كيف يعمل الراديو؟ وتعرف على ال FM و ال AM

بداية لمن لم يتطرق قد لعلم الاتصالات يجب أن يعرف أن جميع الأصوات الصادرة من حولنا عبارة عن موجات “signals” وتنقل عبر موجات أيضا تسمى “موجة حاملة” وحينما تصل للمحطة المستقبلة يتم فك الموجة الحاملة عن المرسلة (الأصلية) لتصل الرسالة. كما يحدث في محطات الراديو أو التليفزيون والبلوتوث وغيرها التي تقوم بنقل الأصوات من مكان لمكان أخر على مدى القصير والبعيد.

الرسم البياني”[Figure [1 ” يمثل بشكل عام الموجه قبل التعديل عليها وبعد التعديل عليها (حملها على الموجه الحاملة) لتصدر عندنا إما موجة  AMأو موجة FM..وسنعرف كيف تنتج والفرق بينهما.

Figure [1]: Showing the normal signal and the two main types of modulation of an information signal.

لنأخذ الراديو كمثال بسيط لنتعرف على عملية النقل..

موجات الراديو موجات ذات دالَّة جيبية تتكوَن من موجتين أساسيتين: الأولى هي الموجة الحاملة التي تُستعمل لنقل البيانات. أما الموجة الثانية وهي موجة الإشارة أو البيانات التي يتم تحميلها فوق الموجة الحاملة لتحميل البيانات عليها.

وبحسب طريقة تحميل موجة الإشارة على الموجة الحاملة تختلف النتيجة إما موجة FM أو AM، كما يظهر في الرسم البياني “[2]Figure”.

Figure [2]: Amplitude modulated wave AM and FM.

دعونا نتعرف على الموجتين باختصار وستعرف الفرق 😊

ما هي موجة AM ؟

“Amplitude Modulation” أو AM كما تُعرف اختصارًا، وتعني بالعربية: الموجة معدَّلة السعة، وهي طريقة شائعة من طرق البث الإذاعي يعود تاريخ أول ظهور لها إلى 1870s، وهو الوقت الذي اكتُشِفت فيه موجات البث السمعية والتي يُمكن بثها عبر مسافات طويلة.

موجات AM يتم تحميلها عبر تعديل السعة. حيث يتم إضافة البيانات على الموجة الحاملة عبر التغيير في سعة الموجة (طولها من القمة إلى القاع). وبدأ هذا النظام بالتراجع بسبب سوء جودة الصوت مقارنةً بموجات FM.

وعادةً ما تُستعمل موجات AM لبث الأخبار والأحداث العالمية، ومن أبرز عيوبها الخلط بين المحطات أثناء التغيير بينها وتتأثر بالتشويش ولكن تتميز بأنها طويلة المدى ومن الممكن أن تعمل خارج المدن وسهلة البناء.

ما هي موجة FM ؟

الطريقة الأكثر شيوعًا في تحميل البيانات السمعية عبر الراديو، و FM اختصار لـ Frequency Modulated أي الموجة معدَّلة التردد. إذ يتم تحميل البيانات عليها عبر تغيير التردد في نطاقٍ صغير بحيث يكون النطاق 0.1 من الميجا هيرتز.

لهذا السبب نجد أن الفارق بين أي محطتين إذاعتين يكون قليل للغاية، ويجب أن يكون الفرق بين أي محطتين على موجة FM لا يقل عن 0.2 ميجاهيرتز حتى لا تتداخل المحطات.

وعادةً ما تُستعمل موجات FM في نقل البرامج الإذاعية المحلية والأناشيد لأنها أكثر وضوحًا، لكنها ومع ذلك تعتبر قصيرة المدى ولا تعمل خارج المدن ولكن تتميز بعدم تأثرها بالتشويش أثناء التغيير بين المحطات ولا الخلط بين المحطات.

يبدو أنك تعرفت عليهم الآن.. مارأيك أن تقوم بإنشاء محطتك الخاصة وتستمع اليها  أنت ومن تريد! ðŸ˜ƒ

لن تحتاج للذهاب إلى محطات الإذاعة لبث ما تريد، سنصنع معا محطة صغيرة وترسل ما تشاء عبر موجات الأثير. كيف ذلك ؟  بصناعة مرسل لترددات الراديو (radio transmitter).

ماذا تحتاج؟

إذا توفرت لك مركباته الإلكترونية الموضحة في الجدول أدناه فيمكنك عزيزي القارئ انجازه  خلال 15 دقيقة! بدون تلحيم ولا طباعة كيميائية للشريحة الإلكترونية.

لنتعرف على الدائرة الكهربائية حتى توضح لك عزيزي القارئ كيف توصل وتتعامل مع تلك القطع..

انظر للصورة “[5]Figure” كما ترى عزيزي القارئ الدائرة الكهربائية بسيطة جدا ولكن قبل ماتقدم على التوصيل أريد أن أنبهك على خدعة خفية انظر جيدا  لشكل المتذبذب الكريستالي.. هل استطعت أن تعي الخدعة هناك؟

المتذبذب الكريستالي:
إذا تمعنت جيدا في شكل المتذبذب ستجد أنه عبارة عن صندوق صغير، أركانه ثلاثة منهم دائرية وركن واحد فقط حاد. لماذا هو بهذا الشكل إذن؟
للجواب على السؤال أقول لك وبكل بساطة أنه كذلك لتسهيل تركيبه في البطاقات الإليكترونية ولكي تتعرف على المربط غير المستعمل فيه. يتكون المتذبذب من 4 مرابط، لكن واحدا منهم غير مستعمل وما عليك إلا أن تقوم بإهماله. هذا المربط يتواجد تحت الركن الحاد للمتذبذب.

المحول:
المحول هو المركب الأساسي الآخر. يقوم هذا المركب بتحويل قوة موجات الراديو لتناسب درجة الصوت المراد ارساله.

الآن ما عليك إلا أن تقوم بإيصال المركبات ببعضها البعض وفق ما تراه في الصورة أعلاه”[5] Figure”.👌 

لنفرض الآن أنك قمت بتوصيل الدائرة الكهربائية سيتكون عندك كما في الصورة التالية”[6] Figure”. إذا لم تكن عندك البطاقة المثقبة قم بإيصال المركبات كما يحلوا لك، لا مشكلة في ذلك:

لاحظ يجب أن توصل المحول بالموصل كما هو مبين في الصورة “[7] Figure”:

التشغيل:
إذا أردت أن تشغله الآن ماعليك سوى أن توصل الموصل بأي جهاز عندك يصدر صوت كالحاسوب أو المذياع أو قارئ الأقراص الضوئية أو الميكروفون لتتكلم فيه.

أخيرا:
اذا انتهيت من صنع محطتك الاذاعية البسيطة فلا تنسى أن تهتم بشكل الراديو الخارجي فلك الحرية في تنسيقه ولن نلزمك بخطوات أخرى:).

فاطمة باشمَّاخ

مهندسة كهرباء وحاسب آلي

“المعرفة هي عملية تجَّمُّع الحقائق، الحكمة تكمن في تبسيطها”

تفضل بالرد