جيهان عبدو
مرحبا بك اخي الزائر نحن ندعوك للانضمام الينا

كيف يعمل مكبر الصوت أو مضخم الصوت

اذهب الى الأسفل

default كيف يعمل مكبر الصوت أو مضخم الصوت

مُساهمة من طرف abdou في الأحد 05 ديسمبر 2010, 15:33

نحننستخدم كلمة مكبر او amplifier عندالاشارة إلى مكونات نظام الاستيريو الصوتي او الادوات الموسيقية. ولكن اجهزة المكبرات موجودة والكثير من الاجهزةمثل مكبرات الصوت في التلفزيون ومكبرات الصوت في اجهزة الكمبيوتر واجهزة مشغلالاقراص المدمجة. وفي الحقيقة تستخدمالمكبرات مع كل جهاز متصل به سماعة لاصدار الصوت.
فيهذه المقالة من كيف تعمل الاشياء سوف نقوم بشرح المبدأ الاساسي لعمل المكبرات ونتعرفعلى اجزائه الرئيسية وبالرغم من تنوعها بين البسيط والمعقد الا ان فكرة عملهاواحدة.


نعلماعزائنا القراء ان الصوت ظاهرة فيزيائية تعتمد على اهتزاز جزيئات الهواء لتؤثر علىالوسط المحيط بها في صورة اضطراب ينتشر بسرعة خلال الوسط وعندما تصل هذه الاضراباتإلى طبلة الاذن فإنه تشكل ضغط على غشاء الطبلة في صورة نبضات فيهتز العشاء بنفسالطريقة ويتم تحويل هذه الاهتزازات الى اشارات كهربية في باقي اجزاء الاذن وترسلالى الدماغ لتترجم الى الصوت الذي نسمعه.


الاجهزة الالكترونية التيتصدر الصوت بمختلف انواعها تعمل بنفس الطريقة وتشبه نفس طريقة عمل الاذن، فهيتتعامل مع الصوت على انه معلومات في صورة اشارات كهربائية متغيرة. ولفهم كيف تتعامل الاجهزة الالكترونية مع الصوتسوف نوضح ذلك من خلال المراحل الثلاثة التالية:

أولا الميكرفون: عندما يصدر صوت امام ميكرفون الجهاز فإن الغشاء الرقيق فيالميكرفون يحدث له اهتزازات بنفس تردد الصوت، يتم تحويل هذه الاهتزازات الميكانيكيةإلى اشارات كهربائية. تحمل الاشاراتالكهربائية من خلال ترددها معلومات عن التضاغطات والتخلخلات الميكانيكية التياحدثتها.

ثانيا المسجل: يقوم الجهاز بتحويل الاشارات الكهربائية الى اشارات مشفرة بطريقةما ليتم حفظها اما على شريط مغناطيسي في صورة تغيرات في المناطق المغناطيسية علىالشريط او في صورة حزوز ميكانيكية رقيقة كما في الاسطوانات القديمة أو في صورةحزوز بواسطة شعاع الليزر كما في الاسطوانات المدمجة.

ثالثا المشغل: يقوم المشغل بمختلف انواعه حيث ان لكل طريقة من طرق حفظ الصوتمشغل خاص بذلك مثل المسجل او مشغل الاسطوانات او غير ذلك بترجمة الشيفرة (سواءالمغناطيسية او الميكانيكية او الضوئية) وتحويلها الى اشارة كهربائية. تستخدم هذه الاشارة الكهربائية في تحريكالسماعة للامام والخلف لتحدث اضطرابات في الهواء نسمعه على شكل صوت مشابه للصوتالذي وصل للميكرفون.

وكما ترى عزيزي القارئ فإن كل المكونات الرئيسية للأحهزةالصوتية ما هي الا اجهزة مترجمة تأخذ الاشارة في شكل وتحولها إلى شكل اخر وفيالنهاية يتم اصدار الصوت مرة اخرى.
ولكي يتم كل تفاصيل التضاغطات والتخلخلات في الامواجالصوتية، فإن الميكرفون يجب ان يكون على درجة عالية من الحساسية، وهذا يعني ان اياهتزازة مهما صغرت يستطيع الميكروفون ان يستجيب لها ويصدر بالمقابل اشارة كهربائيةمناظرة لها.
هذا الامر مهم جداً للحصول على تسجيل جيد للصوت وتعتبرعملية تحويل الموجات الصوتية إلى امواج كهربائية عملية بسيطة ولا تحتاج الى الكثيرمن التعقيد وهذه الاشارات الكهربية مهما كانت صغيرة يمكن نقلها عبر اسلاك التوصيلواستخدامها لتخزن المعلومات الصوتية على الوسط المستخدم. ولكن في المقابل فإنعملية تحويل الاشارة الكهربية إلى اشارة صوتية لنعود ونسمع الصوت المسجل فإن ذلكيتطلب ان تقوم الاشارة الكهربية بتحريك الجسم المخروطي للسماعة لاصدار الصوت وهذاالامر صعب لان الاشارة الكهربية تكون صغيرة وغير قادرة على تزويد السماعة بالطاقةلتحريكها ولهذا نحن بحاجة الى تضخيم الاشارة الكهربية لتعطي تيار كهربي كبير قادرعلى تحريك السماعة وجعلها تتذبذب لتصدر الصوت.
وهذا بالضبط وظيفة المكبر Amplifier حيث يقوم المكبر بتضخيمالاشارات الكهربائية التي تحمل تفاصيل الصوت وللتعرف على فكرة عمل المكبرات دعنانتعرف على مكونات المكبر.

فكرة عمل المكبر (المضخم)
مما سبق نستطيع ان نفهم ان وظيفةالمكبر هي تقوية الاشارة الصوتية (الكهربائية) لتستطيع ان تمتلك القدرة على تحريكغشاء السماعة. وهذا باختصار عمل المكبرولكن اذا ما اردنا ان نعرف كيف تتم هذه العملية علينا ان نأخذ جولة في داخل المكبرلنتعرف على مكوناته.
في الواقع يولد المكبر اشارة جديدةمختلفة تماماً عن الاشارة الاصلية التي دخلت عليه ولكن على اساس الاشارةالاصلية. ولفهم ذلك تخيل ان هناك دائرتينمنفصلتين في داخل المكبر. حيث ان دائرة المخرج output circuit تعمل بواسطة مزود الطاقة للمكبر power supply، الذي يحصل على طاقته من خلال بطارية اومن خلال توصيله بمقبس الكهرباء في المنزل. فإذا كان المكبر يعمل من خلال كهرباء المنزل ذات التيار المتردد حيث يغيرالتيار اتجاهه باستمرارـ فإن مزود الطاقة سوف يعمل على تحويل التيار المتردد هذاإلى تيار ثابت حيث يكون اتجاه التيار دائماً واحد ولا يتغير. بعد هذه المرحلة يتم استخدام التيار الناتج فيالدائرة التي تعمل على بذل شغل لتحريك مخروط السماعة لاصدار الصوت.
أما بالنسبة لدائرة المدخل input circuit فهي المختصة باستقبال الاشارة الصوتية(الكهربائية) المسجلة على الشريط او اي نوع اخر من وسائط التخزين المختلفة او منالصادرة عن الميكرفون. فهي تستخدم لتتداخلمع دائرة المخرج بواسطة مقاومة متغيرة تعمل على تعديل التيار المستمر بحيث يصبحفرق الجهد يعكس ترددات الاشارة الصوتية الاصلية.

مخطط يوضح فكرة عمل المكبر حيث توضح الدائرة باللون الازرقدائرة المدخل والدائرة الموضحة باللون الاحمر دائرة المخرج، ويتم استخدام التيارالصغير الصادر عن الميكرفون لتعديل التيار الكبير الناتج عن البطارية

في معظم انواع مكبراتالصوت يتم استخدام مرحلة وسطية بين دائرة المدخل ودائرة المخرج وهي مرحلة تسمى ماقبل التكبير pre-amplifierوفيها يتم تكبير الاشارة الصوتية الصغيرة لتصبح مناسبة لدائرة المخرج وتؤثر بشكلافضل على دائرة المخرج عندما تعمل على تعديل تيار البطارية. كما ان هناك انواعاخرى تستخدم فيها اكثر من مرحلة للتكبير لتقوم بتكبير تدريجي للاشارة الصوتيةالكهربائية قبل وصولها إلى السماعة.

الان عزيزي القارئ تعرفنا على فكرةعمل المكبر بشكل مبسط ولو انك حاولت ان تفتح جهاز مكبر للصوت لوجدت الكثير منالاسلاك والقطع الالكترونية التي تعمل مع بعضها البعض لتقوم بالمهام التي قمنابشرحها. ويحتاج المكبر هذه المكونات ليتمكن من التعامل مع كل جزء من الاشارةالصوتية بشكل صحيح وبدقة.

صورة توضح جزء من اجزاء المكبر من مكثفات ومقاومات وترانزسستورومبدد الحرارة الذي يعمل على التخلص من الحرارة الصادرة عن الترانزسستورات.

كل مكونات المكبر مهمة جدا ولكن لانحتاج ان نفحص كل قطعة منها لنعرف كيف يعمل المكبر. حيث ان هناك عناصر الكترونية اساسية في المكبر وهيالتي سوف نركز على توضيح وظيفتها في الجزء التالي من المقال.

