ANALOG HABERLEŞME
Alper
0
BÖLÜM 1
ANALOG HABERLEŞME
Alper
ANALOG HABERLEŞME GİRİŞ KONULARI 1 Temel Kavramlar 1.1
Haberleşme Anlamlı bir bilginin değiş tokuş edilmesine haberleşme denir. (Exchanging Information). Günümüzde internet haberleşmesinin ve elektronik medyanın gelişmesi iletişim kavramına küresel (global) bir anlam katmış ve iletişim “küresel bilgi değiş-tokuşu “ anlamını kazanmıştır . ( Global Exchanging Information) İletişimin teknik,ekonomik ,sosyal ve kültürel boyutu vardır. Tam , kesintisiz ve yüzde yüz iletişim için iletişim engellerinin aşılması gerekir. İletişim engelleri: • mesafe • iletim ortamı zayıflatmaları • teknolojiyi takip için yeterli para • dil ve kültürel farklılıklardır Uzun mesafeler üzerinden haberleşebilmek için gerekli teknik donanımın sağlanması telekomünikasyonun konusudur.
1.2
Dünya İletişim Günü (World Telecommunication Day) Birleşmiş Milletler tarafından Mayısın 17’ si Dünya İletişim Günü olarak kabul edilmiştir.Dünya İletişim Gününün amaçları: • Global bilgi toplumunda , sosyal ve ekonomik hayatta iletişimin öneminin tartışılması • ITU (Intenational Telecom Union) Uluslar arası Telekom Birliğinin çalışmalarının altının çizilmesi ve dikkatlerin ITU’ya dolaylı olarak da Birleşmiş Milletler’e çekilmesidir.
1.3
ITU (Intenational Telecom Union)= Uluslararası Telekom Birliği Uluslar arası Telgraf Toplantısı ilk defa 17 Mayıs 1865 yılında Paris’te yapılmıştır. Bu toplantıda telgrafla ilgili ilk standartlar imza altına alınmıştır. Bu toplantı ITU’nun temelini oluşturmuştur. Birleşmiş Milletler Anayasası 1945 yılında kabul edilmiş ve 1947 yılında ITU Birleşmiş Milletler içerisinde bir ihtisas komisyonu olarak kurulmuştur. Bu komisyonun amacı dünya çapında telekomünikasyon alanında işbirliğini sağlamak ve işletme kolaylıkları geliştirmektir.Teşkilat merkezi Cenevre’dedir. Şu anda 185 ülke ITU’ya üye durumundadır.
1
ANALOG HABERLEŞME
1.4
Alper
Elektronik-Haberleşmenin Tarihçesi Haberleşmenin tarihsel gelişimi içerisinde yer alan önemli olaylar aşağıda belirtilmiştir.
Tarih
Önemli Olay
1844
Telgrafın keşfi
1865
Paris ‘ te Uluslararası Telgraf Toplantısı
1876
Telefon patentinin Amerika’lı Alexander Graham Bell tarafından alınması
1889
Alman B.Strowger tarafında ilk telefon santralinin yapılması
1895
Radyo yayınlarının başlaması
1921
Amerika’da resmi radyo yayınının başlaması
1923
Televizyonun keşfi
1947
Birleşmiş Milletller İçinde ITU’nun Kurulması
1961
İlk Uydunun fırlatılması
1965
DARPA‘da bilgisayarların biribirleriyle iletişim kurabilmesi
1969
Arpanet çerçevesinde internet haberleşmesi
1969
Apollo 11’ in aya inmesi ve uydu iletişim projelerinin yoğunlaşması
1978
Mikroişlemci ve mikrodenetleyicilerin yaygınlaşması
1981
IBM tarafından ilk PC nin yapılması
1983
TCP/IP protokolünün Arpanet içerisinde kullanılması
2
ANALOG HABERLEŞME
1.5
Alper
Haberleşme Sisteminin Başlıca Elemanları Tüm haberleşme sistemleri aşağıda gösterilen forma sahiptir.
ALICI
VERİCİ İLETİM ORTAMI
GÜRÜLTÜ
Şekil 1 Haberleşme Sisteminin Elemanları
1.5.1 Verici Gönderilecek işareti ortamda iletilecek şekle sokan veya kodlayan elektronik devrelerdir. Telsiz vericileri 2W-600 W, radyo vericileri 1000 W-10KW, baz istasyonları 25W, cep telefonu 3W (beklemede 500 mw) çıkış gücüne sahiptirler. 1.5.2 İletim Ortamı Verici tarafından kodlanan sinyali iletmeye yarar. İletim ortamları Kılavuzlu (guided- kablolu) veya kılavuzsuz (unguidedkablosuz olmak) olmak üzere ikiye ayrılır. Kılavuzlu iletim ortamı: Bakır kablo , bükümlü kablo , koaksiyel kablo, fiberoptik kablo, mikrodalga kılavuzu gibi kablolu ortamları ifade etmek için kullanılır. Kılavuzsuz iletim ortamı:Hava, su, boşluk gibi doğal ortamlardır. 1.5.2.1 İletim Ortamından Kaynaklanan bozulmalar ve gürültü İşaret Zayıflaması (Attenuation): İletişim mesafesi arttıkça sinyal zayıflar ve alıcıya yeterli enerji ulaşmaz. İşaret distorsiyonu : Ortam üzerinde ilerleyen sinyalin içerdiği farklı frekansların farklı zayıflamalarıla hedefe ulaşması
3
ANALOG HABERLEŞME
Alper
Gecikme distorsiyonu (dispersiyon) bozulması : Sinyali oluşturan farklı frekansların veya fiber optik kablo içindeki ışık ışınlarının farklı yollar takip etmesi sebebiyle hedefe farklı zamanlarda varmasının sonucu olrak işaret şeklinin değişmesi Gürültü: İşareti bozan ve sisteme ne zaman gireceği belli olmayan herhangi bir enerjidir.Güneş ışığı,flouresan lamba,motor ateşleme sistemleri birer gürültü kaynağıdır. Gürültü (bozucu etkiler) Çeşitleri: Interference:İstenmeyen sinyaller sistemimize girerek sinyalimizde bozucu etki meydana getirebilirler. İstenmeyen sinyallerin sisteme girerek sinyali bozmasına interference denir. Interference etkisinden kurtulmak için istenmeyen sinyal kaynakları sistem den uzaklaştırılır. Termal (Isıl ) Gürültü: Devreyi oluşturan; direnç,transistör vb. elemanlarda bulunan serbest elektronlar ortam sıcaklığı nedeniyle gürültü oluşturabilirler. Bu çeşit gürültü; termal gürültü , beyaz gürültü ya da Johnson gürültüsü olarak isimlendirilirler. Gürültü tarafından oluşturulan güc Johnson güç formülü ile ifade edilir. Pn=4kTB
Bu formülde ; Pn:Gürültü tarafından üretilen güç k: Boltzman sabiti 1.38*10-23 J/K T:Sıcaklık (Kelvin) B:Bant genişliği (Hertz) Direnç tarafından oluşturulan termal gürültünün efektif voltaj değeri aşağıdaki formül ile ifade edilir. e n = 4kTBR Intermodulations Sinyaller harmonik ferkanslarının toplamından oluşur . 1 kHz lik bir kare dalga ;1KHz, 3KHz, 5KHz, 7KHz,...gibi sonsuz sayıda sinüzoidal tek harmonik frekanslarının toplamından oluşur. İki tane farklı kare dalga birlikte yükseltildiklerinde bu frekansların harmonikleri de beraber yükseltilirler. Bu harmonikler içinde yer alan 2 harmonik frekansının birbirine karışması intermodülasyon gürültüsü meydana getirir.
4
ANALOG HABERLEŞME
Alper
Crosstalk (Çapraz konuşma) Aynı kılıf içerisinde yan yana bulunan kablolardaki sinyallerin birbirine tesir etmeleridir.Crosstalk etkisinden kurtulmak için kablolar bükümlü yapılır. Shot gürültüsü Shot gürültüsüne transistör gürültüsü de denir. Bir diyot içindeki darbe gürültüsü aşağıdaki formül ile gösterilir.
in = 2qe I dc BW qe : Elektron şarjı (1,6*10-19 C) Idc:Dc akım (Amper) BW : Bant Genişliği (Hertz) Darbe Gürültüsü: Çalışma şartlarına bağlı olarak ortaya çıkan etkilerdir.Elektrik motorlarlarının, ateşleme sistemlerinin ,elektromekanik rölelerin ürettikleri gürültüler iletilen data üzerinde bozucu tesir edebilirler Gürültü ile ilgili formüller
SNR =
sinyal gürültü
sinyal gücü(W) gürültü gücü(W) sinyal voltaji(V) SNRdB = 20Log gürültü voltaji(V) SNRdB = 10Log
Shannon İletilebilecek max bit kanal kapasite formülü C = B*log2(1+SNR) 1.5.3 Alıcı Verici tarafından kodlu olarak gönderilen işaretin kodunu çözen ve bilgiyi orijinal haline dönüştüren elektronik devrelerdir.
5
ANALOG HABERLEŞME
1.6
Alper
Frekans ,Peryot ve Dalga Boyu Frekans:İşaretin 1 saniyedeki tekrarlama sayısıdır.Birimi Hertz’dir f=
1 T
f=1 KHz=1000Hz=103 Hz f = 1 MHz=1 000 000= 106 Hz f=1GHz=1 000 000 000=109 Hz
Peryot: 1 Herztlik işaretin kendini tamamlama süresidir.Birimi saniyedir. T=
1 f
Dalga Boyu:Bir hertzlik işaretin aldığı yola dalga boyu denir. Birimi metredir λ=
ışıkhızı c = frekans f
λ=
c 300000000 m / sn = f Hertz
λ=
300 [m] f (MegaHertz)
λ=
30 [cm] f (GigaHertz)
Dalga boyunun pratik bulunuşu: Aşağıdaki formüller frekans gözönüne alınarak doğrudan kullanılabilirler Eğer frekans MHz olarak verilmişse ; λ=
Eğer frekans GHz olarak verilmişse ;
300 [m] f (MHz)
λ=
6
30 [cm] f (GHz)
ANALOG HABERLEŞME
Alper
_________________________________________________________ ÖRNEK:
f = 10 MHz ise λ = ? λ=
300.000.000 = 30 m 10.000.000
______________________________________________________________ ÖRNEK:
f = 300 MHz ise λ = ? λ=
300 =1m 300
______________________________________________________________ ÖRNEK:
f= 50 MHz ise λ = ? λ=
300 = 6m 50
______________________________________________________________ ÖRNEK:
Cep telefonunda f= 1GHz ise dalga boyunu bulunuz. λ=
ÖRNEK:
30 = 30 cm 1
Cep telefonunda f = 900 MHz ise
λ=
300 = 0,33 m = 33 cm 900
7
ANALOG HABERLEŞME
Alper
FREKANS VE DALGA BOYUNA AİT ÖRNEKLER _____________________________________________________________ f=1 GHz için λ dalga boyunu ve işaret peryodunu çizerek
ÖRNEK:
gösteriniz. ÇÖZÜM:
dalga boyu 30 cm
peryot T=1nsn
T=
1 =10-9 saniye= 1 nano saniye f
______________________________________________________________ ÖRNEK:
Aşağıda bir testere dişi işaretin osiloskopta elde edilen şekli verildiğine göre bu sinyalin frekansını bulunuz.
8
ANALOG HABERLEŞME
Toplam
Alper
833 mikrosaniye
ÇÖZÜM: Bir hertzlik sinüs için geçen süre (T) 833µsn T= = 104,125µsn 8 1 Frekans = T f=
1.7
1 1000000 = = 9604 Hertz 104,25µsn 104,125
Modülasyon
Bilgi işareti tarafından taşıyıcı frekansına ait herhangi bir (genlik,frekans,faz vb.) değiştirilerek , bilgi iletilmesine modülasyon denir.
1.8
özelliğin
Modülasyonun Gerekliliği
Bilgi işaretini göndermek için gerekli anten boyu , dalga boyunun katları olmak zorundadır.fm=3kHz lik bir bilgiyi modülesiz gönderirsek dalga boyu 100 km olur.Aynı işareti fc=100 MHz lik bir taşıyıcı ile gönderirsem dalga boyum 3 m olur. Anten boyları genellikle λ/2 ve λ/4 uzunluktadır.
9
ANALOG HABERLEŞME
Alper
______________________________________________________________ ÖRNEK:
fm = 3 kHz λ=
c 300 = f 0,003 MHz
λ=
300000 = 100000 m 3
Anten boyu
λ ise 4
Anten boyu 25000 metre olmalıdır
ÖRNEK:
fc = 100 MHz λ=
c 300 = =3m f 100
Anten boyu
λ ise 4
Anten Boyu 75 cm olur
______________________________________________________________
10
ANALOG HABERLEŞME
1.9
Alper
Modülasyon Çeşitleri:
Farklı modülasyon türleri aşağıdaki tabloda verilmiştir
Modülasyon
Analog Modülasyon
Genlik Mod.
Sayısal Modülasyon
Açı Mod. Tam Sayısal Modülasyon
VSB
SSB
DSB
PM
Delta Mod. Taşıyıcısı Bastırılmış Çift Yan Bant
Analog Sayısal Modülasyon
FM
PCM
PPM
PWM
PAM
Taşıyıcısı Bastırılmamış Çift Yan Bant
1.Analog modülasyon
2.Dijital (Sayısal ) Modülasyon
1.1 Genlik Modülasyonu
2.1 Analog Sayısal Modülasyon
1.1.1 Çift Yan Bant Modülasyonu
2.1.1 PAM Modülasyonu (Darbe
1.1.1.1
Taşıyıcısı Bastırılmamış Çift Yan Genlik Modülasyonu)
Bant Modülasyonu 1.1.1.2
2.1.2 PWM Modülasyonu (Darbe
Taşıyıcısı Bastırılmış Çift Yan
Bant Modülasyonu
Genişlik Modülasyonu) 2.1.3 PPM Modülasyonu (Darbe
1.1.2 Tek Yan Bant Modülasyonu (SSB)
Pozisyon Modülasyonu)
1.1.3 Artık Yan Bant Modülasyonu (VSB)
2.2 Tam Sayısal Modülasyon
1.2.Açı Modülasyonu
2.2.1 PCM Modülasyonu (Darbe Kod
1.2.1 Frekans Modülasyonu (FM)
Modülasyonu)
1.2.2 Faz Modülasyonu (PM)
2.2.2 Delta Modülasyonu
Şekil 2. Modülasyon Türleri
11
BÖLÜM 2
ANALOG HABERLEŞME
Alper
HABERLEŞME SİSTEMLERİNDE GÜÇ ORANI VE İŞARET DÜZEY BİRİMLERİ 2-1
Bell ve Decibell Sinyaller iletim hattı üzerinde giderken zayıflarlar. tekrarlayıcılar
vasıtasıyla
yeniden
Zayıflayan bu sinyaller
kuvvetlendirilerek
hatta
Zayıflamanın ya da kuvvetlendirmenin logaritmik ölçüsü Bell
verilirler.
labaratuvarı
tarafından Amerika’lı Alexander Graham Bell’ in hatırasına Bell olarak isimlendirilmiştir. Bell ; bağıl güç ya da voltaj düzeyini logaritmik olarak ifade etmekte kullanılır.
Bell= Log 10
Pçikiş Pgiriş
(Güçlerin oranının logaritması Bell dir)
Bell büyük bir birim olduğu için Bell’ in 10 katı olan decibell (dB) tanımı yapılmıştır.. İletim hattı üzerinde sinyal kuvvetlendirmesi varsa dB pozitif ,sinyal zayıflaması varsa dB negatif çıkar. Pgiriş
Kuvvetlendirme veya Zayıflatma
Pçıkış
dB = 10 Log 10
Pçikiş Pgiriş
(Güçlerin oranı olarak dB tarifi)
dB = 20 Log 10
Vçikiş Vgiriş
(Voltajların oranı olarak dB tarifi)
12
ANALOG HABERLEŞME
Alper
______________________________________________________________ Örnek:
Kuvvetlendirici girişi 1Watt olan bir sinyal , kuvvetlendirici tarafından 100 Watt’a çıkartılıyorsa kuvvetlendiricinin kazancını dB olarak bulunuz.
Çözüm: Pgiriş=1W
10 Log 10
Pçıkış=100W
Kuvvetlendirme
100 Watt =20 dB 1Watt
_____________________________________________________________ Örnek:
Zayıflatıcı girişi 100 Watt olan bir sinyal, zayıflatıcı tarafından 1 Watt’a düşürülüyorsa zayıflatmayı dB olarak bulunuz.
Çözüm: Pgiriş=100W
10 Log 10
Zayıflatma
Pçıkış=1W
1Watt = -20 dB 100 Watt
______________________________________________________________ Örnek:
Bir kuvvetlendiricide çıkış gücü,
giriş gücünün 2 katı ise dB olarak
kazancı bulunuz. Çözüm: Pgiriş=1W
10 Log 10
Kuvvetlendirme
2 Watt = 3dB 1Watt
13
Pçıkış=2W
ANALOG HABERLEŞME NOT:
Alper
3 dB lik bir artış çıkış gücünün giriş gücünün 2 katı olması anlamına gelir. -3db’lik bir azalma çıkış gücünün giriş gücünün yarısı olması anlamına gelir.
______________________________________________________________ Örnek:
Bir kuvvetlendiricide çıkış voltajı , giriş voltajının 2 katı ise dB olarak kazancı bulunuz.
Çözüm: Pgiriş=1V
20 Log 10
Kuvvetlendirme
Pçıkış=2V
2 Volt = 6dB 1 Volt
NOT: 6 dB lik bir artış çıkıştaki voltajın 2 kat artması anlamına gelir. -6db’lik bir azalma çıkıştaki voltajın yarıya düşmesi anlamına gelir ______________________________________________________________ Örnek:
Bir kuvvetlendiricide çıkış gücü, giriş gücünün aynı ise dB olarak kazancı bulunuz.
Çözüm: Pgiriş=1W
10 Log 10
Kuvvetlendirme
1Watt = 0 dB 1Watt
14
Pçıkış=1W
ANALOG HABERLEŞME
Alper
______________________________________________ Örnek:
Radyo alıcıları seçiciliği ve duyarlılığı olan ortalama 120 dB voltaj kazancı sağlayan yükseltme devreleridir. Bir radyo alıcısının antenine 1 mikrovolt’ luk bir sinyal geldiğinde hopalör çıkışındaki voltajı bulunuz.
Çözüm: 1 microvolt
120 dB Radyo Alicisi
Vgiriş=1µ V
Kuvvetlendirme 120 dB
120 dB= 20 Log 10
6dB= Log 10
106=
Vçıkış 1 mikro Volt
Vçıkış 10 −6 Volt
Vçıkış 10 − 6 Volt
Vçıkış=106*10-6 Vçıkış=1Volt
15
Vçıkış=?
ANALOG HABERLEŞME
Örnek:
Alper
Bir radyo alıcısı 60 dB güç kazancı sağlamaktadır. Bu radyo alıcısının antenine 1 mikrowatt’lık bir güç geldiğinde hopalör çıkışındaki gücü bulunuz.
Çözüm: Pgiriş=1µ W
60 dB= 10 Log 10
6dB= Log 10
106=
Kuvvetlendirme 60 dB
Pçıkış 1 mikro Watt
Pçıkış 10 −6 Watt
Pçıkış 10 − 6 Watt
Pçıkış=106*10-6 Pçıkış=1 Watt
2.2
Referans Düzeyli Decibell dBm: Referans düzeyi olarak 1 mW alınır dB= 10 Log 10
Pçikiş Pgiriş
dBm= 10 Log 10
Pçikiş 1mW
16
Pçıkış=?
ANALOG HABERLEŞME
Alper
______________________________________________________________ Örnek: 200 mW dBm olarak ifade ediniz? çözüm: 10 log 200 = 23 dBm ______________________________________________________________ Örnek: 2 W kaç dBm’dır. çözüm: dBm = 10log2W / 1mW dBm = 10log2000mW / 1mW dBm = 10log2000 = 33,41 =33,41 dBm dBv: Referans düzeyi olarak 1 Volt alınır dBv= 20 Log 10
Vçikiş 1Volt
_____________________________________________________________ Örnek: 25,7 V’un dBv değeri nedir? çözüm: 20log 25,7 = 28,2 dBv ____________________________________________________________ Örnek: çözüm: 0,05 V’u dBv olarak ifade et? 20log 0,05 = 26 dBv
17
ANALOG HABERLEŞME
Alper
______________________________________________________________
dBw: Referans düzeyi olarak 1 W alınır dB= 10 Log 10
Pçikiş Pgiriş
dBw= 10 Log 10
Pçikiş 1W
dBkw: Referans düzeyi olarak 1 kW alınır
dBkw= 10 Log 10
Pçikiş 1 kW
______________________________________________________________ Örnek: Bir radyo istasyonunun çıkışı 2kW’dır. Bunu dB kW olarak hesap ediniz? çözüm: dBkW = 10logPçık / 1 kWatt dBkW = 10log2kW = 3 dBkW Neper Bir iletim hattı boyunca sinyal zayıflatmasını ifade etmek üzere neper kullanılır. Neper teorik çalışmalar için uygun olan bir birim olup pratikte decibel daha çok kullanılmaktadır. Neper akımlar oranının tabi logaritmasıdır I N = Log e 2 I1 Neper ve decibel arasında aşağıdaki formül ilişkisi vardır. dB=8.686*N Burda: dB: Decibel N:Neper
18
ANALOG HABERLEŞME
Alper
___________________________________________________________ Örnek: 10 Neper kaçdecibel yapar? dB=8.68*10=86.8 10 Neper 86.8 dB yapar ______________________________________________________________ Örnek: 10 decibell kaç neper yapar? N=10/8.68=1.152 Neper Yapar ____________________________________________________________
2-3
dB Verildiğinde güç oranlarının pratik bulunuşu
Sinyal seviyelerindeki 10 dB lik bir artış oran olarak sinyal gücünün10 ile çarpılması anlamına gelir Sinyal seviyelerindeki 10 dB lik bir azalma oran olarak sinyal gücünün 10 ile bölünmesi anlamına gelir Sinyal seviyelerindeki 3 dB lik bir artış oran olarak 2 kat artışa karşılık gelir Sinyal seviyelerindeki 3 dB lik bir azalma oran olarak sinyal gücünün 2 ile bölünmesi anlamına gelir ________________________________________________________ örnek: Giriş gücü 3W olan bir sinyal 6 dB kuvvetlendirilirse çıkış gücü ne olur? çözüm: 3 W önce 3 dB kuvvetlendirilirse 6 W olur. Daha sonra 6W ,3dB kuvvetlendirilirse 12 W olur. 6 dB= 3 dB+ 3 dB * 2 * 2 =*4 Çıkış gücü=giriş gücü*4 Çıkış gücü=3*4=12 W
19
ANALOG HABERLEŞME
Alper
UZUN YOL İLE ÇÖZÜM dB= 10 Log 10
Pçikiş Pgiriş
6= 10 Log 10
Pçikiş 3W
0,6= Log 10
Pçikiş 3W
100,6=
Pçikiş 3W
Pçıkış=3,98*3=11,94W ______________________________________________________________ ÖRNEK:
Giriş gücü 3W olan bir sinyal 16 dB kuvvetlendirilirse çıkış gücü ne olur? 16 dB= 10dB+3 dB+ 3 dB
*10
*2
* 2 =*40
Çıkış gücü=giriş gücü*40 Çıkış gücü=3*40=120W ______________________________________________________________ ÖRNEK:
Giriş gücü 3W olan bir sinyal 6 dB zayıflatılırsa çıkış gücü ne olur?
ÇÖZÜM: 3 W önce 3 dB zayıflatılırsa yarıya düşer 1,5W olur. Daha sonra 1,5W ,3dB zayıflatılırsa 0,75W olur. -6 dB= -3 dB - 3 dB / 2 / 2 =/4 Çıkış gücü=giriş gücü/4 Çıkış gücü=3/4=0,75W ______________________________________________________________
20
ANALOG HABERLEŞME
Alper
ÖRNEK: Giriş gücü 3W olan bir sinyal 17 dB kuvvetlendirilirse çıkış gücü ne olur? ÇÖZÜM 17 dB= +10dB+10 dB- 3 dB *10 Çıkış gücü=giriş gücü*50 Çıkış gücü=3*50=150W
2.4
*10
/ 2 =*50
dB Verildiğinde voltaj oranlarının pratik bulunuşu
______________________________________________________________ ÖRNEK: Giriş voltajı 3Volt olan bir sinyal 6 dB kuvvetlendirilirse çıkış voltajı ne olur? ÇÖZÜM: 3 Volt ,6 dB kuvvetlendirilirse 6 Volt olur. 6 dB *2 Çıkış voltajı=giriş voltajı*2 Çıkış voltajı=3*2=6 Volt ______________________________________________________________ ÖRNEK Giriş voltajı 3Volt olan bir sinyal 14 dB kuvvetlendirilirse çıkış voltajı ne olur? ÇÖZÜM:
3 Volt ,6 dB kuvvetlendirilirse 6 Volt olur. 14dB= 20dB- 6 dB *10
/2 =5
21
ANALOG HABERLEŞME
Alper
Çıkış voltajı=giriş voltajı*5 Çıkış voltajı=3*5=15 Volt
22
BÖLÜM 3
ANALOG HABERLEŞME
Alper
GENLİK MODÜLASYONU 3.1
Çift Yan Bant Genlik Modülasyonu Tanımı
Taşıyıcı işaretin genliği bilgi işaretine göre değiştirilirse genlik modülasyonu elde edilir.
3.1.1 Çift Yan Bant Genlik Modülasyonu Elde Edilmesi Genlik modülasyonu üretmekte kullanılan devreye modülatör denir
Anten Tasiyici frekans üreteci Çikis Yükselteci
Vc Balanced modulator
V
Rf yükselteç
Modüleli çikis
Bant geçiren filtre
Vm
Bilgi frekans üreteci
Şekil 3.1 Çift Yan Bant Genlik Modülasyonlu verici blok şeması
23
ANALOG HABERLEŞME
Alper
3.1.2 Bilgi İşareti Bilgi işareti düşük frekanslı işarettir. (Ses bandı için fm=3KHz lik bir işaretttir)
Bilgi işaretinin matematiksel ifadesi : vm=VmSin2πfmt Bu formülde;
vm =Bilgi sinyalinin anlık ac değerini Vm = Bilgi sinyalinin max genliğini fm :Bilgi sinyalinin frekansını gösterir.
V (Volt)
t (sn)
Vm
Şekil 3.2 Bilgi sinyali ( f= 1Hz)
3.1.3 Taşıyıcı İşaret Taşıyıcı işaret yüksek frekanslı sinüs ya da cosinüs şaretidir. Taşıyıcı işaretin matematiksel ifadesi : vc=VcSin2πfct Bu formülde;
vc =Taşıyıcı sinyalinin anlık ac değerini Vc = Taşıyıcı sinyalinin max genliğini fc :Taşıyıcı sinyalinin frekansını gösterir.
24
ANALOG HABERLEŞME
V (Volt)
Alper
VC
t (sn)
Şekil 3.3 Taşıyıcı Sinyali
3.1.4 Modüleli İşaret
Volt (V)
Modülasyonlu İşarette Taşıyıcı Genliğinin Değişmesi
Zaman (t)
Şekil 3.4 Genlik Modülasyonlu işarette taşıyıcı genliği ve frekansı
25
ANALOG HABERLEŞME
Alper
3.1.5 Modüleli İşaretin Analizi
Tm
Vm t-t
Tc
Tc:Taşıyıcı işaretin peryodu 1 fc = Tc Tm:Bilgi işaretinin peryodu 1 fm = Tm Vm t-t :Bilgi işaretinin tepeden tepeye genlik değeri
Vm =
Vm ( t − t ) 2
Şekil 3.4 Modüleli İşaret de bilgi işaretine ait büyüklükler
26
ANALOG HABERLEŞME
Alper
3.1.6 Modüleli İşaret Zarfı
Genlik ( Volt )
Modülasyonlu İşaretin Zarf Dalga Şekli
Zaman ( t )
Şekil 3.5 Modüleli işaret zarfı
3.1.7 Genlik Modülasyonunun Matematiksel İfadesi
vm=V Sin2πf t (Bilgi işareti) vc=V Sin2πfct (Taşıyıcı işaret) v = (V + V Sin2πfmt)* Sin2πf t (Taşıyıcı genliğine binen bilgi m
m
c
c
m
c
işareti=Modüleli işaret )
v
=
VcSin2πfct
+
taşıyıcının kendisi
VmSin2πfmt*Sin2πfct iki tane sinüs çarpımı
1 Vmsina*Vcsinb= - Vm * Vc[cos(a + b ) − cos(a − b )] 2 1 sina*sinb= - [cos(a + b ) − cos(a − b )] 2 Cos (a − b) Cos (a + b) sina*sinb= − 2 2 Vm Vm Cos2πt(fc-fm) Cos2πt(fc+fm) VmSin2πfmt*Sin2πfct= 2 2
27
ANALOG HABERLEŞME
Alper
Çift Yan Bant Genlik Modülasyonun Matematiksel İfadesi
v
=
Modüleli işaret
m=
Vm Cos2πt(fc-fm) 2
VcSin2πfct
+
taşıyıcı işaret
alt yan bant işareti
Vm Vc
Vm = mVc ⇒
Vm Cos2πt(fc+fm) 2
-
üst yan bant işareti
Vm mVc = 2 2
Çift Yan Bant Genlik Modülasyonun Matematiksel İfadesi (Modülasyon İndisli )
v
=
Modüleli işaret
mVc Cos2πt(fc-fm) 2
VcSin2πfct
+
taşıyıcı işaret
alt yan bant işareti
-
mVc Cos2πt(fc+fm) 2
üst yan bant işareti
3.1.7 Modülasyon İndisi Modülasyon indisi yapılan modülasyonun iyilik derecesini gösterir.
m=
Vm Vc
m (Modülasyon indisi)
Vm : Bilgi genliği Vc: Taşıyıcı genliği m >1 ise bozuk bir genlik modülasyonu. m = 1 % 100 genlik mod. (İdeal modülasyon) 0,5 < m < 1 iyi bir modülasyon vardır. ___________________________________________________________ ÖRNEK Vm = 3 bölüm Vc = 4 bölüm m = 3 / 4 = 0,7 ( %70 modülasyon vardır)
28
ANALOG HABERLEŞME
Alper
3.1.8 Trapezoidal Dalga Şekilleri Trapezoidal dalga şekillerini elde etmek için; osiloskobun •
Ch-1 girişine ‘Verici ÇıkışI’ bağlanır.
•
Ch-2’ye ‘Bilgi işareti’ bağlanır
Osiloskop X-Y moduna alınır. Aşağıdaki şekle benzer trapezoidal şekli elde edilir.
L2
L1
m=
L 2 − L1 formülünden modülasyon indisi bulunur. L 2 + L1
______________________________________________________________ ÖRNEK Çözüm m=
L2=4 Birim L1=2 Birim ise modülasyon indisini bulunuz. L 2 − L1 4−2 = =2 / 6 = 1 / 3 = 0,33 L 2 + L1 4+2
29
ANALOG HABERLEŞME
Alper
ÇYB (DSB) Genlik Modüleli Şekillerin Anlamı ZAMAN EKSENLİ DALGA ŞEKİLLERİ m<1 İçin modüleli işaretin dalga şekli
m=1 İçin modüleli işaretin dalga şekli
m>1 İçin modüleli işaretin dalga şekli
Şekil 3.6
TRAPEZOİDAL DALGA ŞEKİLLERİ m<1 İçin trapezoidal şekil
m=1 İçin trapezoidal şekil
m>1 İçin trapezoidal şekil
Modüleli işaret zarfının trapezoidal dalga şekilleri
30
ANALOG HABERLEŞME
Alper
3.1.10 Genlik Modülasyonunun Osiloskop İle Bulunması Osiloskop ile modülasyon indisini bulmak için ; DSB vericinin anten çıkışı osiloskoba bağlanarak modüleli işaretin dalga şekli osiloskop ekranında elde edilir. Şekil 3.7 elde edildikten sonra Vmax ve Vmin ölçülür.
m=
V max − V min V max + V min
formülünden modülasyon indisi bulunur
Genlik ( Volt )
Modülasyon İndisinin Bulunması
Vmax
Vmin
Zaman ( t )
.
m= Şekil 3.7
V max − V min V max + V min
Modüleli işaret zarfından modülasyon indisinin bulunması
31
ANALOG HABERLEŞME
Alper
İkinci yol
Genlik ( Volt )
Osiloskop Şeklinden Modülasyon İndisinin Bulunması
Şekil 3.8
3.1.11
Modülasyon indisi : m
m= Vmax(t-t)
V V
−V max( t − t ) + V max( t − t )
Vmin(t-t)
Modüleli işaret zarfından modülasyon indisinin bulunması
Bant Genişliği Bant Genişliği:İşaretin frekans spektrumunda işgal ettiği yere bant genişliği denir.
