آموزش تعمیر موبایل مبتدی فصل ۷

شناخت انواع مقاومت ها در قطعات الکترونیکی برد موبایل از فصل های مهم در تعمیرات گوشی است. همچنین کارآموزان مبتدی میتوانند با خواندن مطالب این فصل روی انواع بردهای الکترونیکی تسلط بدست آورند. بمراتب قطعاتی که روی برد موبایل مانند مقاومت، خازن، ترانزیستور و دیود است روی بردهای الکترونکی دیگر (تبلت و لپ تاپ) نیز وجود دارد.

آموزش مقاومت در جزوه الکترونیک موبایل

تعریف مقاومت

مقاومت (Resistor) یکی از پایه‌ای‌ترین قطعات الکترونیکی در هر مدار است که در برابر عبور جریان الکتریکی مقاومت ایجاد می‌کند. به هر عنصری که جلوی شدت جریان الکتریکی را بگیرد، مقاومت الکتریکی گفته می‌شود. این قطعه با حرف اختصاری R نمایش داده می‌شود و واحد اندازه‌گیری آن اهم (Ω) است.

در مدارهای موبایل، بردهای الکترونیکی، منبع تغذیه، برد گوشی سامسونگ و اپل، بردهای SMD و تمام سیستم‌های دیجیتال، مقاومت‌ها نقش بسیار مهمی دارند. مهم‌ترین کاربردهای مقاومت شامل:

• محدود کردن جریان الکتریکی برای محافظت از آی‌سی‌ها و ترانزیستورها

• تقسیم ولتاژ در مدارهای موبایل و پاور

• تنظیم بایاس ترانزیستور

• ایجاد اختلاف پتانسیل در بخش‌های مختلف مدار

• کنترل جریان در مدارهای شارژ و تغذیه موبایل

مقاومت‌ها در تعمیرات موبایل و الکترونیک SMD بسیار کاربردی هستند و به‌صورت چیپ‌های کوچک مستطیلی روی برد گوشی دیده می‌شوند. این قطعات به دلیل ثبات، قیمت کم، نقش حیاتی در مسیرهای حساس ولتاژ و جریان یکی از پرکاربردترین قطعات الکترونیکی در تعمیرات سخت‌افزار و برد موبایل به‌شمار می‌آیند.

انواع مقاومت

مقاومت ثابت

مقدار این نوع از مقاومت ها مشخص شده و غیر قابل تغییر است. با شماتیک    و یا  

• کربنی 
• لایه ای (شامل لایه ای کربنی، لایه ای فلزی و لایه ای اکسید فلز) 
• سیمی 

مقاومت متغیر

متغیر قابل تنظیم

به مقاومت هایی اطلاق می شود که مقدارشان ثابت نبوده و قابل تغییر می باشند. در مدارهای الکترونیکی از این نوع مقاومت جهت کنترل پارامتر های الکتریکی مانند شدت نور و وضوح تصویر و یا کنترل حجم صدا (ولوم ها) یا سایر کنترلها استفاده میشود. مقاومت متغیر دارای سه پایه است که به مدار متصل میشود. هنگامی که به عنوان تنظیم کننده جریان در مدار به کار میرود فقط از پایه وسط و یکی از پایه های طرفین استفاده میشود. با تغییر محور مقاومت متغیر، مقدار مقاومت تغییر میکند.

• رئوستا: قابل تنظیم با دست (ولوم دار) با شماتیک 
• پتانسیومتر: قابل تنظیم با پیچ گوشتی با شماتیک

متغیر وابسته (تابع یا اتومات یا سنسور دار) : به آن دسته از مقاومت های متغیر، وابسته گفته می شود که به وسیله ی عواملی از قبیل نور، حرارت، ولتاژ و ... مقدار مقاومتشان تغییر کند.

این مقاومت ها انواع مختلفی دارد که عبارتند از:

وابسته به حرارت  Temperature Dependent Resistor) TDR)

مقاومت وابسته به حرارت (TDR) نوعی مقاومت حساس است که مقدار اهم آن با تغییر دما تغییر می‌کند. این قطعه با افزایش یا کاهش حرارت، رفتار اهمی متفاوتی نشان می‌دهد و به‌همین دلیل در کنترل دما، حفاظت حرارتی، سنسورهای حرارتی و مدارهای الکترونیکی حساس به‌کار می‌رود.

وابسته به ضریب حرارتی مثبت Positive Temperature Coefficient) PTC)

با افزایش دما مقدار مقاومت آن افزایش می یابد. با شماتیک       مانند  

وابسته به ضریب حرارتی منفی Negative Temperature Coefficient) NTC)

با افزایش دما مقدار مقاومتش کاهش می یابد. شماتیک      مانند  

وابسته به ضریب حرارتی منفی ترمیستور (THERMISTOR)

ترمیستور (Thermistor) نوعی مقاومت حساس به دما است که از مواد نیمه‌رسانا ساخته می‌شود و به دلیل ضریب حرارتی منفی (NTC) با افزایش دما، مقدار مقاومت آن کاهش می‌یابد. ترمیستورها به دلیل تغییرات زیاد مقاومت در برابر تغییرات کم دما، برای اندازه‌گیری دقیق دما و کنترل حرارتی در مدارهای الکترونیکی استفاده می‌شوند.

مزیت اصلی ترمیستور، حساسیت بالا به تغییرات دما است؛ اما ضعف آن زمان پاسخ‌دهی کند می‌باشد. به‌عنوان مثال، یک ترمیستور معمولی در هوای آزاد ممکن است حدود ۱۹ ثانیه طول بکشد تا به تغییر دمای محیط واکنش کامل نشان دهد.

کاربردهای ترمیستور (NTC Thermistor):

• سنسور دمای شارژر و باتری موبایل

• اندازه‌گیری دما در منبع تغذیه و پاور سوئیچینگ

• کنترل فن و سیستم‌های خنک‌کننده

• حفاظت حرارتی در بردهای الکترونیکی

• جبران‌سازی دمایی (Temperature Compensation)

ترمیستورها یکی از قطعات پرکاربرد در آموزش الکترونیک، تعمیرات موبایل، مدارهای دماسنج دیجیتال، پروژه‌های آردوینو و سیستم‌های کنترلی هستند.

وابسته به نور Light Dependent Resistor) LDR)

مقاومت وابسته به نور یا LDR (Light Dependent Resistor) نوعی فتورزیستور است که مقدار مقاومت آن به‌طور مستقیم تحت تأثیر شدت نور تابیده‌شده قرار می‌گیرد. این قطعه در تاریکی دارای مقاومت بسیار زیاد است (معمولاً در محدوده مگااهم) و با افزایش نور محیط، مقدار مقاومت آن به‌صورت چشمگیر کاهش یافته و به کیلو‌اهم یا حتی چند اهم می‌رسد.

برای اینکه نور به‌طور مستقیم روی عنصر حساس نوری اثر بگذارد، سطح LDR معمولاً با پوشش شیشه‌ای یا پلاستیک شفاف محافظت می‌شود. این قطعه در انواع مدارهای الکترونیکی، سیستم‌های نورسنج، مدارهای روشنایی خودکار، سنسور نور موبایل، مدار محافظ شارژ و بسیاری از پروژه‌های هوشمندسازی کاربرد دارد.

مهم‌ترین ویژگی‌های LDR شامل:

• قیمت ارزان

• حساسیت بالا به تغییرات نور

• قابلیت استفاده در مدار نورسنج، فعال‌سازی اتوماتیک LED، سیستم‌های امنیتی، و هوشمند‌سازی روشنایی

• سرعت پاسخ‌گویی متوسط (نسبت به فتودیود و فتوترانزیستور کمی کندتر است)

این مقاومت‌ها به دلیل رفتار خطی و ساده یکی از بهترین گزینه‌ها برای مبتدیان و همچنین تعمیرکاران در آموزش تعمیرات موبایل، پروژه‌های AVR، Arduino، Raspberry Pi و بردهای الکترونیکی هستند.

