أسعدنى ردك الكريم واعتذر عن التأخير فى المتابعة فقد وضعت هذا الموضوع فى منتديين سابقا ولكن بالنسبة لبعض الأسئلة التى طرحت هنا أضطررت لمراجعته و تنقيحه و إضافة كثير من المواضيع له و الإسهاب فى شرح البعض للإجابة على معظم هذه الأسئلة و هذا سبب التأخير
رجاء المعذرة و التحمل معى و أكرر شكرى

مذبذب هارتلى:

كما سبق الشرح نحتاج إلى ملفين و مكثف لعمل هذا المذبذب ملف بين الدخول و المشرك والآخر بين الخروج والمشترك و المكثف بين الخرج والدخل والذى هو موجود بالفعل فى صورة سعة شاردة ، و هكذا يمكننا عمله بثلاث طرق كما علمنا باعث مشترك CE و قاعدة مشتركة CB و مجمع مشترك CC.

الباعث المشترك CE :



سنبدأ بالدائرة التقليدية للباعث المشترك ونضيف لها ملفين و مكثف فتصبح كما بالشكل1. و قد كان من الأجدر البدء بالدائرة التى انتهينا إليها فى دراستنا السابقة و لكن إمعانا فى التبسيط تركت باقى المكونات حتى ننتهى.
طبعا لابد من البطارية أو التغذية. الآن لتحقيق التغذية العكسية الموجبة سنقرب الملفين أحدهما من الآخر كما بالشكل2، و لتسهيل الأمور نجعلهما ملف واحد له وصلة نسبية (لا أفضل استخدام وصلة نصفية فقد لا تكون فى المنتصف ولكن كلمة نسبية لتوحى أنها لأى نسبة أخرى)، هذه الوصلة توصل بالطرف الموجب.
المكثف المستخدم هو السعة الشاردة بين المجمع والقاعدة و هذا يشكل مشكلة من حيث أنه غير محدد القيمة وغير ثابت أيضا رغم أن صفحة البيانات تذكر له قيمة لكن هى تقريبية أو قيمة عظمى وليست دقيقة و أخيرا غير قابلة للضبط لتحديد التردد. لذا وجب "غمرة" بمكثف آخر معلوم السعة وغالبا ما يكون مكثف ضبط.
طبعا دخول الموجب على القاعدة مباشرة يسبب تشبع الترانزيستور لذا من الأفضل عزل القاعدة عن الملف بمكثف آخر و تغذيتها بالمقاومتين التقليديتين فتصبح الدائرة النهائية هكذا.
طبعا مقاومة الباعث لتحقيق الاستقرار والمكثف المرافق لها.
نلاحظ أيضا أن التغذية هنا +12 فولت تدخل من خلال المرشح السابق ذكره لفك الارتباط وهو مقاومة 330 أوم مع مكثف 0.1 مايكرو.

المجمع المشترك / تابع المهبط Emitter Follower
لو نقلنا الملف من دائرة المجمع C إلى دائرة الباعث E سيصبح لدينا دائرة مجمع مشترك.



ولكنك قلت أن شرط الاهتزاز A = 1 و الكسب هنا أقل من 1!!
لهذا سنعوض الكسب بنسبة التحويل فى الملف فهو يعمل كمحول و نسبته من 2:1 إلى 5:1 لتعويض الفقد فى تابع الباعث.
يمكننا أن نأخذ الخرج من على الباعث E، ولكن البعض لا يحبذ ذلك لأنه متصل مباشرة بدائرة الرنين و من شأنه أن يؤثر على التردد. لحل هذه المشكلة نضع على المجمع C حملا مثل مقاومة أو ملف كما هو مبين بلون مختلف للتأكيد على أنه ليس ضروريا لعمل المهتز ولكنه تحسين فى الدائرة.

هذه الدائرة تستخدم كثيرا لثباتها لبعدها عن تأثير السعة بين المجمع والقاعدة CCB.

