تهیهٔ یک فرستندهٔ امواج رادیوئی چگونه میسّر است؟
پَرشین
تصویرها از خ. ل.
در مقاله پیش[۱] از فرستنده‌های آزاد رادیوئی و تلویزیونی و تحولاتی که در کشورهای غربی یافته است سخن رفت. از تجربه این کشورها چنین برمی‌آید که تا زمانی که پخش امواج در انحصار دولت قرار دارد رادیو و تلویزیون فقط به‌ظاهر ممکن است آزاد باشد، و آزادی عملی این رسانه‌ها هنگامی حاصل خواهد شد که گروه‌های مختلف اجتماعی بتوانند با فرستنده‌هائی که خود ایجاد کرده‌اند صدایشان را به‌گوش جامعه برسانند. نمونهٔ کشور ایتالیا که در آن قانون انحصار دولت لغو شده است نشان می‌دهد که در فرستنده‌های آزاد شور و تحرکی است که هرگز در فرستنده‌های دولتی دیده نمی‌شود.
در ایران نیز نباید مبارزه برای آزادی رادیو و تلویزیون را در چهارچوب آزادی رادیو تلویزیون دولتی محدود کرد و به‌ناچار درگیر تفسیرهای متناقض این آزادی شد بلکه باید امکانات فنی امر را هم در نظر گرفت. در اینجا می‌خواهیم در یک بررسی کوتاه روشن کنیم که برای به‌راه انداختن یک فرستنده رادیوئی FM کم قدرت که بتواند سطح کوچکی را بپوشاند چه معلومات و چه وسائلی لازم است.
باید نخست به‌توضیحات فنی سادهٔ زیر توجه کرد:
۱. جریان متناوب چیست؟
همان طور که از دروس دبیرستان به‌یاد داریم جریانهائی هستند که در طول زمان با عبارت سینوسی <math> l = l Sin 2ft </math> تغییر می‌کند و منحنی آن مطلق شکل (۱) است. f را فرکانس جریان می‌گویند. برای برق شهر، f مساوی ۵۰ هرتز است یعنی جریان در طول ثانیه ۵۰ بار تغییر جهت می‌دهد. این جریان را فرکانس پائین می‌نامند. فرکانس‌های بالاتر به‌کیلوهرتز (هزار هرتز) و مگاهرتز (یک میلیون هرتز) اندازه گرفته می‌شود.
۲. امواج الکترومغناطیسی چیستند؟
اگر یک سر منبع جریان متناوب را به‌یک سیم عمودی و سر دیگر آن را به‌زمین وصل کنیم (شکل ۲) انرژی منبع به‌صورت امواج الکترومغناطیسی در فضا پخش می‌شود و تغییرات آن نیز مطابق منحنی شکل (۱) است. تصویر امواجی که بر سطح آب حرکت می‌کنند اگرچه کاملاً درست نیست ولی به‌فهم مطلب کمک می‌کند. طول موج یعنی فاصلهٔ دو موج متوالی در فضا بستگی به‌فرکانس منبع دارد و از عبارت <math>1 = \frac{300}{f}</math> بدست می‌آید که در آن l طول موج به‌متر و f فرکانس به‌مگاهرتز است. مثلا اگر فرکانس مساوی ۳۰ مگاهرتز باشد طول موج برابر خواهد بود با <math>l = \frac{300}{20} = 10</math>
۳. مدولاسیون فرکانس FM چیست؟
موجی که بر طبق منحنی شکل (۱) تغییر کند دارای فرکانس ثابت است در سیستم ارتباطی «اف. ام» فرکانس موج برحسب دامنهٔ موج صوتی تغییر می‌کند (شکل ۳).
بدین سان فرکانس موج «اف. ام» دائماً در تغییر است و مراد از فرکانس آن، فرکانس متوسط است. تغییرات فرکانس در فرستنده‌های «اف. ام» معمولاً ۷۵ کیلوهرتز نسبت به‌فرکانس مرکزی است مثلاً در یک فرستنده ۱۰۰ مگاهرتز فرکانس از ۷۵ کیلوهرتز +۱۰۰ مگاهرتز تا ۷۵ کیلوهرتز -۱۰۰ مگاهرتز تغییر می‌کند.
حدود فرکانس فرستنده‌های FM از ۸۸ مگاهرتز تا ۱۱۰ مگاهرتز ممکن است باشد و دستگاه‌های رادیوی FM نیز برای دریافت همین فرکانس‌ها مجهز هستند.
۴. چطور می‌توان یک موج الکترومغناطیسی تولید کرد؟
تولید آن‌ها بر اساس خواص نوسان‌کننده یک مدار سلف و خازن است (شکل ۴) اگر c مقدار خازن و l مقدار سلف باشد فرکانس نوسان از رابطه <math>f= \frac{1}{2 \pi \sqrt{LC}}</math> بدست می‌آمد. چنین مداری به‌تنهائی برای تولید نوسان کافی نیست زیرا باید انرژی آن از منبعی تامین شود و هدف نوسان کننده ترانزیستوری همین است که به‌کمک مداری شبیه شکل ۴ نوسانات پایدار تولید کند.
پس از این مقدمات (که حداکثر اختصار در آن‌ها رعایت شد) نقشه یک فرستنده FM کم قدرت که برد آن تا سه کیلومتر می‌رسد و فرکانس آن می‌تواند در تمام طول باند ۸۸ تا ۱۱۰ مگاهرتز تنظیم شود در شکل ۵ آمده است.