 شماتیک    مانند  

وابسته به ولتاژ Voltage Dependent Resistor) VDR):

مقاومت وابسته به ولتاژ (VDR) یا واریستور (Varistor) نوعی قطعه حفاظتی در مدارهای الکترونیکی است که با تغییر ولتاژ، مقدار مقاومت آن نیز تغییر می‌کند. هدف اصلی این قطعه، حفظ ولتاژ ثابت و جلوگیری از آسیب‌دیدن بخش‌های حساس مدار است.

مقدار مقاومت VDR رابطه‌ای معکوس با ولتاژ دارد؛ یعنی هرچه ولتاژ افزایش یابد، مقاومت آن کاهش پیدا می‌کند تا مسیر هدایت برقرار شده و اضافه‌ولتاژ (Surge / Spike) را مهار کند. به همین دلیل واریستور یکی از رایج‌ترین عناصر حفاظتی در منابع تغذیه، شارژر موبایل، آداپتور، برد لوازم خانگی و پاور سوئیچینگ است.

مهم‌ترین کاربردهای VDR / واریستور:

• حفاظت مدار در برابر اضافه‌ولتاژ، نویز ولتاژ، نوسانات شدید

• تثبیت ولتاژ در تجهیزات حساس

• جلوگیری از آسیب آی‌سی‌ها، پردازنده، چیپ تغذیه، ترانزیستور و قطعات SMD

• استفاده در پاور موبایل، PCB الکترونیک، منبع تغذیه صنعتی و شارژرها

واریستورها به دلیل سرعت عملکرد مناسب و قیمت پایین یکی از قطعات بسیار مهم در آموزش تعمیرات موبایل و الکترونیک صنعتی به‌شمار می‌روند.

شماتیک       مانند 

وابسته به میدان Magnetic Dependent Resistor) MDR):

مقاومت وابسته به میدان مغناطیسی (MDR) نوعی مقاومت هوشمند است که با تغییر میدان مغناطیسی اطراف خود، مقدار اهم آن تغییر می‌کند. این قطعه بر پایه مواد نیمه‌رسانا با ضریب حرارتی منفی ساخته شده است؛ به این معنا که با افزایش دما، مقدار مقاومت کاهش می‌یابد.

در مقاومت‌های MDR تغییرات میدان مغناطیسی باعث تغییر در ساختار الکتریکی نیمه‌رسانا شده و مقدار مقاومت را کم یا زیاد می‌کند. این ویژگی باعث شده MDR در مدارهای حسگر مغناطیسی، سنسورهای موقعیت، تشخیص حرکت، سیستم‌های اندازه‌گیری جریان و تجهیزات الکترونیک صنعتی کاربرد گسترده‌ای داشته باشد.

ویژگی‌ها و کاربردهای MDR:

• تغییر مقاومت در واکنش به میدان مغناطیسی خارجی

• رفتار حرارتی با ضریب منفی (NTC)

• استفاده در سنسورهای مغناطیسی، اندازه‌گیری شدت میدان، تشخیص حضور آهنربا، سیستم‌های حفاظتی و کنترل موتور

• مناسب برای پروژه‌های الکترونیکی، بردهای صنعتی، تجهیزات اندازه‌گیری و سیستم‌های هوشمند

این قطعه یکی از عناصر مهم در آموزش الکترونیک، سنسورها و مدارهای حسگر مغناطیسی محسوب می‌شود.

شماتیک 

نحوه خواندن مقدار مقاومت ثابت

مقاومت ها در اشکال و ابعاد گوناگونی ساخته می شوند. فرق عمده بین آن ها در توان قابل تحمل آن ها است. برای هر مقاومت ثابت، یک یا دو پارامتر توسط سازنده نشانه گذاری می شود.

