بلاگ

ساخت یک مدار فرکانس شمار

برای اندازه گیری تا 30 مگاهرتز و دقت 100 هرتز.

یک دستگاه اندازه گیری ساده و کارآمد برای کارگاه شما و همچنین برای ارتقای پروژه ی «دستگاه آنالایزر آنتن»

در این مقاله به معرفی یک مدار فرکانس شمار با محدوده ی کار تا 30 مگاهرتز و دقت 100 هرتز می پردازیم که دستگاه اندازه گیری ساده و کارآمدی برای کارگاه شما خواهد بود. این فرکانس شمار در اصل برای استفاده در یک دستگاه گیرنده-فرستنده ی رادیوآماتوری موج کوتاه طراحی شده بود، به این خاطر در ادامه ی شرح این فرکانس متر (که برای فرستنده-گیرنده ی پیش گفته طراحی شده بوده) با قابلیت ها و فانکشن هایی روبرو می شوید که ممکن است مورد استفاده ای در اندازه گیری های شما نداشته باشند که شما می توانید آنها را نادیده بگیرید.

با ارایه ی این مقاله، همزمان، به وعده ای که در مقاله ی «ساخت یک دستگاه آنالایزر آنتن» داده بودیم عمل می کنیم و مدار یک فرکانس شمار مناسب برای آن پروژه را در اختیار خواننده قرار می دهیم.

روشن است که از این فرکانس شمار به عنوان یک دستگاه مستقل نیز می توان استفاده نمود و ساختن و در دسترس داشتن چنین وسیله ی اندازه گیری مفیدی همواره به هر دوستدار الکترونیک خدمت خواهد کرد.

قلب این مدار یک میکروکنترلر PIC است که با قیمت مناسبی تهیه می شود. به این آی.سی. تعدادی افزاره ی معمولی دیگر و یک نمایشگر ال.سی.دی. دارای یک سطر 16 کارآکتری اضافه می شود. در حقیقت آرزوی داشتن فرکانس شماری ساده تر از این آرزوی محالی بیش نیست!

نقشه ی شماتیک مدار

همچنین باید یادآور شد که دقت نمایش این فرکانس شمار 100 هرتز است که برای کاربردهای معمولی بیش از حد دقیق محسوب می شود.

در مدار این فرکانس شمار نکته ی تازه ای دیده نمی شود و در طراحی آن از روش های معمول استفاده کرده ایم. برنامه ی میکروکنترلر را یکی از دوستانم، که با این افزاره ها آشناست، بازنویسی کرد تا پایانه های Ra و Rb میکروکنترلر از یک طرف برای کاربرد در نمایش فرکانس تولید شده در مولد «آنالایزر آنتن» به عنوان عضوی از آن دستگاه، و از سوی دیگر برای کاربرد در اندازه گیری های متفرقه انطباق داشته باشد. برنامه را از اینجا دریافت کنید:

دریافت برنامه های مدار فرکانس شمار

دریافت عنوان: 10MHZ.HEX	دریافت عنوان: 10MHZ.HEX	دریافت عنوان: 4MHZ.HEX
دریافت عنوان: 4.915.HEX	دریافت عنوان: 8.9063MHZ.hex	دریافت عنوان: 10.7MHZ.HEX

شرح زیادی در خصوص نحوه ی کارکرد مدار نمی توان ارایه داد، زیرا تقریباً تمام کارها در داخل میکروکنترلر انجام می پذیرد. دو ویژگی این مدار اجازه می دهند تا بتوان از آن در اندازه گیری و نمایش فرکانس خروجی اغلب مولدهای فرکانس استفاده کرد: آرایش ورودی-خروجی های میکرو به دلخواه کاربر برای تطبیق دادن آن با حالت (مُـد) کاربرد در هر موردِ فرکانسی، و امکان تنظیم «نوسانگرهای فرکانس مبنا» به عنوان «فرکانس رفرنس» در طیف وسیعی از فرکانس ها برای استفاده در تنظیم فیلترهای کریستالی و جبران خطای کوارتزهای به کار رفته در آنها.

بیایید نگاهی به موضوع « آرایش فرکانس ورودی-خروجی» بیاندازیم:

– پایانه ی ورودی-خروجی RB6 (مرتبط با S3): در صورت وجود پل (جامپر) روی S3، همه ی ورودی-خروجی های دیگر غیرفعال می شوند. به عبارت دیگر، فقط همان فرکانس سنجیده شده نمایش داده می شود. در این حال می توان از آن در نمایش مستقیمِ فرکانس کار بخش های مختلف گیرنده ها و فرستنده ها استفاده کرد. در دستگاه «آنالایزر آنتن» ما هم این فرکانس شمار را در این «مُـد» با یک تکه کابل هم محور (کواکسیال) کوتاه به آن متصل می کنیم. در اندازه گیری مثلاً فرکانس IF یک گیرنده، فرکانس شمار را از طریق یک خازن 3/3 تا 47 پیکوفاراد به دستگاه تحت آزمایش وصل کنید تا میان دو مدار جداسازی DC اجرا شود. پس از آن می توان تنظیمات ضروری احتمالی را در گیرنده انجام داد.

اما اگر پل روی S3 را برداریم، همه ی ورودی-خروجی های میکرو فعال خواهند شد. این حالت کاری برای مواقعی مانند استفاده از فرکانس شمار در یک مدار مرّکب گیرنده-فرستنده با ساختمان سوپرهترودین (تبدیل فرکانس) و وجود فرکانس ها و فرکانس سازهای متعدد مناسب است.

– پایانه ی ورودی-خروجی RB5 (مرتبط با S2): وقتی پل بر آن قرار گیرد، فرکانس یک نوسانگر بیرونی (مثلاً یک VFO) با مقدار فرکانس اندازه گیری شده جمع می شود. با برداشتن پل، فرکانس نوسانگر بیرونی از مقدار فرکانس اندازه گیری شده کم می شود. این فانکشن ها در اندازه گیری طبقات فرکانس میانی دستگاه های فرستنده-گیرنده کاربرد دارد و استفاده از آنها در دستگاه «آنالایزر آنتن» لزومی ندارند.

– پایانه ی ورودی-خروجی RB4 (مرتبط با S1): اصلاح مقدار نمایش به اندازه ی باضافه یا منهای 1/5 کیلوهرتز برای رفتن به باند جانبی بالا یا پایین برای نشان دادن حالت های کارکرد «تک باند جانبی» (SSB) یا «موج پیوسته» (CW). اگر پل بر روی S1 قرار گیرد، اصلاح معادل 1/5- کیلوهرتز (باند جانبی پایین LSB)، و اگر برداشته شود، برابر 1/5+ کیلوهرتز (باند جانبی بالا USB) خواهد بود.

– پایانه ی ورودی-خروجی RB0 (مرتبط با S4 ): با قرار گرفتن پل روی S4، نمایشگر مقدار مجموع فرکانس کار و عبارت USB به معنی «باند جانبی بالا» را نشان خواهد داد.

– پایانه ی ورودی-خروجی RB1 (مرتبط با S5 ): با قرار گرفتن پل روی S5، مانند بالا علاوه بر فرکانس کار، عبارت LSB نیز نمایش داده خواهد شد.

– با قرار دادن پل رو هر دو پایانه ی RA0 و RA1: عبارت CW که همان حالت ارسال «تلگرافی» است بر صفحه ی نمایش ظاهر خواهد شد.

مزیت وجود این پل ها در آن است که امکان اتصال فرکانس شمار را به عنوان دستگاه جانبی (Periphery) به رایانه می دهد. لازم به یادآوری نیست که تمام پایانه های میکروکنترلر را می توان به واسطه ی ترانزیستور و یا اُپتوکوپلر تحت کنترل و فرمان الکترونیکی نیز قرار داد. این امکان در طراحی و ساخت دستگاه های پیچیده تر بسیار مطلوب است.

میکروکنترلرها معمولاً در داخل خودشان «نوسانگر مبنای زمان» (Time base oscillator) دارند، طوری که مثلاً برای راه انداختن نوسانگرِ 16F84 فقط لازم است بین پایانه های 15 و 16 آن یک کریستال کوارتز به همراه دو خازن کوچک (برای تنظیم دقیق فرکانس) نصب کرد. اگر دستگاه فرکانس متر برای استفاده در یک دستگاه تجارتی در نظر گرفته شده باشد، مشکلی در استفاده از این نوسانگر داخلی در پیش نخواهد بود، اما اگر قرار است فرکانس شمار شما در دستگاه دقیق تری مورد استفاده قرار گیرد، نباید در قسمت نوسانگرِ میکرو از کوارتزهای خیلی ارزان محصول تولیدکنندگان ناشناس استفاده کنید. نمونه ی چنین کاربردهایی در امور رادیوآماتوری ساخت فیلترهای کریستالی باند باریک است.

تفاوت میان مشخصه های کریستال های کوارتز موجود در بازار بر حسب سازنده بسیار زیاد است. من خودم در میان وسایلم تعدادی کریستال 10 مگاهرتز دارم که برخی از آنها دقیقاً 10 مگاهرتز هستند، اما بخشی نیز حتی خطای «آفسِت»ی تا 9/997 مگاهرتز دارند (بسته به این که برای تشدید سری یا موازی ساخته شده باشند، که البته روی آنها درج نشده است!). باید دانست که در میکروکنترلرها اصلاح حدّی از انحرافِ فرکانس، که مقدار آن از یک کیلوهرتز بیش تر باشد، با اضافه کردن خازن تریمر هم ممکن نخواهد بود. البته امکان اصلاح نرم افزاری وجود دارد که این راه حل برای یک کار غیرحرفه ای بسیار دشوار است. راه دیگر برای حذف اثر خطای انحراف فرکانس، بالا بردن فرکانس مبنای زمانی تا حد ممکن است.

در هر صورت ما در طراحی خود راه حل ساخت نوسانگر بیرونی، بیرون از میکرو، را انتخاب کردیم. در مدار ما که پیرامون Q2 ساخته شده، به کمک خازن CV1 می توان به جبران انحراف فرکانسی تا 4 کیلوهرتز دست یافت.

نمایشگر LCD به کار رفته در مدار از نوع ساده و معمولی است که داری یک سطر و 16 کارآکتر می باشد که برای کاربرد ما کاملاً کفایت می کند.

نمایشگر ال.سی.دی. و نمونه ای از آنچه که نشان می دهد

ارزان ترین نوع آن فاقد روشنایی بود، اما ما نوع دارای روشنایی پشتی (Back light) را انتخاب کردیم که اندکی گران تر بود، اما بسیار حرفه ای تر به نظر می رسد. من برای روشن کردن روشنایی ال.سی.دی. پایه ی 16 آن را به زمین و پایه ی 15 آن را از طریق یک مقاومت محدودکننده ی جریان به 5+ ولت (بعد از تثبیت کننده IC4) وصل کردم. توجه بفرمایید که آنچه در شماتیک مدار در داخل قسمت خط چین قرار دارد، روی فیبر مدار چاپی نصب نمی شود.

مقدار اهمی این مقاومت باید طوری انتخاب شود که جریان گذرنده هیچگاه از 120 میلی آمپر بیش تر نشود. در بسیاری از موارد یک مقاومت 22 اهمی مناسب است. همچنین، در صورتی که از فرکانس شمار در یک وسیله ی قابل حمل و باتری خور استفاده می شود، خوب است که سر راه تغذیه ی روشنایی ال.سی.دی. یک کلید قرار دهید تا در مواقع غیرضروری بتوانید آن را خاموش و در مصرف باتری صرفه جویی کنید. توجه کنید که ال.سی.دی. با روشنایی 121/3 میلی آمپر و بی روشنایی فقط 1/3 میلی آمپر جریان می کشد!