3.1.11.1 Çift Yan Bant Genlik Modülasyonunda Bant Genişliği Çift yan bant Genlik Modülasyonunda bant genişliği bilgi işaretinin frekansının 2 katıdır. BW=2fm
mV c 2
Vc
mV c 2 f (frekans)
fc-fm
fc
fc+fm
BW
Şekil 3.9
Çift yan bant GM için frekans spektrumu
32
min( t − t ) min( t − t )
ANALOG HABERLEŞME
Alper
______________________________________________________________ ÖRNEK fc = 100 kHz fm = 1 kHz Bant genişliği nedir? ÇÖZÜM BW=2fm BW=2 kHz ______________________________________________________________ ÖRNEK:
Bir
ÇYB
GM
kullanılmaktadır.
sisteminde Frekans
aşağıda
verilen
spektrumunda
değerler
oluşacak
olan
frekansların değerlerini ve genliklerini bulunuz, spektrumu çiziniz ve bant genişliğini bulunuz. VERİLENLER Vm = 10 V
Vc = 10 V
fc = 100 kHz
fm = 1 kHz
İSTENEN Frekans spektrumunu çiz ve bant genişliğini bul. ÇÖZÜM: m=
Vm =1 Vc
fc+fm = 101 kHz
mVc =5ν 2
33
fc-fm = 99 kHz
ANALOG HABERLEŞME
Alper
10 V 5V
99 KHz
fc-fm
5V
100 KHz
fc
f (frekans)
101 KHz
fc+fm
BW
Bant genişliği =2*fm= 2 kHz Şekil 3.10
3.1.12
Örnek için frekans spektrumu
ÇYB (DSB) Genlik Modülasyonunda Güç Hesabı
Veff
Vmax
Şekil 3.11
t (sn)
AC işaretin efektif değeri
34
ANALOG HABERLEŞME
AC İşarette Güç Hesabı
ÇiftYanBant GM İçin Güç Hesabi
P=Veff*I Veff Veff P=Veff* = R R Veff =
Alper
Ptoplam=Ptaşıyıcı+Püstyanbant+Paltyanbant
2
Veff
2
2
V Pc = = c R 2R
V max 2
Püstyanbant= Paltyanbant =
V max Veff = 1,41
m 2 Pc 4
Veff = 0,707Vmax V max 2 P= R P=
2
Ptoplam=Pc+
m 2 Pc m 2 Pc + 4 4
V max 2 2R
2
P lsb
m Pc = 4
Pc
m 2 Pc Pusb = 4
f (frekans)
fc-fm
fc
fc+fm
Şekil 3.12 Çift Yan Bant Genlik Modülasyonunda güç spektrumu
35
ANALOG HABERLEŞME
Alper
_____________________________________________________ ÖRNEK:
R = 50 Ω Vmax = 10V
ise
P=?
ÇÖZÜM V max 2 P= 2R P=
100 100
P= 1W ÖRNEK Bir ses sinyalinin matematiksel ifadesi 10sin2π3200t dir.Bu bilgi işareti matematiksel ifadesi 20Sin2π300000t olan bir taşıyıcıyı modüle etmekte kullanılmaktadır. a) Ses sinyalini çiziniz. b)Taşıyıcı sinyalini çiziniz. c) Modüleli dalgayı ölçekli çiziniz. d)Modülasyon indisini ve modülasyon yüzdesini bulunuz. e) Frekans spektrumunda oluşacak frekans ve genlikleri çiziniz f) V=? (Modüleli işaretin matematiksel denklemini yazınız.) g) Bu işaretin frekans spektrumunda işgal ettiği bant genişliği nedir? BW=? h) Bu işaret empedansı 50 Ω olan bir anten ile ışıma yaptırılırsa ; Pc=? Payb=?
Püyb=? Ptoplam=?
ÇÖZÜM: a) Bilgi (Ses) İşaretinin dalga şekli 30 Genlik (Volt)
20 10 0 -10 1 -20 -30 Zaman ( t )
Şekil 1 a )Ses sinyali
36
ANALOG HABERLEŞME
Alper
b) Taşıyıcı Sinyali
Genlik ( Volt )
30 20 10 0 -10 1 -20 -30 Zaman ( t )
Şekil 1 b)Taşıyıcı Sinyali c) Modülasyonlu İşaretin Zarf Dalga Şekli 30
Genlik ( Volt )
20 10 0 -10 -20 -30 Zaman ( t )
Şekil 1 c) Modüleli işaretin dalga şekli d)
Modülasyon indisi (m) V 10 m= m = = 0,5 Vc 20
m=0,5 Modülasyon yüzdesi (M) M=m*%100
M=%50
37
ANALOG HABERLEŞME
Alper
e) Vc=20 V
mV c V 10 = m = = 5V 2 2 2
5V
fc-fm 296,800 KHz
fc 300 KHz
fc+fm 303,200 KHz
frekans ekseni
Şekil 1 e) Frekans spektrumu f)
vm=VmSin2πfmt vc=VcSin2πfct
(Bilgi işareti) (Taşıyıcı işaret)
v = (Vc + VmSin2πfmt) Sin2πfct v = Vc Sin2πf c t +
(Modüleli işaret)
Vm V Cos 2πt ( f c − f m ) − m Cos 2πt ( f c + f m ) 2 2
v=20Sin2π300000t +5Cos2π296800t-5Cos2π303200t
g) BW=2fm=2*3200=6400 Hz
BW=6400 Hz
38
ANALOG HABERLEŞME
Alper
h) Ptoplam=Ptaşıyıcı+Püstyanbant+Paltyanbant Veff
2
2
V 400 Pc = = c = =4W R 2R 100 m 2 Pc 0,5 2 * 4 Püstyanbant= Paltyanbant = = = 0,25 W 4 4
Ptoplam=4 W+0,25 W+0,25 W=4,5 W Ptoplam=4,5 W ______________________________________________________________
3.2
Tek Yan Bant Modülasyon
3.2.1 TekYan Bant Modülasyonunun Elde Edilmesi Genlik modüleli işaretin alt yan bant ya da üst yan bandından birisinin filtre yoluyla seçilmesiyle elde edilir.Uzak mesafelere bilgi göndermek için tercih edilir. SSB:Single Side Band 3.2.2 SSB (Tek Yan Bant Modülasyonu) Elde Etme Metodları 3.2.2.1 İki filtre kullanan SSB Verici Genlik Modüleli sinyal elde edildikte sonra anahtarlama devresi ile alt yan bant ya da üst yan bant tan bir tanesi seçilir.
39
ANALOG HABERLEŞME
Alper
ÜYB FILTRE
Tasiyici
Kuvv.
Anten
Balanced mod
SSB ÇIKIS AYB FILTRE
ses
Şekil 1 e) Frekans spektrumu İki filtre kullanan SSB Verici
fc-fm
fc+fm
fc
Üst yan bandın seçilmesi
40
f (frekans)
ANALOG HABERLEŞME
Alper
3.2.2.2 İki kristal kullanan SSB Verici
Balanced mod
filtre
SSB ÇIKIS
Fm (Bilgi)
AYB KRISTAL
ÜYB KRISTAL
İki Taşıyıcı Kullanan SSB Verici
____________________________________________________________ ÖRNEK:
Bilgi sinyali
fm=2 kHz
olsun. Yan bant filtresi 1000 kHz
geçirmek için ayarlı olsun. LSB (AYB) ve USB (UYB) frekanslarını bulalım. Üst yan bant formülü fc + fm = UYB fc+fm= 1000 kHz fc2 = 1000-2 = 998 kHz Alt yan bant formülü fc-fm=AYB Alt yan bant de filitre sabit fc1=1002 kHz 3.2.2.3 SSB de BANT GENİŞLİĞİ BW=fm dir. (GM nu bant genişliğinin yarısıdır.) 41
Kristal
BÖLÜM 4
ANALOG HABERLEŞME
Alper
RADYO ALICILARI 4.1
Süperheterodin Alıcı
Radyo alıcıları ortamdaki elektromanyetik sinyali alır kuvvetlendirir ve hoparlöre iletir. Radyo alıcılarında iki özellik bulunur, bunlar 1) Duyarlılık 2) Seçicilik Duyarlılık; radyo alıcılarının ortamdaki zayıf sinyalleri yakalayıp kuvvetlendirebilme özelliğidir. Kuvvetlendirme devreleriyle ilgilidir. Seçicilik; ortamdaki farklı sinyaller içerisinden istediğimizi çekip alabilme özelliğidir. Filtre devreleriyle ilgilidir Radyo alıcısı tasarlarken ilk önce filtre devreleri tasarlanır
Anten Mixer
Ara Frekans Yükselteci
Demodülatör
Ara frekans 455 kHz
RF Yükselteç
Ses Yükselteci
Otomatik Kazanç Kontrolü
Local Osilatör
Şekil 4.1. Genlik Modüleli süperheterodin radyo alıcısının blok şeması
42
ANALOG HABERLEŞME
4.2
Alper
Elektronik Tuner Rf yükselteç ,mixer ve lokal osilatör üçlüsünden meydana gelen devreye tuner katı denir. Tuner katının görevi ; sinyali seçip almak, yükseltmek, ve ara frekansı elde etmektir. Farklı frekansları seçmek için tuner katında varikap diyot kullanılıyorsa bu tip tunere elektronik tuner denir. Aşağıda elektronik tunerin blok şeması verilmiştir.
Anten
fs
RF Yükselteç
Cs
fs
Mixer
Ara frekans katina
Ls
Csmax Csmin
Cs
Cs
Csmax Csmin
Csmax Csmin
Ayarlanabilir direnç
fo
-1 ile -15 V arasi tuner voltaji
Local Osilatör Lo
Cs Csmax Csmin
Cpader
Şekil 4.2. Elektronik Tuner
43
fif
ANALOG HABERLEŞME
Alper
4.2.1 Tuneri Oluşturan Katların Görevleri 1. RF Yükselteç Katının Fonksiyonu 1. İstenen frekansı seçmek 2. İstenmeyen sinyalleri filttre etmek. 3. Zayıf RF sinyalini kuvvetlendirmek 4. Alıcının toplam kazancının kontrolüne yardımcı olmak 5. Hayal frekansının girmesini engellemek 2. Mixer Katının Fonksiyonu Lokal Osilatörden gelen fo frekansı ile , Rf yükselteçden gelen
fs
sinyalini karıştırırarak ara frekansı üretir. Genlik modüleli alıcılarda ara frekans
fif= fo-fs=455 kHz dir
Mixer çıkışı aşağıdaki frekanslardan birisi olabilir.Bu frekanslardan gerekli olan filtre devresi ile seçilir. fo-fs
fo+fs
fs-fo
fs
fo
3. Local Osilatör Katının Fonksiyonu Ara frekansın üretilebilmesi için gerekli olan fo frekansını üretir. fo = fs + fif fo frekansını fs frekansından ara frekans kadar yüksek yapabilmek için, lokal osilatör katında Cs
varikap kondansatörüne seri olarak bir
kondansatör bağlanır. Bu kondansatöre pader kondansatörü denir. Pader kondansatörünü bulmak için aşağıdaki formül kullanılır.
C O max C S max (C s min + C p ) = C O min C s min (C s max + Cp ) Lo = Lo =
1
(2πf o max )2 C o min 1
(2πf o min )2 Co max
44
ANALOG HABERLEŞME
Alper
4.2.2 Yükselteç Transistör Devresi Antenden gelen sinyalleri transistör tarafından komple yükseltir. Ancak transistöre bağlı olan LC devresi istenilen frekansı seçmeye yarar.
4.2.4 Radyo Alıcılarında Filtre Devreleri Filitre devreleri genellikle L-C devreleridir. LC devreleri seçicilik işlemini yaparlar. Filtre devreleri istenen bant genişliğini süzerler.Filtre eğrisi aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.Seçicilik eğrisinde rezonans frekansının 3 dB aşağısında kalan noktalar arasında kalan bölge bant genişliği olarak tanımlanır. ( BW= f2-f1) fr = Q=
1 2π LC ωL R
Rezonans frekansı Q: İyilik faktörü
zayiflatma
ω=2 πf r
0 dB
-3 dB
-3 dB
fc1
fc2 fr
f (frekans)
BW
Şekil 4.3. Seçicilik Eğrisi
45
ANALOG HABERLEŞME
Alper
LC Seçici devrenin bant genişliğini şu formülden buluruz. BW =
fr Q
BW : Bant genişliği. Bant genişliğinin küçülmesi için Q’nun büyümesi gerekir. R: Bobin sargılarının iç direnci Dar bant genişliği için, büyük Q gereklidir. Q’nun büyümesi R direncinin küçülmesi bağlıdır. R’ direncinin mümkün olduğu kadar küçük olması gerekiyor. ______________________________________________________________ ÖRNEK:
İki dönüşümlü bir süperheterodin alıcıda
f=50 MHz alınmak
istenmektedir. (1.ara frekans değeri =10 MHz)
Q=10 olduğuna göre
işaretin bant genişliğini bulunuz.Hayal frekansının sisteme girip girmediğine karar veriniz. ÇÖZÜM fr 50 = = 5MHz Q 10 fc2=52,5MHz BW =
fc1=47,5 MHz Bant 47,5 MHz ile 52,5 MHz arasındadır
46
ANALOG HABERLEŞME
Alper
0 dB
-3 dB
-3 dB
fc 1
fc 2
fr
47,5 MHz
50 MHz
52,5 MHz
f (frekans)
BW= 5 MHz
Şekil 4.4. Soru 4 için filtre eğrisi Birinci hayal frekansı fi1=fr+2fıf fi1=50+20=70 MHz (Hayal frekansı bandın dışındadır.) İkinci hayal frekansı fi2=fr-2fıf fi2=50-20=30 MHz (Hayal frekansı bandın dışındadır.) Sonuç:Hayal frekansı sisteme girmez _____________________________________________________________
4.2.5 Varikap Diyot
+ =
ŞEKİL 4.5 Varikop diyot ayarlanabilir kondansatöre eş değerdir
47
ANALOG HABERLEŞME
Alper
Varikap diyot üzerine uygulanan ters voltaj ile kapasite değeri değişen diyotlardır. Varikap diyot tuner devrelerinde ,FM modülatör devrelerinde kullanılır. Tuner devrelerinde kullanılan varikap diyot ile seçilebilecek frekans ayar oranı: Frekans ayar oranı
Cs max f s max = Cs min f s min ÖRNEK:
2
Bir LC rezonans devresinde kullanılan bobinin değeri 20 mH ve varikap diyotun değeri 20pF ile 180 pF arasında olduğuna göre ; a) Frekans ayar oranını bulunuz b) Maksimum ve minimum rezonas frekansını bulunuz
ÇÖZÜM L=10mH Cmin=20 pF Cmax=180 pF Frekans ayar oranı C max f max = C min f min
2
f 180 = 9 = max 20 f min
f 9 = max f min
2
f max =3 f min Maximum rezonans frekansı: frmax =
1 2π LC min
48
ANALOG HABERLEŞME
frmax = frmax =
frmax
Alper 1
2π 100 * 20 * 10 −16 1 2π * 10 −8 2000
10 8 = = 355892 Hz 2π * 44,72
frmax=355,892 KHz Minimum rezonans frekansı: frmin = frmin = frmin = frmin =
frmin = frmin = frmin
1 2π LC max 1 2π 10 * 10 −3180 * 10 −12 1 2π 100 * 10 − 4180 * 10 −12 1 2π 100 * 180 * 10 −16 1 2π * 10
−8
18000
1
2π * 10 −8 * 134,16 10 8 = = 118627 Hz = 118,627 KHz 2π * 134,16
frmin=118,627 KHz İşlemin Doğrulanması f max 355,892 = =3 f min 118,627
49
BÖLÜM 5
ANALOG HABERLEŞME
Alper
FREKANS MODÜLASYONU 5-1
Frekans Modülasyon İhtiyacı
Yüksek güçlü vericiler yapıldığında sinyal/gürültü oranının iyi olması istenir.Genlik modülasyonlu vericilerde yüksek güçlerde sinyal/gürültü oranı problem olarak karşımıza çıkar.Bu problemden kurtulmak için frekans modülasyonu geliştirilmiştir.GM devrelerine göre FM devrelerinde farklı olarak limiter devreleri, PLL sentezör devreleri ve vurgu (emphasis) devreleri kullanılır. Frekans modülasyonunda taşıyıcı işaretin frekansı, bilgi işaretinin genliğine göre değişir.
