أثناء الرحلة الطويلة للمعلومات من المرسل إلى المستقبل، تتعرّض الإشارة إلى شتى أنواع المعوقات كما ذُكر في المقال السابق، مثل الضجيج، التشويش، التداخل مع إشارات أخرى بالإضافة إلى حواجز أخرى تنتهي بإضافة عناصر غير مرغوبة إلى إشارة المعلومات. يتلخّص حلُّ هذه المشكلة ببساطة في إزالة الإشارات غير المرغوبة عبر تحديد معايير معينة، كأنها نافذة لا تسمح إلا للإشارة التي نريدها بالخروج منها ومنع العناصر الأخرى من الوصول إلى الوجهة النهائية. تسمى هذه الطريقة بـ “الترشيح “Filtering.

المرشحات هي دوائر كهربائية تُستخدم في تمرير وانتقاء إشارات بترددات معينة. فهي تقوم بتحديد النطاق الترددي للإشارات، واختيار نطاقٍ محدد وحجب نطاقٍ ترددي آخر غير مرغوب به.

يُدعى المجال الذي نقوم فيه بتصميم المرشحات بـ “معالجة الإشارة”، ويُطبّق على الإشارة المسموعة أو المرئية أو البيانات.

تندرج المرشحات تحت العديد من التصنيفات (خطية أو غير خطية، متغيرة مع الزمن أو غير متغيرة مع الزمن، سببية أو غير سببية، تماثلية أو رقمية، زمن متقطّع أو زمن مستمر، فعالة أو غير فعالة، IIR استجابة زمنية منتهية أو FIR استجابة زمنية غير منتهية).

التصنيف الأبسط هو المرشحات الخطية، وتضم:
1- مرشح الترددات المنخفضة  (Low Pass Filter “LPF”):
يسمح هذا النوع بتمرير الإشارات ذات الترددات المنخفضة والتي لا يتجاوز ترددها ترددًا معينًا يسمى تردد القطع Cutoff Frequency  ومنع جميع الإشارات ذات التردد الأعلى من تردد القطع.
2- مرشح الترددات العالية  (High Pass Filter “HPF”):
يسمح هذا النوع بتمرير الإشارات ذات الترددات العالية والتي لا يقل ترددها عن تردد معين يسمى تردد القطع Cutoff Frequency ومنع كل إشارة ذات تردد أقل من تردد القطع.
3- مرشح نطاق ترددي محدد  (Band Pass Filter “BPF”):

يسمح هذا المرشح بمرور جميع الإشارات ذات الترددات المحصورة بين ترددين محددين.
4- مرشح إيقاف نطاق ترددي  (Band Stop Filter “BSF”):
يستخدم في حذف ترددٍ محدد أو نطاقٍ من الترددات, وهو عكس مرشح “BPf” حيث يقوم بمنع الإشارات ذات الترددات المحصورة بين ترددين محددين ويسمح بمرور الإشارات التي لا يقع ترددها ضمن هذا النطاق.

تغطي تطبيقات الترشيح مجالاً واسعاً مثل حذف الضجيج، تشكيل الطيف وكشف الإشارات مثل الرادارات.
كمثالٍ بسيط للتطبيقات العملية للمرشحات، نفترض وجود محطةٍ تلفزيونيةٍ تبثُّ إشارتها بترددٍ معين (A) ومحطة تلفزيونية أخرى تبثُّ إشارتها بتردد آخر (B) وأردت اختيار عرض إحدى المحطتين التاليتين. ماذا سيحصل برأيك عندما تختار قناةً من بين هاتين القناتين؟
ببساطة سنستخدم مرشح (filter) يسمح بتمرير إشارة القناة التي نريدها ومنع الإشارة الأخرى بناء على الترددات المختلفة لهما.

المصادر:

Digital and Analog Communication Systems by L.W Couch II

Modern Electronic Communications by Gary M.Miller

 

  • إعداد: أحمد نزار، سلمى العقيلي
  • مراجعة: أحمد سعد
  • تدقيق لغوي: مروى بوسطه جي
مشاركة!
الفضائيون
مبادرة معرفيّة علميّة موجهة للجمهور الناطق بالعربية تأسست بتاريخ 16 مارس 2015، شعارها "نرى العالم، من نافذة العلم"، وهي تهدف إلى نشر العلوم الحقيقية ونبذ الخرافة معتمدة على ترجمة وإعداد مواد مكتوبة ومقروءة إضافة إلى الصور التوضيحية والفيديوهات التعليمية.

تعليق

لطفت، أدخل تعليقك هنا
لُطفا، أدخل اسمك هنا