العناصر الالكترونية للمكبر
يعتبر العنصر الرئيسيفي المكبر هو الترانسستور transistor. ويصنع الترانسستور من المواد اشباه الموصلاتمثل السيليكون مطعم ببعض الشوائب التي تعمل على زيادة قدرته على توصيل الكهرباء فيعملية تسمى التطعيم doping.
وقد سبق وان تحدثنا فياكثر من مقال عن المواد شبه الوصلة ولكن سوف نذكر باختصار الملعلومات المهمة بهذاالخصوص. حيث اننا نعلم ان جميع ذرات السليكون النقي تكون مرتبطة في توزيع بلوريمنظم ولايوجد اي الكترونات حرة لتوصيل التيار الكهربي خلاله ولكن اذا ا قمنابتطعيم السيليكون بمواد اضافية تعمل على احلال بعض ذرات السليكون مع توفيرالكترونات اضافية او احدث فراغات في التركيب البلوري لتكون ما يسمى الفجوات holesلتسمح للالكترونات بالانتقال اليها. وفيكلا الحالتين سواء توفر الكترونات اضافية او حدثت فجوات في مادة السليكون فانهاتصبح قادرة على توصيل التيار الكهربي.
عند تطعيم السليكونبمواد تحدث اضافة في الالكترونات الحرة تسمى هذه بالنوع السالب N-typeوالحرف Nهو من كلمة Negativeاي سالب نظرا لشحنة الالكترونات الاضافية. واذا كان التطعيم يحدث فجوات تسمى بالنوع الموجب P-typeوالحرف Pيعود للكلمة Positiveاي موجب على اعتبار ان الفجوة هي نقص في الالكترونات وهذا يجعل المادة موجبةالشحنة.
وكما نعلم انالترانسستور يتكون من ثلاثة طبقات من المواد شبه الموصلة ويوجد عدة انواع من الترانسستوراتوالنوع الذي يدخل في بناء مكبر الصوت هو الترانسستور ذو القطبين bipolar-junction transistor. وهذا النوع يتكون من طبقة من النوع الموجبموجودة بين طبقتين من النوع السالب.

الترانسستورذو القطبين bipolar-junctiontransistor

تسمى الطبقة الاولى منالنوع السالب بالباعث emitterوالطبقة الثانية من النوع الموجب تسمى القاعدة baseفي حين ان الطبقة الثالثة وهي من النوع السالب تسمى المجمع collector. يتم توصيل دائرة المخرج (المتصلة مع السماعة)بطرفي الترانسستور بواسطة الكترود عند الباعث والمجمع. اما اشارة المدخل فتوصل بواسطة الكترود فيالقاعدة كما هو موضح في الشكل اعلاه.
الالكترونات الحرة فيالنوع السالب تسعى للانتقال الى النوع الموجب لاشغال الفجوات في النوعالموجب. وعدد الالكترونات اكبر بكثير منعدد الفجوات ولذلك تمتلئ الفجوات بسرعة كبيرة. وهذا يحدث منطقة استنزاف عند الحدود الفاصلة بين النوع السالب والنوعالموجب في الترانسستور. وتعمل منطقة الاستنزاف التي تكونت على تحويل الترانسستورالى حالة تكون فيها عازلة للتيار الكهربائي لعدم تمكن الالكترونات من الانتقالوالحركة.
في الجزءالتالي سوف نقوم كيف يتم الاستفادة من هذه الحالة في عمل المكبر

تضخيم الجهد
عندماتكون منطقة الاستنزاف سميكة فإنها تعمل على رفع جهد الكترود القاعدة. وهذا الجهد متصل مباشرة مع مع دائرةالمدخل. عندما يصل التيار الكهربي القادممن دائرة المدخل الى الكترود القاعدة الموجب الشحنة فإن القاعدة سوف تسحبالالكترونات اليها وتدفع بهم نحو الباعث. وهذا يعمل على توفير فجوات في منطقة الاستنزاف مما يجعل سمكها اقل، ممايسمح الشحنة بالحركة من الباعث إلى المجمع بسهولة. وبالتالي يصبح الترانسستور موصلا للتيارالكهربائي. وهذا يعني ان سمك منطقةالاستنزاف ومقدار موصلية الترانسستور تعتمد على قيمة الجهد على الكترودالقاعدة. فكلما كان الكترود القاعدة ذوجهد كبير كلما كان التيار المار اكبر لان قدرة الترانسستور على التوصيل تكون اكبر،وبهذه الطريقة فإن التيار الكهربائي المعدل والقادم من دائرة المدخل إلى الكترود القاعدةيعمل على تغير قيمة التيار الناتج عن الكترود المجمع. يستخدم التيار الكهربي المكبر في تشغيلالسماعة.

في هذه المرحلة دائرة المخرج للمكبر متصلة مع الباعث والمجمع. فيحين تكون دائرة المدخل متصلة مع القاعدة

في حالة عدم مرور تيار كهربي في دائرة المدخل فإن الالكتروناتالحرة في النوع السالب سوف تنتقل إلى النوع الموجب وتملء الفجوات في بالكامل

تتكون منطقة الاستنزاف لتحول الترانسستور إلى عازل

عندما يتدفق التيار الكهربي الصادر عن المكرفون عبر دائرة المدخليرتفع الجهد الكهربي على القاعدة مما يسمح للالكترونات بالمرور وتقل مقاومة منطقةالاستنزاف. يمر التيار الكهربي من الباعثإلى المجمع


الترنسستورالموجود في دائرة المكبر يمثل مرحلة تكبير وكلما كان هناك اكثر من ترانسستور كلماكانت مراحل التكبير اكثر وكانت قدرة المكبر اكبر.
فيالمكبرات الصغيرة مثل مكبر جهاز التلفون فإن دائرة التكبير تنتج نصف وات من القدرةالكهربية. وفي اجهزة الاستيريو المنزلية فإن المكبر ينتج ما مئات من الوات بينمااجهزة المكبرات التي تستخدم في الحفلات والمؤتمرات تنتج قدرة كهربية تصل إلى عدةالاف وات.
الهدفالرئيسي لمكبرات الصوت بالاضافة الى تكبير الصوت لتشغيل السماعات هو الحفاظ علىادنى حد من التشويش بحيث ان يقوم بتقليد للموجة الصوتية الاصلية بدون ان يكون هناكاي فقد في اي اشارة حتى لو تم تكبير الاشارة عدة مرات.
وفيالختام عزيزي القارئ لعلك الان تعرفت على فكرة عمل المكبر ودور الترانسستور فيالتكبير وللعلم تعتبر هذه الفكرة اساساً علميا للعديد من الاجهزة الالكترونية التيتقوم بمهمة التكبير سواء تكبير اشارة الراديو او اشارة التلفزيون. الا ان مكبراتالصوت تستهوي الكثير من عشاق الموسيقى والهواة وهناك الكثير من الشركات التي تنتجسلسلة واسعة من اجهزة الاستيريو المنزلية.
avatar
abdou
صاحب الموقع
صاحب الموقع

mms mms :
عدد المساهمات : 237
نقاط : 609
السٌّمعَة : 56
تاريخ الميلاد : 04/12/1961
تاريخ التسجيل : 25/10/2010
العمر : 56
الموقع : جيهان عبدو

بطاقة الشخصية
ع:

http://abdoubac.forummaroc.net

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

default رد: كيف يعمل مكبر الصوت أو مضخم الصوت

مُساهمة من طرف bacha salwa في الأربعاء 08 ديسمبر 2010, 22:02

avatar
bacha salwa
نائب المدير
نائب المدير

mms mms :
عدد المساهمات : 141
نقاط : 279
السٌّمعَة : 57
تاريخ التسجيل : 26/11/2010

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

default رد: كيف يعمل مكبر الصوت أو مضخم الصوت

مُساهمة من طرف الننجا الاسود في الأحد 12 ديسمبر 2010, 17:52

مشكور على التعب الملحوض لاتحرمنى من جديدك الممتع جدا
avatar
الننجا الاسود
نائب المدير
نائب المدير

عدد المساهمات : 79
نقاط : 189
السٌّمعَة : 19
تاريخ الميلاد : 28/10/1992
تاريخ التسجيل : 24/11/2010
العمر : 26

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

default رد: كيف يعمل مكبر الصوت أو مضخم الصوت

مُساهمة من طرف yazid sakhire في الأحد 02 يناير 2011, 08:47

مشكور على هذا الموضوع الجميل
avatar
yazid sakhire
عضو مميز
عضو مميز

عدد المساهمات : 99
نقاط : 196
السٌّمعَة : 8
تاريخ الميلاد : 09/03/1996
تاريخ التسجيل : 08/12/2010
العمر : 22

بطاقة الشخصية
ع: 1

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

default رد: كيف يعمل مكبر الصوت أو مضخم الصوت

مُساهمة من طرف omayma chakira في الأربعاء 12 يناير 2011, 09:40


مشكور على هذا الموضوع
avatar
omayma chakira
عضو فعال
عضو فعال

عدد المساهمات : 212
نقاط : 306
السٌّمعَة : 51
تاريخ الميلاد : 24/04/1995
تاريخ التسجيل : 06/12/2010
العمر : 23

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

الرجوع الى أعلى الصفحة


 
صلاحيات هذا المنتدى:
لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى