فِي عَالَمِ هَنْدَسَةِ الْكَهْرَبَاءِ، يَشُكِّلُ مَفْهُومُ **تَردُّدَاتِ النَّبْضِ** ظَاهِرَةً فَاسِخَةً تَنْشَأُ حِينَ يَتَفاعَلُ إِشَارَتَانِ بِتَردُّدَاتٍ مُتَقَارِبَةٍ قَلِيلًا. هَذِهِ التَّردُّدَاتُ، الَّتِي تُسَمَّى غَالِبًا **تَردُّدَاتِ الْمَجْمُوعِ** وَ**تَردُّدَاتِ الْفَرْقِ**، تُوَلَّدُ خِلَالَ عَمَلِيَّاتٍ كَ**التَّغَيُّرِ المُتَغَايِرِ** وَ**تَضْعِيفِ السَّعَةِ**، وَلَهَا تَطْبِيقَاتٌ مُهِمَّةٌ فِي مُجَالَاتٍ مُتَنَوِّعَةٍ.
يُعْتَبَرُ التَّغَيُّرُ المُتَغَايِرُ، الْمَعْرُوفُ أَيْضًا بِ**مُخْتَلِطِ التَّردُّدِ**، تِقْنِيَّةً أَسَاسِيَّةً تُسْتَخْدَمُ فِي اتِّصَالَاتِ الرَّادِيُو وَتَطْبِيقَاتٍ أُخْرَى. تَتَضَمَّنُ هَذِهِ التِّقْنِيَّةُ دَمْجَ إِشَارَتَيْنِ، غَالِبًا مَا تُسَمَّى **إِشَارَةُ الْحَمَلِ** وَ**إِشَارَةُ التَّضْعِيفِ**، لِخَلْقِ إِشَارَةٍ جَدِيدَةٍ بِتَردُّدٍ مُخْتَلِفٍ. تُعْرَفُ هَذِهِ الْإِشَارَةُ الْجَدِيدَةُ بِ**إِشَارَةِ التَّردُّدِ الْوَسَطِيّ (IF)**، وَتَحْتَوِي عَادَةً عَلَى كِلَا **تَردُّدِ الْمَجْمُوعِ** وَ**تَردُّدِ الْفَرْقِ** لِلْإِشَارَاتِ الْأَصْلِيَّةِ.
**تَردُّدُ الْمَجْمُوعِ:** يُحَسَبُ هَذَا التَّردُّدُ بِبَسَاطَةٍ بِجَمْعِ تَردُّدَاتِ الْحَمَلِ وَالتَّضْعِيفِ. **تَردُّدُ الْفَرْقِ:** يُحْصَلُ عَلَى هَذَا التَّردُّدِ بِطَرْحِ التَّردُّدِ الأَصْغَرَ مِنَ التَّردُّدِ الأَكْبَرِ.
مَثَلًا، إِذَا تَمَّ دَمْجُ إِشَارَةِ حَمَلٍ بِتَردُّدٍ 500 كيلو هِرْتْزٍ مَعَ إِشَارَةِ تَضْعِيفٍ بِتَردُّدٍ 1 كيلو هِرْتْزٍ، سَيَكُونُ تَردُّدُ الْمَجْمُوعِ 501 كيلو هِرْتْزٍ (500 كيلو هِرْتْزٍ + 1 كيلو هِرْتْزٍ)، وَسَيَكُونُ تَردُّدُ الْفَرْقِ 499 كيلو هِرْتْزٍ (500 كيلو هِرْتْزٍ - 1 كيلو هِرْتْزٍ).
يُعْتَبَرُ تَضْعِيفُ السَّعَةِ (AM) تِقْنِيَّةً شَائِعَةً لِنَقْلِ الْمَعْلُومَاتِ، كَالصَّوْتِ، عَلَى مَوْجَاتِ الرَّادِيُو. فِي تَضْعِيفِ السَّعَةِ، تَتَغَيَّرُ سَعَةُ إِشَارَةِ الْحَمَلِ تِبَاعًا لِإِشَارَةِ التَّضْعِيفِ، الَّتِي تُمَثِّلُ عَادَةً الْمَعْلُومَاتِ الَّتِي يُرَادُ نَقْلُهَا.
خِلَالَ تَضْعِيفِ السَّعَةِ، تَصْحَبُ الْإِشَارَةُ الْأَصْلِيَّةُ لِلْحَمَلِ شَرِيطَانِ جَنْبِيَّانِ، يَحْتَوِي كُلٌّ مِنْهُمَا عَلَى تَردُّدِ نَبْضٍ:
**الشَّرِيطُ الْجَنْبِيُّ الْعُلْوِيّ (USB):** يَحْمِلُ هَذَا الشَّرِيطُ تَردُّدَ الْمَجْمُوعِ لِلْحَمَلِ وَالتَّضْعِيفِ. **الشَّرِيطُ الْجَنْبِيُّ السُّفْلِيّ (LSB):** يَحْمِلُ هَذَا الشَّرِيطُ تَردُّدَ الْفَرْقِ لِلْحَمَلِ وَالتَّضْعِيفِ.
لِذَلِكَ، فِي مِثَالِنَا السَّابِقِ لِإِشَارَةِ حَمَلٍ بِتَردُّدٍ 500 كيلو هِرْتْزٍ مُضَعَّفَةٍ بِإِشَارَةٍ بِتَردُّدٍ 1 كيلو هِرْتْزٍ، سَتَحْتَوِي إِشَارَةُ تَضْعِيفِ السَّعَةِ عَلَى ثَلَاثَةِ تَردُّدَاتٍ: 500 كيلو هِرْتْزٍ (الْحَمَلُ)، 501 كيلو هِرْتْزٍ (USB)، وَ499 كيلو هِرْتْزٍ (LSB).
تَلْعَبُ تَردُّدَاتُ النَّبْضِ أَدْوَارًا حَاسِمَةً فِي تَطْبِيقَاتٍ مُتَنَوِّعَةٍ، مِنْهَا:
تُعَدُّ تَردُّدَاتُ النَّبْضِ، الْمَوْلُودَةُ مِنَ التَّفاعُلِ بَيْنَ تَردُّدَيْنِ مُخْتَلِفَيْنِ، دَلِيلًا عَلَى بَسَاطَةِ وَقُوَّةِ مُعَالَجَةِ الْإِشَارَاتِ فِي هَنْدَسَةِ الْكَهْرَبَاءِ. يَكُونُ فَهْمُ هَذِهِ التَّردُّدَاتِ وَتَطْبِيقَاتِهَا أَمْرًا حَيَوِيًّا لِتَقْدِيرِ جُهُودٍ مُتَنَوِّعَةٍ فِي الْإِلِكْتْرُونِيَّةِ وَالْاتِّصَالِ وَأَكْثَرُ مِنْ ذَلِكَ. مِنْ سِمْفُونِيَةِ مَوْجَاتِ الرَّادِيُو إِلَى الْعَالَمِ الْمُعَقَّدِ لِلتَّصْوِيرِ الطِّبِّي، تُعَدُّ تَردُّدَاتُ النَّبْضِ وَحْدَةَ بِنَاءٍ أَسَاسِيَّةً تُدْرِكُ التَّقَدُّمَ التِّقْنِيّ.
Instructions: Choose the best answer for each question.
1. What is the term for the phenomenon where two signals with slightly different frequencies interact to create new frequencies?
a) Heterodyning b) Amplitude modulation c) Beat frequencies d) Sidebands
c) Beat frequencies
2. What are the two new frequencies generated during beat frequency phenomenon called?
a) Carrier and modulating frequencies b) Sum and difference frequencies c) Upper and lower sidebands d) Intermediate and final frequencies
b) Sum and difference frequencies
3. Which of the following techniques is used to combine two signals to create a new signal with a different frequency?
a) Amplitude modulation b) Frequency modulation c) Heterodyning d) Phase modulation
c) Heterodyning
4. What are the sidebands in amplitude modulation?
a) The original carrier signal and the modulating signal b) The frequencies generated by the modulation process c) The sum and difference frequencies of the carrier and modulating signals d) The frequencies responsible for the information being transmitted
c) The sum and difference frequencies of the carrier and modulating signals
5. In which of the following applications are beat frequencies NOT used?
a) Radio communication b) Music synthesis c) Medical imaging d) Digital signal processing
d) Digital signal processing
Task:
You are designing a radio receiver that uses heterodyning to shift incoming radio signals to a fixed intermediate frequency (IF) of 455 kHz. The carrier frequency of the incoming signal is 1000 kHz.
Calculate:
Provide your answer in a clear and concise format.
**1. Local Oscillator Frequency (LO):** * The IF frequency is 455 kHz. * To obtain this IF, the difference between the carrier frequency and the LO frequency should be 455 kHz. * Therefore, the LO frequency = Carrier frequency - IF frequency = 1000 kHz - 455 kHz = 545 kHz. **2. Beat Frequencies:** * **Sum frequency:** Carrier frequency + LO frequency = 1000 kHz + 545 kHz = 1545 kHz * **Difference frequency:** Carrier frequency - LO frequency = 1000 kHz - 545 kHz = 455 kHz (this is the desired IF frequency)
Comments