پتانسیومتر P1 «کنتراست» یا درجه ی خاکستری نمایش کارآکترها را تنظیم می کند. اگر این پتانسیومتر درست تنظیم نشود، ممکن است هیچ کارآکتری روی نمایشگر دیده نشود، طوری که به نظر برسد دستگاه خاموش است و یا ال.سی.دی. خراب است!

ترانزیستور Q1 و افزاره های پیرامون اش یک تقویت کننده ی کوچک را شکل داده اند که سیگنال ورودی برای اندازه گیری را تا تراز ولتاژی لازم برای کار مطمئن در میکروکنترلر تقویت می کند. پایانه ی ورودی سیگنال به مدار را می توان به یک کانکتور فرکانس بالا (مثلاً از نوع SMA یا BNC) مجهز کرد. اما اگر ارتباط مستقیم مورد نظر است، باید از کابل هم محور (کواکسیال) استفاده شود. اگر این ارتباط کوتاه باشد، حتی می توان از کابل هم محور صوتی نیز برای این منظور استفاده نمود. در صورت قوی بودن سیگنال ورودی، می توان در مسیر آن یک مقاومت قرار داد. همچنین در مواردی که احتمال تداخل DC بین دو دستگاه و تاثیر منفی بر دامنه ی سیگنال نوسانگر وجود داشته باشد، باید در مسیر کابل، یک خازن سرامیک 3/3 تا 47 پیکوفاراد قرار داد.

دامنه ی سیگنالی که به فرکانس شمار ما وارد می شود باید کمینه 10 میلی ولت، و بهینه 40 میلی ولت باشد. اما دامنه ی این سیگنال هیچگاه نباید از 400 میلی ولت تجاوز کند.

طرح فیبر مدار چاپی و راهنمای چینش افزاره ها بر آن. ابعاد واقعی فیبر 48×76 میلی متر است.

برای تنظیم فرکانس نوسانگر مدار به یک اسیلوسکوپ یا یک فرکانس شمار دقیق احتیاج است. تنظیم فرکانس با چرخاندن تریمر CV1 انجام می شود. اگر جوشن های خازن کاملاً همپوشانی پیدا کردند اما فرکانس همچنان انحراف داشت، باید یک خازن کوچک، در حدود 20 پیکوفاراد (یا در صورت لزوم با ظرفیتی بزرگ تر) را با تریمر موازی کنید تا به تنظیم صحیح برسید.

مطالب مرتبط:

ساخت یک دستگاه آنالایزر آنتن

ساخت یک دستگاه آنالایزر آنتن – پیشنهادی برای بهبود کارکرد مدار

www. etesalkootah.ir || 2017-12–30 ©

تمامی حقوق برای www.etesalkootah.ir محفوظ است. بیان شفاهی بخش یا تمامی یک مطلب از www.etesalkootah.ir در رادیو، تلویزیون و رسانه های مشابه آن با ذکر واضح “اتصال کوتاه دات آی آر” بعنوان منبع مجاز است. هر گونه استفاده کتبی از بخش یا تمامی هر یک از مطالب www.etesalkootah.ir در سایت های اینترنتی در صورت قرار دادن لینک مستقیم و قابل “کلیک” به آن مطلب در www.etesalkootah.ir مجاز بوده و در رسانه های چاپی نیز در صورت چاپ واضح “www.etesalkootah.ir” بعنوان منبع مجاز است.

دسامبر 29, 2015

ساخت یک دستگاه آنالایزر آنتن – پیشنهادی برای بهبود کارکرد مدار

معرفی یک مدار اضافی تقویت کننده برای ارتقای کیفیت کار و دقت دستگاه آنالایزر آنتن

بر اساس مندرجات «داده برگ» مشخصات فنی آی.سی. LTC1799، مقاومت بار این افزاره باید در محدوده ی 5 کیلواهم قرار داشته باشد و انتخاب باری کم اهم تر از این مقدار می تواند باعث بروز وضعیت «اضافه بار» (Overload) در این مدار یکپارچه شده و در کارکرد آن اخلال ایجاد کند.

از سوی دیگر، دیده شده که هنگام کار با این دستگاه، در فرکانس های فراتر از 20 مگاهرتز بر اثر تغییر در امپدانس بار، دامنه ی فرکانس خروجی این آی.سی. به شدت افت می کند.

برای پیش گیری از بروز چنین وضعیت هایی که سبب پایین آمدن دقت اندازه گیری می شود، راه حلی آسانی از طرف یکی از سازندگان این طرح به این شرح پیشنهاد شده است: «اضافه کردن یک مدار تقویت جریان بین خروجی آی.سی. و مابقی مدار».

مدار پیشنهادی یک تقویت کننده ی «امیتر فالوور» با ترکیب «پوش-پول» است که با استفاده از ترانزیستورهای BFR93 و BFT93 ساخته می شود. با افزودن این مدار به دستگاه آنالایزر آنتن، دیگر شاهد افت فرکانس و دامنه ی سیگنال دستگاه بر اثر تغییر در امپدانس بار نخواهید بود و در عین حال سیگنال خروجی شکستگی (دیستورشن) کمتری هم خواهد داشت.

همان طور که در طرح پیشنهادی برای مونتاژ مستقیم اجزای تقویت کننده دیده می شود، تقریباً تمام افزاره ها از نوع نصب سطحی انتخاب شده اند که به علت اندازه ی کوچک شان برای کار در فرکانس های بالا ایده آل می باشند.

در تصویرِ گرفته شده از اسیلوسکوپ، سیگنال خروجی دستگاه پس از وارد کردن تغییرات بالا به آن دیده می شود. منحنی نشان دهنده ی یک موج سینوسی “قابل قبول” 30 مگاهرتزی با دامنه ی 5/5 ولت قله به قله است.

مطالب مرتبط:
ساخت یک دستگاه آنالایزر آنتن

www. etesalkootah.ir || 2017-12–28 ©

دسامبر 27, 2015

ساخت یک دستگاه آنالایزر آنتن

برای تنظیم دقیق یک آنتن، آنالیزکردن مشخصات آن درست در محل اتصالات آنتن و بدون وصل کردن کابل به آن انجام می شود. روشن است که بردن یک مولد بزرگ RF یا حتی یک فرستنده با قدرت متوسط به نوک یک دکل و متصل کردن آن به آنتنِ تحت آزمایش کاری است بس دشوار. در مقابل، اما، نصب این آنالایزر کوچک و قابل حمل بر روی آنتن به سادگی امکان پذیر می باشد. یک “باید” برای هر رادیو آماتور!

این مدار «آنتن آنالایزر» توسط رادیو آماتور فرانسوی «لوک پیستریاس» (F6BQU) طراحی شده است و در مقاله ای در شماره ی256 مجله ی رادیوآماتوری فرانسوی «مگاهرتز» به چاپ رسید. این مقاله با اقبال خوانندگان در سرتاسر جهان روبرو شد و حتی در برخی نشریات بین المللی رادیوآماتوری (که روی جلد دو تا از آنها را در اینجا می بینید) ترجمه و منتشر شد.

به علاوه، تعداد زیادی از خوانندگان مجلات پیش گفته، این دستگاه را ساختند و عکس دستگاه های خود را برای نویسنده و طراح مدار ارسال کردند. تعدادی از این تصاویر را در پایان این مقاله آورده ایم.

به منظور تنظیم دقیق یک آنتن، آنالیز مشخصات آن درست در محل اتصالات آنتن و بدون وصل کردن کابل به آن انجام می شود. روشن است که بردن یک مولد بزرگ فرکانس بالا یا حتی یک فرستنده با قدرت متوسط به نوک یک دکل و متصل کردن آن به آنتن تحت آزمایش کاری است بس دشوار. در مقابل، اما، نصب این آنالایزر کوچک و قابل حمل که دربردارنده ی یک مولد RF، یک فرکانس شمار، یک پل اندازه گیری و منبع تغذیه است، بر روی آنتن به سادگی امکان پذیر می باشد.

آنالایزر آنتن ساخت طراح مدار

اصلاح آنتن های پیچیده و مرکب، مانند آنتن های چند بانده، آنتن های ایزوترون EH و مانند آنها با این دستگاه «مثل آب خوردن» است. تازه نباید فراموش کرد که موارد استفاده از این دستگاه به تنظیم آنتن محدود نیست و در بسیاری موارد دیگر نیز به استفاده کننده از آن خدمت می رساند.

هدف این مقاله این نیست که درس تئوری طرز کار آنتن بدهد. این نوع مطالب را همه جا می توان یافت. اما شرح کامل ساخت و استفاده از این ابزار برای کسانی که به طور جدی می خواهند با آن روی آنتن ها کار کنند، ضروری است. بدیهی است که برای درک کارکرد آنالایزر و تفسیر نتایج اندازه گیری شده با آن، دانستن مقدمات و اصول آنتن مفید خواهد بود. پس بیایید آنالایزر را تشریح کنیم.

در این دستگاه سه واحد اصلی قابل تشخیص هستند: مولد RF، فرکانس شمار و پل اندازه گیری.

1- شرح مختصر این آنالایزر آنتن

آنالایزری که اینجا معرفی می شود بسیار ساده است. مدار آن تصویر 3 آورده شده است. منبع تغذیه ی آن یک باتری 9 ولتی یا یک آداپتور کوچک با خروجی 9 ولت است. مصرف دستگاه اصلی به انظمام مدار فرکانس شمار و صفحه نمایش آن 30 میلی آمپر است. یک دیود نورافشان (D1) روشن بودن دستگاه را نشان می دهد.

طیف فرکانسی این دستگاه بین 1 تا 30 مگاهرتز در نظر گرفته شده که پر استفاده ترین گام فرکانسی برای رادیوآماتورها است. اندازه گیری با استفاده از مدار «پل وتستون» انجام می شود که یک پل اندازه گیری مقایسه ای می باشد.

آی.سی. تثبیت کننده ی ولتاژ (IC2) از نوع 78L06 ولتاژ 6 ولت لازم برای تغذیه ی مدار یکپارچه ی اصلی (IC1) را تامین می کند. یک «پتانسیومتر چند دور» (Pot3) طیف فرکانسی بین 2 تا 30 مگاهرتز را پوشش می دهد. مسیرِ شامل کلید سری با یک مقاومت اضافی (R2) پوشش اضافی برای گام فرکانسی 1/3 تا 4 مگاهرتز را به دست می دهد. پتانسیومتر 1 امکان تنظیم دقیق فرکانس را در گام بالا تامین می کند. سیگنال خروجی از پایه ی 5 از آی.سی.1 ابتدا از طریق R3 و سپس توسط پتانسیومتر تضعیف کننده ی Pot2 به پل اندازه گیری فرستاده می شود.

مدار دستگاه از بخش های زیر تشکیل یافته است:

الف-مولد فرکانس بالا

قلب این مدار یک مدار مجتمع یکپارچه (آی.سی.) از نوع LTC1799 است که اختصاصاً برای همین کار ساخته شده است. مدار دارای برتری های زیادی نسبت به انواع معمولی مولدهای فرکانس بالا است. این مولد قادر به تولید فرکانس های از 100 کیلوهرتز تا 30 مگاهرتز است. حد پایینی کار این مدار را می توان با افزودن مدارهای مجتمع تقسیم کننده به 1 کیلوهرتز کاهش داد، که البته ما در این مقاله به آن نخواهیم پرداخت. خروجی مدار مجتمع پیش گفته، در طیف وسیع فرکانس کاری خود، از یکنواختی نسبتاً زیادی برخوردار است و همزمان سیگنال با دامنه ی بزرگ، یعنی 5 ولت قله به قله روی بار 50 اهمی تحویل می دهد.

دریافت داده برگ LTC1799

حجم: 237 کیلوبایت

انتخاب و تنظیم فرکانس به سادگی با تغییر دادن مقدار اهمی مقاومت بین خط مثبت تغذیه و پایه ی 3 مدار مجتمع انجام می شود. سیگنال خروجی آن یک موج مربعی با تقارن بسیار عالی است و درست به همین دلیل فقط هارمونیک های فرد تولید می کند. اما دامنه ی این هارمونیک ها در مقایسه با فرکانس اصلی بسیار کوچک تر هستند و عملاً اثری بر اندازه گیری ها نخواهند داشت.

تنها موضوعی که ممکن است بعضی از خوانندگان را خوش نیاید این است که آی.سی. این مدار تنها به صورت افزاره ی نصب سطحی (SMD) با بدنه ی SOT23 ساخته و عرضه می شود. به عبارت دیگر شما با افزاره ای به اندازه ی 3×1/5 میلی متر روبرو هستید. اما دوستداران الکترونیک و به ویژه رادیوآماتورها بیدی نیستند که از این بادها بلرزند! ابزار و وسایل لحیم کاری افزاره های نصب سطحی فراوانند و یک ذره بین پایه دار به همه چشم عقاب می دهد. غیرممکن وجود ندارد!

ب-فرکانس شمار

مدار فرکانس شمار ما بسیار ساده بوده و ساخت آن هزینه ی زیادی ندارد. البته به جای آن می توان هر فرکانس شمار دیگری را نیز مورد استفاده قرار داد.

پ-پـل اندازه گیری

پل اندازه گیری که در این مدار به کار گرفته شده، بر مبنای «پل وتستون» کار می کند. یکی از افزاره های این پل یک ترانسفورمر با هسته ی فریت حلقوی است که سیگنال خروجی مدار مجتمع به پیچش اولیه ی آن اِعمال می شود. این ترانسفورمر دارای دو پیچش ثانویه است. این دو پیچش به همراه یک خازن ثابت *C بازوهای یک سمتِ پل را تشکیل می دهند. وسیله ی زیر سنجش (Zx) و افزاره های قابل تغییر یعنی پتانسیومتر 4 و خازن متغیر *CV دو بازوی دیگر پل را شکل می دهند. ولتاژ RF خروجی از مدار پل توسط 2 عدد دیود ژرمانیوم D2 و D3 (دیود شیشه ای) یکسوسازی شده و ولتاژ DC متناسب با RF بوجود می آورند. این ولتاژ یک عقربه ی گالوانومتر را تحریک می کند و باعث چرخش آن متناسب با ولتاژ RF می شود. دلیل استفاده از دیود ژرمانیومی پایین بودن «ولتاژ پیشرو» (فوروارد) آنها در مقایسه با دیودهای سیلیسومی است که در نتیجه، دقت قرائت در مقادیر کمینه را بهبود می بخشد و اجازه می دهدتا ولتاژهای اندک و جزیی را نیز بتوان آشکارسازی کرد.

نقطه ی توازن پل، یا در حقیقت جایی در مدار پل که می توان ولتاژ RF برابر با صفر را در آن خواند ، سر مشترک دو پیچش ثانویه ی ترانسفورمر است. این وضعیت هنگامی ایجاد می شود که مقادیر ولتاژی هر دو سمت پل با هم برابر باشند. این توازن با چرخاندن پتانسیومتر و خارن متغیر مدار پل حاصل می گردد و خط شاخص روی دکمه های این دو افزاره وضعیت امپدانسی وسیله ی تحت آزمایش را نشان خواهند داد. پتانسیومتر 4 مقدار «خالص اهمی»، و خازن متغیر مقدار «جزء رآکتیو» آن را نمایش می دهند. مقدار اهمی همان مقدار اهمی است که خود پتانسیومتر روی آن واقع شده، و فقط باید همان مقدار اهمی آن را خواند. برای جزء رآکتیو باید موقعیت خازن متغیر را نگاه کرد.

نباید فراموش کرد که مقدار خازن جبران (*C) باید برابر نصف مقدار بیشینه ی خازن متغیر (*CV) باشد، تا در صورتی که جزء رآکتیو وسیله ی زیر آزمایش صفر بود، توازن پل در وسط موقعیت محور خازن متغیر برقرار شود. هر گاه در حین یک اندازه گیری، خازن (*CV) در موقعیتی پایین تر از نصف مقدار بیشینه اش قرار گرفت، به معنی حضور یک جزء رآکتیو القایی است (ظرفیت باید کم شود تا حضور جزء القایی در بازوی دیگر پل را جبران کند). اما اگر این مقدار بزرگ تر از نصف مقدار بیشینه ی خازن متغیر باشد، حضور یک جزء خازنی (کاپاسیتیو) معلوم می شود. در یک کلام باید گفت که هر قدر محور خازن متغیر از وسط خود دور شود، نشانگر آن است که جزء رآکتیو بزرگ تری در مدار وجود دارد.

کارکردن با مدار به نظر کمی پیچیده می رسد، اما پس از چند بار تجربه با آن «مبنای» کار آن به سرعت آموخته می شود و پس از آن است که همه چیز خیلی ساده خواهد شد.

2- اجزا و قطعات مدار

من آی.سی. مدار را از نوع LTC1799 CMS انتخاب کردم. ترانس را روی یک فریت حلقوی تیپ FT37–43 پیچیدم. برای قسمت فرکانس شمار یک کیت ارزان قیمت خریدم و از آن استفاده کردم. فیبر مدار چاپی را خودم ساختم و جعبه ی دستگاه را با سر هم کردن قطعات فیبر مدار چاپی درست کردم. دستگاه فوراً پس از مونتاژ و ساخت بدون مشکل شروع به کار کرد و سال ها از آن سرویس گرفتم.

تنها چیزی را که به آن اضافه کردم، افزودن یک کلید در ورودی قسمت فرکانس شمار بود تا بتوانم از فرکانس شمار این دستگاه به تنهایی برای کار های دیگر هم استفاده کنم.

اگر از زاویه ی قابل استفاده و مفید بودن اطلاعات حاصل از اندازه گیری با این آنتن آنالایزر کوچک به قضیه بنگریم، دستگاهی که معرفی شد، با “کمی” اغماض همان کاری را می کند که یک دستگاه حرفه ای گران قیمت مانند مدل MFJ 259 انجام می دهد. تنها تفاوت در قیمت تمام شده ی آن و در گام های فرکانسی آن است. در دستگاه ما گام 1) از 1/3 مگاهرتز تا 4 مگاهرتز، و گام 2) از 2 مگاهرتز تا 30 مگاهرتز است.

3- مونتاژ مدار

لحیم کاری آی.سی. LTC1799 باید با دقت و سرعت انجام شود. اگر از فیبر مدار چاپی پیشنهاد شده در تصویر 4 استفاده کنید، این کار را به سادگی انجام خواهید داد. این افزاره روی سطح مسدار فیبر لحیم می شود. پس از لحیم کاری به کمک یک ذره بین بی اشکال بودن کار خود را کنترل کنید. بهتر است بدنه ی پتانسیومتر Pot4 پلاستیکی باشد و در ساخت آن فلز کمی به کار رفته باشد تا خاصیت اندوکسیونی زیادی از خود نشان ندهد و روی اندازه گیری ها تاثیر منفی نگذارد. روی این فیبر مدار چاپی فقط مولد فرکانس و پل اندازه گیری ساخته می شود. مقداری از فرکانس مولد از طریق یک قطعه کابل هم محور (کواکسیال) کوتاه برای نمایش در قسمت فرکانس شمار برداشت می شود.

تصویر 4: طرح پیشنهادی فیبر مدار چاپی و راهنمای چینش افزاره ها بر بورد. اندازه ی فیبر که باید از نوع مرغوب فایبرگلاس باشد، 35/5 × 129 میلی متر است.

اتصالات *CV باید تا حد ممکن کوتاه و برای فائق آمدن بر «اثر پوستی» با سیم های ضخیم برقرار شوند. مثلاً برای این کار استفاده از سیم بافته ای که در لحیم کاری ها برای «قلع برداری» از محل های اتصالی مورد استفاده قرار می گیرد، مناسب است.

تصویر 5: مونتاژ مداردر داخل جعبه ای که دیوارهای آن را با لحیم کردن قطعات فیبر مدار چاپی درست کرده ام. این نوع جعبه سازی برای مدارهای فرکانس بالا بسیار مناسب است، زیرا از داخل به خاطر وجود لایه ی رسانای مسی شیلدینگ فرکانس بالا ایجاد شده، و از بیرون جعبه کاملاً عایق است.

خازن *CV دارای ظرفیت 200 پیکوفاراد است. این نوع خازن ها «هوایی» هستند. منظور این است که عایق بین جوشن های آنها هوا است! در بازار این طور مصطلح شده که به این نوع خازن ها «خازن متغیّر رادیو لامپی» می گویند. اگر چنین خازنی در اختیار نبود، نوع معمولی تر را که داری بیشینه ی ظرفیت 500 پیکوفاراد است نیز می توان مورد استفاده قرار داد. اما دقت شود که مقدار ظرفیت خازن انتخابی از این مقدار فراتر نرود، در غیر این صورت دقت اندازه گیری در بخش بالایی طیف فرکانس کار مدار کاهش پیدا می کند. همچنین، فراموش نشود که ظرفیت خازن *C باید همواره برابر نصف بیشینه ی ظرفیت *CV انتخاب شود. مثلاً با داشتن یک *CV با ظرفیت 400 پیکوفاراد، باید برای خازن *C یک خازن 200 پیکوفاراد استفاده کرد.

تصویر 6: در سمت چپ تصویر مونتاژ شده ی تنها افزاره ی نصب سطحی مدار ، و در سمت راست شکل ظاهری ترانسفورمر حلقوی و پیچش های آن دیده می شوند.

ترانسفورمر توروئید T1 با پیچیدن 3 رشته سیم لاکی به ضخامت 0/3 میلی متر به دور یک هسته ی فرّیت حلقوی از نوع FT37–43 مطابق تصویر 6 ساخته می شود. پیش از شروع به پیچیدن می توان سر و ته هر رشته را با یک خال رنگی اثر قلم ماژیک علامت گذاری کرد و یا بعد از پیچیدن با اهم متر سر و ته هر کدام از پیچش ها را مشخص نمود. دقت کنید که سر سیم ها جابجا لحیم نشوند.

تصویر 7: بورد مونتاژ شده ی مدار آنالایزر آنتن. این بورد دربردارنده ی قسمت های مولد فرکانس بالا و پل اندازه گیری است.

بورد مونتاژ شده ی آنالایزر آنتن در تصویر 7 دیده می شود.

بدنه ی دستگاه الزاماً باید فلزی باشد تا اثر ظرفیت های پراکنده در اطراف دستگاه خنثی شود. هنگام لحیم کردن اتصالات گالوانومتر دقت شود که این افزاره قطبی است و پایانه های مثبت و منفی آن باید درست لحیم شوند. برای تثبیت و نگهداری باتری 9 ولتی در داخل جعبه، می توان از یک گیره که به سادگی با خمکاری یک قطعه تسمه ی فلزی ساخته می شود، استفاده نمود.

تصویر 8: نـمای داخلی دستگاه مونتاژ شده.

اگر شما هم مانند من مایلید یک مدار جداگانه ی فرکانس شمار در داخل دستگاه نصب کنید، به نحوی که به طور مجزّا هم قابل استفاده باشد، کلید S3 را نیز در دستگاه مونتاژ کنید. این کلید تمام قسمت های دستگاه به استثنای فرکانس شمار را غیرفعال می کند.

4- تنظیم دستگاه

پس از پایان مونتاژ مدار و کنترل مجدد همه ی اتصالات و ارتباط ها و اطمینان پیدا کردن از درست بودن همه ی کارها، Pot2 را روی مقدار کمینه ی بهره قرار می دهیم.

در حای که کلید گام بسته است، پتانسیومتر Pot3 (فرکانس) را آنقدر می چرخانیم تا به بالاترین مقدار فرکانس برسیم. P1 را می چرخانیم تا مقدار 30 مگاهرتز خوانده شود. البته مولد فرکانس می تواند تا ورای 30 مگاهرتز هم تولید کند، اما ما دقت اندازه گیری در فرکانس های بالاتر را تایید نمی کنیم. در اینجا شما دو گام فرکانسی دارید: 1/3 تا 4 مگاهرتز، و 2 تا 30 مگاهرتز.

تصویر 9: مقاومت انتهای خط (مقاومت ته خط) که در شبکه های کامپیوتری مورد استفاده قرا می گیرد. این افزاره از یک فیش BNC متصل به یک مقاومت 50 یا 75 اهمی تشکیل شده است. در دستگاه ما نوع 50 اهمی مورد استفاده قرار می گیرد.

دستگاه را روی فرکانسی در حدود 15 مگاهرتز تنظیم کنید. یک بار مصنوعی 50 اهمی را به پایانه ی اندازه گیری (امپدانس مجهول Zx) وصل کنید. این بار می تواند یک مقاومت غیراندوکتیو 51 اهمی باشد که مستقیماً به یک کانکتور BNC لحیم شده باشد. انتخاب بهتر البته آن مقاومت های انتهای شبکه است که فروشگاه های وسایل کامپیوتر و شبکه های کامپیوتری می فروشند.

خازن متغیر *CV را در مقدار میانه ی آن قرار دهید. مقدار «بهره» را روی بالاترین حد بچرخانید و با چرخاندن Pot4 جایی را جستجو کنید که در آن عقربه ی گالوانومتر به طور سریع و پرشتابی برگردد. این نقطه موقعیتی است که در آن مقدار اهمی پتانسیومتر با مقدار مقاومتی بار برابر است، یعنی 50 اهم. این نقطه را با نوشتن “50” مشخص کنید. همین کار را با خازن *CV هم انجام دهید و روی درجه بندی دور دکمه ی این خازن نقطه ی افت عقربه را با عدد “0” (صفر) مشخص کنید. این نقطه وضعیتی را نشان خواهد داد که امپدانس متصل شده به دستگاه مقاومت خالص اهمی داشته، و فاقد جزء رآکتیو باشد.

با تغییر دادن و انتخاب فرکانس های مختلف، عقربه ی گالوانومتر را زیر نظر بگیرید و مطمئن شوید که در طیف 1/5 تا 30 مگاهرتز عقربه حرکت نمی کند.

محدوده ی بین نقطه ی وسط *CV و بیشینه ی ظرفیت آن را با عبارت “خازنی Xc” و کمان بین نقطه ی وسط تا کمینه ی ظرفیت این خازن را با عبارت “سلفی Xl” مشخص کنید.

برای کالیبراسیون پتانسیومتر دو راه وجود دارد. یا به آزمایش و تنظیم پیش گفته با مقاومت های بار 75، 100، 150 اهم ووو ادامه می دهیم، و یا موقعیت های پتانیسومتر را با اهم متر اندازه گیری می کنیم.

در نمونه ی ما، مقدار مقاومتی پتانسیومتر 250 اهم بود. اما در صورتی که شما با امپدانس های دیگری برای اندازه گیری رو در رو قرار دارید، می توانید این پتانسیومتر را با یک 500 اهمی جایگزین کنید.

حالا آنالایزر تنظیم و مرتب شده و آماده ی به کار گیری است. از این به بعد می توانید خودتان آن را ارتقا بدهید. مثلا یک بند برای آویزان کردن دستگاه به گردن اضافه کنید تا بر بالای دکل آنتن از بروز وضعیت های مضحک و مخاطره آمیز پیش گیری شود.

5- اندازه گیری با دستگاه

در این بند از مقاله مثال هایی از موارد اندازه گیری آورده ایم، اما این ها تمام آن چیزی نیست که دستگاه ما از عهده ی انجام آن برمی آید و شما می توانید در عرصه های مختلف نمونه های دیگری از کاربرد آن را پیدا کنید. حال بپردازیم به جزییات مثال هایمان.

الف-اندازه گیری آنتن

مهم ترین پارامترهای یک آنتن «فرکانس تشدید» آن و «مقاومت ظاهری»، «مقاومت جریان متناوب» یا به کلام دیگر «امپدانس» آن است. بنابراین هر آنتن با مشخصه های فرکانس تشدید و امپدانس معرفی می شود. این پارامترها مستقیماً و بدون واسطه در محل اتصالات هر آنتن اندازه گیری می شود.

باید توجه داشت که «امپدانس» آنتن با «مقاومت تشعشعی» آن اشتباه گرفته نشود. مقاومت تشعشعی با عواملی مانند نوع آنتن، موقعیت استقرار آن، و ارتفاع اش از سطح زمین تعریف می شود. آنچه را که ما مورد سنجش قرار می دهیم «امپدانس واقعی آنتن» در حالتی است که فرکانس تشدید با فرکانس کار آنتن برابر باشد. انچه که ما اندازه گیری می کنیم تلف مقاومتی آنتن نیست، علی رغم این که ممکن است در مواردی این مقاومت با مقاومت تشعشعی آنتن برابر باشد.

شروع کار اندازه گیری به این صورت است که آنالایزر را مستقیم، یا در صورت لزوم به واسطه ی کانکتورهای تبدیل، به اتصالات آنتن وصل می کنیم. Pot4 را روی 50 اهم قرار می دهیم و با *CV فرکانسی را که در آن عقربه به سرعت افت می کند، پیدا می کنیم (دقت! مینیمم های دیگری هم ممکن است مشاهده شوند، اما آنها باعث «حرکت نزولیِ سریع» عقربه نمی شوند و در فرکانس های آنتی رزونانسِ آنتن و تحت امپدانس های بالاتر پدید می آیند). فرکانس نمایش داده شده در نقطه ای که عقربه در آن به سرعت به عقب برگشت، همان فرکانس تشدید آنتن است. حالا با دقت بیشتر و سرعت چرخش کمتری محور Pot4 را می چرخانیم تا امپدانس دقیق تشدید آنتن را پیدا کنیم. این پارامتر برای یک آنتن دوقطبی (دایپل) ساده معمولاً در حدود 60 تا 70 اهم به دست می آید. پس از این اندازه گیری است که می توان با سانتی متر به سانتی متر کوتاه و بلند کردن طول آنتن، به تطبیق کامل فرکانس تشدید و فرکانس کار آنتن رسید. به یاد داشته باشید که همواره آنتن خود را روی فرکانس وسط باند آماتوری مورد نظر تنظیم کنید.

برای تنظیم آنتن هایی که دارای «عنصر تطبیقی گاما» (Gamma match، در مورد آن در مقالات دیگری صحبت خواهیم کرد) هستند، ابتدا باید طول آنتن را برای گرفتن فرکانس تشدید خوب برش زد و پس از آن «گامامچ» (خازن و یا طول فیزیکی آنتن) را تنظیم نمود تا امپدانس آنتن مساوی با امپدانس کابل تغذیه ی آن با RF شود که معمولاً 50 اهم است.

در آنتن های عمودی زمین شده، امپدانس اندازه گیری شده در محل تغذیه ی آنتن معادل جمع مقاومت تشعشعی (Rr = 36/6 اهم برای آنتن یک چهارم موج کوتاه نشده) و مقاومت انتشاری یا تلفاتی (Rp) است. مقاومت انتشاری عبارت است از جمع مقاومت های تشعشعی عضو های آنتن و مقاومت زمین آنتن. هر قدر کیفیت زمین بهتر باشد، تلفات آن کمتر خواهد بود. برای بهبود بخشیدن به کیفیت الکتریکی یک زمین بد لازم است که درست در پای آنتن روی زمین سیم های رادیالی قرار داده شوند. بیایید مثالی بزنیم و محاسبات ساده ای انجام دهیم:

یک آنتن یک چهارم طول موج به طول 10 متر برای کار روی باند 40 متر داریم. با این آنالایزر در فرکانس تشدید مقدار امپدانس 70 اهم خوانده می شود. بسیار خوب، ما می توانیم یک کابل 75 اهمی را با اندکی «عدم تطبیق» (Mismatch) به آن متصل کنیم. عالیست، اما در مورد کیفیت واقعی و راندمان آنتن چه می توانیم بگوییم؟ می دانیم که برای آنتن عمودی یک چهارم لاندا مقدار مقاومت تشعشعی در حدود 36 اهم است. پس برای مقدار مقاومت تلفاتی خواهیم داشت:

راندمانی که از این مقادیر به دست می آید عبارت است از:

می بینیم که تنها اندکی بیش از نصف توان فرکانس بالا از آنتن منتشر می شود و بقیه ی آن به صورت گرما، و در وهله ی اول در زمین تلف خواهد شد. اگر آنتن عمودی از نوع «کوتاه شده» باشد که وضع از این هم خراب تر است: با وجود این که بهره ی یک «آنتن کوتاه شده» خیلی کم تر از کوتاه نشده نیست، اما مقاومت تشعشعی آن به مراتب پایین تر است. مثال: همین آنتن مثال بالا به طول 10 متر را در نظر می گیریم که با اضافه کردن یک چوک باید در باند 80 متر به کار گرفته شود. مقاومت تشعشی این آنتن فقط 7 اهم خواهد بود! ما با آنالایزر در محل اتصال آنتن امپدانس 50 اهم را اندازه گیری می کنیم. مطابق محاسبات بالا راندمان این آنتن فقط و فقط 14% است. اگر از فرستنده مان 100 وات خارج شود، تنها 14 وات آن در فضا انتشار خواهد یافت! در آخر، باید توصیه کرد که داشتن کمینه ی تلفات ضروری است و بهترین راه برای رسیدن به آن در آنتن های عمودیِ کوتاه شده، تدارک صفحه ی زمین مناسب برای آن است.

تنظیم یک «آنتن ایزوترون» یه سرعت انجام می شود. در اینترنت سامانه های محاسباتیِ برخط برای تعیین ابعاد صفحات تشعشعی خازنی و مقادیر سلف ها وجود دارد.

آنچه که ما می توانیم اضافه کنیم این است که: پس از تست آنتن بد نیست که صفحه های دایروی که قطر آنها یک صدم برابر طول موج و فاصله شان از هم برابر با قطرشان باشد به آنتن اضافه کنید. در این مورد به زودی مقاله ای خواهیم داشت. در اینجا هم آنالایزر را به محل تغذیه ی آنتن متصل کرده و با قرار دادن مقدار 50 اهم برای Pot4 و صفر برای *CV به دنبال فرکانس تشدید می گردیم. بسته به فرکانس تشدید، حلقه های چوک را از هم باز و یا به هم نزدیک می کنیم. همین کار را می توان با سهولت بیشتر با اندکی تغییر دادن فاصله ی مابین صفحه های مدوری که در بالا به آن اشاره شد، به انجام رساند. لازم است که فرکانس تشدید با فرکانس کار برابر شود (جزء رآکتیو صفر) که تشعشع حداکثری توان RF با پهنای باند کافی را تامین کند (یک بار تنظیم برای یک باند فرکانسی کامل!).

با وجود تجربه ی اندکی که در شبکه های دفازکننده ی آنتن های EH دارم، معتقدم که ما باید روی تنظیم مرحله به مرحله ی زوج های سلف و خازن کار کنیم.

خوب. حالا شما به یک دستگاه آنتن آنالایزر خوب و تجربیات و توصیه های من مجهز شدید. از اینجا به بعد می توانید در دنیای آنتن ها از دایپل به مربعی و یاگی ووو پرواز کنید…

فرمول کوچکی هم وجود دارد که ممکن است از سعی و خطاهای زیاد در تنظیم انتن جلوگیری کند:

در این فرمول Fr فرکانسِ تشدید، Ft فرکانسِ کار، هر دو بر حسب کیلوهرتز، و L طولی است به سانتی متر که برای رسیدن به تطبیق باید به درازای آنتن اضافه و یا از آن کم شود.

همچنین به یاد داشته باشید که اگر آنتن شما در جایی نصب است که در نزدیکی آن فرستنده ای پرقدرت مشغول پخش روی موج کوتاه است، ولتاژ RF ی را به آنتن شما القا می کند که ممکن است باعث بروز خطا در اندازه گیری های شما شود و نتایج اندازه گیری ها غلط از آب درآیند.

نکته ی آخر این که:

توان تشعشعی آنالایزر شما بین 10 تا 25 میلی وات است. این توان RF قادر است در طیف الکترومغناتیسی اختلال ایجاد کند و سرویس های رادیویی را وادار به شکایت از شما نزد اداره ی مربوطه در شرکت مخابرات نماید. بنابراین در به کار گیری از آنالایزر صرفه جو (!) و سریع العمل باشید. این موضوع را همیشه در ذهن داشته باشید که معمولاً غذای زندان خوشمزه نیست!

ب- کاربردهای دیگرِ این دستگاه

همان طور که پیش از این نیز گفته شد، از این آنالایزر پیش از هر چیز در تنظیم و تطبیق آنتن بهره گیری می شود، اما از سیگنال رادیویی آن می توان همچنین برای تنظیم تیونرهای تطبیق آنتن، که به آنها Tuning Box هم می گویند، به جای یک فرستنده استفاده نمود. در اکثر این موارد کافیست که Pot4 را روی 50 اهم (که عمومی ترین امپدانس مورد استفاده در امور رادیوآماتوری است) و *CV را روی صفر (بدون رآکتانس) قرار دهید و سپس با توجه به حرکت عقربه گالوانومتر دستگاه، وسیله ی تحت آزمایش (مثلاً یک تیونر آنتن) را با چرخاندن خازن های متغیر آن و تغییر فُرم دادن به بوبین های آن، روی بهره و دامنه ی مورد نظر تنظیم کنید. به این ترتیب بدون این که فرستنده ای را روشن کرده و محیط اطراف تان را با انرژی RF آلوده کنید، به سرعت و با کمترین صرف انرژی به نتیجه ی دلخواه خواهید رسید.

افراد حرفه ای تر می توانند به کمک آنالایزر ما مقدار یک خازن یا سلف نامعلوم را به دست آورند، یا محاسبات مربوط به طول کابل آنتن و اندازه گیری ضریب های شتاب (Velocity Coefficient) و نرخ تبدیل (Transformation Ratio)، و تنظیم فیلترهای فرکانس رادیویی، بالون ها ووو را انجام دهند. برای همه ی این اندازه گیری ها و سنجش های مفید و ضروری برای هر رادیوآماتور، کافی است که در کنار این دستگاه، تنها چند کانکتور و آداپتور مناسب تدارک دیده شود.

بحث در مورد این اندازه گیری ها و سنجش ها خود مقاله ی جداگانه ای می طلبد.

پیش از این که دست به کار استفاده از این آنالایزر شویم، بسیار مفید خواهد بود که به عنوان یادآوری، مروری داشته باشیم بر معنی و مفهوم اندازه گیری هایی که با آن قرار است انجام شود.

6- وصل کردن آنالایزر از طریق کابل

هنگام تنظیم آنتن لازم است که دستگاه های اندازه گیری دقیقی به کار گرفته شوند. آنالایزر را مستقیماً به نقطه ی تغذیه یا به انگلیسی به feedpoint آنتن وصل می کنیم. عملاً از هر کابل آنتن 50 اهمی با هر طول می توان برای برقراری این اتصال استفاده کرد. اما چون آنتن تنظیم نیست این کابل می تواند منشاء «امواج ایستاده» (Standing waves) شود و نقش یک مبدل یا تغییردهنده ی امپدانس را بازی کند.

برای یک اندازه گیری دقیق لازم است که طول کابل ارتباطی برابر با نصف یا ضریب کاملی از طول موج (پس از تصحیح «ضریب شتاب» (Velocity Factor) آن) فرکانس مورد اندازه گیری باشد. در این حالت تبدیل امپدانس با نرخ 1:1 صورت خواهد پذیرفت. پس از تنظیم صحیح و تطبیق آنتن با کابل، می توان فرستنده و آنتن را از طریق کابلی با هر طول دلخواه به یکدیگر مرتبط نمود.

7- یادآوری از اصول آنتن

وظیفه ی هر آنتن، انتشار بهینه ی انرژی فرکانس بالای حاصل از یک فرستنده در فضا به شکل میدان الکترومغناتیسی است. می دانیم که هر نوع آنتنی دارای مشخصه ای مشابه با یک مدار موازی LC است. تشعشعِ بیشینه هنگامی حاصل می شود که فرکانس منبع با فرکانس تشدید آنتن (LC) برابر باشد. برای درک بهتر این موضوع که چگونه آنتنی که فقط از یک تکه سیم تشکیل شده می تواند ویژگی های یک مدار LC را از خود بروز دهد، به تصویر 8 نگاه می کنیم.

تصویر 8: مدار معادل همه ی آنتن ها یک مدار موازی LC است.

در تصویر (8-الف) یک مدار شناخته شده ی سلف و خازن که به صورت موازی بسته شده اند، دیده می شود که فرض می کنیم در آن L فقط از یک دور سیم به شکل یک حلقه ی بزرگ ساخته شده باشد. این برای ما یادآور یک «آنتن حلقوی» یا «آنتن لوپ مغناتیسی» است.

در (8-ب) جوشن های خازن را از هم دور می کنیم. اگر جوشن های خازن به نسبتِ فاصله شان از یکدیگر به اندازه ی کافی بزرگ باشند، چیزی شبیه به یک «آنتن ایزوترون نوع EH» خواهیم داشت.

البته اصول کار آنتن هایی که در بالا از آنها نام بردیم اندکی پیچیده است و موضوع بحث این مقاله نیستند و علاقه مندان می توانند به مطالبی که در مورد آنها در جاهای دیگر موجود است، مراجعه کنند.

در (8-پ) جوشن های خازن را کاملاً کشیده ایم، به طوری که در دو انتهای یک سلف با هم موازی واقع شده اند. در واقع این ترکیب نشان دهنده ی خازنی است که توسط یک سلف اتصال کوتاه شده است!

در (8-ت) دیده می شود که ما جوشن های خازن را برداشته ایم و وظیفه ی آنها را به عهده ی سیم های دراز دو سمت سیم پیچ قرار داده ایم.

در (8-ث)، در ادامه ی اصلاحات خود، از سیم پیچ سلف مان چیزی بجز یک قطعه سیم باقی نمانده است. در واقع در اینجا به «آنتن سیمی» (Wire Antenna) رسیده ایم. آنتنی که مانند نقطه ی شروع ما معادل یک مدار LC موازی است. البته توجه داشته باشید که از منظر تشعشع، استفاده از چنین آنتنی در همه ی موارد امکان پذیر نمی باشد.

حال، با وقوف به یکسانی آنتن ها و مدارهای LC، برمی گردیم به این حقیقت که همه ی آنتن ها (البته به استثنای آنتن های «آپریودیک») دارای یک «فرکانس طبیعی» هستند که تحت این فرکانس، مقدار جزء رآکتیو خازنی Xc و جزء رآکتیو سلفی Xl مدار متساوی هستند، اما نسبت به یکدیگر 180 درجه اختلاف فاز دارند. در نتیجه، در فرکانس تشدید، امپدانس آنها یک مقدارِ مقاومتیِ خالص خواهد بود، و در این وضعیت، و فقط در این وضعیت است که انتقال انرژی در بیشینه ی خود قرار خواهد داشت (تصویر 9-الف).

تصویر 9: نمایش عوامل اهمی، سلفی و خازنی آنتن در حالت تطبیق و عدم تطبیق امپدانس آنتن با فرکانس اِعمال شده بر آن.

به محض این که فرکانس منبع انرژی از فرکانس تشدید آنتن فاصله بگیرد، مقادیر اجزای رآکتیو دیگر نخواهند توانست یکدیگر را حذف کنند . به این دلیل، با افزایش فرکانس منبع، آنتن «سلفی» یا «اندوکتیو» می شود، به این معنی که برای آن فرکانس (در مقایسه با فرکانس تشدید) زیاده از حد دراز است (تصویر 9-ب).

و بر عکس، اگر فرکانس منبع نسبت به فرکانس تشدید آنتن کاهش داده شود، آنتن «خازنی» یا «کاپاسیتیو» می شود (Xc بزرگ تر از Xl)، و در نتیجه برای انتشار فرکانس جدید خیلی کوتاه خواهد بود (تصویر 9-پ). در دو حالت اخیر، گفته می شود که آنتن «تطبیق» یا «مچ» (Matched) نیست و باید طوری اصلاح شود که در فرکانس کار منبع به حالت تشدید برسد. این «اصلاح» با کوتاه کردن یا درازتر کردن شاخه های آنتن صورت می پذیرد. اما اگر انجام چنین تغییراتی (تغییرات فیزیکی) مقدور نباشد، برای اصلاح آنتن به آن اجزای رآکتیو، مثلاً یک خازن یا یک سلف، افزوده می شود تا برابری Xl = Xc حاصل شود. در مورد ویژه ی آنتن ایزوترون، تعداد حلقه های هر رزوناتور تغییر داده می شود.

تا اینجا قول های زیادی برای تکمیل این مقاله دادم. این را هم اضافه می کنم که “به زودی” مدار یک فرکانس شمار مناسب برای این دستگاه را خواهم آورد و به دوستان رادیوآماتور تقدیم خواهم کرد.

تصویر تعدادی از دستگاه های ساخته شده توسط خوانندگان این مقاله:

مطالب مرتبط:

ساخت یک دستگاه آنالایزر آنتن – پیشنهادی برای بهبود کارکرد مدار

ساخت یک مدار فرکانس شمار

ساخت یک دستگاه تحلیل گر آنتن باند HF

www. etesalkootah.ir || 2017-12–27 ©

دسامبر 27, 2015

معرفی کتاب: «بررسی تهدیدات الکترومغناطیسی و سناریوهای تهدید»

… “یکی از مخاطرات جدی برای تجهیزات الکترونیکی، «سیگنال های ناخواسته و امواج الکترومغناطیسی» هستند که به شکل های مختلف وجود دارند و می توانند حافظه ها، پردازشگرها و سایر بخش های الکترونیکی و دیجیتالی را مختل کرده و یا بسوزانند” …

یکی از مخاطرات جدی برای تجهیزات الکترونیکی، «سیگنال های ناخواسته و امواج الکترومغناطیسی» هستند که به شکل های مختلف وجود دارند و می توانند حافظه ها، پردازشگرها و سایر بخش های الکترونیکی و دیجیتالی را مختل کرده و یا بسوزانند. منابع امواج الکترومغناطیسی شامل تسلیحات الکترومغناطیسی، رعد و برق، دیزل ژنراتورها، تجهیزات جوشکاری برق، بروز اتفاقات ناخواسته در شبکه های برق، بی سیم ها، مولد های فرکانس بالای صنعتی و یا هر تشعشع کننده ی دیگری می باشند.

با توجه به این مخاطرات، حفاظت الکترومغناطیسی از تجهیزات الکترونیکی به عنوان سرمایه ملی سایبری امری اجتناب ناپذیر می باشد.

کتاب «بررسی تهدیدات الکترومغناطیسی و سناریوهای تهدید» نوشته ی محمد مهدی دانایی و با همکاری واحد الکترونیک سازمان پدافند غیرعامل کشور منتشر شده است.

مشخصات کتاب:

سرشناسه:	دانایی، محمدمهدی، ۱۳۴۰-
مشخصات نشر:	تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد الکترونیک‏‫، ۱۳۸9
مشخصات ظاهری:	‏‫۲۹4 ص.‏‫: مصور، جدول، نمودار
وضعیت فهرست نویسی:	فیپا
موضوع:	الکترومغناطیس – امواج الکترومغناطیس – اثر فیزیولوژیکی – میدان‌های الکترومغناطیس
رده بندی کنگره:	QP۸۲/۲/الف۷د۲ ۱۳۸۹
رده بندی دیویی:	۶۱۲/۰۱۴۴۲
شماره کتابشناسی ملی:	‎۲‎۰‎۳‎۸‎۱‎۶‎۹
یادداشت کلی	ISBN ‑3-960-223-964-978

مطالب مرتبط:

ساخت یک مدار تخلیه ی فرکانس رادیویی پرتوان

ایمنی در میدان های مغناتیسی – بخش اول

ایمنی در میدان های مغناتیسی – بخش دوم (آخر)

خازن های ضد اختلال، خازن های مسدودکننده

آذرخش در هوای توفانی پریشب تهران

دسامبر 18, 2015

رد پای انسان در گرمایش زمین و آلودگی جوّ

نقشه ی کیفیت هوای زمین با اندازه گیریِ ماهواره ایِ اکسیدهای نیتروژن…

.

.

.

خدمت ماهواره ها به مطالعه ی آب و هوای زمین از چهل سال پیش آغاز شده است. حالا، کیفیت هوای زمین و آلودگی ناشی از انتشار دی اکسید نیتروژن توسط ماهواره ها و از فاصله ی دور سنجیده می شود.

در این روزها که هوای تهران و برخی شهرهای بزرگ دیگر به طور ممتد در وضعیت غیرسالم قرار دارد، دیدن این فیلم خالی از لطف نیست:

.

http://www.aparat.com/v/ZiLqp

.

.

.

منبع:

https://www.nasa.gov

.

.

دسامبر 16, 2015
مریم میرزاخانی: افتخار دیگری برای ایرانیان، به ویژه برای بانوان ایرانزمین

چندی پیش در اتاق انتظار مطب دکتر نشسته بودم و مجله ی کهنه ای را ورق می زدم که این مقاله در آن نظرم را جلب کرد و آن را ترجمه کردم. امیدوارم بپسندید.

.

.

.

بالاخره روزی رسید که بتوانم در مورد هندسه ی غیراقلیدسی، در خصوص «سطوح ریمانی» و منحنی های هیپربولیک بنویسم. هر یک از این نام ها دروازه ی دنیایی جادویی و اسرارآمیز را بر روی من باز می کنند، دنیاهایی که برای من تا ابد پررمز و راز باقی خواهند ماند. مریم میرزاخانی، اما، در این دنیاهای سحرآمیز منزل دارد. این بانوی 37 ساله ی ایرانی ریاضی دان است، در دانشگاه استنفورد سرگرم پژوهش است و حالا به عنوان اولین زن، به دریافت « نشان فیلد» سرافراز شده است. مدالی که بالاترین افتخار برای هر آدم اهل حساب به حساب می آید. میرزاخانی می گوید که هر چه بیشتر وقت اش را با ریاضی می گذراند، «به همان اندازه بیشتر هیجان زده و شیفته ی ریاضیات می شود». چنین به نظر می رسد که ما باید ریاضی دان ها را انسان های خوشبختی فرض کنیم. آنها برای سفرهای اکتشافی خود به جنگل زاویه ها، کسرها و ریشه ها چیز زیادی نیاز ندارند.

بیشتر آنان از به کارگیری ابررایانه ها چشم پوشی می کنند (بانو میرزاخانی آرای خود را روی کاغذ می نویسد و می کشد)، اهل پول و مال دنیا هم نیستند (چند سال پیش ریاضی دان روس گئورگی پرلمان از گرفتن یک جایزه ی نقدی یک میلیون دلاری سر باز زد)، و با اجتماعات بزرگ هم میانه ای ندارند ( اندرو ویلس بریتانیایی معمای «فرضیه فرمات» را به این صورت حل کرد که چند سال تمام خودش را در اتاق کارِ خانه اش حبس کرد).

«پاول اردوس» ریاضی دان مجار مظهر زندگانی ایده آل به عنوان ریاضی دانی صرفه جو و در عین حال شیفته ی ریاضی است. او عملاً هیچ نمی خوابید، خود را به ضرب قهوه و مواد نیروزا بیدار نگه می داشت و روزگارش را به صورت «مرد با چمدان» نزد همکاران اش در اقصی نقاط جهان گذراند.

.

بانو میرزاخانی در حال گرفتن « نشان فیلد» از

دست «پارک‌گون‌های» رییس جمهور کره‌جنوبی

.

این که حتی مرگ وقفه ای در هوس ترکیب سری ها و توالی های ریاضی بوجود نمی آورد را ریاضی دان افسانه ای هندی «سرینیواسا رامانویان» به اثبات رساند. بر بستر مرگ دوستی به دیدارش شتافت که کم معروف نبود: «جی.اچ. هاردی» انگلیسی.

هاردی گفت: “نمره ی تاکسی که مرا به اینجا رساند 1729 بود. چه عدد کسل کننده ای!” مرد هندی که نفس های آخر را می کشید، پاسخ داد: “هیچ این طور نیست که تو می گویی ، هاردی! این عدد بسیار جالب است! این کوچک ترین عددی است که می توان آن را به دو صورت مختلف به عنوان مجموع دو عدد مکعب نوشت!^*“

ممکن است بگویید که “خیلی خوب، این ها را ما هم می دانستیم!” اما آن چیزی که شما شاید فراموش کرده باشید این است: آن هنرپیشه ی دوست داشتنی که همین چند هفته ی پیش در گذشت، «رابین ویلیامز» را می گویم، در صحنه ای از فیلم بسیار زیبای Good Will Hunting چیزی در مورد «رامانویان» گفت. این فیلم شگفت داستان زندگی ریاضی دان ممتازی را تعریف می کند، و از جستجوی خوشبختی و شجاعت می گوید، که لازمه های زندگی هستند.

.

.

پانویس:

* عدد 1729 را می توان به دو صورت زیر نوشت:

1³ + 12³ = 1729

9³ + 10³ = 1729

.

.

مطالب مرتبط:

معادله ای که حل نشده باقی ماند

بورسیه جدید دانشگاه استفورد به یاد و نام «مریم میرزاخانی»

.

.

منابع:

نشریه Focus، شماره 34 سال 2014

https://plus.google.com/108747284958961233056/posts

.

http://www.sitpor.org/tag/%D8%AF%DB%8C%D9%86%D8%A7%D9%85%DB%8C%DA%A9-%D9%88-%D9%87%D9%86%D8%AF%D8%B3%D9%87-%D8%B3%D8%B7%D9%88%D8%AD-%D8%B1%DB%8C%D9%85%D8%A7%D9%86%DB%8C-%D9%88-%D9%81%D8%B6%D8%A7%D9%87%D8%A7%DB%8C-%D9%85%D8%AF/

.

.

نوامبر 27, 2015

“لایووایر”، نخستین مدل الکتریکی هارلی دیویدسون

چه کسی تصور می کرد روزی این کمپانی آمریکایی که از سال ها پیش مورد توجه ویژه هیپی ها قرار گرفته بود، به ساخت «موتورسیکلت های الکتریکی» علاقه مند شود.

عشق موتورسیکلت داشته باشید یا نه، موتورسیکلت باز باشید یا نباشید بدون شک هارلی دیویدسون را می شناسید. کم تر کسی است که هیولاهای نیرومند هارلی دیویدسون را نشناسد. اما چه کسی تصور می کرد روزی این کمپانی آمریکایی که از سال ها پیش مورد توجه ویژه هیپی ها قرار گرفته بود، به ساخت «موتورسیکلت های الکتریکی» علاقه مند شود.

پروژه نخستین موتورسیکلت الکتریکی هارلی دیویدسون به نام LiveWire که در سال 2014 رسما رونمایی شده بود، کم کم به بازار عرضه می شود. ایده ساخت یک هارلی دیویدسون الکتریکی سال پیش از آن توسط متیو لواتیچ، در سخنرانی جشن صد و دهمین سالگرد فعالیت کمپانی مطرح شد. او که مدیرعامل هارلی دیویدسون است بارها با این سوال روبرو شده که آیا کمپانی گرایشی به ساخت موتورسیکلت های الکتریکی دارد یا نه. او در این سخنرانی اعلام کرد دامنه فعالیت کمپانی بسیار گسترده است، بنابراین این چالش هیجان انگیز را نیز با آغوش باز می پذیرد. مهندسین هارلی با این ایده به خوبی ارتباط برقرار کرده اند و از ابتدا کنجکاو بوده اند که یک هارلی دیویدسون الکتریکی چه حس، چه ظاهر و صدایی خواهد داشت.

منبع تامین نیروی LiveWire از یک موتور 3 فاز الکتریکی AC تشکیل می شود که 74 اسب بخار (55 کیلو وات) و حداکثر دور موتور 8000 دور در دقیقه تولید می‌کند. بیشینه گشتاور 70/5 نیوتن متر است. حداکثر سرعت این موتورسیکلت 148 کیلومتربر ساعت است و شتاب‌گیری صفر تا صد کیلومتر بر ساعت آن 4 ثانیه طول می کشد. شارژ کامل حدود 3/5 ساعت طول می کشد و با هر دور شارژ کامل LiveWire می تواند 85 کیلومتر را پشت سر بگذارد.

LiveWire جدید در یک تور در آمریکا به گردش درآمد و بسیاری از علاقه مندان شانس آن را داشتند تا با آن سواری کنند. این تور در سال میلادی جاری به کانادا و اروپا نیز خواهد رفت. در سال 2014 LiveWire برای فروش عرضه نمی شد و صرفا بازخورد عموم در تور مورد بررسی قرار می گرفت. کمپانی تاکید داشت که واکنش عموم نقش اساسی در تولید LiveWire دارد. آن ها این پروژه را نمونه دیگری از مشارکت سرنوشت ساز مردم در تاریخ کمپانی می دانند.

به گفته کمپانی LiveWire میراث فراموش نشدنی برند را با آخرین فن آوری ها ترکیب می کند تا تعبیر تازه ای از حس، ظاهر و صدای رعب آور هارلی دیویدسون ارایه کند. در این مدل سرعت، شتاب و هیجان علاوه بر صدای جدید وعده داده شده است.

در نشانی های زیر سواری هارلی برقی را تجربه کرده و با هدف های تولیدکننده ی آن در دو کلیپ ویدیویی آشنا می شوید:

http://www.aparat.com/v/98b0j

http://www.aparat.com/v/ljLAy

کسانی که مایلند سواری با LiveWire را تجربه کنند اما گواهینامه موتورسیکلت ندارند می توانند در تجربه شبیه سازی شده از آن به نام JumpStart شرکت کنند.

منبع:

http://www.khabaronline.ir

www.youtube.com

www. etesalkootah.ir || 2017-11–27 ©

نوامبر 27, 2015

به کار بستن پتانسیومتر دیجیتال برای کنترل نور و صدا

چگونه بدون استفاده از میکروکنترلر به صورت دیجیتالی پارامترهای وابسته به ولتاژ و جریان را کنترل کنیم و تغییر دهیم

پتانسیومتر دیجیتال، افزاره ای که در درون سامانه های صوتی و دستگاه های استریو پنهان است، نیازی به تنظیم ندارد، زیرا خودش خودش را تنظیم می کند. مقاومت اهمیِ شناورِ یک پتانسیومتر دیجیتال می تواند رنگ یا شدت روشنایی یک منبع نور، حجم صدا یا فرکانس نوای یک ساز، یا هر پارامتر دیگری را که به ولتاژ و جریان وابسته باشد، تغییر دهد.

پله های روی یک نردبام

در مدار یکپارچه ای که در این مقاله به معرفی آن می پردازیم، نردبامی از مقاومت ها خوابیده است. تصویر 1 ایده ی ساختمانی چنین نردبامی را نشان می دهد. اتصالات میان مقاومت ها «پریز» یا tap خوانده می شوند. اگر شما 127 مقاومت داشته باشید (مانند این مثال)، با احتساب مقاومت های انتهایی نردبام، وجود 128 پریز ممکن می شود. پتانسیومترهای دیجیتالی نوعاً دارای 8، 16، 32، 64، 100، 128، 256، یا 1024 پریز هستند.

تصویر 1: در پتانسیومترهای دیجیتال، تعداد پریزها همواره یکی بیشتر از تعداد مقاومت ها است. در اینجا 128 پریز و 127 مقاومت داریم.

آی.سی. دارای دو پایانه با نام های A و B است. از طریق این پایانه ها دسترسی به دو انتهای نردبام برقرار می شود.در همین حال، یک پایانه ی سوم، همان که در پتانسیومترهای معمولی به «سر لغزنده» نامیده می شود، در داخل آی.سی. وجود دارد که می تواند به هر یک از پریزها وصل شود. چون مقدار اهمی مقاومت بین سر لغزنده و انتهاهای A و B به صورت پله پله، پله های کوتاه تغییر می کند، انتقال از پله ای به پله ی دیگر آنقدر “نرم” هست که برای بسیاری از کاربردها، مانند ولوم صدای یک دستگاه صوتی استریو، مناسب باشد.

تصویر 2: وظیفه و کارکرد تک تک پایانه های آی.سی. پتانسیومتر دیجیتال در اینجا دیده می شوند.

ترتیب و وظیفه ی پایانه های خانواده ی مدارهای یکپارچه ی AD5220 (که دربرگیرنده ی AD5220BNZ10, AD5220BNZ50, AD5220BNZ100 است و به ترتیب دارای مقاومت کلی 10 کیلو و 50 کیلو و 100 کیلواهم هستند)، در تصویر 2 دیده می شوند.

با رسیدن هر پالس به ورودی ساعت (Clock) این آی.سی.، موقعیت سرلغزنده (Wiper) یک پله تغییر می کند. جهت این تغییر به تراز منطقی روی پایه ی بالا/پایین (Up/Down) بستگی دارد و سرلغزنده را یا به سمت انتهای A و یا انتهای B از نردبام مقاومتی می برد. برای فعال کردن آی.سی.، پایانه ی انتخاب چیپ (Chip Select) باید به زمین وصل باشد.

مدار یکپارچه ی AD5220 با 5 ولت جریان مستقیم تغذیه می شود. این ولتاژ را می توان از طریق یک تثبیت کننده ی ولتاژ از نوع 7805 از یک منبع غیررگوله ی مثلاً 9 ولتی تامین کرد.

یادداشت: شما خواننده ی گرامی می توانید آی.سی. های پتانسیومتر دیجیتالی دیگری نیز بخرید که در آنها هر مقاومت دارای یک «شماره ی نشانی» است و یک رمز دودویی (باینری کُد) به سرلغزنده می گوید که مستقیماً به نشانی متناظر با آن برود. البته این نوع آی.سی.ها به یک پروتکل سریال مخابراتی نیاز دارند که کارکردن با آنها برای من آسان نیست.

زمانبندی مقاومت

اگر شما AD5220 را با استفاده از کلید فشاری کنترل کنید، بایستی از مدار «لرزش گیر» نیز استفاده کنید تا نوسان مکانیکی و قطع و وصل های مکرر کنتاکت های کلید باعث اختلال در کار مدار نشود. البته، راه آسان تر و حرفه ای تر آن است که AD5220 خود را نه با یک کلید شستی مکانیکی، بلکه با یک کلید نیمه رسانای الکترونیکی کنترل کنیم. پیشنهاد من استفاده از یک آی.سی. 7555 (مدل سی.ماس تایمر معروف 555) است. 555 های معمولی در هنگام کار ضربه های ولتاژی (Spike) ایجاد می کنند که باعث بروز خطا در کارکرد پتانسیومترهای دیجیتالی خواهند شد.

تصویر 3 مدار آزمایشی ما را نشان می دهد که در آن من دو انتهای نردبام مقاومتی (پایانه های 3 و 6 از AD5220) را بین دو سر منبع تغذیه وصل کرده ام. بنابراین، ولتاژ روی سرلغزنده (پایانه 5) می تواند پله پله بین صفر تا 5 ولت تغییر کند.

تصویر 3: یک مدار آزمایشی که شدت نور یک دیود نوری قرمز را آرام آرام زیاد می کند و با فشار دادن دکمه ای کم کم از نور آن می کاهد.

آزمایش خود را در حالی آغاز می کنیم که ال.ای.دی. قرمز از مدار خارج باشد. در این حال با وصل کردن باتری، ال.ای.دی. زرد باید چشمک بزند که نشان دهنده ی کارکرد صحیح مدار تایمر است. شروع به کار AD5220 همیشه به صورتی است که گویا سرلغزنده در وسط پتانسیومتر قرار دارد. با ورود پالس های تایمر، ولتاژ آن کم کم بالا می رود، زیرا پایانه ی بالا/پایین (پایه 2) از طریق یک مقاومت 10 کیلواهمی به زمین وصل است (Pull Down). ولتمتر شما در مدار مقدار ولتاژ روی سرلغزنده، که اندک اندک زیاد می شود را نشان می دهد. با فشار دادن کلید شستی، پایه 2 آی.سی. به خط مثبت 5 ولت وصل می شود و خروجی شروع به شمارش به سمت پایین می کند تا به حدود صفر ولت برسد (مقدار آن به مقاومت داخلی منبع تغذیه ی شما وابسته است).

ال.ای.دی. قرمز و مقاومت محدودکننده ی آن را موازی با ولت متر ببندید، کلید را فشار دهید تا آی.سی. به سمت صفر شماذرش کند. روشن است که دیود نوری با رسیدن ولتاژ دو سرش به حدود 1/6 ولت، کاملاً خاموش می شود. علت آن است که دیود نوری هم مانند همه ی دیود های دیگر برای این که اصلاً کارکند، به یک کمینه ی ولتاژی نیاز دارد. به این ولتاژ «ولتاژ پیشرو» یا «ولتاژ فوروارد» می گویند. انتخاب دیود نوری قرمز رنگ به این علت است که ولتاژ پیشروی ال.ای.دی.های قرمز از همه ی انواع دیگر ال.ای.دی.ها کمتر است. به عنوان مثال، ولتاژ پیشروی یک ال.ای.دی. سفید 3/2 ولت است.

اگر بخواهید که ال.ای.دی. در پایین ترین پله ی تنظیم با نور کم روشن بماند، لازم است که یک مقاومت بین پایه 3 پتانسیومتر دیجیتال و زمین مدار وصل کنید. همچنین ضروری است که با اضافه کردن یک طبقه ی تقویت کننده (Driver) ترانزیستوری، AD5220 خود را از تحمل دایمی 20 میلی آمپر جریان که بیشینه ی جریان مجاز خروجی آن است، خلاص کنیم.

تصویر 4: افزودن یک تقویت کننده ی ترانزیستوری به مدار آزمایشی پیشین برای کنترل مطمئن ال.ای.دی. در تمامِ گامِ کاریِ آن.

در تصویر 4 نیمه ی پایینی مدار پیشین دیده می شود که به منظور مورد نظر مدارهای آن تغییر داده شده اند. در حالت جدید، یک مقاومت 6/8 کیلواهمی ولتاژ کمینه ی سرلغزنده را روی 2 ولت (بجای صفر ولت) قرار می دهد. این امر از خاموش شدن کامل ال.ای.دی. جلوگیری می کند. همچنین، مقاومت محدودکننده ی 220 اهمی نیز بایک مقاومت 100 اهمی عوض می شود، زیرا مسیر کلکتور-امیتر ترانزیستور که در مسیر جریان ال.ای.دی. واقع است، داری مقدار موثری از مقاومت می باشد. جریان بیشینه و کمینه ی روشنایی دیود نوری من 18 میلی آمپر و صفر میلی آمپر هستند. شما هم دیود نوری خود را بیازمایید که آیا به نتیجه ی من می رسید یا خیر.

حالا خازن زمانگیری 10 میکروفارادی را با یک خازن 1 میکروفارادی عوض کنید. در این حالت، روند روشن و خاموش شدن دیود نوری سریع تر و روند تغییر شدت روشنایی آن نرم تر خواهد بود.

گام بعدی: خودکاری کامل!

حالا بیایید شستی را با چیزی که خودش به صورت خودکار چرخه ی کار را وارونه کند، جایگزین کنیم. خروجی یک تایمر دیگر (کُندتر) را می توان به پایه ی «بالا/پایین» داد، اما ممکن است این کار باعث ناهماهنگی در همزمانی با تایمر اول شود. آنچه که مورد نیاز ماست، افزاره ای است که 128 چرخه را بشمارد و سپس تراز منطقی روی پایه ی «بالا/پایین» را وارونه کند، دوباره 128 چرخه ی دیگر را بشمارد و باز هم ولتاژ پایه ی گفته شده را معکوس کند… و همین طور به این کار ادامه دهد.

همان طور که شما هم حتماً حدس زدید، این وظیفه ی یک «آی.سی. شمارنده» است! در واقع، یک شمارنده ی دودویی 8 بیتی تا 256 را می شمارد که درست برابر 128×2 است. پس از شمارش اولین 128 گام، خروجی این آی.سی. از 01111111 به 10000000 تبدیل می شود، یعنی باارزش ترین بیت در خروجی از صفر به یک می رسد. این بیت در طول 128 شمارش بعدی «یک» باقی می ماند و پس از آن از یک به صفر برمی گردد. به همین سادگی! علت این که من یک پتانسیومتر دیجیتالی 128 پریزی انتخاب کردم همین بود که می شود آن را با یک شمارنده ی 8 بیتی وادار به عملکرد بالا و پایین رونده کرد.

مدار نهایی و شماتیک آن در تصویر 5 آمده است. در این مدار از یک آی.سی. شمارنده از نوع 74HC4520 که دارای دو شمارنده ی 4 بیتی است، استفاده کرده ام. دو شمارنده را با هم سری بسته ام. تمام خروجی ها باز و بی استفاده هستند، به استثنای خروجی متناظر بر باارزش ترین بیت.

تصویر 5: پس از جداکردن کلید شستی از مدار و جایگزین کردن آن با یک آی.سی. شمارنده، مدار به صورت خودکار عمل خواهد کرد.

دستگاه را رنگین کنیم!

دو نسخه ی دیگر از همین مدار بسازید، یکی برای راه اندازی یک ال.ای.دی. سبز و دیگری برای کنترل یک دیود نوری آبی. زمان بندی کاری آنها را طوری تنظیم کنید که با هم اندکی اختلاف فاز داشته باشند. حالا اگر نور ال.ای.دی.ها را با هم مخلوط کنیم، تمام رنگ های طیف مرئی به شکلی که اتفاقی به نظر می رسد، به دنبال هم شکل می بندند.

برای ال.ای.دی. سبز مقدار مقاومت 6/8 کیلواهمی باید افزایش داده شود، طوری که کمینه ی ولتاژ روی سرلغزنده با کمینه ی ولتاژ پیشروی این دیود نوری هماهنگ باشد. همین کار را نیز باید در مورد ال.ای.دی. آبی انجام دهیم. این کار با روش «سعی و خطا» انجام خواهد گرفت.

حالا به این گوش کنید

تا اینجا همه چیز به خوبی برگزار شد- اما این تازه آغاز کار بود. پس جلوه های صوتی چه می شود؟ با یک آی.سی. تایمر 555 یک نوسانگر فرکانس صوتی ببندید. به جای مقاومت مدار زمانگیری، یک پتانسیومتر دیجیتال همراه با یک مقاومت 5 کیلواهمی به صورت سری با آن در مدار قرار دهید. وجود مقاومت ثابت 5 کیلواهمی باعث می شود که مجموع مقدار مقاومتی در اینجا هیچگاه به صفر نرسد. با اضافه کردن شمارنده ی دودویی و 8 بیتی مانند قبل، ما یک تون موسیقایی بالا و پایین رونده خواهیم داشت.

یک مدار عملیاتی برای کاربرد پتانسیومتر دیجیتالی

مدار زیر برای بسیاری از کاربردها مناسب است. در اینجا ما یک پتانسیومتر دیجیتالی 10 کیلواهمی با 128 پله داریم. مدار با 5 ولت کار می کند و مصرف جریان آن بسیار ناچیز است.

طرح فیبر مدار چاپی پیشنهادی و چگونگی چینش افزاره ها بر روی آن در تصویر زیر ملاحظه می شود.

آخرین به روز رسانی:

20 آبان ماه 1397

مطالب مرتبط:

مدار یک پتانسیومتر دیجیتالی

نوامبر 25, 2015

هواپیماهای هرکولس از تهران و تبریز به سوریه و عراق پرواز می کنند

تعداد زیادی از پهپاد های ایران که با هواپیما های هرکولس رسانده می شوند، در پرواز ها بر فراز پایگاه های تروریست ها در سوریه شرکت دارند

یک منبع در «بنیاد حفظ آثار و نشر ارزش های دفاع مقدس ایران» در مصاحبه با “اسپوتنیک فارسی” ضمن تفسیر انتشار عکس هواپیمای ترابری نظامی ایران در یکی از فرودگاه های نظامی سوریه در “اینستاگرام” اظهار داشت: “احتمالا این اولین عکس هواپیمای هرکولس ایران در سوریه و اولین مدرک حاکی از حضور نیروی هوایی ایران در سوریه است.”

چنین پروازهایی از فرودگاه مهر آباد تهران و از تبریز از زمان آغاز درگیری سوریه انجام می شوند، اما تعداد آنها در لحظات داغ درگیری بیشتر است.

تعداد زیادی از پهپاد های ایران که با هواپیما های هرکولس رسانده می شوند، در پرواز ها بر فراز پایگاه های تروریست ها در سوریه شرکت دارند.

هواپیما های هرکولس همچنین برای رساندن تسلیحات به عراق نیز پرواز می کنند.

منبع:

http://ir.sputniknews.com/world/20151105/885936.html

نوامبر 5, 2015

لحیم کاری افزاره های نصب سطحی (SMD): چند نکته در مورد خمیر قلع

این روزها مونتاژ مدارهای الکترونیک با «افزاره های نصب سطحی» (SMD) نه تنها مقبول، بلکه در خیلی از موارد ناگزیر شده است. آیا با ابزار و وسایل و مواد مصرفیِ این کار، از جمله با خمیر قلع آشنا هستیم؟ در اینجا توضیح مختصر و مفیدی در مورد خمیر قلع ارایه شده است

این روزها مونتاژ مدارهای الکترونیک با «افزاره های نصب سطحی» (SMD) نه تنها مقبول، بلکه در خیلی از موارد ناگزیر شده است. آیا با ابزار و وسایل این کار، از جمله با خمیر قلع آشنا هستیم؟ در اینجا توضیح مختصر و مفیدی در مورد خمیر قلع ارایه شده است.

در وهله ی نخست، به یاد داشته باشید که خمیر قلع یک «ترکیب پلیمری» است که بر اثر رطوبت، حرارت و مرور زمان، قابلیت استفاده در لحیم کاری را از دست می دهد. بنابراین، هنگام خرید خمیر قلع باید:

1- به تاریخ مصرف آن دقت کنید. اگر روی بدنه ی ظرف خمیر قلع تاریخی درج نشده، اصولاً آن را نخرید، زیرا اهمیت تاریخ مصرف خمیر قلع از خود آن بیشتر است و اگر این مورد در تولید و عرضه ی آن دیده نشده، به احتمال خیلی زیاد آن محصول فاقد کیفیت لازم است.

2- اگر به جای تاریخ انقضا، تاریخ تولید روی آن خورده باشد، به یاد داشته باشید که عمر این خمیرها، حتی در حالتی که مطابق الزامات تولیدکننده انبارش و نگه داری شده باشند، از شش ماه تجاوز نمی کند.

و دقت کنید که هنگام خرید:

1- دمای آن از 6 درجه ی سانتی گراد، یعنی دمای یخچال، بیشتر نباشد که در غیر این صورت اجزای تشکیل دهنده ی آن از یکدیگر جدا شده و باعث سخت شدن خمیر و غیر قابل استفاده شدن آن می شوند.

2- درب محفظه ی خمیر قلع باید بسته و هوابند باشد. سر باز ماندن خمیر سبب جذب رطوبت محیط و تخریب آن می شود.

3- خودتان نیز باید خمیر قلع را در جای خشک و خنک نگه داری کنید.

هنگام کار کردن با خمیر قلع دقت شود که:

1- سرنگ یا تیوب حاوی خمیر را در یک کیسه نایلون سر بسته ی نفوذناپذیر که روی آن با ماژیک ماندگار نوشته اید: «ماده ی شیمیایی- خوردنی نیست!-دست نزنید!» گذاشته و آن را در یک جعبه ی پلاستکی که درب آن محکم بسته شود، قرار داده و در گوشه ای از یخچال (نه در فریزر) قرار دهید. بسته بندی دوگانه برای این است که خمیر قلع رطوبت هوای داخل یخچال یا هوای محیط را به خود نگیرد.

به تمام کسانی که از این یخچال استفاده می کنند، به ویژه به کودکان، توضیح دهید که این کیسه حاوی چیست و چرا باید در سرما نگه داری شود، و آنان را آگاه کنید که این ماده خوردنی نیست و دست مالی کردن آن باعث بیماری می شود تا وجود آن در یخچال کنجکاوی برانگیز نباشد.

2- پس از بیرون آوردن سرنگ یا تیوب حاوی خمیر از یخچال و پیش از شروع به کار، یک ساعت به خمیر وقت بدهید تا به دمای اتاق برسد. توجه کنید که این کار ضروری است!

3- پس از پایان کار، یک قطعه سیم پایه مقاومت یا خازن را در لوله ی سرنگ یا دهانه ی تیوب فروکنید تا مسیر عبور خمیر برای استفاده در دفعه ی بعد، باز و تمیز بماند.

در هر صورت، چون خمیر قلع تاریخ مصرف دارد، باید با علایم غیرقابل استفاده شدن آن نیز آشنا بود. از جمله این که:

1- «گرفتنِ دهانه»ی مسیر خروج خمیر از داخل تیوب، و یا خارج شدن فقط ماده ی روان کننده (فلاکس) بجای خمیر قلع از آن، علایم نشان دهنده ی خراب بودن خمیر قلع است. به ویژه، خارج شدن فلاکس نشانه ی آن است که اجزای تشکیل دهنده ی خمیر قلع از یکدیگر جدا شده اند و دیگر به عنوان «یک ترکیب» وجود ندارند.

2- خمیر قلعی که خراب شده باشد، هنگام لحیم کاری بجای روان شدن در سطح کار، بیشتر گلوله گلوله می شود و از زیر هویه فرار می کند.

در تصویر بالا نتیجه ی آزمایش وضعیت های مختلف خمیر قلع نشان داده شده است. در این روش، که در کارخانجات تولیدی الکترونیک برای آزمایش کیفیت خمیر قلعِ تامین کنندگانِ مختلف به کار برده می شود، از خمیر قلعِ مورد آزمایش یک قطره به قطر حدود 5 میلی متر روی یک قطعه شیشه ی نسوز یا سرامیک قرار داده و آن را به داخل کوره ی لحیم کاری می فرستند. قطره ی خمیر قلع در داخل کوره ذوب و سپس سرد می شود. حاصل کار به صورت یکی از تصویرهای بالا خواهد بود. قلع رده 1 خمیری با کیفیت عالی را نشان می دهد که تازه تولید نیز می باشد. قلع رده 3 خمیری است که کمینه یک سال از تاریخ انقضای آن سپری شده بوده. قلع رده 4 نتیجه ی آزمایش خمیری است که نه تنها کهنه و تاریخ گذشته است، بلکه مقدار زیادی رطوبت نیز جذب کرده است. نتیجه ی لحیم کاری با یک خمیر قلع رده 3 یا 4 بر روی بورد، در تصویرهای زیر مشاهده می شود

تاریخ مصرف خمیر قلع به کار رفته در این مونتاژ منقضی بوده است. جدا شدن مواد تشکیل دهنده ی خمیر و به ویژه «ماده ی فعال کننده» (Activator) از یکدیگر در خمیر، سبب شده که ذرات قلع به یکدیگر ملحق نشوند و به صورت صدها گلوله ی منفرد کوچک در اطراف «پد»ها و در زیر افزاره ها پراکنده شوند.

قلع به کار رفته در این مونتاژ به درستی نگه داری و انبارش نشده و رطوبت زیادی به خود جذب کرده بوده است. تبخیر رطوبت از درون خمیر قلع در حین فرآیند ذوب، سبب غیر یکنواخت شدن سطح خارجی و در نتیجه مات شدن سطوح لحیم شده است. همین طور، از قدرت آلیاژ نیز کاسته شده است که حاصل آن از دست رفتن قطعات از روی فیبر در داخل کوره ی لحیم کاری می باشد (تصویر راست). در تصویر سمت چپ، شناور شدن پایه های آی.سی. روی پدهای مربوطه نشانه ی تنزل قدرت آلیاژسازی ماده ی لحیم است.

و نکته ی آخر این که خمیر قلع یک ماده ی سمی و خطرناک است. هنگام کار با آن چیزی نخورید، نیاشامید و دود نکنید. مواد غذایی و نوشیدنی ها را از محل کار با این ماده دور نگه دارید. پس از کار با خمیر قلع، دستان خود را خوب بشویید.

همچنین، خمیر قلع را در بسته بندی های کوچک، درست متناسب با مقدار مصرفِ پیش بینی شده، بخرید تا به علت انقضای تاریخ مجبور به دور انداختن آن نشوید.

همچنین، تلاش کنید پیش از دور انداختن ظرف خمیر قلع، محتوای آن را تمام و کمال به کار ببرید و استفاده کنید تا ذره ای از آن وارد زباله ی منزل و بعداً محیط زیست نشود. به یاد داشته باشید که هر یک از ما نسبت به پاک نگه داشتن سرزمین و محیط زیست خود مسوولیت داریم.

مطالب مرتبط:
لحیم کاری قطعات نصب سطحی (اس.ام.دی.)

آشنایی با قطعات نصب سطحی از نوع MELF

شکل ساختمانی قطعات نصب سطحی (اس.ام.دی.)

چند کلمه در مورد چند و چون کار با خمیر لحیم کاری

یک روش ساده برای ساختن خمیر قلع در خانه

تاریخ آخرین به روز رسانی:

1396/12/21

نوامبر 3, 2015