مقدار نامی مقاومت و تلرانس (درصد خطا): مقدار نامی، مقدار ایده آل است اما برای به صرفه کردن ساخت مقاومت ها، آن ها را با خطا های مختلف می سازند. یعنی مقاومت دقیق، درعمل وجود ندارد. این دو پارامتر را به وسیله روش های کد عددی، کد رنگی و یا به طور مستقیم روی مقاومت حک می کنند.

سه عددی: اعداد اول و دوم را نوشته و سپس به تعداد عدد سوم، صفر در کنار آن ها قرار می دهیم. بدین ترتیب مقدار مقاومت بر حسب اهم مشخص می شود.

دو عدد و یک حرف: محل قرارگیری حرف مکان ممیز را نشان داده و نوع حرف مطابق جدول زیر، ضریب مقاومت را نشان می دهد.

دو عدد و دو حرف: مانند روش بالا با این تفاوت که حرف دوم مطابق با جدول زیر مقدار تلرانس وارد در مقاومت را مشخص می کند.

هدف استفاده از مقاومت

1. کنترل جریان مدار یا محدود کردن جریان نسبت به منبع تغذیه
2. افت ولتاژ در مدارا

رنگ مقاومت SMD

رنگ های مقامت های SMD روی برد سبز، مشکی، مشکی سفید و سفید می باشد.

شماتیک مقاومت

مقاومت ها را در شماتیک موبایل با حرف R و به شکل زیر نمایش می دهند.

شماتیک مقاومت فیوزی

مقاومت فیوزی را با حرف F نمایش می دهند. این مقاومت جهت محافظت از برد در مقابل جریان و ولتاژ بیش از حد درمدار شارژ استفاده می شود. (در صورت سوختن این قطعه، مدار شارژ به طور کلی قطع می شود).

تست مقاومت

• رنج بازر یا اهم متناسب با مقاومت
• دو سرش نباید به هم راه بدهد

تست مقاومت فیوزی

• رنج بازر یا 200Ω
• مقدار اهم این مقاوت 0 می باشد.

 

سلف

سلف (Inductor) که با نام‌های سیم‌پیچ یا القاگر نیز شناخته می‌شود، یکی از قطعات مهم در مدارهای الکترونیکی است که وظیفه‌ی اصلی آن مقاومت در برابر تغییرات جریان الکتریکی می‌باشد. سلف معمولاً از یک سیم رسانا تشکیل شده که به صورت سیم‌پیچ دور یک هسته‌ی فریتی، آهنی یا سرامیکی پیچیده شده است.

سلف‌ها قابلیت ذخیره‌سازی انرژی به‌صورت میدان مغناطیسی را دارند و به همین دلیل در مدارهای مختلف نقش مهمی ایفا می‌کنند. در برد گوشی‌های موبایل، پاور سوئیچینگ، مدار شارژ و مدار تغذیه، سلف وظایفی مانند:

• ذخیره جریان و انرژی

• تطبیق جریان در مدارهای DC-DC

• کاهش نویز و پارازیت جریان (فیلتر EMI)

• شرکت در فیلترهای LC و مدارهای رگولاتور

را بر عهده دارد.

سلف‌ها یکی از قطعات کلیدی در آموزش تعمیرات موبایل، آموزش الکترونیک، تعمیر بردهای SMD، مدارهای RF و منبع تغذیه هستند و نقش آن‌ها در پایداری جریان و حذف نوسانات بسیار حیاتی است.

سیم‌پیچ‌ها یا سلف‌ها (Inductors) در انواع مختلفی ساخته می‌شوند و هرکدام بسته به نوع هسته و کاربرد، عملکرد متفاوتی دارند. مهم‌ترین انواع سیم‌پیچ عبارت‌اند از:

• سیم‌پیچ بدون هسته (Air Core)

• سیم‌پیچ با هسته غیر فلزی مانند پلاستیک یا سرامیک

• سیم‌پیچ با هسته فلزی یا فریتی (چوک / Choke)

• سیم‌پیچ قابل تنظیم دستی

• سیم‌پیچ قابل تنظیم با پیچ‌گوشتی (Adjustable Coil)

واحد اندازه‌گیری سلف هانری (H) است و در مقدارهای کوچک‌تر از واحدهایی مثل میلی‌هانری (mH) و میکرو‌هانری (µH) استفاده می‌شود.