القاعدة المشتركة CB

يمكننا أيضا تكوين مذبذب هارتلى بجعل القاعدة مشتركة ووضع ملف فى الدخول (باعث) E وآخر فى الخرج (مجمع) C والربط بمكثف بينهما والذى يمكن أن يكون السعة الشاردة.
طبعا لتحقيق التغذية العكسية سيكون الملفين على مشكل واحد لنقل نسبة من الخرج على المجمع للدخل على الباعث. هنا أضيف للباعث مقاومة و مكثف يمكن إدخال إشارة الصوت كما بالرسم لعمل تضمين ترددى عن طريق تغيير انحياز القاعدة و من ثم قيمة السعة فى القاعدة



هذه الدائرة شهيرة فى دائرة الميكروفون اللاسلكى على موجة FM .
نلاحظ أن الدوائر السابقة استخدمت ملف واحد ذو وصلة نسبية أو متوسطة و هذا يسهل حساب التردد كما بالصورة حيث ل حث الملف الكلى، س سعة المكثف الموضوع على التوازى مع هذا الملف

مذبذب كولبتز:

مذبذب كولبتز كما قلنا فى التغذية العكسية يستخدم مكثفين و ملف.
هكذا ستكون دائرة كولبتز حسب التعريف، ولكن أين البطارية؟


حسنا ليس لها سوى مكانين. كما باللون الأحمر بين المجمع C و المكثف وهذا لا يصلح لأن المكثف سيمنع مرور التيار.
حسنا إذن كما باللون الأخضر!!
و من أين ستأخذ الخرج؟؟ لاحظ أن البطارية كما ذكرنا فى أول السلسلة مصدر جهد ثابت أى أنها تكون قصر من جهة المقاومة أو المعاوقة.
لكن أنا عملت دائرة كهذه و أعطت خرج!!!!
كانت البطارية 9 فولت أليس كذلك؟؟ - و ما دخل جهد البطارية فى ذلك؟!!
هذا تغاضى أو تجاوز شائع لا يلحظه الغالبية و لكن المفاجئ أنه عند وضع هذه الدائرة على محاكى، لا تعمل.
البطارية 9 فولت لا تعطى تيار كبير لذلك فلها مقاومة داخلية عالية نوعا ما وهذه المقاومة هى التى يظهر عليها الخرج ولكن لو وضعت الدائرة على محاكى، سيفترض أن البطارية مثالية و يضع قصرا بين المجمع والباعث CE فى الدائرة المكافئة لحساب الخرج. ولهذا لا تعمل. أيضا لو استبدلت البطارية بأى مصدر 9 فولت أفضل.
حسنا سنضع مقاومة صغيرة أو ملف خانق لنأخذ الخرج من المجمع C.


لا تنسى أن هذا الجهد المستمر سيكون على القاعدة أيضا لأن الملف يعتبر من جهة الجهد المستمر قصر.
لهذا نحتاج مكثف "ربط" بين القاعدة والملف.
لكن هذا سيقطع تغذية القاعدة كليا، بسيطة – نعتمد دائرة باعث مشترك تقليدية ونضيف لها الرنين.
نفس قانون التردد حيث C1,C2 على التوالى وهذا صحيح من وجهة نظر الملف الذى سيهتز.
المكثف C هو الربط و يكون 10 أمثال C1,C2 على الأقل حتى لا يدخل فى الحساب.

الملف Choke هو الملف الخانق والذى يمكن استبداله بمقاومة وقيمته كبيرة فهو فقط لإمرار التيار المستمر و يعوق التردد. مقاومة الباعث E و المكثف سبق شرحهم و يفضل طبعا استخدام مكثف يناسب التردد ولا يكون كيماوى كما بالرسم إلا للترددات المنخفضة فقط.

يمكن أيضا عمل المذبذب بطريقة مختلفة حيث تكون التغذية العكسية من خلال مجزئ جهد من C1,C2 كما بالرسم كما بالشكل الأيمن و بتذكر الحوار السابق حول التغذية تكون الدائرة النهائية كما بالشكل الأيسر هكذا.



نلاحظ هنا أن مقاومتى انحياز القاعدة Bias استبدلا بمقاومة واحدة لتبسيط الرسم وهو صحيح لكن لا يمنع ذلك من استخدام الأسلوب التقليدى بمقاومتين.
أيضا نلاحظ أن مقاومة الباعث أصبحت بدون مكثف لكى نأخذ الخرج منها عبر C1,C2 والملف لتغذية القاعدة لتحقيق التغذية العكسية المطلوبة للتكبير.