5.2
Frekans modülasyonunun avantajları ve dezavantajları
Avantajları: 1. Sinyal üzerine binen gürültü seviyesi kesilebildiği için ses kalitesi yüksektir 2. Frekans modülasyonunun
gürültü bağışıklığı genlik modülasyonundan daha
iyidir. 3. FM in yakalama etkisi vardır. Bu etkiden dolayı istenmeyen sinyalleri kolaylıkla yok edebilir. ( Yakalama etkisi (Capture) :Aynı frekanstaki iki sinyalden hangisinin çıkış gücü fazla ise o sinyal alıcı tarafından alınır. 4. PLL sentezör devreleri kullanır Dezavantajları 1. FM çok büyük bant genişliği kullanır 2. FM devreleri daha pahalıdır.
50
ANALOG HABERLEŞME
5.3
Alper
FM Matematiği νc = VcSin2πfct (Bilgi işareti) νm = VmSin2πfmt (Taşıyıcı işareti) fi=fc+kvm (Anlık frekans) fi=fc+k VmSin2πfmt ∆f=KVmmax fi=fc+ ∆f Sin2πfmt νc :fm modüleli işareti göstersin νc = VcSin[2π(fc+ ∆fSin2πfmt)t] νc = VcSin[2πfct - ∆f / fm Cos2πfmt] Sin.Sin = Cos
mf = mod. indisi
νc = VcSin(2πfct - mfCos2πfmt) Taşıyıcı frekansının genliğe bağlı olarak değişmesine taşıyıcı salınımı Cs denir. Taşıyıcı Salınması Cs = 2∆f Bilgi genliği max ise f = fc + ∆f Bilgi genliği min ise f = fc – ∆f mf =
Äf fm
mf = Mod. İndisi ∆f = Frekans Sap fm = Bilgi İşareti Yüzde modülasyon M = (∆fgerçek / fmmax) x100 _______________________________________________________________ Örnek. Taşıyıcı frekansı fc = 108 MHz.
ve ∆f = 1 MHz (frekans sapması) ise
taşıyıcının alacağı maksimum ve minimum frekans değerini bulunuz. f = fc+∆f = 109 MHz Bilgi işaretinin genliği max. ise f = fc – ∆f = 107 MHz Bilgi işaretinin genliği min. İse
51
ANALOG HABERLEŞME
5.4
Alper
Frekans modülasyonunda bant genişliği
Bir FM sinyali sonsuz sayıda yan bant içerir. Bant genişliği hesaplanırken önemli yan bant sayısı hesaba katılır. Aşağıdaki şekilde bir FM sinyalin frekans spektrumu gösterilmiştir.
J0 J1
J1
J2
J2 J3
J3 J5 fc-5fm
J4
J4
fc-4fm
fc-3fm
fc-2fm
fc-fm
fc
fc+fm
fc+2fm fc+3fm
J5
fc+4fm
fc+5fm Frekans ekseni
FM Sinyal Için Frekans Spektrumu
Şekil 5.1 FM Sinyal İçin Frekans Spektrumu
Frekans modülasyonunda bant genişliğini bulmak için 2 formül kullanılır. 1. BW = 2 x fm* önemli bant sayısı 2. BW = 2* (∆f + fm)
(Tablo kuralı) (CARSON Kuralı)
Önemli yanbant sayısı belirlerken harmonik genliğine bakılır. Taşıyıcı genliğinin %1 oranına kadar olan harmonik genlikler alınır. Geri kalan kısım alınmaz.
52
ANALOG HABERLEŞME
Alper
Önemli yan bant sayısı belirlenirken aşağıda verilen tablo kullanılır. Tablo taşıyıcı genliği 1Volt alınarak normalize hale getirilmiştir. Mod. İnd.
J0
J1
J2
J3
J4
J5
J6
J7
J8
Taşıyıcı
1 st
2nd
3d
4th
5th
6th
7th
8th
0,0
1,00
-
-
-
-
-
-
-
-
0,25
0,98
0,12
-
-
-
-
-
-
-
0,5
0,94
0,24
0,03
-
-
-
-
-
-
1,5
0,51
0,56
0,23
0,06
0,01
-
-
-
-
1
0,77
0,44
0,11
0,02
-
-
-
-
-
2
0,22
0,58
0,35
0,13
0,03
-
-
-
-
3
-0,26
0,34
0,49
0,31
0,13
0,04
0,01
-
-
4
-0,40
-0,07
0,36
0,43
0,28
0,13
0,05
0,02
-
5
-0,18
-0,33
0,05
0,36
0,39
0,26
0,13
0,05
0,02
Bessel Fonksiyonuna bağlı olarak elde edilen, modülasyon indisine bağlı yan bant ve taşıyıcı genliklerini gösterir tablo
53
ANALOG HABERLEŞME Örnek.
Alper
Vc=1Volt (Taşıyıcı genliği ) iken m=1 için önemli yan bant genliklerini frekans ekseninde gösteriniz.
ÇÖZÜM
J0 0.77 J1 0.44
J1 0.44 J2
J2 J3 0.02
0.11
0.11
J3 0.02 Frekans ekseni
m=1 için önemsenebilir yan bantlar
______________________________________________________________ Örnek.
Bir FM sinyal için ; taşıyısı frekansı fc=100 MHz, mf = 2 , fm = 3 kHz
verildiğine
göre
bant
genişliğini
bulunuz,
frekans
spektrumunu çiziniz. çözüm 1. Tablo kuralına göre;BW = 2 * fm * önemli yanbant sayısı BW= 2 x 3 x 4 = 24 kHz 2. Carson kuralına göre; BW = 2* (∆f + fm)
mf =
Äf fm
∆f = m f * f m ∆f = 6
54
ANALOG HABERLEŞME
Alper
BW=2*(6+3)=18 kHz Frekans Spektrumu fm=3kHz=0.003MHz fc+fm=100+0.003=100.003 MHz fc-fm=100-0.003=99.997 MHz
0.58
0.58
J1
J1
0.35 0.13
J4
99.991
0.35
0.22
J2
J0
J3
0.03
99.988
J2
99.994
99.997
100
0.13
J3
0.03
J4
100.003 100.006 100.009 100.012
Mega Hertz Frekans ekseni
Soru için frekans spektrumu ___________________________________________________________________ Örnek Cep telefonları için frekans sapması 12 kHz ve bilgi frekansı(ses) 3 kHz olduğuna göre bant genişliğini bulunuz . çözüm ∆F = 12 kHz fm = 3 kHz BW = 2* (∆f + fm) CARSON Kuralı BW = 30 kHz ________________________________________________________________ Örnek.
Verilenler: Vc = 5V
(Taşıyıcı frekans genliği)
fc = 100 MHz
(Taşıyıcı frekansı)
Vm = 5V
(Bilgi işaret genliği)
fm = 20 kHz
(Bilgi işaretinin frekansı)
55
ANALOG HABERLEŞME
K = 1 kHz / 1V
Alper
(Frekans sapma sabiti)
İstenen: Spektrumda oluşacak olan frekansları çiziniz. Bant genişliğini bulunuz. Fm spektrumu çiziniz. çözüm K nın kullanılması: ∆f=KVmmax K = 1 kHz / 1V ise, fc = 100000 kHz. bilgi işaretinin genliğindeki 1 V artış taşıyıcı frekansını 1 kHz artırır ve taşıyıcı frekansı 100001 kHz olur. Bilgi işaretinin genliğindeki 5 V artış, taşıyıcı frekansını 5 kHz artırır ve fc = 100.005 MHz olur. ∆f = 1kHz *5v / 1V ∆f = 5 kHz mf =
Äf 5 = f m 20
mf = 0,25 Bessel fonksiyon grafiğinden veya tablodan mf = 0,25 için bakılır J0 = 0,98 J1 = 0,12 Taşıyıcı genliği 5 Volt alındığında tablo değerleri 5 ile çarpılır ( Tablo , taşıyıcı genliği 1 V alınarak düzenlenmiştir.) J0 = 0,98*5=4.9Volt J1=0.12*5=0.6 Volt fm = 20 kHz =0.020 MHz fc+fm=100.02 MHz fc-fm=99.98 MHz
56
ANALOG HABERLEŞME
Alper
0.98*5=4.9 Volt J0
0.12*5=0.6 Volt J1
0.12*5=0.6 Volt J1
100
99.98
100.02
Mega Hertz Frekans ekseni
Soru için frekans spektrumu
5-4
FREKANS MODÜLELİ VERİCİ BLOK ŞEMASI fvco=fref*k fvco
Ön Vurgulu VCO RF Yükselteç RF Çikis Hesaplama Örneği Ses Yükselteci Kati Dip Switch 1 de SW5 Açık ise k=656 Dip Switch2 de SW3 Açık ise h= 16 fref=2.4576/16=153.6 kHz VCO frekansı = k*fref =656*153.6=100.7 MHz Ön Bölücü Ses Girisi Faz Karsilastirici
f0
Programlanabilir Bölücü
fref
Dip Switch 1 Switch1 “on” k=640 Switch2 “on” k=644 Switch3 “on” k=648 Switch4 “on” k=652 Switch5 “on” k=656
Bölücü
Ana Osilatör
Ana osilatör frekansi 2.4576 MHz
Switch1 Switch2 Switch3 Switch4
Dip Switch 2 “on” h=18 fref=2.4576/18=136.5 KHz “on” h=17 fref=2.4576/17=144.56 KHz “on” h=16 fref=2.4576/16=153.6 KHz “on” h=15 fref=2.4576/15=163.84 KHz
57
ANALOG HABERLEŞME
Alper
Rf osilatör
anten RF güç Yükselteç
Modülatör
Preemphsis Ses yükselteci
mikrofon
Basit FM Verici Blok Şeması
Rf Yükselteç
Mixer
Ara Frekans yükselteci
Genlik Sinirlayici
Local Osilatör
FM Alıcı Blok Şeması
58
PLL Demodulator
Deemphasis ve Ses yükselteci
ANALOG HABERLEŞME
Alper
C
Ses Girisi
Frequency modulator R1 R2
(a) Pre-emphasis circuit Ön-vurgu devresi Tiz sesler kuvvetlendirilir
Preemhasis devresi (Ön vurgu devresi)
6 dB/octave slope 3 dB 0 dB Fu = 30kHz 2122 Hz (b) Pre-emphasis Preemphasis eğrisi
59
Pre-emphasized Ön vurgulu Fm output
ANALOG HABERLEŞME
Fm giris
Fm demodulator PLL demodulator
Alper
De-emphasis circuit Audio (Ses çikisi) out
( c ) De-emphasis circuit Tiz seslerdeki kuvvetlendirme kaldirilir
Deemphasis devresi
Pre-emphasis frequency response
+3 dB 0 dB -3 dB
Combined frequency response De-emphasis frequency response
2122 Hz
frequency
(d) De-emphasis curve (e) Combined frequency response
Deemphasis eğrisi ve alıcıda alıcıda preemhasisin deemphasis ile yok edilmesi
60
ANALOG HABERLEŞME
5-5
Alper
PLL Faz Dedektörü
Faz dedektörleri ;fm sentezörlü vericilerde , fm alıcılarda demodülasyon işleminde , uydu takip devrelerinde , dar bant keskin filtre devrelerinde kullanılırlar.
DC O U TP U T
INPUT SIGNAL fm
Phase PHASE detector DETECTOR
Low-pass LOW-PASS filter FILTER
LOCKED OUTPUT
vco VCO
fm
fvco=fc
PLL Devresinin blok şeması Faz dedektörü :Çarpıcı devredir.fm ve fvco
frakanslarını çarpar.Girişindeki iki
işaret arasındaki frekans farkı ya da faz farkına orantılı olarak çıkışında dc voltaj üretir. Low pass filter: Alçak geçiren filtre.Çarpıcı devre çıkışındaki toplam ve fark frekanslarından fark frekansı içeren bileşeni geçirir. 1 VmSina*VcSinb= - Vm * Vc[cos(a + b ) − cos(a − b )] 2 VmSin2πfmt*VcSin2πfct= Filtre çıkışı =Vdc=
Vm *Vc Cos2πt(fc-fm) 2
-
Vm *Vc Cos2πt(fc+fm) 2
Vm *Vc Cos2πt(fc-fm) 2
Faz dedektör girişinde fc=fm ise PLL kitlenir ve
Cos0=1
Vdc=
Vm *Vc olur. 2
VCO: (Voltage controlled Oscillator) Serbest salınım frekansını üretir.Filtre çıkışındaki DC voltaja göre salınım yaptığı frekans değerini değiştirir.
61
ANALOG HABERLEŞME
Alper
Vdc(Faz dedektör çıkışı) Vmax
Vmax+Vmin ----------------2
Vmin ϕ (Faz farkı) 00
900
1800
Faz dedektörünün çıkışı
Vdc
Vdc
Vmax
Vmax
Vdc
V max + V min 2
f
VCO
V max + V min 2 Vmin
Vmin 00 derece
900 derece
1800 derece
faz
fmin
VCO ‘ nun ürettiği frekans girişindeki dc voltaj ile ters orantılıdır
62
f free
fmax
f frekans
ANALOG HABERLEŞME
5.6
Alper
PLL Entegreler:
LM565 from National
(VCO serbest salınım frekansı : 300 KHz’ den 500 KHz’e kadar)
LM565C from National (VCO serbest salınım frekansı : 250 KHz’ den 500 KHz’e kadar) NE 560B from Signetic (VCO serbest salınım frekansı : 15 MHz’ den 30 MHz’e kadar) NE 564 from Signetic (VCO serbest salınım frekansı : 45 MHz’ den 50 MHz’e kadar) 74HC/HCT4046A /7046A (Philips High speed CMOS based) 17 MHz’ e kadar frekans bölücü olarak 74192 veya 7490 veya The more modern version of the TTL 74192, is the 74HC/HCT192 NE560-TO NE567 from signetics MC4046 COS-MOS from MOTOROLA NTE989 from NTE ELECTRONICS
Vin input
PHASE COMPARATOR DETECTOR
Vd
Signal output
FILTER
Voltage controlled oscillator
Vo AMP
Reference output
Referans çıkış ucu 6 numaralı ucdur
63
Vf
ANALOG HABERLEŞME
5-7
Alper
PLL Frekans Sentezör
DC O U TP U T
INPUT referans SIGNAL fm
Phase PHASE detector DETECTOR
Low-pass LOW-PASS filter FILTER
vco VCO
LOCKED OUTPUT
N*fm
fc :N
PLL frekans sentezör devresinin blok şeması
DC O U TP U T
Sabit kristal frekansi fm=100KHz
Phase PHASE detector DETECTOR
Low-pass LOW-PASS filter FILTER
vco VCO
fc :N
fc=100KHz
Frekans anahtarlama devresi
PLL Frekans Sentezör Kararlı referans osilatörünün frekansı frekans sentezleyici vericinin çıkış frekansları arasındaki artış adımlarını verir.Kanal 1 den Kanal 2 ye geçiş sırasında , frekans kararlı referans osilatörünün frekansı kadar artar.
64
LOCKED OUTPUT fx
1 MHz
ANALOG HABERLEŞME
Alper
Sistemin Çalışması •
VCO nun başlagıçtaki serbest salınım frekansını 1 MHz alalım .Sistemin kitlemesi için N=10 ve fc=100 KHz olması gereklidir.
•
N=11 yapılırsa fc=90,90 KHz ve fm>fc dir. fm nin fc den büyük olması faz açısını büyütür. Faz açısı büyüyünce faz dedektör çıkışındaki Vdc küçülecek ve VCO çıkış frekansı yükselecektir. Sistem kitlendiğinde; VCO çıkışı 1,1 MHz , N=11 ve
fc=100 KHz olur.
Sistem kitlendiğinde fm ve fc işaretleri arasındaki faz farkı 90 derece olacaktır. •
N=9 yapılırsa fc=111.11 KHz ve fm
•
N bölüm oranı neticesinde ortaya çıkan frekansın PLL devresinin capture yakalama frekansı içinde olmak zorundadır.
•
N bölüm oranı değiştirilerek PLL devresinin capture yakalama frekansı içerisindeki herhangi bir frekans verici çıkışında elde edilebilir.
