كاشف المغلفات

كاشف الغلاف ( يسمى أحيانًا كاشف الذروة ) هو دائرة إلكترونية تأخذ إشارة عالية التردد (نسبيًا) كمدخل وتخرج غلاف الإشارة الأصلية.

كاشف ثنائي بسيط. ^{[ 1 ]} يتم تقويم جهد الدخل (إشارة AM الخضراء ) أولاً بواسطة الثنائي . يتذبذب جهد الخرج (الأحمر) أسفل الغلاف العلوي للدخل مباشرةً نتيجةً لشحن وتفريغ المكثف .

يُعد كاشف الثنائي أحد أبسط أنواع كاشفات الغلاف المستخدمة في أجهزة الكشف الراديوية . يُقارب خرجه نسخةً مُزاحة الجهد من الغلاف العلوي للإشارة الداخلة. يوجد بين مدخل الدائرة ومخرجها ثنائي منحاز أماميًا يقوم بتقويم نصف موجة ، مما يسمح بتدفق تيار كبير فقط عندما يكون جهد الدخل أعلى بمقدار انخفاض جهد الثنائي من جهد طرف الخرج. ولأن الكلام والموسيقى لهما نطاقات سعة جهد موجبة وسالبة متساوية تقريبًا، فإن المكثف يحتاج فقط إلى الشحن حتى القيمة القصوى. يتم اختيار ثابت الزمن RC لمنع التفريغ السريع جدًا أو البطيء جدًا. ^{[ 1 ]}

يتم توصيل المخرج بمكثف ذي قيمة${\displaystyle C}$ومقاوم ذو قيمة${\displaystyle R}$موصلة بالتوازي مع الأرض . يتم شحن المكثف عندما يقترب جهد الدخل من ذروته الموجبة. في الأوقات الأخرى، يتم تفريغ المكثف تدريجيًا عبر المقاوم . يشكل المقاوم والمكثف مرشح تمرير منخفض من الدرجة الأولى ، والذي يخفف الترددات العالية بمعدل -6 ديسيبل لكل أوكتاف فوق تردد القطع الخاص به.${\displaystyle {\tfrac {1}{2\pi RC}}}$ثابت الزمن RC للمرشح${\displaystyle (\tau {=}RC)}$يجب أن يكون صغيرًا بما يكفي لتتبع منحدرات الغلاف المتناقصة بسرعة و"إعادة تعبئة" جهد الغلاف في كل ذروة لمنع قص الذروة السالبة . ^{[ 2 ]}

تستخدم معظم أجهزة كشف الغلاف العملية إما تقويم نصف موجة أو تقويم موجة كاملة للإشارة لتحويل إشارة الصوت المترددة إلى إشارة تيار مستمر نبضية . يتتبع تقويم الموجة الكاملة كلاً من القمم الموجبة والسالبة للغلاف. بينما يتجاهل تقويم نصف الموجة القمم السالبة، وهو أمر قد يكون مقبولاً حسب التطبيق، خاصةً إذا كانت إشارة الإدخال متناظرة حول المحور الأفقي. قد تكون الثنائيات ذات جهد العتبة المنخفض (مثل ثنائيات الجرمانيوم أو ثنائيات شوتكي ) أفضل لتتبع الأغلفة الصغيرة جدًا.

نادراً ما تكون عملية الترشيح لتنعيم النتيجة النهائية مثالية، ومن المرجح أن تبقى بعض التموجات في الإشارة الخارجة، خاصةً مع الإشارات منخفضة التردد مثل تلك الصادرة من آلة موسيقية جهيرية . يؤدي خفض تردد القطع للمرشح إلى الحصول على إشارة أكثر سلاسة، ولكن على المصممين الموازنة بين ذلك واستجابة الدائرة للترددات العالية.

أي إشارة AM أو FM${\displaystyle x(t)}$يمكن كتابتها بالشكل التالي

${\displaystyle x(t)=R(t)\cos(\omega t+\varphi (t))\,}$

في حالة تعديل السعة (AM)، يكون φ( t ) (مكون الطور للإشارة) ثابتًا ويمكن تجاهله. في تعديل السعة، يكون تردد الموجة الحاملة${\displaystyle \omega }$وهي ثابتة أيضًا. بالتالي، فإن جميع المعلومات في إشارة AM موجودة في R ( t ). تُسمى R ( t ) غلاف الإشارة. ومن ثم، تُعطى إشارة AM بالدالة

${\displaystyle x(t)=(C+m(t))\cos(\omega t)\,}$

حيث يمثل m ( t ) تردد الرسالة الصوتية الأصلية، وC سعة الموجة الحاملة، و R ( t ) يساوي C + m ( t ). لذا، إذا أمكن استخلاص غلاف إشارة AM، فإنه يمكن استعادة الرسالة الأصلية.

في حالة FM، يتم الإرسال${\displaystyle x(t)}$له غلاف ثابت R ( t ) = R ويمكن تجاهله. ومع ذلك، فإن العديد من أجهزة استقبال FM تقيس الغلاف على أي حال للإشارة إلى قوة الإشارة المستقبلة .

يمكن أيضًا إنشاء كاشف الغلاف باستخدام مقوم دقيق يغذي مرشح تمرير منخفض .

يحتوي كاشف الغلاف على العديد من العيوب:

• يجب ترشيح إشارة الإدخال إلى الكاشف باستخدام مرشح تمرير النطاق حول الإشارة المطلوبة، وإلا سيقوم الكاشف بفك تشفير عدة إشارات في آن واحد. يمكن إجراء الترشيح باستخدام مرشح قابل للضبط، أو عمليًا أكثر، باستخدام مستقبل سوبر هيتروداين.
• إنه أكثر عرضة للتشويش من كاشف المنتج
• إذا كانت الإشارة مُعدَّلة بشكل مفرط (أي معامل التعديل > 1)، فسيحدث تشويه.

معظم هذه العيوب طفيفة نسبياً وعادة ما تكون مقايضات مقبولة مقابل بساطة استخدام كاشف الغلاف وانخفاض تكلفته.

يُشار أحيانًا إلى كاشف الغلاف باسم مُتتبّع الغلاف في الأوساط الموسيقية . ولا يزال يُستخدم للكشف عن تغيرات سعة الإشارة الواردة لإنتاج إشارة تحكم تُحاكي تلك التغيرات. مع ذلك، في هذه الحالة، تتكون الإشارة المُدخلة من ترددات مسموعة.

غالباً ما تكون كاشفات الغلاف مكوناً من مكونات دوائر أخرى، مثل الضاغط أو دائرة الواه التلقائي أو مرشح تتبع الغلاف. في هذه الدوائر، يُعدّ مُتتبّع الغلاف جزءاً مما يُعرف باسم " السلسلة الجانبية "، وهي دائرة تصف بعض خصائص الإدخال، وفي هذه الحالة مستوى الصوت.

تستخدم كل من موسعات الإشارة والضواغط جهد خرج الغلاف للتحكم في كسب المضخم. أما دائرة الواه التلقائي فتستخدم الجهد للتحكم في تردد القطع للمرشح. ويُعد مرشح التحكم بالجهد في جهاز توليف الصوت التناظري دائرة مشابهة.

يمكن تطبيق تقنيات تتبع المغلف الحديثة:

1. مباشرة كأجهزة إلكترونية ،
2. أو كبرنامج يستخدم إما معالج الإشارات الرقمية (DSP) أو
3. على وحدة معالجة مركزية للأغراض العامة.

• إشارة تحليلية
• غلاف الهجوم-التحلل-الاستدامة-الإطلاق

• كاشف المغلفات
• استعادة المغلفات والمغلفات