از سلف برای جلوگیری از عبور جریان متناوب (AC) نیز استفاده می‌شود؛ زیرا این قطعه جریان مستقیم (DC) را عبور می‌دهد اما به‌دلیل خاصیت القایی، در برابر جریان متناوب مقاومت نشان می‌دهد.

بیشترین کاربرد سلف، استفاده از خاصیت خودالقایی (Self-Inductance) است که باعث ذخیره انرژی، فیلترکردن نویز، تطبیق جریان و پایداری مدارهای تغذیه می‌شود. سلف‌ها در برد موبایل، پاور سوئیچینگ، شارژر، رگولاتورها و فیلترهای LC بسیار پرکاربرد هستند.

نکته : تفاوت سلف مشکی با مقاومت مشکی در این است که مقاومت از نظر ظاهری کوچکتر می باشد.

خاصیت خود القایی

خاصیت خودالقایی یکی از اصول مهم الکترومغناطیس است. هرگاه جریان الکتریکی از یک سیم عبور کند، اطراف آن میدان مغناطیسی تشکیل می‌شود. اگر این میدان در اثر تغییر جریان، دوباره توسط همان سیم قطع یا جابه‌جا شود، در سیم ولتاژی القا می‌شود که با تغییرات جریان مخالفت می‌کند.

وقتی سیم به‌صورت فنری یا سیم‌پیچ (Coil / Inductor) درآید، این اثر چند برابر می‌شود و مقدار ولتاژ القایی افزایش می‌یابد. این ویژگی اساس عملکرد بسیاری از تجهیزات الکترونیکی است.

کاربردهای مهم خاصیت خودالقایی:

• راه‌اندازی و روشن کردن لامپ‌های فلورسنت (Starter / Choke)

• تولید ولتاژ بالا در ترانس ولتاژ تلویزیون (H.V Transformer)

• ساخت فیلترهای LC، چوک‌های ورودی و خروجی پاور، رگولاتورها و تقویت‌کننده‌ها

• حذف نویز و نوسانات در مدارهای تغذیه و برد موبایل

در جریان مستقیم (DC) چون تغییرات جریان وجود ندارد، ولتاژ القایی ایجاد نمی‌شود و در نتیجه، خاصیت خودالقایی تقریباً صفر است. اما در جریان متناوب (AC) که دائماً مقدار جریان تغییر می‌کند، سلف فعال شده و ولتاژ القایی قابل‌توجه تولید می‌شود.

رنگ سلف های SMD

سلف‌های SMD روی برد گوشی‌های موبایل معمولاً در رنگ‌های مشکی، آبی، آبی‌دو‌رنگ و مسی دیده می‌شوند و به‌صورت مربع، مستطیل یا استوانه‌ای ساخته می‌شوند. مدل‌های استوانه‌ای معمولاً نسبت به سایر قطعات SMD اندازه بزرگ‌تری دارند و به‌عنوان سیم‌پیچ‌های قدرت (Power Inductor) در بخش‌های تغذیه استفاده می‌شوند.

یکی از ویژگی‌های مهم سلف SMD این است که پلاریته ندارد؛ یعنی از هر دو طرف جریان را عبور می‌دهد و هنگام نصب جهت‌دار نیست. بنابراین در تعمیر برد موبایل، نصب این قطعه هیچ جهت خاصی نیاز ندارد.

این قطعات در مدار پاور، مدار شارژ، رگولاتورهای DC-DC، فیلترهای LC و حذف نویز (EMI Filter) کاربرد فراوانی دارند و تشخیص درست سلف‌ها برای آموزش تعمیرات موبایل و عیب‌یابی بردهای SMD اهمیت زیادی دارد.