65
BÖLÜM 6
ANALOG HABERLEŞME
Alper
STEREO VERİCİ VE ALICILAR 6.1
Stereo Sinyal Kodlama/Kod Çözme Teknikleri
“Stereo” kelimesi, yunanca 'da "üç boyutlu" anlamına gelen bir kelimeden gelmektedir. Modern anlamda stereoda ise üç boyut etkisi, dinleyiciden belli bir mesafe uzaklıkta bulunan iki-kaynaklı bir ses sistemiyle sağlanır. Stereo sistemde alıcı, iki-kaynaklı bir sinyali ayırabilecek, verici de iki kaynaklı program yaratacak şekilde dizayn edilmiştir. Stereo yayın için sadece FM kullanılır. Diğer modülasyon çeşitleri AM, DSB, SSB gibi FM’in sağladığı kaliteyi sağlayamazlar. Stereo kodlama, FM vericisinin akustik bölümü olarak kabul edilir ve ses devresiyle modülatör arasına yerleştirilir. Stereo kod çözücü, dedektör ve akustik bölümü arasındaki bir FM alıcısıdır. Şekil 1’deki iki ses kaynağı mikrofon olarak belirtiliyor; fakat herhangi bir çift-program kaynağı olabilirdi. Sol kanal için "L" (left), sağ kanal için se “R” (right) kullanılmıştır. Her kanal, bağımsız bir ön amplifikatöre sahiptir ve her kanalın çıkış seviyelerini dengelemek için genel bir kazanç kontrolü vardır. Genel kullanıma sunulan yeni bir sistem genellikle mevcut sistem ile uyumludur. Stereo yayıncılık, ancak FM-mono iyi bir şekilde kurulup milyonlarca FM-mono alıcısı kullanılmaya başladıktan sonra geliştirilmiştir. Stereo kodlama prosedürü standartlaştırılırken, mevcut sistem ile uyumlu olmasına dikkat edilmiştir. Yani tek-kanal alıcısının iki ses kanalının, kalite kaybı olmadan bir hoparlörden alabilmesi için iki ses kaynağı birleştirilmiştir. İki kanal alıcısı kullanan dinleyici aynı programı, iki ses kaynağı tarafından kullanılan iki hoparlörden, aynı anda duyacaktır. Bu işin ilk kısmını gerçekleştirmek için, sol ve sağ kanal sesleri mono-akustik (teksesli) bir program oluşturmak amacıyla 50 Hz ile 15 kHz arasında bir frekansla basitçe birbirine eklenir. Bu sinyal "L+R" olarak adlandırılır. Bu, Şekil 1'de iki kare dalgasının toplamı olarak; Şekil 2'de de 50 Hz ve 15 kHz arası banttaki frekansların, herhangi bir kombinasyonu olarak gösterilmiştir. (burada kare dalgalar devre performansını anlamayı kolaylaştırmak için kullanılmıştır; gerçek hayatta programlamanın sinüzoidal olacağı açıktır). İkinci kısımda fazladan birkaç adım daha vardır. Ön amplifikatörden sonra, sağ kanal (R) sinyali, sol kanal (L) sesine göre ters çevrilir. (180° faz kaydırması). Herhangi bir genel verici amplifikatör veya ters çevirici op-amp (işlem amplifikatörü) devresi bunu sağlar. Daha sonra ters çevrilen R sinyali (-R), L sinyaline L - R elde etmek için eklenir. Bu ikinci kümedeki sinyaller aynı frekans aralığında olacaktır, 50 Hz ile 15 kHz arasında, fakat sinyaller ilk kümeye direk olarak eklenmez. Bunun yerine ilk olarak L-R sinyalinin, dengelenmiş modülatördeki 38 KHz taşıyıcı üzerine genlik modülasyonu yapılır. Bu modülatör, taşıyıcı frekanstaki voltajı durdurur. Böylece oluşturulan yan band lar, Şekil 2'de gösterildiği gibi, 38 KHz 'in 15 kHz altından(yani 23 kHz) 38 KHz 'in 15 kHz üstüne (yani 53 kHZ) frekans bandında yer alır. L-R sinyalinin (dengelenmiş) modülasyonlu yan bağları, iki küme arasında karışma 66
ANALOG HABERLEŞME
Alper
imkanı tanımadan modüle olmamış L+R sinyaline eklenebilir çünkü frekans ayrımı vardır ve de biri modüle olmuş diğeri olmamıştır.
67
ANALOG HABERLEŞME
Alper
Burada ekleyici ve ters çeviricilerden "basit" devreler olarak söz ediliyorsa da, bunların FM radyo yayınını destekleyen yüksek kalite devreler olması gerektiği akıldan çıkarılmamalıdır. Stereo mesaj sinyalini yeniden elde etmek veya demodüle etmek için, ilk olarak taşıyıcı yeniden yerleştirilmeli ve AM sinyali olarak demodüle edilmelidir. Yeniden yerleştirme amacıyla 38 kHz taşıyıcı oluşturmak için, vericiyle aynı frekansta birkaç milyon alıcı beklemek çok fazla şey istemek olur. 30 Hz 'lik (%0.08) bir frekans kayması, hoparlörde çok yüksek, rahatsız edici bir ses olarak duyulur. Bundan kaçınmak için, 19 kHz pilot sinyali (38 kHz 'in yarısı) ses sinyalleriyle birlikte alıcı için bir referans tonu olarak iletilir. Şekil 1'de programla birlikte iletilmek için 19 kHz osilatörle oluşturulan ve birleştirilmiş toplam sinyalin %10'undan daha az genliğe sahip bir pilot tonu oluşturuluyor. Daha sonra pilot sinyal frekansı, dengelenmiş modülatöre taşıyıcı giriş olarak kullanılmak için ikiye katlanır (38 kHz). Kuvvetlendirilmiş L+R sinyali, pilot sinyali ve L-R sinyalinin modüle olmuş üst ve alt yan bandlarının toplam birleştirilmiş paketi, Şekil 2'deki mesaj sinyalini oluşturur. Bu mesaj, daha sonra istasyon taşıyıcısını frekans-modüle etmek için vericiye uygulanır. Yine, stereo işleminin tamamının, frekans modülasyonu içermesine rağmen, vericinin akustik bölümüne düştüğü kabul edilir. Bu yüzden alıcı tarafında da, stereo demodülasyon, akustik bölümünün işi olarak kabul edilmeli ve FM detektöründen sonra yer almalıdır. Alıcı, stereo sinyalini vericinin izlediği sıranın tersine işleme sokar. Vericinin son yaptığı bütün sinyalleri birleştirmekti; bu yüzden alıcının ilk yaptığı Şekil 3'te görüldüğü gibi bütün sinyalleri ayırmaktır. Düşük frekans L+R sinyali, toplam sinyalden alçak frekans filtresiyle kolayca ayrılır. Burada tek dikkat edilecek nokta filtre kesme noktasının, 15 kHz sinyali çok az zayıflattığını veya hiç dokunmadığını, fakat 19 kHz sinyali en azından 20 dB azalttığını gözlemleyebilmektir. L+R sinyali, daha fazla işleme sokulmadan önce sıkıştırılır. Modüle olmuş L-R çift-yan band sinyalleri, sadece 23 kHz ile 53 kHz arasındaki sinyallerin stereo demodülatöre geçmesini sağlayan band-geçirici filtre tarafından ayrılır. Daha sonra 19 kHz pilot taşıyıcının frekansı 38 kHz alttaşıyıcı sinyali oluşturmak ve stereo göstergesini çalıştırmak için ikiye katlanır. Çift-yan band L-R sinyali bir transformatöre taşınır ve 38 kHz 'lik taşıyıcı sinyal, transformatörün ikincil merkez çıkışında ikiye katlanır. Bununla yan bandlar yeniden birleştirilir ve D1 ve D2 redresörlerine uygulanır. D1 diodu, sadece yeniden birleştirilmiş AM taşıyıcı dalgasının pozitif yarımperiyodunu doğrultmak için polarize edilir. Filtre devresi C1 - R1, taşıyıcıyı yok eder ve demodüle olmuş L-R sinyalini amplifikatörün sol kanalına geçirir. Bu noktada, sıkıştırılmış L+R sinyali sisteme geri verilir, iki sinyalin toplamı elde edilir: (L+R) + (L-R) = 2L Bir sinyalin pozitif sağ parçası, diğer sinyalin negatif sağ parçasını iptal eder; geriye kalan sadece sol sinyalin iki katı genlikte bir sinyaldir (2L).
68
ANALOG HABERLEŞME
Alper
69
ANALOG HABERLEŞME
Alper
D2 diodu, birleştirilmiş AM taşıyıcı dalgasının sadece negatif yarımperiyodunu doğrultmak için polarize edilir. C2 - R2 filtresi taşıyıcıyı yok eder ve demodüle olmuş -(L- R) sinyalini sağ kanal amplifikatörüne geçirir. Bu noktada sıkıştırılmış L+R sinyali sisteme geri verilir, ve sonuç iki sinyalin toplamına eşittir. sonuç: ( L+R ) - ( L -R ) = 2R Bir sinyalin pozitif sol parçası, sağ sinyalin iki katı genlikte bir sinyal bırakarak (2R) diğer sinyalin negatif sol kısmını iptal eder. Ayrılmış R ve L sesi daha sonra herbir amplifikatöre (özdeş) farklı iki tip hoparlör oluşturmak için verilir. Ton, denge ve ses kontrolleri akustik (ses) bölümünün işidir. Kuadrofonik ses dört-kanallı bir sestir. Sol arka, sol ön, sağ arka ve sağ ön sinyalleri içeren ses dağıtım sistemini iletme teoremi üzerine 1972 'den beri çalışılmaktadır. Birçok teoremde "Kabul Edilebilir Bir Sistem" için dört konfigürasyon ön plandadır. Şekil 1'deki verici blok diyagramını inceleyin; sol veya sağ ses kaynağını, ön ve arka mikrofonlardan oluşan diğer bir komplike devreler kümesi olduğunu veya Şekil 3 'teki alıcının sol kanal sesini, sol ön ve sol arka sesi olarak ayırdığını gözlemleyin. Her ne kadar bazı sistemler modülasyon işleminde faz açısı (örneğin L arka -45° ve L ön +45° ) içerseler de elektroniği zor değildir. Bütün sistemler şu yasayı sağlamalıdır : mono akustik alıcıya giden bütün ses tek hoparlörden, toplam stereo ses iki-kanal alıcıya, ve dört ses kanalı da Kuadrofonik alıcıya. Şekil 2 'de henüz sonuçlandırılmamış bir konu fark edilebilir. Bu frekans spektrumunda, mevcut sistemlere en az zarar verecek ve diğer sinyallerle harmonik oluşumla girişime sebep olmayacak, modüle olmuş diğer bir yan bandlar kümesi eklemek için en iyi yer neresidir. Henüz "kabul edilebilir" bir sistem yoktur.
70
BÖLÜM 7
ANALOG HABERLEŞME
Alper
ÖRNEK SINAV SORULARI A GRUBU İSİM: NUMARA MERSİN ÜNİVERSİTESİ MMYO ANALOG HABERLEŞME DERSİ FİNAL SINAV SORULARI S-1 Bir GM’lu sistemde Vmaxtepe-tepe=10 V ve Vmin tepe-tepe=6 V ise modülasyon yüzdesi nedir? a) %25 b) %35 c) %40 d) %65 S-2 Bir GM’lu sistemde Fm=9KHz ise toplam bant genişliği nedir? a) 36KHz b) 27KHz c) 9 KHz d) 18 KHz S-3 Spektrumda 1.255 GHz ile 1.245 GHz arasında yer işgal eden bir sinyalin bant genişliği nedir? a) 10 KHz b) 100KHz c) 1 MHz d) 10 MHz S-4 Bir yükseltecin girişi 1 Watt , çıkışı 20 Watt ise bu yükseltecin kazancı kaç dB dir? a) 3dB b) 13 dB c) 100 dB d) 10Db S-5 Bir yükseltecin girişi 1 mikrovolt , çıkışı 10 volt ise bu yükseltecin kazancı kaç dB dir? a) 70 dB b) 700 dB c) 140 dB d) 1400 dB S-6 Bir tunerdeki paralel rezonans devresi 24 MHz de rezonansa gelmektedir. Bu devrede bulunan bobin değeri 10 mikroH ve bobin iç direnci 6.28 ohm olduğuna göre devrenin bant genişliği nedir? a) 1KHz b) 100 KHz c) 12KHz d) 120KHz S-7 Bir SSB üreteçde yan bant filtre merkezi 5MHz dir.Bilgi sinyali 5 KHz olduğuna göre üst ve alt yan bantlar için taşıyıcı frekansları ne olmalıdır? a) 4995 ve 5005 kHz b) 10000 ve 10005kHz c) 4995 ve 5005kHz d) 5000 ve 5005kHz S-8 f=250 kHz için dalga boyu nedir? a) 200m b) 600m c) 1200m
d)1600m
S-9 Bir GM’lu sinyalde Vc=10V ,m=%50 ,Fm=10KHz ve Fc=1MHz ise üst yan bant frekans nedir? a) 1010MHz b) 1100MHz c) 1.010MHz d) 990 KHz
74
ANALOG HABERLEŞME
Alper
S-10 Bir GM’lu sinyalde Vc=10V ,m=%50 ,Fm=10KHz ve Fc=1MHz ise Vm bilgi işaretinin genlik değeri nedir? a) 2V b)3V c) 4V d) 5V S-11 Bir GM’lu sinyalde Vc=10V ,m=%50 ,Fm=10KHz ve Fc=1MHz ise alt yan bant frekans nedir? a) 1010MHz b) 1100MHz c) 1.010MHz d) 990 KHz S-12 Bir GM’lu sinyalde Vc=10V ,m=%50 ,Fm=10KHz ve Fc=1MHz ise modüleli sinyalin maksimum tepe değeri nedir? a) 15V b) 20V c) 25V d)30V S-13 Bir tunerde varikap diyotun kapasitesi 15 pF ile 100pF arasında değiştiğine göre bu tuner ile alınabilecek frekans ayar oranı nedir? a) 1.8 b) 2.1 c) 2.6 d) 3.2 S-14 Bir filtre devresinin üst kesim frekansı 4 MHz ve alt kesim frekansı 2 MHz dir.Devrenin iyilik faktörü nedir? a) 1.5 b) 1.6 c) 1.7 d) 1. 8 S-15 Bilgi işareti 5 KHz olan bir FM sinyalin aldığı maksimum frekans değeri 100.02 MHz ve minimum frekans değeri 100MHz dir.Bu frekans modülasyonlu sinyalin taşıyıcı salınımı nedir? a)5Mz b)10KHz c)20kHz d)100KHz S-16 Bilgi işareti 5 KHz olan bir FM sinyalin aldığı maksimum frekans değeri 100.02 MHz ve minimum frekans değeri 100MHz dir. Bu frekans modülasyonlu sinyalin taşıyıcı frekansı nedir? a)100.5Mz b)100.5KHz c)99.900kHz d)100.01MHz S-17 Bilgi işareti 5 KHz olan bir FM sinyalin aldığı maksimum frekans değeri 100.02 MHz ve minimum frekans değeri 100MHz dir. Bu frekans modülasyonlu sinyalin frekans sapması nedir? a)5Mz b)10KHz c)20kHz d)100KHz S-18 Bilgi işareti 5 KHz olan bir FM sinyalin aldığı maksimum frekans değeri 100.02 MHz ve minimum frekans değeri 100MHz dir. Bu frekans modülasyonlu sinyalin modülasyon indisi nedir? a) 2 b) 3 c) 9 d) 10 S-19 Bilgi işareti 5 KHz olan bir FM sinyalin önemli yan bant sayısı 5 olduğuna göre bu işaretin bant genişliği nedir a) 20 Khz b) 50 Khz c) 90 Khz d) 100 Khz
75
ANALOG HABERLEŞME
Alper
S-20 Bir radyo alıcısının tuner devresinde Comax=500pF Comin=100pF ve Csmax=100pF Csmin=10pF olduğuna göre pader kondansatörünün değeri nedir? a) 80 pF b)850 pF c) 900 pF d) 100 pF Sınav süresi 50 dakika ve her soru 5 puandır. Başarılar Öğr.Gör. A.T.Alper
A GRUBU SINAV SORU ÇÖZÜMLERİ İSİM: NUMARA 29.1.2003 MERSİN ÜNİVERSİTESİ MMYO ANALOG HABERLEŞME DERSİ FİNAL SINAV SORULARI _________________________________________________________________________________ S-1 Bir GM’lu sistemde Vmaxtepe-tepe=10 V ve Vmin tepe-tepe=6 V ise modülasyon yüzdesi nedir?
a)
%25
b) %35
c) %40
d) %65
ÇÖZÜM-1
m=
V max − V min 10 − 6 4 = = = 0,25 = %25 V max + V min 10 + 6 16
_________________________________________________________________________________
S-2
Bir GM’lu sistemde fm=9KHz ise toplam bant genişliği nedir?
a) 36KHz
b) 27KHz
c) 9 KHz
d) 18 KHz
ÇÖZÜM-2 Çift Yan Bant GM için BW=2fm=2*9=18 kHz _________________________________________________________________________________
S-3 Spektrumda 1.255 GHz ile 1.245 GHz arasında yer işgal eden bir sinyalin bant genişliği nedir? a) 10 KHz
b) 100KHz
c) 1 MHz
76
d) 10 MHz
ANALOG HABERLEŞME
Alper
ÇÖZÜM-3 1,255 GHz=1255 MegaHertz BW=1255-1245=10 MegaHertz _________________________________________________________________________________ S-4
Bir yükseltecin girişi 1 Watt , çıkışı 20 Watt ise bu yükseltecin kazancı kaç dB dir?
a) 3dB
b) 13 dB
c) 100 dB
d) 10Db
ÇÖZÜM-4 dB=10log20=13 dB _________________________________________________________________________________
S-5
Bir yükseltecin girişi 1 mikrovolt , çıkışı 10 volt ise bu yükseltecin kazancı kaç dB dir?
a) 70 dB
b) 700 dB
c) 140 dB
d) 1400 dB
ÇÖZÜM-5 10volt 10 6 * 10 dB= 20 Log = 20Log = 20 Log10 7 = 140 dB −6 1 1 * 10 volt _________________________________________________________________________________
S-6 Bir tunerdeki paralel rezonans devresi 24 MHz de rezonansa gelmektedir. Bu devrede bulunan bobin değeri 10 mikroH ve bobin iç direnci 6.28 ohm olduğuna göre devrenin bant genişliği nedir?
a) 1KHz
b) 100KHz
c) 12KHz
d) 120KHz
ÇÖZÜM-6
Q=
X L 2 * ð * f r * L 2 * ð * 24 * 10 6 * 10 * 10 −6 = = = 240 R R 6.28
BW=
f r 24 * 10 6 240 * 10 5 = = = 10 5 = 100 000 Hz = 100 KHz Q 240 240
77
ANALOG HABERLEŞME
Alper
S-7 Bir SSB üreteçde yan bant filtre merkezi 5MHz dir.Bilgi sinyali 5 KHz olduğuna göre üst ve alt yan bantlar için taşıyıcı frekansları ne olmalıdır? a) 4995 ve 5005 kHz b) 10000 ve 10005kHz c) 4995 ve 5005kHz d) 5000 ve 5005kHz
ÇÖZÜM-7 5 MHz=5000 KHz 5000+5=5005 KHz 5000-5=4995 K Hz
_________________________________________________________________________________
S-8
f=250 kHz için dalga boyu nedir?
a) 200m
b) 600m
c) 1200m
d)1600m
ÇÖZÜM-8 250 KHz=0.25 MHz 300 ë= = 1200 m 0.25 _________________________________________________________________________________
S-9 Bir GM’lu sinyalde Vc=10V ,m=%50 ,fm=10KHz ve fc=1MHz ise üst yan bant frekans nedir? a) 1010MHz b) 1100MHz
c) 1.010MHz d) 990 KHz
ÇÖZÜM-9 fuyb=fc+fm=1000+10=1010KHz=1.010 MHz _________________________________________________________________________________
78
ANALOG HABERLEŞME
Alper
S-10 Bir GM’lu sinyalde Vc=10V ,m=%50 ,fm=10KHz ve fc=1MHz ise Vm bilgi işaretinin genlik değeri nedir? a) 2V
b)3V
c) 4V
d) 5V
ÇÖZÜM-10 m =
Vm ⇒ Vm = mVc = 0.5 * 10 = 5 Volt Vc
_________________________________________________________________________________
S-11 Bir GM’lu sinyalde Vc=10V ,m=%50 ,fm=10KHz ve fc=1MHz ise alt yan bant frekans nedir? a) 1010MHz b) 1100MHz c) 1.010MHz
d) 990 KHz
ÇÖZÜM-11 fayb=fc-fm=1000-10=990 KHz _________________________________________________________________________________
S-12 Bir GM’lu sinyalde Vc=10V ,m=%50 ,fm=10KHz ve fc=1MHz ise modüleli sinyalin maksimum tepe değeri nedir? a) 15V
b) 20V
c) 25V
d)30V
ÇÖZÜM-12 Vm ⇒ Vm = mVc = 0.5 * 10 = 5 Volt Vc Vmax=Vc+Vm Vmax=10+5=15 Volt m =
_________________________________________________________________________________
79
ANALOG HABERLEŞME
Alper
S-13 Bir tunerde varikap diyotun kapasitesi 15 pF ile 100pF arasında değiştiğine göre bu tuner ile alınabilecek frekans ayar oranı nedir? a) 1.8
b) 2.1
c)
2.6
d) 3.2
ÇÖZÜM-13
C max f max = C min f min
2
100 f max = 15 f min 6.66 = 2.58
_________________________________________________________________________________
S-14 Bir filtre devresinin üst kesim frekansı 4 MHz ve alt kesim frekansı 2 MHz dir.Devrenin iyilik faktörü nedir? a) 1.5
b) 1.6
c) 1.7
d) 1. 8
ÇÖZÜM-14 BW=4-2=2 MHz f + f alt 4 + 2 f r = üst = = 3 MHz 2 2 BW=
fr f 3 ⇒ Q = r = = 1.5 Q BW 2
__________________________________________________________________________
80
ANALOG HABERLEŞME
Alper
S-15 Bilgi işareti 5 KHz olan bir FM sinyalin aldığı maksimum frekans değeri 100.02 MHz ve minimum frekans değeri 100MHz dir.Bu frekans modülasyonlu sinyalin taşıyıcı salınımı nedir? a)5Mz
b)10KHz
c) 20kHz
d)100KHz
ÇÖZÜM-15 Cs=100020KHz-100000KHz=20 KHz _________________________________________________________________________________
S-16 Bilgi işareti 5 KHz olan bir FM sinyalin aldığı maksimum frekans değeri 100.02 MHz ve minimum frekans değeri 100MHz dir. Bu frekans modülasyonlu sinyalin taşıyıcı frekansı nedir? a)100.5Mz
b)100.5KHz
c)99.900kHz
d) 100.01MHz
ÇÖZÜM-16 fc =
100020 + 100000 = 100010KHz = 100.01MHz 2
___________________________________________________________ S-17 Bilgi işareti 5 KHz olan bir FM sinyalin aldığı maksimum frekans değeri 100.02 MHz ve minimum frekans değeri 100MHz dir. Bu frekans modülasyonlu sinyalin frekans sapması nedir? a)5Mz
b) 10KHz
c)20kHz
ÇÖZÜM-17 Äf = f max − f c = 100020 − 100010 = 10 kHz Äf = f c − f min = 100010 − 100000 = 10k Hz
81
d)100KHz
ANALOG HABERLEŞME
Alper
S-18 Bilgi işareti 5 KHz olan bir FM sinyalin aldığı maksimum frekans değeri 100.02 MHz ve minimum frekans değeri 100MHz dir. Bu frekans modülasyonlu sinyalin modülasyon indisi nedir? a) 2
b) 3
c) 9
d) 10
ÇÖZÜM-18
m=
∆f 10 = =2 fm 5
S-19 Bilgi işareti 5 KHz olan bir FM sinyalin önemli yan bant sayısı 5 olduğuna göre bu işaretin bant genişliği nedir a) 20 Khz
b) 50 Khz
c) 90 Khz
ÇÖZÜM-19 BW=2*fm*Önemli yan bant sayısı BW=2*5*5=50 KHz _____________________________________________________________
82
d) 100 Khz
ANALOG HABERLEŞME
Alper
S-20 Bir radyo alıcısının tuner devresinde Comax=500pF Comin=100pF ve Csmax=100pF Csmin=10pF olduğuna göre pader kondansatörünün değeri nedir? a)
80 pF
b)850 pF
c) 900 pF
d) 100 pF
ÇÖZÜM-20
C O max C S max (C s min + C p ) = C O min C s min (C s max + Cp ) 500 100 (10 + C p ) = 100 10 (100 + Cp )
5 = 10
0.5 =
(10 + C p ) (100 + Cp ) (10 + C p )
(100 + Cp )
50+0.5Cp=10+Cp 50-10=(1-0.5)Cp 40=0.5Cp Cp=80pF
_______________________________________________________________________________
83
ANALOG HABERLEŞME
Alper 9.1.2004
ELEKTRONİK-HABERLEŞME BÖLÜMÜ ANALOG HABERLEŞME DERSİ FİNAL SINAV SORULARI S-1 Bir ses sinyalinin matematiksel ifadesi 5sin2π10000t dir.Bu bilgi işareti matematiksel ifadesi 10Sin2π1000000t olan bir taşıyıcıyı modüle etmekte (Çift Yan Bant Genlik Modülasyonu yapmakta ) kullanılmaktadır. • Ses sinyalini çiziniz. • Taşıyıcı sinyalini çiziniz. • Modüleli dalgayı çiziniz. • Modülasyon indisini ve modülasyon yüzdesini bulunuz. • Frekans spektrumunda oluşacak frekans ve genlikleri çiziniz • V=? (Modüleli işaretin matematiksel denklemini yazınız.) • Bu işaretin frekans spektrumunda işgal ettiği bant genişliği nedir? BW=? • Bu işaret empedansı 50 Ω olan bir anten ile ışıma yaptırılırsa ; Pc=? Payb=? Püyb=? Ptoplam=? S-2 Bir SSB üreteçde yan bant filtre merkezi 2 MHz dir.Bilgi sinyali 4 KHz olduğuna göre üst ve alt yan bantlar için taşıyıcı frekansları ne olmalıdır? S-3 Bir LC rezonans devresinde kullanılan bobinin değeri 10 mH ve varikap diyotun değeri 10pF ile 160 pF arasında olduğuna göre ; a)Frekans ayar oranını bulunuz b)Maksimum ve minimum rezonans frekansını bulunuz S-4 Bir radyo alıcısının tuner devresinde Comax=500pF Comin=100pF ve Csmax=100pF Csmin=10pF olduğuna göre pader kondansatörünün değeri nedir? S-5 Bir filtre devresinin üst kesim frekansı 64 MHz ve alt kesim frekansı 60 MHz dir. Devrenin iyilik faktörü nedir? S-6 Bir Frekans modülasyonlu işarette aşağıdaki bilgiler verilmiştir.(Tablo arka sayfadadır.) Bilgi işaretinin genliği 10 Volt Bilgi işaretinin frekansı 10 KHz Taşıyıcı işaretin genliği 10 Volt Taşıyıcı işaretin frekansı 106,5 MHz ve modülasyon indisi 2 olarak verildiğine göre ; a)Önemli yan bant sayısını bulunuz. b)Her bir yan bandın genliğini ve frekansını bulunuz. c)Frekans sapmasını (∆f) bulunuz. d)Bant genişliğini arka sayfada verilen tabloya göre bulunuz. e) Bant genişliğini Carson kuralına göre bulunuz.
84
ANALOG HABERLEŞME
Alper
S-7 Bilgi işareti 5 KHz olan bir FM sinyalin aldığı maksimum frekans değeri 100,06 MHz ve minimum frekans değeri 100MHz dir. Bu frekans modülasyonlu sinyalin modülasyon indisi nedir? Sınav süresi 1 saattir. 1.soru 40 p 2.soru 5 p 3.soru 10 p 4.soru 10 p 5.soru 5 p 6.soru 25 p 7.soru 5 p Başarılar Öğr.Gör.A.T.Alper
Mod.
J0
J1
J2
J3
J4
J5
J6
J7
J8
İnd.
Taşıyıcı
1 st
2nd
3d
4th
5th
6th
7th
8th
0,0
1,00
-
-
-
-
-
-
-
-
0,25
0,98
0,12
-
-
-
-
-
-
-
0,5
0,94
0,24
0,03
-
-
-
-
-
-
1,5
0,51
0,56
0,23
0,06
0,01
-
-
-
-
1
0,77
0,44
0,11
0,02
-
-
-
-
-
2
0,22
0,58
0,35
0,13
0,03
-
-
-
-
3
-0,26
0,34
0,49
0,31
0,13
0,04
0,01
-
-
4
-0,40
-0,07
0,36
0,43
0,28
0,13
0,05
0,02
-
5
-0,18
-0,33
0,05
0,36
0,39
0,26
0,13
0,05
0,02
Bessel Fonksiyonuna bağlı olarak elde edilen, modülasyon indisine bağlı yan bant ve taşıyıcı genliklerini gösterir tablo
85
BÖLÜM 8
ANALOG HABERLEŞME
Alper
TRİGONOMETRİK FORMÜLLER
ÇARPIM (Mixer) FORMÜLLERİ
sina*sinb= - 1 [cos(a + b ) − cos(a − b )] 2
sina*cosb=
1 [sin (a + b ) + sin (a − b )] 2
cosa*cosb=
1 [cos(a + b ) + cos(a − b)] 2
Bazı açıların trigonometrik değerleri α(derece) sinα
00 0
300
450
600
1 2
cosα
1
3 2 1 2
tanα
0
1
cotα
tanımsız
3 2 3 3 3
2 2 2 2
1
86
900 1
1800 0
2700 -1
0
-1
0
3
tanımsız
0
tanımsız
3 3
0
tanımsız
0
ANALOG HABERLEŞME
Alper
( 0, 1)
2
( -1, 0 )
1
3
( 1, 0 )
4
( 0, -1 )
Trigonometrik çemberde ki bölümler İkinci Bölge
Sin(90+α)= cos(90+α)= tan(90+α)= cot(90+α)=
Birinci Bölge
cosα -sinα -cotα -tanα
Sin(90-α)= cos(90-α)= tan(90-α)= cot(90-α)=
Üçüncü Bölge
Sin(270-α)= cos(270-α)= tan(270-α)= cot(270-α)=
cosα sinα cotα tanα Dördüncü Bölge
-cosα -sinα cotα tanα
Sin(270+α)= cos(270+α)= tan(270+α)= cot(270+α)=
-cosα sinα -cotα -tanα
1.bölge 2.bölge 3.bölge 4.bölge 0 0 0 0 0 0 α(derece) 0 <α<90 90 <α<180 180 <α<270 2700<α<3600 sinα + + cosα tanα cotα
+ + +
-
+ +
+ -
87
ANALOG HABERLEŞME
Alper
88
ANALOG HABERLEŞME
Alper
ANALOG HABERLEŞME LABARATUVARINDA YAPILABİLECEK DENEYLER • 4200 A AM/DSB VERİCİSİ EĞİTİM SETİ B4200A eğitim seti herhangi bir standart AM alıcı ile kullanılabilmesine karşın B4210A, AM/DSB alıcısı ile birlikte kullanılması tavsiye edilir. Her iki B4200A ve B4210A'nin güç kaynakları stabilize edilmiş -+ 15V voltaj kaynağı tarafından sağlanabilir. B4190 güç kaynağının kullanılması tavsiye olunur.
• SİSTEMİN AÇIKLANMASI Şekil 1 eğitim setinin ön görünümünü verirken, şekil 2 de detaylı bir şekilde devreleri göstermektedir. Biz daha çok şekil '1'in blok diyagramına bakacağız, şekil 2 ise sistemin çalışmasında yerine getirilecek detayların derinine iner. Aşağıdakiler her bloğun karakteristiklerinin ve fonksiyonlarının anlatımıdır: • Tost tone (ses) üreticisi Daha önce de belirtildiği gibi, bu kısım deneyin yapılmasını kolaylaştırmak için sisteme dahil edilmiştir, fakat bu ileticinin kesinlikle bir parçası değildir. Ses tonu üreticisi, modüle edici sinyal görevini görmek üzere, genliği 1.2 ile 1.7 Vpp arasında değişebilen bir sinüs dalgası üretir. Bu sinyal, TR1'den oluşan bir faz shift osilatörü (bak şekil 2) tarafından üretilip, amplifikasyon için TR7 buffer amplifikatöre gönderilir. Not: Osilatör, osilasyonun lineerliğini ve tırmanışını belirleyen bir P4 kazanç kontrol devresini içermektedir. Parça yaşlanması, ısı sapması, voltajın temin edilmesindeki değişiklikler, vs., sonucu osilatörün doğru bir şekilde işlemesi için P4 'ün yeniden ayarlanması gerekebilir. Eğer P4 yetersiz bir şekilde ayarlanırsa, osilatör yeterli genliği (1 .2 Vpp 'nin altında) vermeyebilir veya osilasyon başlamayabilir. Eğer P4 fazlasıyla ayarlanmış ise, sinyalin genliği aşırı yükselebilir ve dalga şekli bunun sonucu olarak bozuk çıkar. P4 'ün en iyi ayarlanma seviyesi 1.5 Vpp sinyal seviyesidir. • AF Amplifikatörü Bu, modülatör ve vericin modüleli girişi arasında direnç eşleştirmesini temin eden, seviyesi ayarlanabilen bir amplifikatördür. Modülasyon sinyali olarak kullanılacak en iyi sinyal seviyesi 1 .5 Vpp 'dir. Bu değer vericiye nominal çıkış gücünü garantiler. • Dengelenmiş modülatör Bu devre bloğu, gelişmiş IC olan MC1496'yı kullanır. MC1496 IC si devrede bağlantı şekline göre, modern sistemlerde dengelenmiş modülatör, dengelenmiş mikser (karıştırıcı), ürün dedektörü, vs., olarak çok şekilde kullanılmaktadır. Bu IC ile ilgi üreticinin teknik notları ve veri sayfası bu kitapçığa iliştirilmiştir. Bu IC 'nin çalış ması ile ilgili özet bir açıklama aşağıdadır. MC1496 (şekil 2 de IC1) sadece birisinin kullanıldığı 1 ve 4 numaralı uçlarda iki eşit modülasyon girişine sahiptir. Dengeleme kontrol potansiyometresi P1, iki girişi polarizasyonunu kontrol eden bölümdür.
89
ANALOG HABERLEŞME
Alper
Taşıyıcı sinyali girişi için, 10 ve 8 numaralı uçalara da iki eşit giriş daha bulunmamaktadır. E3u uygulamada, sadece 10 numaralı uç kullanılmaktadır. 6 ve 12 numaralı uçlarda iki çıkış bulunmaktadır. Bu çıkışlar birbirinin fazkarşıtı kopyası olup, bu özellik mükemmel bir simetrik yapı sağlar.
90
ANALOG HABERLEŞME
Alper
DENEY NO. 1 - SİSTEMİN ÇALIŞMASI Bu ilk deney, öğrenciye sistemin fonksiyonlarının nasıl kullanıldığını anlatmakta ve sistemi tanıtmaktadır. Şekil 3'e bakınız. • B4200A panelini B4190 güç kaynağına bağlayınız. • Paneli şekil 3'de gösterildiği gibi bağlayın: • Test tonu üreticisini modülasyon girişine (AF amplifikatör girişine) bağlayın •
En az 2 metre uzunluğundaki bir parça kabloyu anten olarak bağlayın. Böyle bir antenin vericinin çalışma frekansı ile uyum sağlama ihtimali uzak olacağından kablonun bir diğer ucunu da yapay yüke bağlayın. Böylece çıkış amplifikatörü yapay yükü görebilir. Dışarıya verilen enerji en az seviyede olacaktır, fakat testin performansı için yeterlidir.
•
Taşıyıcının frekans düğmesini yarıya ve modülasyon seviyesini de 3/4'e ayarlayın.
•
Osiloskop ile aşağıdaki noktaları test edin:
•
Modülasyon sinyali : yaklaşık olarak 1.5 Vpp genlikli bir sinüs dalga sinyali şeklinde belirmelidir.
• •
Taşıyıcı sinyali : iyi linearitesi olan bir sinüs dalga şeklinde belirmelidir. Dengelenmiş modülatörün çıkışları : dengeleme kumanda düğmesi her iki uçtan birine yakın olduğu zaman, dalga şekli taşıyıcı tarafından modüle edilmiş bir AM dalgası şeklinde belirir. Dengelemeyi ve modülasyon sinyallerin seviyelerini temiz ve iyi bir dalga şekli elde etmek için ayarlayın. Değişik AM genlikleri ve değişik modülasyon indeksleri elde etmek için yeniden ayarlayın. Dengeleme kumanda düğmesi yarıya getirildiği zaman, mükemmel bir denge elde edildiği ve dalga şekli bastırılmış taşıyıcı sinyali olan tam bir DSB görüntüsünün elde edildiği noktaya kadar , taşıyıcı sinyal yavaş yavaş çıkışda azalır. Dengeleme kumanda düğmesi iki uç pozisyonda (saat yönü ve ters saat yönü) iken elde edilen dalga şekillerinin genlikleri arasında çok az bir fark olduğu görülür. Bu IC1'in, MC1496, asimetrik modda kullanılmasının verdiği ikinci bir etkidir (sadece bir tane modülating girişi, sadece bir tane taşıyıcı girişi, sadece bir tane çıkış). En yüksek taşıyıcı seviyesi veren tarafı seçin. •
Güç amplifikatörün çıkışındaki anten sinyali. Taşıyıcı sinyal genliğinin yüksek olduğu durumlarda dalga şeklinin doyuma (saturation) ulaştığını gözönünde bulundurunuz. Taşıyıcı (denge kontrolü) ve modülasyon seviyelerini maksimum genlikte bozulmamış sinyali ve dilediğiniz modülasyon endeksi için ayarlayınız.
91
ANALOG HABERLEŞME •
Alper
Geçici olarak yapay yükü devreden çıkarın. sinyal genliği yükselecek ve dalga şekli doyuma gidecektir. Yapay yükü yeniden devreye bağlayınız.
92
ANALOG HABERLEŞME
Alper
93
ANALOG HABERLEŞME
Alper
· Çarpma işleminde arta kalan taşıyıcı, AM dalgasının görüntülenen yönünü belirler, bu da AM dalgasının MODULASYON ENDEKS ’inde daha iyi gösterilir. · Taşıyıcı dalga şekli olmayan saf DSB 'de, iki yan parçaların toplamı tipik simetrik şekiller tarafından verilmiştir. Bu BEATİNG (çarpma) dediğimiz prosedür olarak isimlendirilir. LABORATUVAR ÇALIŞMASI Gerekli aletler : Osiloskop ve frekans metresi, Zorunlu olmayan aletler: Spektrum Analiz Cihazı (eğer varsa). • Deney Setini Deney No. 1 'de görüldüğü üzere, hazırlayınız. • Osiloskopu anten çıktısına bağlayınız. Modülasyon girişini şimdilik açık bırakın. Şu anda siz sadece taşıyıcıyı izlemektesiniz. • Dengelemeyi taşıyıcının kusursuz null (hükümsüz) seviyesine ayarlayın. • Bastırılmış taşıyıcı sinyali olan iyi bir DSB izlemek için, modülasyon sinyalinin genliğini, diyelim ki, 4 Vpp 'ye çıkarın. • Şimdi, modülasyon sinyali genliği~`e dokunmadan, %100 modüle olmuş AM sinyali elde etmek için, taşıyıcıyı yükseltiniz (Dengelemeyi ayarlayın). Tepeden tepeye olan voltajı ölçünüz. • Modülasyon sinyal genliğine dokunmadan, modülasyon sinyal çıkış kablosunu çıkarın. Sadece taşıyıcı gösterimde kalacaktır. Taşıyıcının p-p genliğini kaydedin. Eğer işlemler doğru yapılmış ise, bu yazdığınız değerin, orijinal DSB sinyalinin değeri olan 4 Vpp değeri ile aynı olduğunu göreceksiniz. Nedenini açıklayınız, ve sonra saf bir DSB sinyali ve aynı genlikle elde edilen %100 modüle edilmiş AM dalgasının grafiğini (Genliğe 'e karşı frekans 'ı ) çizin. Çeşitli parçaların genliklerini eşleştirin. • Yukarıdaki işlemden sonra çıkardığınız sonuç şu olmalıdır; Toplam AM genliğine, taşıyıcının genliğinin katkısı %50 ve her bir kenar bandının katkıları ise %25'dir. 100% modüle olmamış bir AM dalgası için, bu ölçüleri ve hesaplamaları tekrarlayın ve Şekil 58'i inceleyin. • Eğer bir spektrum analiz cihazı varsa, vericinin çıkısına bağlayın ve yukarıda verilmiş olan üç durum, saf DSB, %100 modüle olmuş AM dalgası, ve ara modülasyon seviyesinin AM dalgası için spektrum parçalarının genlik ölçümlerini yapın. Test tone (ses) üreticisinin frekansını ölçün, sonra bu rakam ile modüle olmuş dalganın spektrumundaki parçalar arasında ilişki kurun.
• DENEY NO. 3 - MODULASYON ENDEKSİ •
Paneli çalışma için hazırlayın. Bu genel prosedür için, Deney no. 1'de verilmiş olan genel bilgilerden yararlanın.
•
Osiloskopu anten çıktısına bağlayın. Şekil 6'ya bakın.
94
ANALOG HABERLEŞME • • •
Alper
Dengeleme ve modülasyon seviyelerinin üzerinde çalışarak, şekil 7'deki gibi bozulmamış ve iyi bir AM dalgası görüntüleyin. Tekrar şekil 7'ye bakarak, Vm, Vc, ve T parametrelerini ölçün ve kaydedin. · Modülasyon endeksini, Vm/ Vp oranı olarak hesaplayın. Panel kontrollerini, 0, 25, 50, 75, %100 modülasyon endeksi olan AM dalgası için ayarlayın. Bu sizin bir bakışta verilen bir dalganın modülasyon
endeksini değerlendirmenizi kuvvetlendirir ve bu parametrenin tam anlamını kavramanıza yardımcı olur.
• DENEY NO. 4 - MODULASYON DOĞRUSALLIĞI (LINEARITY) • • •
Paneli işlem için hazırlayın. Bu genel prosedür için şekil 8 ve deney no. 1'den yararlanabilirsiniz. Osiloskopun CH1 girişini verici çıkışına ve CH2" girişini ise modülasyonlu sinyal çıkışına bağlayın. %100 modülasyon endeksli, en az 8 Vpp' temiz bir AM dalga şekli elde etmek için ayarlama yapın. Osiloskop 'u XY moduna değiştirin. "Lissajous sayısı" olarak anılan bir rakam ekranda belirecektir. Bu modülasyon koşullarının anında temsilidir. Paneli değişik çalışma koşullarına ayarlayınız ve sonuçları şekil 9'daki rakamlarla karşılaştırınız.
DENEY NO. 5 - GÜÇ •
• • • • •
• •
Bir AM dalgasının, osiloskop dalga şeklinin ölçümleri ile başlayarak, spektrum parçalarının genliklerinin nasıl hesaplandığını deney no. 2'de öğrendik. Şekil 10 bu prosedürün özetini vermektedir. Şimdi daha ileri giderek, her spektrum parçasının gücünü hesaplayıp sonra ölçeceğiz ve sonra iletilen total gücü hesaplayıp ölçeceğiz. Paneli işlem için hazırlayın. Detaylar için deney no. 1'e bakın. Yapay yük ve osiloskop'u panele bağlayın. Paneli, yaklaşık olarak %50 modülasyon endeksli ve tam genlikli olan AM dalgasına ayarlayın. Ses kaynağının bağlantısını geçici olarak kesiniz. Taşıyıcının tepeden tepeye genliğini ölçün ve kaydedin. Ses kaynağını bağlayın. Şekil 10'da belirtildiği gibi Vm 'i ölçün Yapay yük taşıyıcısının gücünü aşağıdaki gibi hesaplayın Pc=(Vcx0.707)2/R (R=150ohm) Her kenarının bandının gücünü şöyle hesaplayın PS=(1/2Vmx0.707)2/R ve total gücü şöyle Pt=Pc+2Ps Gerçek bir RMS voltmetresi kullanarak, vericinin çıkış RMS voltajını ölçün. Bu rakamı bir önceki rakamla karşılaştırın. Bu işlemi bastırılmış taşıyıcısı olan saf bir DSB sinyali için de tekrarlayın, sonra sonuçları bir önceki ile karşılaştırın.
95
ANALOG HABERLEŞME
Alper
96
ANALOG HABERLEŞME
Alper
97
ANALOG HABERLEŞME
Alper
98
ANALOG HABERLEŞME
Alper
99
ANALOG HABERLEŞME
Alper
DENEY NO. 6 - RF KATI ÇIKIŞ DİRENCİ • Paneli deney no. 1'deki gibi hazırlayın. • Osiloskopu, verici çıkışına bağlayın. Çıkışı açık bırakın (anten veya yapay yük olmasın). Paneli, bozulmamış ve modüle edilmemiş maksimum taşıyıcıya hazırlayın (diyelim ki 10 Vpp). p-p değerini kaydedin. • 150 ohm yapay yükünü bağlayın. Çıktı voltajı daha düşük bir değere inecektir. Bu p- p voltajını kaydedin. • Şekil 12'den yararlanarak, vericiniz için çıkış empedansını (aslında çıkış rezistansını) hesaplayın.
DENEY NO. çözümlemek)
7
-
TROUBLESHOOTING
(Aksaklıkları
saptayıp
B4200A, panelinin arkasında çıkartılabilir kapağın altından ulaşabileceğimiz bir mikroşalter ile çalıştırılan hata simulatörü bulunmaktadır. Hatalar, öğretmenin, 8 mikroşalterden birini çalıştırmasıyla oluşur, her bir mikroşalter simule olmuş bir hataya tekabül eder. Hataların yerini gösteren genel bir şema 'da bu kılavuza eklenmiştir. Öğrenci, ilk olarak sistemin çalışma prensibini tam olarak anladıktan sonra hatayı izlemeye başlamalıdır. Öğrencinin mikroşalteri saklayan kapağı kaldırması, ve çözümü burada araması yanlıştır, çünkü bunun bir yararı olmaz. Hatanın bulunmasından ziyade anlaşılması önemlidir.
100
ANALOG HABERLEŞME
Alper
101
ANALOG HABERLEŞME
Alper
102
ANALOG HABERLEŞME
Alper
103
ANALOG HABERLEŞME
Alper
104
ANALOG HABERLEŞME
Alper
• B4200B AM/SSB VERİCİSİ, B4210B AM/SSB ALICISI • BÖLÜM 1 : B4200B SSB VERİCİSİ • GENEL TANIM Verici, mesaj sinyalini anten sistemiyle çevre alanlara gönderilebilecek şekle sokan bir elektronik sistemdir. Bir verici aşağıda belirtilen işleri yapabilmelidir. • Kendini diğer lokal vericilerden ayıran bir taşıyıcı frekans üretmeli • Alıcıya göndermeden önce mesajla birlikte taşıyıcı sinyali kodlamalı • Kodlanmış taşıyıcının verici ve alıcı arasında gidip gelebilmesi için yeterli gücü sağlamalı. Bunlar güç sınıflandırılmalarına bakılmaksızın, tüm vericiler için geçerlidir. B4200B paneli AM/SSB vericisinin her yönüyle tam bir eğitici modelidir. Eğitim Setinin kullanımı çerçevesinde; B4200B vericisinin, endüstri-tipi cihazda bulunmayan bazı kendine has özellik ve kolaylıkları vardır. Bunlar: • Modülasyon sinyalinin referans kaynağı olarak kullanılacak panel test tonu jeneratörü • 550-1600 kHz bandında düğme ayarlı iletim frekansı. Birçok verici sabit ayarlı frekansla çalıştığı için, bu özellik pek yaygın değildir. Fakat modelimizdeki bu özellik, deneylerin tatbikinde, daha fazla bir esneklik sağlar. • Sınırlı çıkış gücü : RF çıkış gücü, panelin olası bir yanlış kullanıma dayanabilmesi için özel olarak dizayn edilmiştir. Ancak, hem deneylerin doğru tatbiki için, hem de Kamu Yayın Servisine herhangi bir rahatsızlık vermemek için, sinyal düzeyleri, yayılmış gücü uygun bir minimum seviyede tutmak amacıyla sınırlandırılmıştır. Bu sınır yaklaşık olarak 100 mW 'dır. Eğitim Seti kullanılırken bu duruma saygı göstermek için, dikkatli davranılmalıdır. • Panel üzerinde bulunan yapay yük, yayın yapılmak istenmediğinde antenin yerine bağlamak içindir. B4200B Eğitim Setinin, B4210B AM/SSB alıcısıyla kullanılması tavsiye edilir. B4200B ve B4210B'nin güç gereksinimi, ±15V 'luk stabilize voltaj kaynağından elde edilebilir. Güç kaynağı olarak B4190 güç kaynağının kullanılması tavsiye edilir.
