو نزيد معدل تناقل الشحنات (التردد) أو كلاهما معا. إذن لم هذا العناء و تكرار الثنائيات و المكثفات، أليس الأسهل و الأفضل استخدام محول لرفع الفولت لما نحتاج ثم نقوم مرة واحدة؟ حسنا كمثال نجد شاشة التلفاز القديمة فضلا على كثير من التطبيقات تحتاج 20 ألف فولت و أكثر و أعلى دايود يستطيع تقويم 1000 فولت فقط فضلا عن أن المكثفات يجب أن تتحمل هذا الجهد العالى جدا. هنا يكفى فقط دايودات بقيمة 2 ف و مكثفات تتحمل حتى 2 ف فقط و من السهل إيجاد مكثفات 1000 فولت . |
| اعلانات اضافية ( قم بتسجيل الدخول لاخفائها ) | |
|
|
|
|||||
|
مزيد من الدوائر و حسابات مضاعف الفولتية : لو أردنا الحصول على جهد سالب فمن السهل عكس طرفى الخرج أو إن كان الأرضى مشترك بين الدخل و الخرج فمن الممكن عكس اتجاه الدايودات للحصول على خرج سالب لذا يمكن تطبيف الحالتين معا للحصول على مصدر ذو خرجين موجب و سالب  كما سبق أن ذكرنا سابقا الدائرة تعمل كسلسلة من الأكواب نملأ الأول من المصدر ثم نفرغة فى الثانى ثم الثانى فى الثالث وهكذا فما سيصل للأخير سيكون أغلب ما كان فى الأول وليس كله، إذن كم مللى أمبير أو كم أمبير يمكن أن نسفيد من هذه الدائرة؟ من الطبيعى أننا نستطيع تثبيت دائرة ذات بضع الآف الفولتات بدوائر التكرونية لكنه ليس سهلا، لذا من الجيد أن نحسب معامل ثبات الخرج مع الحمل. العديد من الملفات التى تشرح هذا الموضوع فى موقع الشركة المصنعة لهذا النوع من المضاعفات http://www.voltagemultipliers.com/html/multipliers.html ومنها نستقى هذه المعادلات و نقوم بتبسيطها قليلا المعادلة الأولى تشرح معامل الثبات السابق ذكره وهو قيمة جهد الخرج المناظر للتيار المسحوب  قد تبدو المعادلة معقدة بعض الشيء ولكنى فضلت وضعها من المصدر أولا ثم التعديل عليها باختصار الثوابت حسابيا، المعادلة تقول (حيث عدد الدايود/مكثف يسمى وحدة و يرمز لها بالرمز "د" و السعة بالفاراد و التيار بالأمبير و التردد بالهرتز) جهد الخرج = ( التيار ( مكعب" د" + 2.25 * مربع" د" + نصف " د" )) مقسوما على ( 12 * التردد * السعة) و المثال المذكور هو عدد 6 مراحل أى وحدات (د=6) و المكثفات 1000 بف مع تردد 50 ك هرتز و تيار 1 مللى أمبير الفولت = 0.001 ( 6^3 + 2.25 * 36 + 3) / (12*50000 * 1000^-12) = 500 فولت أى أنك لو وصلت الدائرة على مصدر و أعطت 6000 فولت فعند التحميل بتيار 1 مللى أمبير ستصبح 5500 فقط و كلما زاد التيار المسحوب هبط جهد الخرج وهذا يجب أن يعمل حسابه. ولهذا فدوما يقال أنه يفضل استخدامها مع أحمال ثابتة. الآن، هل هذا الجهد ناعم أى لا توجد عليه تعاريج كما سبق أن ذكرنا فى دوائر التقويم السابقة؟ حسنا بالتأكيد لأ و المعادلة التالية تحسب هذا العامل  جهد التعاريج = التيار * (مربع العدد + نصف العدد) / 8 * التردد * السعة طبعا بنفس المعايير السابقة و بتطبيق هذه المعادلة على ذات الدائرة السابقة نجد جهد التعاريج = 0.001 (36 + 3) / ( 8*50000*1000^-12) = 97.5 فولت أى أن الدائرة السابقة ستعطى 6000 فولت و عند السحب 1 مللى أمبير ستصبح 5500 +/- 97.5/2 = 5500 +/- 48.75 أى ما بين 5548.75 و 5451.25 فولت طبعا الواقع ليس بهذه الدقة... هكذا يمكننا أن نستخدم مكثفات كبيرة و ترددات عالية لنحصل على ما نحتاج من قدرة.. حسنا هناك بعض القيود التى يجب أن نراعيها وهو موضوعنا القادم إن شاء الله |
|
|||||
|
حدود و قيود مضاعفات الفولتية
حدود و قيود مضاعفات الفولتية: مما سبق وجدنا أن نستخدم مكثفات كبيرة و ترددات عالية لنحصل على ما نحتاج من قدرة. و للفولت الأعلى سيكون جهد الدايود أيضا فى الحسبان، لذا سنتكلم هنا عن الوحدة وهى دايود و مكثف معا فقط و تعطى قيمة ف. أول القيود هو أن الدايود لا يتحمل أعلى من 1000 فولت لذا لو أردنا استخدام وحدات ذات فولتية أعلى سنضطر لإستخدام دايودات مركبة خصيصا لهذا الغرض كما سبق شرحها. ثانيا المكثف، وبالرجوع لتركيبه نجد مشكلة الحجم أول ما يلوح عند زيادة الفولت أخيرا التردد وله أثره المباشر على كلا العنصرين السابقين  الصورة توضح العناصر التى عادة ما تهمل فى الحالات المثالية حيث لكل مكثف مقاومة تسريب، لذا يجب أن لا نتركها تظهر كما بالرسم حيث تعمل كمجزء جهد و الحل طبعا انتقاء النوع الجيد ذو المقاومة العالية و بالرجوع لأول السلسلة حيث شرحنا المكثفات و أنواعها يسهل هذا اختيار المكثف المناسب أيضا عند التردد العالى يجب أن نتجنب الأنواع الملفوفة لكون هذا اللف يولد حث داخلى قد يعيق الإستجابة كما سبق الشرح. أيضا الدايودات كما سبق الشرح لها سعة داخلية عند التوصيل و أيضا عند القطع، لذا يجب اختيار الأنواع المناسبة للتردد العالى المستخدم، كما يجب أن نراجع أيضا بيان مقاومة التسريب للدايودات حتى لا تتفاعل مع مقاومة تسريب المكثفات و تسبب سوء أداء الدائرة و مزيد من هبوط الخرج. الترددات المستخدمة حاليا حتى 100 ك هرتز و لاشركة المذكورة تصنع وحدات 200 وات -نعم ليس هناك خطأ كتابى مائتان وات و أكثر. كيف نولد جهد سالب من جهد موجب؟ موضوعنا القادم بإذن الله |
|
|||||
|
مولدات جهد سالب من موجب Split Supply قد يبدو العنوان غريبا فلم لم يتم أخذ ذلك فى الحسبان في بداية التصميم بإضافة ملف آخر و دائرة تقويم؟ حسنا هذا ما هو متبع فى وحدات الحاسب الآلى فضلا عن كثير من التطبيقات لكن القضية هنا أننا صممنا دائرة كاملة لجهاز ما و فقط نريد الربط بشبكة حاسب أو منفذ تسلسلى أو توفير مصدر تغذية سالب لمكبر عمليات يمد مخرج ما ، أى أن الأمر لا يعدو بضع مللى أمبيرات فضلا عن أن الجهاز منه عدة طرز مختلفة توفر هذا الإتصال عند الطلب، تشترى جهازك اليوم و العام القادم تتطور و تتوسع فتضيف هذه الخاصية. هل توفر هذه التغذية لكل الأجهزة و تستغل فقط فى ربما 10% منها؟ من الطبيعى أن نجعل هذه الخاصية فى كارت يتم تركيبة عند اللزوم ولكن من أين سيأخذ الجهد السالب؟ ماذا لو وفرناها على ذات الكارت فالتيار المطلوب كما قلنا بضع مللى أمبير لا أكثر؟؟ فكرة الدائرة ببساطة أنك تشحن مكثف ثم تقلب طرفية على الخرج هكذا  فى الوضع الأول كما بالصورة فى شكل 1 يتم شحن المكثف 1 من المصدر عبر المفتاح ثم ينتقل المفتاح للوضع الثانى كما فى شكل 2 ليعطى شحنته للمكثف 3 المكثفان 2،3 لتنعيم الخرج و إزالة أثر توصيل و قطع السويتش. طبعا هذا السويتش يستبدل واقعيا بترانزيستورات للقيام بهذا العمل كما أن تفعيل هذه الترانزيستورات يتم بنبضات، لذا تحتاج الدائرة لمولد نبضات. مما سبق يتضح أن هذا التطبيق أكثر ملائمة للدوائر المتكاملة من المكونات العادية. هل يبدو ذلك مألوفا؟ هل استخدمت سابقا كارت لربط أى شيء بالمنفذ التسلسلى لحاسب؟ ستكون فى كارت الربط أى من المتكاملات MAX232,75232,ICL232 ؟ و ستلاحظ أن بضع مكثفات 10 ميكرو فاراد بين أطرافها توفر لك +/- 10 فولت لتناسب التقنية RS232 وهو من +5 فولت فقط ، كيف هذا؟  الدائرة الشهيرة بمضاعف الفولتية Voltage doubler السابق شرحها أيضا صنعت متكاملة أخرى تعمل على جهد من 1.5 فولت و حتى 10 فولت لتولد جهد مطابق للدخول قيمة و لكنه سالب أى لا تزيد من قيمته. هذه المتكاملة هى ICL7660 و التى يمكنها أن تقسم مصدر لنصفين أيضا أى تحصل من +10 فولت على +/-5فولت. من الجدير بالذكر أن قيمة الخرج تعتمد كثيرا على سعة المكثفات لذا فهى لا تقوم بتثبيت الجهد. ستشرح هذه المتكاملات تفصيلا بعد دراسة الترانزيستورات إن شاء الله و فى سلسلة وحدات التغذية. بهذا أكون شرحت أغلب دوائر الدايود و المكثف و المقاومة لذا إن شاء الله سابدا فى المرة القادمة شرح الداياك و الثايريستور و التراياك بناء على رغبة البعض لذا ولأن هذه المكونات تتبع الترانزيستور أرجو: فى هذا الرابط فى هذه السلسلة ذكر لحوالى 15 نوع من الدايودات المشاركة 42 http://www.qariya.info/vb/showthread.php?t=59960&page=6 لو يريد أى زائر كريم مزيد من الشرح عن أى منها قبل أن نكمل - يتفضل مشكورا بذكر طلبه... |
|
||||||
|
شكرا علي هذا الشرح الرائع اغلب ما ذكرته واضح ومفهوم لكن هنالك لبس طفيف في بعض النقاط اليه الشحن والتفريغ ما اتوقعه هو هذا ,, لاني لم اجد طريقه اخري ان كان فيه خطا هل يمكن مشكورا ان ترسم لي المسار الصحيح  تصحيح : اقصد الدايود الاول يمنع شحنه المكثف الموجبه من المرور وليس النصف الموجب من الموجه ( معذره هذا الخطا في النص في الرسم ) السؤال هل هذا المسار صحيح ؟ هل كل ما يجري يتم بنصف الذبذبه السالبه فقط؟ قلت ان ماكان في الاول سيضاف للثاني وثم للثالث وهكذا بهذا الشكل الا يجب ان تكبر سعه المكثفات كلما اجهنا نحو الخرج لماذا يتم استخدام مكثفات متساويه القيمه كما في المثال المرفق في المشاركه التاليه في السلسه ؟ |
|
|||||
|
قلت نجمع الناتج فى مكثف ثالث ربما التعبير لم يكن دقيقا لكن المقصود هو ما ذكرته عن جمع +ف مع المصدر لتعطى 2ف و أن هذه الإضافة لهذا المكثف هى التى تنقل للتالى وليس الجهد كلة من أول مرحلة فلو التالى أكبر سيكون ارتفاع الماء فيه أقل (الفولت هنا أقل) و ارجع لقانون المكثف السعة = الشحنة ÷ الفولت ولو التالى أصغر سيأخذ جزء من شحنة السابق فقط لأن الفولت لن يزيد |
|
||||||
|
|