شماتیک سلف

در شماتیک‌های الکترونیکی و نقشه‌های برد موبایل، قطعه سلف (Inductor / Coil) با حرف اختصاری L نمایش داده می‌شود. این حرف در تمام استانداردهای الکترونیک ثابت است و برای شناخت سیم‌پیچ‌ها، چوک‌ها (Choke)، فیلترهای LC و سلف‌های SMD به‌کار می‌رود.

نماد سلف در شماتیک معمولاً به شکل یک رشته منحنی یا سیم‌پیچ ترسیم می‌شود و هر سلف با شماره‌ای مثل:
L1 – L2 – L300 – L_RF – L_Power
در نقشه برد موبایل مشخص می‌گردد.

سلف‌ها در مدار پاور، مدار شارژ، رگولاتورهای DC-DC، فیلترهای فرکانسی و مسیرهای حذف نویز کاربرد دارند و تشخیص آن‌ها برای آموزش تعمیرات موبایل بسیار ضروری است.

 

بسته سلفی

این قطعه را در شماتیک موبایل با حرف L نمایش می دهند. سلف های بسته ای اکثرا جهت فیلترینگ (گرفتن نویز) مورد استفاده قرار می گیرند. این سلف ها در واقع دو عدد سلف در کنار هم می باشند. در کلاس آموزش تعمیر موبایل کار سلف و تست و اندازه گیری ان و حتی درآوردن و جازدن آن عملی زیر نظر تعمیرکار گوشی تمرین میشود.

تست سلف

برای تست سلامت سلف در بردهای الکترونیکی و برد موبایل، از مولتی‌متر روی رنج بوق (Continuity) یا رنج اهم پایین استفاده می‌شود. با قرار دادن پراپ‌های مولتی‌متر روی دو سر سلف, دستگاه باید مقدار اهم نزدیک صفر یا بوق اتصال را نمایش دهد.

این تست نشان می‌دهد که سیم‌پیچ داخلی سلف قطع نشده و مسیر القایی آن سالم است.
چون سلف از سیم‌پیچ پیوسته ساخته شده، در تست اهمی یک مقاومت بسیار کم (تقریباً صفر) باید دیده شود.

نتیجه تست سالم:

• مقدار اهم ≈ 0 Ω

• یا صدای بوق در رنج بازر

اگر مقدار اهم بی‌نهایت یا مقاومت بالا نمایش داده شود، یعنی سلف قطع شده (Open Circuit) و باید تعویض شود.

این روش ساده‌ترین و سریع‌ترین تست برای تشخیص سلامت سلف SMD، چوک پاور، سلف مدار شارژ و فیلترهای LC در تعمیرات موبایل است.

مقاومت سلفی

مقاومتی که سلف در مقابل جریان AC یا DC از خود بروز می دهد عکس العمل یا مقاومت سلفی گفته می شود. این مقاومت در جریان های با فرکانس صفر DC بسیار کم و حدود صفر می باشد و با افزایش فرکانس، افزایش می یابد.

بنابراین سلف در جریان DC اصلا ظاهر نمی شود. و همانند یک تکه سیم معمولی رفتار می کند.

فیلتر ها

فیلتر ها مدار هایی الکترونیکی هستند که توسط آن ها می توان از بین تعداد زیادی فرکانس، فرکانس یا دسته ی فرکانس (باند) خاصی را انتخاب کرد و سایر فرکانس های اضافی را حذف نمود.

در ساختمان فیلتر ها می توان از تمام عناصر الکتریکی و الکترونیکی استفاده کرد. سلف و خازن دارای مقاومتی وابسته به فرکانس هستند. به همین دلیل جایگاه ویژه ای را در ساختار مدار فیلتر ها دارا می باشند.

دسته بندی فیلتر ها

فیلتر ها در قالب مدارهای RLC (مداراتی که شامل مقاومت، سلف و خازن هستند) بررسی می شوند. فیلتر ها بر حسب این که چه محدوده فرکانسی را عبور می دهند، به چهار دسته مجزا تقسیم می شوند.

فیلتر پایین گذر (LPF)

تعریف فیلتر پایین گذر: این فیلتر فرکانس های پایین تر از فرکانس معین را با تضعیف خیلی کمی از خود عبور می دهد و برای فرکانس های بالاتر از آن مانند یک مقاومت بزرگ عمل می کند. به عبارتی اجازه عبور فرکانس های پایین، یعنی از صفر تا حد معینی را می دهد. در زیر دو نمونه فیلتر پایین گذر RL و RC به همراه پاسخ فرکانسی فیلتر پایین گذر، نشان داده شده است.

برای تحلیل این دو مدار کافی است به یاد داشته باشیم که خازن در فرکانس های پایین همانند مدار باز و سیم پیچ همانند اتصال کوتاه رفتار می کند. در فرکانس های بسیار زیاد خازن به سمت اتصال کوتاه و سیم پیچ به سمت مدار باز می رود.

فیلتر بالا گذر (HPF)

تعریف فیلتر بالاگذر: فیلتر بالاگذر (High Pass Filter) مداری است که فرکانس‌های پایین‌تر از یک فرکانس مشخص را تضعیف یا حذف می‌کند و فقط اجازه عبور فرکانس‌های بالاتر از فرکانس قطع را می‌دهد. این مقدار مرزی را فرکانس قطع (Cutoff Frequency – ƒc) می‌نامند. در واقع، سیگنال ورودی زمانی با دامنه مناسب در خروجی دیده می‌شود که بزرگ‌تر از ƒc باشد.

در فیلترهای بالاگذر ساده (RC یا RL)، تنها تفاوت نسبت به فیلترهای پایین‌گذر این است که جای خازن و مقاومت یا جای سلف و مقاومت با یکدیگر تغییر کرده است. با وجود این جابه‌جایی، فرمول فرکانس قطع همان فرمول‌های قبلی است و تغییر نمی‌کند.

فیلتر میان گذر (BPF)

تعریف فیلتر میان گذر: فیلتر میان‌گذر (Band Pass Filter) نوعی فیلتر فرکانسی است که تنها یک باند مشخص از فرکانس‌ها را عبور می‌دهد و فرکانس‌های کمتر و بیشتر از آن باند را حذف یا تضعیف می‌کند. این فیلتر در سیستم‌های مخابراتی، بی‌سیم، RF، پردازش سیگنال و الکترونیک صوتی کاربرد بسیار زیادی دارد، زیرا اغلب با محدوده‌ای از فرکانس‌ها (باند فرکانسی) سروکار داریم و باید فقط همان باند عبور کند.

در فیلترهای میان‌گذر، از ترکیب خاصیت خازنی (Capacitive) و خاصیت سلفی (Inductive) استفاده می‌شود تا مدار تنها به فرکانس‌های مشخصی پاسخ مناسب داده و سایر فرکانس‌ها را حذف کند.

این فیلتر معمولاً از یک بخش بالاگذر و یک بخش پایین‌گذر تشکیل می‌شود که با هم ترکیب شده‌اند تا فقط باند دلخواه را عبور دهند.

با توجه به تعریف فیلترهای بالاگذر (High Pass) و پایین‌گذر (Low Pass)، می‌توان فهمید که فیلتر میان‌گذر (Band Pass) تنها به یک محدوده مشخص از فرکانس‌ها اجازه عبور می‌دهد و فرکانس‌های بالاتر و پایین‌تر را حذف یا تضعیف می‌کند.

برای ساخت یک فیلتر میان‌گذر، ابتدا فرکانس مرکزی یا محدوده مطلوب انتخاب می‌شود. سپس با ترکیب یک فیلتر بالاگذر و یک فیلتر پایین‌گذر، فرکانس‌های خارج از این محدوده حذف می‌شوند. به این بازه مجاز، پهنای باند فیلتر (Bandwidth) گفته می‌شود.