۵. برای خواندن نقشه‌ای شبیه نقشه شکل ۵ چه معلوماتی لازم است؟
به‌کمک هر یک از کتاب‌های متعددی که مقدمات الکترونیک را می‌آموزند می‌توان این معلومات را کسب کرد. نمونهٔ آن‌ها کتاب‌های آ. اسبرگ مهندس فرانسوی است که تحت عنوان‌های «رادیو؟ بسیار ساده است» و «ترانزیستور؟ بسیار ساده است» و «الکترونیک؟ بسیار ساده است» بوسیله رضاسیدحسینی و م. آزوین به‌فارسی ترجمه شده و انتشارات زمان منتشر کرده است.
خواننده‌ئی که به‌خواندن نقشه‌های الکترونیک آشنا باشد یا معلومات لازم را از کتاب‌های فوق یا مشابه آن‌ها کسب کرده باشد درخواهد یافت که در شکل ۵، ترانزیستور Q1 عمل تقویت جریان میکروفن را انجام می‌دهد این جریان پس از تقویت به‌ترانزیستور Q2 اعمال می‌شود که عمل نوسان‌کننده و مدولاتور را به‌عهده دارد. فرکانس نوسانات به‌وسیله L1 و c5 معین می‌شود و L2 نوسانات را به‌آنتن منتقل می‌کند و بالاخره امواج اف ام به‌وسیله آنتن پخش می‌شود.
۶. چه قطعاتی برای ساختن فرستنده شکل ۵ لازم است و چطور می‌توان آن‌ها را تهیه کرد؟
این قطعات همانطور که از شکل ۵ برمی‌آید عبارتند از:
| مقاومت | 100kΩ | 220kΩ | 15kΩ | 1kΩ | 180Ω |
| خازن | 6,8pF | 10pF | 33µF | 10nF | 2µF |
| ترانزیستور | BF184 | 2n 222 |
سیم‌پیچ‌ها سه دور سیم ۰٫۶ بر روی پایه به‌قطر ۱۰ میلیمتر با هسته آهنی L1 سه دور سیم ۰٫۶ بر روی L1 L2
چندین دور سیم ۰٫۲ بر روی یک هسته به‌قطر تقریبی ۵ میلیمتر CHOC همه این قطعات را می‌توان از مغازه‌های فروشنده قطعات رادیو خرید.
۷. سوار کردن قطعات به‌چه ترتیب انجام می‌شود؟
ارتباط قطعات مختلف نباید با یم صورت گیرد. بلکه ساختن یک «مدار چاپی» لازم است اساس آن بر این است که بر روی یک صفحه فیبر که ورقه نازکی از مس آن را پوشانده است شکل ارتباط‌ها را طرح کنیم و سپس قسمت‌هائی را که برای مدار لازم نیست به‌وسیله مایع «پرکلرور دوفر» پاک کنیم. طرح مدار چاپی لازم برای فرستنده ما در شکل ۶ آمده است در این شکل تمام قسمت‌های سیاه باید بر روی صفحه مسی باقی بمانند و بقیه قسمت‌ها باید پاک شوند. وسائل و مواد شیمیائی لازم برای تهیه مدار چاپی نیز در شرکت‌های فروش لوازم الکترونیک در دسترس است و توضیحات برای ساختن مدار چاپی را از فروشندگان می‌توان خواست.
شکل (۶) پشت مدار چاپی را نشان می‌دهد که بر آن ارتباط‌ها طرح شده است. روی آن که همه قطعات فرستنده بر آن قرار می‌گیرد و از پشت لحیم می‌شود در شکل (۷) آمده است حال فرض کنیم مدار فرستندهٔ ما سوار شده و به‌صورت شکل (۷) درآمده است برای بکار انداختن آن ابتدا باید آن را به‌کمک دو پیل ۴٫۵ ولت که ولتاژی مساوی ۹ ولت می‌دهند تغذیه کرد سپس یک میکروفن کوارتز و یک آنتن همانطور که در شکل آمده به‌آن متصل کرد. آنتن از همان نوعی است که برای تونرهای FM نزد همهٔ فروشندگان دستگاه‌های HIFI موجود است. این آنتن بهتر است در محل مرتفعی نصب شود که تا حد امکان بدور از موانع باشد و به‌وسیله یک «کابل کواکسیال» به‌مدار فرستنده متصل شود.
اگر در سوار کردن مدار اشتباه نشود احتیاج به‌هیچ تنظیمی نخواهد داشت و بعد از تغذیه شروع بکار خواهد کرد. فرکانس فرستنده با تغییر مکان هسته آهنی سیم پیچ L1L2 از ۸۸ تا ۱۱۰ مگاهرتز تغییر و می‌توان برای تحقیق مقدار دقیق فرکانس از یک گیرنده استفاده کرد. برد این فرستنده همانطور که گفته شد در شرایط مناسب ۳ کیلومتر است.
۸. قیمت این فرستنده چه قدر است؟
مخارج ساختن آن در حدود ۶۰۰ تومان برآورد شده است که قسمت اعظم آن بهای میکروفن و آنتن است.
۹. نتیجه
همان طور که خوانندگان دریافته‌اند هدف این مقاله آموختن الکترونیک نیست بلکه طرح مراحل مختلفی است که باید برای ساختن یک فرستنده و پخش امواج رادیوئی FM طی کرده و نمونهٔ فرستنده‌ئی که آورده‌ایم تکیه‌گاهی برای توضیح این مراحل است.