Circuit détecteur de crête
بسم الله الرحمان الرحيم
وصلى الله وسلم على مولانا رسول الله وعلى
آله وصحبه ومن والاه.
Circuit détecteur de crête
Circuit détecteur de crête هي دارة شبيهة بدارة تقويم نصف
الموجة، إلا أنه في هاته الدارة الجديدة نقوم بإضافة مكثف على التوازي مع
المقاومة. الغرض من هاته الدارة، هي معرفة القيمة القصوى لأي توتر متردد دوري. حيث
يلعب المكثف دور الذاكرة لتخزين أقصى قيمة يصل إليه التوتر.
توجد عدة دارات تستعمل لهاته الوظيفة، لكن
مادامت هاته الدورة مقدمة للمبتدئين، فإنه لا بأس في دراسة الدارات التي تضم
العناصر الالكترونية الأساسية. وذلك لترسيخ فهم سلوكها في الدارات الكهربائية.
نفترض أن المكثف فارغ مبدئيا وأن التوتر الذي يمنحه المولد هو توتر متررد جيبي.
لتسهيل الشرح نفترض كذلك أن الصمام الثنائي مؤمثل أي أن مقاومته الداخلية منعدمة.
لدراسة الدارات التي تحتوي على صمام ثنائي، يتطلب الأمر دائما معرفة متى
يكون الصمام موصلا ومتى يكون عازلا. في هاته الدارة، فالشرط الوحيد ليكون الصمام
موصلا هو عندما يكون توتر الدخول Ve أكبر
أو يساوي مجموع التوتر بين مربطي المكثف Vc وقيمة
عتبة توتر الصمام الثنائي Us.
إذا لم تتحقق هاته المتراجحة، يكون الصمام
عازلا.
خلال الربع الأول من الدور، وذلك من 0s إلى المدة t1، تبقى هاته المتراجحة
صحيحة:
لأن المكثف يكون فراغا مبدئيا، أي عند
اللحظة t=0s يكون التوتر Vc منعدما Vc=0V
وبالتالي فإن الصمام الثنائي يكون موصلا إذ
يمكن لنا تعويضه بمولد للتوتر المستمر ذي توتر Us كما في الدارة في الصورة التالية:
بما أن الصمام يكون موصلا فإن تيارا سيمر
في الدارة و بالتالي سيشحن المكثف إلى أي يصل توتر الدخول القيمة القصوى Vm وذلك عند اللحظة t1. خلال هاته اللحظة سيكتمل المكثف من الشحن. وحسب قانون إضافية
التوترات لدينا:
أي
إذن التوتر بين مربطي المكثف Vc يصل إلى القيمة Vm-Us.
فنحصل على توتر الخروج Vc على الشكل
الموضح في الرسم المبياني وهو المنحنى باللون الأزرق (الصورة أعلاه).
انطلاقا من اللحظة t1 وإلى
اللحظة t2، يبدأ توتر الدخول بالانخفاض.
وبالتالي يصبح هذا الأخير أصغر من Vc+Us
و بالتالي يصبح الصمام عازلا، إذ يمكن لنا
تعويضه بقاطع تيار مفتوح كما في الصورة التالية:
فيبدأ المكثف بتفريغ شحنته من خلال
المقاومة. دور هذا المكثف هو الحفاظ على القيمة التي يصل إليها التوتر بين مربطيه Vc لمدة طويلة، لذلك يجب أن تكون ثابتة الزمن Tau وهي حاصل جداء المقاومة R في سعة المكثف C
يجب أن تكون مدتها كبيرة جدا لا تقل عن 10
أضعاف دور توتر الدخول.
بهذا نضمن بان يحتفظ المكثف بتوتره
القصوي. فنحصل في الأخير على توتر خروج Vc على
شكل مستقيم مواز تقريبا لمحور الأفاصيل، وهو المنحنى باللون الأزرق (الصورة
أعلاه).
أما خلال الفترة ما بين المدتين t2 و t3 ،سيتحقق من جديد الشرط الذي من اجله يكون الصمام
موصلا. بحيث يكون:
فيتم تشحين المكثف من جديد -ما تم تفريغه
مسبقا- وذلك خلال هاته الفترة الوجيزة. فنحصل توتر خروج على شكل موجة صغيرة.
ثم بعد اللحظة t3 تعيد الدارة نفس السلوك. كلما
كانت ثابتة الزمن كبيرة جدا مقارنة مع دور توتر الدخول، كلما قلت تلك التموجات
وأصبح توتر الخروج Vc أكثر ثباتا. من تم تكون النتيجة
أكثر دقة. في النهاية نحصل على توتر خروج مستمر ذي قيمة Vc كما في الصورة التالية:
للحصول على القيمة القصوى Vm التي
يصل إليها توتر الدخول Ve –وهاته هي وظيفة الدارة- نرجع إلى
العلاقة التالية:
كالعادة قمت بتجربة الدارة عمليا، من اجل ذلك قمت بتحضير مولد الترددات
المنخفضة ليمنح للدارة توتر جيبي تردده 1Khz ودوره هو 1ms . كما قمت بتركيب العناصر
التالية:
-
صمام ثنائي ذو عتبة التوتر Us=0.7V
-
مكثف سعته c=4.7microF
-
مقاومة ٌR=10K أوم
قمت باختيار هاته القيم لتكون ثابتة الزمن
tau والتي تساوي في هاته الحالة 47ms، لتكون أكبر بكثير مقارنة بدور
توتر الدخول الذي يساوي 1ms
عند تشغيل الدارة حصلت على راسم التذبذب
توتر الدخول الجيبي Ve وهو المنحنى باللون الأصفر، كما
حصلت على توتر الخروج Vc ، وهو عبارة عن توتر مستمر
تقريبا. وهو المنحنى المستقيم باللون الأزرق.
نحسب الآن القيمة
القصوى لتوتر الدخول بالعلاقة التالية:
انطلاقا من راسم التذبذب لدينا:
أي
إذن
هاته هي القيمة القصوى لتوتر الدخول. وهي
تقريبا نفس القيمة التي يقيسها راسم التذبذب. هكذا يتم إيجاد وسع أي توتر دوري
متردد انطلاقا من هاته الدارة البسيطة.
إلى هنا ينتهي الموضوع
شكرا على حسن المتابعة. دمتم في رعاية
الله وحفظه و السلام عليكم ورحمة الله وبركاته.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق