المرشحات filters

المرشح هو أداة تسمح لبعض الأشياء بالمرور بينما تمنع الأشياء الأخرى من المرور والمرشحات الإليكترونية عبارة عن دوائر اليكترونية تسمح لإشارات معينة بالمرور عبر الدائرة بينما تمنع أي إشارات أخرى من المرور.

المرشحات filters 107

من أهم أنواع المرشحات الأساسية هذه الأنواع:

مرشح امرار الترددات المنخفضة (Low Pass Filter) يسمح بمرور الإشارات ذات التردد المنخفض بينما يمنع أو يرشح الإشارات ذات التردد العالي.

مرشح امرار الترددات العالية (High Pass Filter) يسمح بمرور الإشارات ذات التردد العالي بينما يمنع أو يرشح الإشارات ذات التردد المنخفض.

مرشح امرار الترددات النطاقي (Band Pass Filter) يسمح بمرور نطاق معين من الإشارات ويمنع من المرور أي اشاردة ذات تردد أقل أو أكثر من تلك المسوح بها في النطاق.

استخدامات المرشحات

استخدامات المرشحات كثيرة لايمكن حصرها هنا ولكن هذه فقط بعض الأمثلة:

جهاز الراديو يستخدم مرشح إمرار ترددات نطاقي يمكن من اختيار إذاعة معينة للإستماع.

في جهاز التسجيل يمكنك تغيير الصوت من عالي الطبقة أو عميق النغمة أو وسط بين الإثنين. فعندما تستمع إلى الصوت في وضع عالي الطبقة فأنت تستخدم مرشح إمرار الترددات العالية وإذا غيرت إلى صوت عميق النغمة فأنت تستخدم مرشح إمرار الترددات المنخفضة. أما إذا وضعت الزر في الوسط فأنت تستخدم مرشح إمرار الترددات النطاقي.

عندما تستخدم الريموت كنترول لتشغيل جهاز التلفزيون فأنت ترسل إشارة معينة لجهاز الإستقبال في التلفزيون. وحتى يستجيب المستقبل لهذه الإشارة وليس لغيرها فهو يستخدم مرشح إمرار ترددات نطاقي.

بناء المرشحات

تستخدم المكثفات والملفات والمقاومات لبناء المرشحات والفكرة من ذلك أنه يمكننا اعتبار أن المكثفات والملفات مقاومات تتغير قيمتها بتغير الذبذبة. سنورد هنا بعض الأمثلة وسنركز على المرشحات التي تستخدم المكثفات والمقاومات وذلك لشيوع استخدامها.

مرشح المقاومة والمكثف (RC filter)

مرشح امرار الترددات المنخفضة (Low Pass Filter)
المرشحات filters 111

هذا الشكل يوضح مرشح إمرارالترددات المنخفضة. عند الترددات المنخفضة ستكون مقاومة المكثف منخفضة ولذلك سيكون الخارج مرتفعا بينما عند الترددات العالية ستكون مقاومة المكثف عالية جدا ولذلك سيكون الخارج منخفضاً. ولذلك فهذا النوع من المرشحات يسمح للترددات المنخفضة بالمرور بينما يمنع الترددات العالية من المرور.

ولو رسمنا قيمة (الجهد الخارج/الجهد الداخل) مقابل التردد لوجدنا الشكل التالي
المرشحات filters 112

مرشح امرار الترددات العالية (High Pass Filter)

هذا الشكل يوضح مرشح إمرارالترددات العالية. عند الترددات العالية ستكون مقاومة المكثف منخفضة ولذلك سيكون الخارج مرتفعا بينما عند الترددات المنخفضة ستكون مقاومة المكثف عالية جدا ولذلك سيكون الخارج منخفضاً. ولذلك فإن الترددات العالية يسمح لها بالمرور بينما لا يسمح بمرور الترددات المنخفضة.

المرشحات filters 113

ولو رسمنا قيمة (الجهد الخارج/الجهد الداخل) مقابل التردد لوجدنا الشكل التالي

المرشحات filters 114

مرشح امرار الترددات النطاقي (Band Pass Filter)

هذا المرشح عبارة عن مرشحين مرشح إمرارالترددات المنخفضة و مرشح إمرارالترددات العالية مربوطة ببعضها والنتيجة أن هذا المرشح يسمح بمرور نطاق من الترددات بالمرور بينما أي تردد أعلى أو أقل من ذلك لايسمح له بالمرور.

المرشحات filters 115

لو رسمنا قيمة (الجهد الخارج/الجهد الداخل) مقابل التردد لوجدنا الشكل التالي

المرشحات filters 116

تردد القطع (Cut off Frequency)

تردد القطع هو التردد الذي يبدأ عنده المرشح بعمله فمثلاً في مرشح إمرار الترددات المنخفضة تردد القطع هو ذلك التردد الذي يبدأ بعدة المرشح بمنع الترددات من المرور.

يمكن حساب تردد القطع للمرشح بالقانون التالي:

تردد القطع = 1 / (2 ط م س)

حيث ط = 3.14159

م = قيمة المقاومة بالأوم

س = سعة المكثف بالفاراد