مثال ساده:

• اگر یک فیلتر بالاگذر با فرکانس قطع 25 kHz داشته باشیم، تمام فرکانس‌های پایین‌تر از 25 kHz تضعیف یا حذف می‌شوند.

• سپس خروجی آن را وارد یک فیلتر پایین‌گذر با فرکانس قطع 26 kHz کنیم، فرکانس‌های بالاتر از 26 kHz نیز حذف می‌شوند.

در نتیجه تنها فرکانس‌های بین 25 kHz تا 26 kHz عبور می‌کنند؛ یعنی یک فیلتر میان‌گذر ساده و کاربردی ساخته‌ایم.

این روش پایه‌ای‌ترین و رایج‌ترین شیوه ساخت فیلترهای Band Pass در مدارهای صوتی، مخابراتی، RF، پردازش سیگنال، فیلترهای موبایل و شبکه‌های فرکانسی است.

فیلتر میان نگذر (BRF)

تعریف فیلتر میان نگذر: فیلتر میان‌نگذر (Band Stop Filter) که با نام فیلتر حذف باند نیز شناخته می‌شود، نوعی فیلتر فرکانسی است که یک باند مشخص از فرکانس‌ها را حذف یا تضعیف می‌کند و اجازه عبور به فرکانس‌های کمتر و بیشتر از آن باند می‌دهد.

در واقع، عملکرد این فیلتر برعکس فیلتر میان‌گذر (Band Pass) است. تفاوت اصلی این دو در نحوه دریافت خروجی و محدوده فرکانسی عبوری می‌باشد.

فیلترهای میان‌نگذر معمولاً برای حذف نویزهای مزاحم با فرکانس مشخص، حذف هارمونیک‌ها، فیلتر کردن فرکانس‌های ناخواسته در سیستم‌های صوتی، مخابراتی و تجهیزات RF استفاده می‌شوند.

این فیلترها ترکیبی از المان‌های سلفی و خازنی بوده و با تغییر فرکانس تشدید مدار، باند حذف یا Notch دقیق ایجاد می‌کنند.

در فیلتر میان‌نگذر (Band Stop / Notch Filter) هدف این است که یک محدوده فرکانسی مشخص عبور نکند، اما فرکانس‌های پایین‌تر و بالاتر از آن محدوده بتوانند بدون مشکل از فیلتر عبور کنند.

برای مثال اگر قصد حذف بازه ۲۵ kHz تا ۲۶ kHz را داشته باشیم، می‌توانیم از ترکیب یک فیلتر بالاگذر و یک فیلتر پایین‌گذر استفاده کنیم:

• فیلتر بالاگذر (High Pass Filter) فقط فرکانس‌های بالاتر از ۲۶ kHz را عبور می‌دهد.

• فیلتر پایین‌گذر (Low Pass Filter) فقط فرکانس‌های کمتر از ۲۵ kHz را عبور می‌دهد.

در مرحله نهایی، خروجی هر دو فیلتر به یک نقطه مشترک وصل می‌شود. نتیجه این ترکیب، مدار فیلتر حذف باند است که فرکانس‌های خارج از بازه ۲۵ تا ۲۶ kHz را عبور می‌دهد، اما خودِ بازه فرکانسی میانی را کاملاً مسدود یا تضعیف می‌کند.

این روش یکی از ساده‌ترین و دقیق‌ترین راه‌ها برای ساخت فیلتر Band Stop در مدارهای صوتی، مخابراتی، RF و سیستم‌های کاهش نویز است.

کار عملی در آموزش تعمیر موبایل

اگر میخواهید تسلط بهتری در شناخت، اندازه گیری و درآوردن و جازدن قطعات الکترونیکی موبایل بدست آورید، لازم است که کلاس عملی آموزش تعمیر موبایل را بگذرانید. در این کلاس شما میتوانید قطعات سلف و مقاومت را روی مدار موبایل پیدا کرده، درآورید و دوباره با لوازم تعمیرگاهی جا بزنید. تست این قطعات و سلامت آنها با مولتی متر بصورت عملی تشریح میشود.