معاوقة C2 إلى C1 نفس نسبة الملفات فى مذبذب هارتلى أى 1:3 إلى 1:5 وهذا يجعل سعة C2 من 3 إلى 5 مرات مثل C1 .
المرة القادمة إن شاء الله نتحدث عن مذبذبات أخرى

مذبذبات أخرى للتردد العالى

يمكننا أن نطبق القاعدة ببساطة و بدون أى وضع خاص فنحصل على أقدم شكل من المذبذبات والمعروف باسم مذبذب أرمسترونج وهو ببساطة أن نضع دائرة رنين فى دخول مكبر و نغذيها من خرجه بحيث نحقق الشرط.



هنا سنجد الدائرة محققة ببساطة من خلال الملف L1C1 كدائرة رنين و تأخذ تغذية عكسية من خلال L2 فى دائرة المجمع.
يجب أن يكون الترانزيستور عاملا لهذا نستخدم المقاومة R1 لإعطاء انحياز للقاعدة كما يمكن استخدام R2C2 فى دائرة الباعث لزيادة الاستقرار.
الملف L1 سيسبب قصر بين القاعدة والأرضى على الجهد المستمر و من ثم لا يتمكن تيار الانحياز من تشغيل القاعدة و الترانزيستور، لهذا يستخدم مكثف ربط Cc لمنع التغذية المستمرة للقاعدة من هذا الأثر.
لتحقيق الكسب الكافى مع التغذية المناسبة يجب التحكم فى أى منهما.
يمكن التحكم فى الكسب عن طريق التلاعب فى قيمة المقاومة R2. ولكن هذه المقاومة لازمة للاستقرار! لهذا نستبدل المقاومة بأخرى متغيرة و نضع المكثف C2 على الطرف المنزلق كما سبق الشرح فى دوائر الترانزيستور السابقة و تكون المقاومة ثابتة للتيار المستمر لتحقيق الاتزان و المكافئ للمتردد يمكن ضبطه بموضع المكثف.



الحل الثانى هو التحكم فى التغذية و ذلك باستخدام خاصية أن الملفين L1,L2 يجب لفهما على نفس القالب أو الأنبوب العازل نفسه، يمكن وضع قلب فيرايت يناسب التردد المستخدم و بتحريكه للداخل أو الخارج يمكن التحكم فى نسبة الترابط بين الملفين و بالتالى نسبة التغذية العكسية الموجبة.

مذبذب البلورة:
هيه قلت أن المذبذب فى التردد العالى إما كولبتز أو هارتلى ، ولكن هناك مذبذب كريستال أيضا !!
معك حق و لكن ما هى الكريستال أولا ؟
شريحة من الكوارتز رقيقة جدا بحيث تهتز عند التردد المرغوب !
تهتز؟ مذبذب إلكترونى – تهتز ؟
ببساطة ، خواص كريستال الكوارتز أنها تلتوى أو تتمدد بتعرضها لجهد كهربى و العكس صحيح و كانت تصنع منها ميكروفونات الكريستال و رأس لاقط الأسطوانات القديمة وهذه خاصية تسمى الكهرو ضغطية أو Piezoelectric هذا الرابط يوضحها بالرسوم المتحركة رجاء مشاهدتها
http://en.wikipedia.org/wiki/Piezoelectric

كما أن مشاهدة باقى الصفحة تعرض صور الكريستال و أيضا بعض السماعات و التى تسمى Buzzer و كلها من هذه البلورات والتى من الطبيعى أن يكون لها رنين.
تتميز الكريستال بدقة عالية حيث تصل ببساطة إلى 50 جزء فى المليون أى بقيمة خطأ 50 ذبذبة لكل ميجا هرتز ويكفى أن تتذكر دقة الساعات الرقمية لتشعر بهذا.
تنقسم الكريستال إلى نوعين رئيسيين، كريستال بدون مهتز و تسمى "كريستال" و كريستال بالمهتز و تسمى مذبذب كريستال Crystal Oscillator.



الأولى عبارة عن البلورة فى غلاف واقى و لها طرفى توصيل، مثل الشكل رقم 3 أما الشكل 1،2 فهما تثبيت سطحى. عادة ما يكون لها طرفى توصيل فقط لكن أحيانا ما يضاف طرف ثالث متصل بالغلاف المعدنى يوصل بالأرضى كعازل للموجات الكهربية Electrostatic shield .
مذبذب الكريستال شكل 4 يكون فى غلاف أكبر وله 4 أطراف ، 2 للتغذية و غالبا ما تكون 5 فولت و طرفى خرج، ولا يخفى أن الأرضى هنا سيكون مشترك أى أرضى التغذية و أرضى الخرج ولكن يفضل دوما توصيلهما توصيلا مستقلا حتى لا يتشارك "مسار رجوع" التردد مع "مسار رجوع" التغذية والذى بدوره سيغذى مراحل أخرى فى الدائرة.

العنصر الأساسى الذى يقلل من دقة هذه البلورات، كأى شيئا ميكانيكيا، هو الحرارة حيث بتمدده و انكماشه يتغير التردد. لهذا وضعت وحدات منها داخل غرفة صغيرة مثبتة درجة حرارتها و تسمى "فرن" و تسمى الكريستال ذات الفرن الحرارى Oven controlled Crystals شكل رقم 5 وتصل دقتها إلى 50 جزء فى البليون أى أفضل ألف مرة من سابقتها. الرابط التالى لصفحة بيانات واحدة من هذه البلورات.
http://www.abracon.com/Precisiontiming/AOCJY.pdf
الرسم التالى يبين الدائرة المكافئة للبلورة



والرسم التالى لمنحنى الاستجابة



نلاحظ هنا شيئان هامان جدا
1- لا يوجد مسار للتيار المستمر خلالها – دائما تجد مكثف فى المسار وهنا تستنتج أن الكريستال لن تحل محل دائرة الرنين و لكنها تقوم بعملها بصورة أفضل و أكثر ثباتا، لذلك إن أردت أن تستبدل دائرة الرنين بالبلورة – لا تنسى توفير المسار للتيار عند الحاجة.
2- تحتوى على دائرتى رنين – الأولى توالى (L1,C1 ) و الثانية توازى ( L1,CO )

من هذا الرسم نستنتج أن لها ترددى رنين متقاربين و لكن لحسن الحظ ، أحدهما حثى و الآخر سعوى لذلك لا تعمل إلا على تردد واحد فقط ، لهذا تصلح أن تكون فى مذبذب هارتلى أو كولبتز !
مهلا ، لو راجعنا المنحنى السابق نجد أحدها فى جانب و الآخر فى جانب آخر لذلك تحدد البلورة أنها أنسب لأى تطبيق من الاثنين
فى حال مذبذب هارتلى ، ستكون البلورة أحد الحثين (الملفين) فى الدخول أو الخروج و يعتمد على السعة الداخلية أو مكثف صغير يضاف.

أما فى حال مذبذب كولبتز ، ستكون البلورة هى الحث (الملف) الذى يربط بين الخرج والدخل و يحتاج لمكثفين واحد فى الدخول و الآخر فى الخروج ، و نظرا لأن معاوقة البلورة تسقط فجأة عند الرنين فتسمى "اختراق" و يسمى المذبذب أيضا Pierce oscillator

أظن هذا الرسم شهير جدا فى دوائر المايكرو بروسيسور و الميكرو كونتروللر.
لا نستطيع الحصول على الترددات العالية جدا لكن هناك كريستال و مذبذب كريستال
الفرق أن الأخير يشمل دائرة المذبذب و قد تحتوى مضاعف للتردد للحصول على الترددات العالية المرغوبة

نتحدث المرة القادمة إن شاء الله عن بعض طرق التوصيل التى تحدثنا عنها عرضا مثل دارلنجتون ودوائر الخرج

السلام عليكم

شرح ممتاز أستاذ ماجد بارك الله فيك
معلومات شاملة فى كثير من النواحى الألكترونية الهامة
و أعجبنى كثيرا جزء الكرستالات لهتمامى بهذا الجزء
ألف شكر