• SİSTEMİN TANIMI Şekil 1 , Eğitim Setinin önden görüntüsünü; şekil 2, ise detaylı devrelerini göstermektedir. Öncelikle şekil 1'deki blok şemadan yararlanacağız, diğer yönden şekil 2 ise, uygulama detayları için gereklidir. Aşağıda karakteristiklerin tanımı ve her bloğun fonksiyonu anlatılmıştır:
105
ANALOG HABERLEŞME
Alper
106
ANALOG HABERLEŞME
Alper
•
Test ton jeneratörü: Daha önce de bahsedildiği gibi, bu birim deneylerin uygulamasını; kolaylaştırmak için panele dahil edilmiştir, ancak tam anlamıyla vericinin bir parçası değildir. Ton jeneratörü modülatör sinyali olarak hizmet verecek, 1.2 1.7 Vpp genlikle sinüs-dalga sinyalini sağlar. Bu sinyal, TR8 faz tabakası osilatörüyle (phase :-shift oscillator) ve TR7 ara yükseltici (buffer amplifier) ile üretilir (bak. şekil 2). Not : osilatör, öslilayonun artışını ve lineerliğini belirlemek için yükseltme kontrolü (gain kontrol) içerir (P10). Parçaların yıpranması, ısı değişiklikleri, voltaj değişimi gibi sebeplerden dolayı osilatörün çalışma değerleri bozulursa bu durumda osilatörün yeniden R10 ile ayarlanması gerekebilir. Eğer P10 doğru ayarlanmamış ise, osilasyon başlamayabilir ya da yeteri kadar genlik alınamaz (1.2 Vpp 'nin altında). Eğer P10 normalden fazla ayarlanmışsa, çıkış genliği artar ve dalga şekli sürekli bozuk olur. P10 'un en uygun ayarı çıkışta 1 .5 Vpp elde edildiği durumdur. • AF Yükselticisi (Amplifikatörü): , TR9 transistörü ile dizayn edilmiş ayarlanabilir seviyeli bir yükselticidir. Modülatörle vericinin modülasyon girişi arasında iç direnç uyuşumu sağlar. modülasyon sinyali olarak kullanılabilecek en uygun sinyal düzeyi 1.5 Vpp 'dir. Bu durumda verici çıkışında nominal güç elde edilir. 107
ANALOG HABERLEŞME
Alper
•
Alt-Taşıyıcı (Sub-Carrier) Jeneratörü : Bu devre; sistemde SSB sinyali üreten kısmıdır: taşıyıcı ve ses frekansı, dengelenmiş modülatöre uygulanmıştır; dengelenmiş modülatörün çıkışı bastırılmış bir Çift Yan Band Taşıyıcı sinyalidir. Bu sinyalin bir yan bandı bastırılma için filtre edilir ve diğer yan bandı ise 'fek Yan Band olarak bırakılır. Alt taşıyıcı jeneratörünün devresi TR6 transistörü, L2 dönüştürücü (transformatör) ve bağlantılı devrelerden oluşur (şekil 2). C20, L2'ııin ikincil bobiniyle;, TR6'nın verici devresi arasındaki geri beslemeyi sağlar. Frekans, P4 potansiyometresiyle polarizasyonları ayarlanabilen bir grup D9-D12 Varicap; diotları yoluyla ayarlanabilir. Bu nedenle P4, daha sonra görüleceği gibi Üst ve Alt Yan bantları seçebilmemizi ve alttaşıyıcı frekansının ince ayarını yapabilmemizi sağlar. TR5, osilatör ve yük arasında4ci çözülmeyi (decoupling) sağlar. Taşıyıcı osilatör, yaklaşık 460-470 KHz arasındaki sinüs-dalgayı verebilecek şekilde ayarlanmıştır. • Dengeli Modülatör Bu devre bloğu, gelişmiş bir entegre devre (IC) olan MCl496 kullanır. MC1496, bağlanma biçimine bağlı olarak modern sistemlerde, dengeli modülatör (balans modülatörü), dengeli mixer, ürün dedektörü vs. olarak yaygın bir kullanım alanına sahiptir. Bu aygıtın önemi gözönünde bulundurularak, imalatçının teknik notu ve veri kağıdı bu kılavuza eklenmiştir. Çalışma şekli özet olarak aşağıdadır: MC1496'nırı (şekil 2'deki IC3) 1. ve 4. no 'lu ucunda iki eşit modülasyon girişi vardır ve bunlardan sadece biri kullanılır. Taşıyıcı sinyali için, 10. ve 8. no 'lu uçların kullanıldığı iki eşit giriş daha vardır. Bu uygulamada da sadece 10 no 'lu uç kullanılır. 6. ve 12. no 'lu uçlardan elde edilebilen iki çıkış vardır. Her uçtaki sinyal diğerinin faz karşıtı kopyasıdır; bu, aygıtın simetrik iç yapısı sayesindedir. 6 no 'lu uçtaki çıkış B12’deki test noktasına devre işleminin görüntülenmesi için gönderilirken, uygulamamızda sadece 12 no 'lu uç çıkış olarak kullanılmaktadır. Şekil 2'deki gibi bağlanan IC, tam bir polarizasyon sağlanılırsa ve doğru seviye sinyalleriyle beslenirse, belirli lineerliği ve saflığı olan AM/DSB sinyali olan bir çıkış sağlar (harmonik şartlardan arındırılmış).
•
SSB Filtresi ve Yükselticisi: Bu bölüm DSB sinyalini dengeli modülatörden alır ve iki yan bandın birini sıkıştırır Böylece seçilen Yukarı Yan Band (USB) veya Aşağı Yan Band (LSB)'dan meydana gelen tek bir yan band sinyali geriye kalır. Filtre tek bir ünite içine yerleştirilmiş, piezoseramik parçaların biraraya gelmesidir Frekans-seçici unsurların uyumu ve düzeni, aygıtın imalatı yapılırken sağlanmıştır
108
ANALOG HABERLEŞME
Alper
Filtrenin merkez nominal frekansı 455 KHz 'dedir. Filtre, sabit frekansta çalıştığı için, geçmek için hangi yan bandın seçileceği alt taşıyıcı jeneratörünün ayarlanmasıyla belirlenir. Endüstri-tipi cihazlarda, taşıyıcı frekans bir seçici anahtar ile ayarlanır. B4200B ’deyse potansiyometre (P4) tarafından sağlanan, deneylerin uygulanmasını kolaylaştıran sürekli bir ayar vardır. •
Taşıyıcı Jeneratörü Bu kademe, SSB filtresinden gelen sinyali, frekansa dönüştürüp RF katına hazırlayan bir taşıyıcı sinyal üretir. Taşıyıcı jeneratörü, P1'in kuruluşuna bağlı olarak 100 KHz 'den 1150 KHZ 'E olan sinyalleri aktarır. , Bu sinyal, 455 KHz SSB sinyaliyle girişimlendirilmiştir (heterodyned), ve 100 + 455= 550 KHz 'den, 1150 + 450 = 1600 KHZ 'e kadar RF sinyali sağlar. Bu jeneratör, MC4046 aygıtının VCO bölümünün kullanılması ile basit bir oluşturulmuştur (bak. şekil 2). P5 ve P6 ayar noktaları minimum ve maksimum frekans ayarlarının yapılabilmesini sağlar.
•
Dengeli Karıştırıcı: Bu bölüm, uygun olarak hazırlanmış başka bir MC1496 aygıtı (IC2) kullanarak yukarıda belirtilen yukarı-dönüşüm metodunu tatbik eder. Bu fonksiyon için kullanılan gelişmiş IC, mükemmel doğrusallık ve bu bloğun çıkışında ihmal edilebilir istenmeyen karışım ürünleri sağlar. Bu bloğun işlemini biraz daha açıklığa kavuşturmak için, taşıyıcı frekansının 1MHz olduğunu farzedin. Bunu 445KHz SSB sinyaliyle karıştırarak, 1000 455 = 545KHz ve 1000 + 455 = 1455 KHZ 'de iki değişik sinyal ile gözardı edilebilecek genlikte istenmeyen bir sinyal elde ederiz. Sadece 1455 KHz 'lik sinyalin iletilmesi gerektiğinden, bant geçirici bir filtre seçip 545 KHz olanını ayıklar.
•
RF Yükselticisî ve Bandgeçirici Filtre: Bu bloğun fonksiyonu, geçen bölümde anlatılmıştı. L1 ve CV 'den oluşmaktadır (bak. şekil 2). Bant geçirici filitre, dönüşüm metodunda ortaya çıkan üst yan bandı geçirmek için ayarlana bilir türden olmalıdır. Yan band, 550-1600Hz arası değişken olduğu için, filtre de merkezi frekansını aynı aralıkta değiştirebilmelidir. Bu filtre, endüstri standardındaki tüm vericilerde, taşıyıcı jeneratörünün düğmesiyle mekanik veya elektronik olarak işlenmiştir. Öte yandan B4200B eğitim seti modelinde, BP filtresi, öğrencinin frekans spektrumunda tatbiki olarak araştırmasını ve sistemin nasıl işlediğini anlaması için ayrı bir düğmeden ayarlanmasını sağlar. (Bunu dezavantajı iletim frekansının her değişiminde, filtre de elle ayarlanmalıdır, ancak daha sonrada gösterileceği gibi anlık bir olaydır).
109
ANALOG HABERLEŞME
Alper
•
Çıkış Yükselticisi: T3 ve T4'den oluşan lineer bir yükselticidir, simetrik bir tamamlayıcı konfigürasyonu (push-pull complimentary configuration) vardır. Çıkış yükselticisi, düşük özdirenç yükü sağlamak için, yeterli sinyal gücü sağlar (uyumlu antenler için ortak özdirenç değeri 50 - 600 ohm arasındadır). Uyumlu antenler MW bandında pratik olmayan ölçülerinden dolayı seyrek kullanıldığından, çıkış bölümü, belirsiz, hatta uygunsuz yükü kaldıracak şekilde kurulmuştur. • Yapay Yük: 150 ohm 'luk nominal değerli, indüktif olmayan basit bir dirençtir. Yapay yük, yayın yapılması istenmediği zamanlarda, çıkış kademesini yüklemek için, kullanılır. Yapay yük aynı zamanda, İleride gösterileceği gibi uygunsuz antenleri bağlamak i çin de kullanılır.
• DENEY NO. 1- SİSTEM İŞLETİMİ Öğrencinin vericiyle tanışıklık sağlaması için, bu ilk alıştırma sistemin fonksiyonel testiyle ilgilidir. Şekil 3'te gösterilen montaj kullanılmalıdır. • B4200B'yi B4190 güç kaynağına bağlayınız. • Paneli şekil 3'te gösterildiği gibi bağlayınız. • test ton jeneratörünü modülasyon girişine • anten olarak en az 2 metre uzunluğundaki bir parça tel. Böyle bir anten vericinin çalışma frekansına uygun olmayacağından telin diğer ucunu da yapay yüke bağlayınız. Bu şekilde çıkış yükselticisi hemen hemen yapa yükü "görür". Yayılan enerji en aza indirgenmiş olup, testi gerçekleştirmek için de yeterlidir. • Taşıyıcı frekans düğmesini yarıya getirin ve modülasyon düzeyini de 3/4'e ayarlayınız. • Aşağıdaki noktaları osiloskopla inceleyin:
110
ANALOG HABERLEŞME
Alper
• Modülasyon sinyali : Yaklaşık 1 .5 Vpp genlikte bir sinüs dalga olarak görülmelidir. • Alt taşıyıcı sinyali: Lineerliği iyi düzeyde olan bir sinüs dalga olarak görülmelidir. Genliği modülasyon sinyalinin genliğine (2-3Vpp arası) bağlı olan, bir AM/DSB sıkıştırılmış-taşıyıcı görülmelidir (bak. şekil 4). Osiloskopta sabit bir görüntü elde edebilmek, ve dışarıdan hareketi geçirmek için modülasyon sinyali olarak (B14) kullanınız. • SSB Filtresinin Çıkışı: Osiloskopu tekrar modülasyon sinyaliyle (B14'te mevcut) dışardan harekete geçirmede (external triggering) kullanınız . Alt taşıyıcı frekans ayar düğmesini tarafa veya diğer yöne oynatırken, B10'da ortaya gelen dalga şeklini gözlemleyiniz.
111
ANALOG HABERLEŞME
Alper
Gözlemlenen dalga şekillerini anlamak için, alt taşıyıcı frekansını oynatarak yan bant seçiminin prensibini hatırlayınız: alt taşıyıcı frekansını f ekseninde oynatarak şekil 5'e bakınız, USB(yukarı yan bant) ve LSB(alt yan bant)'den oluşan DBS spektrumu da, yan bantların her birisinin doğru frekansla filtreden geçmesi için oynatılır. F.ADJUST düğmesini, B10 'da gözlemlenen sinyalin en üst noktası için, sol yarıya çeviriniz. En üst seviye elde edildiği zaman, USB filtreden geçirilir ve osiloskop bunu sinüs dalgası şeklinde görüntüler. B10'da elde edilen sinyali en üst seviyeye getirmek için F.ADJUST düğmesini sağ-yarıya kadar çeviriniz. Yine, en üst seviye elde edildiği zaman, osiloskop LSB 'nin filtreden geçmesiyle oluşan sinüs-dalgasını, gösterir. SSB filtrenin dik-eğim özelliği vardır ancak bu mükemmel bir diklik değildir. böylece USB ve LSB doruk durumlarının her ikisinde, diğer parçanın az bir miktarı arta kalır ve bu miktar seçilen kenar bandında düşürülmüş olarak gözükür, bu durum da görüntülenen dalga şeklinin bozuk görünmesine yol açar. Ayrıca, iki yan bant en üst seviyeye ulaştıkları zaman, genlikleri farklı görülecektir. Bu, düz filtre alanındaki sertliğin etkisidir. SSB filtresinin tipik bir band geçiricisi için şekil 6'ya bakınız. Parça yaşlanması, ısı değişkenliği ve benzeri durumlar için son birkaç hatırlatma : F.ADJUST 'ın tamamen çevrilmesiyle, hem USB hem de LSB görülmelidir. Eğer bu olmuyorsa; örneğin en üst seviyelerden birine ulaşılamıyorsa, yani potansiyometrenin son noktadaki durumunda dahi sağlanamıyorsa, bu halde dönüştürücü (transformatör) L2'nin çekirdeğine yeniden dokunmak yeterlidir. •
Güç yükselticisi çıkışındaki anten sinyali. Yüksek modülasyon sinyalseviyelerinde, dalga şeklinin doyumu ortaya çıkabilir. Bu seviyeyi maksimum genlikli deforme olmamış sinyale ayarlayınız. Yapay yükün geçici olarak bağlantısını kesiniz: sinyal genliği yükselecek ve büyük bir olasılıkla dalga şeklinin düzleşmesi (doyumu) görülecektir. Yapay yükün bağlantısını geri bağlayınız.
112
ANALOG HABERLEŞME
Alper
113
ANALOG HABERLEŞME
Alper
114
ANALOG HABERLEŞME
•
Alper
Verici-Alıcı bağlantısını test etmek için, 842108 alıcısı kullanılmalıdır. Bu panelin hazırlanışı ve kullanımı, bu kılavuzun sonraki bölümümünde detaylı bir şekilde anlatılmıştır.
• DENEY NO. 2 - DSB JENERATÖRÜNÜN ANALİZİ İlk önce AM hakkında bazı temel teorik kavramların tekrarını yapacağız. Öğrencinin daha önceden teori derslerinde bunları işlediğini göz önüne alarak, bu açıklamaları laboratuvar çalışmaları için gerekli yönleri ile hatırlatmakla sınırlı kalacağız. Matematiksel olarak anlatılan iki sinüs-dalgasına bakalım: vc = Vc coswct vm = Vm coswmt burada vc ve vm "t" zamanındaki hazır değerler, Vc ve Vm doruk değerler ve wc ve wm ise açısal frekanslardır. Daha yüksek frekanslı olan dalgaya taşıyıcı dalga diğerine ise modülasyon sinyali denir. Eğer şimdi iki dalgayı ÇARPICI "MULTIPLIER" girişine uygularsak şöyle bir veri elde ederiz: v = vc . vm = Vc . Vm. coswct . coswmt = 1/2 Vc . Vm [cos (wc+wm)t + cos (wcwm)t] Bu durumda, orijinal frekansların toplamı ve çıkarımı ile elde edilen ve iki parçadan oluşan açısal frekanslı bir dalga elde ederiz. Şekil 7'de bu durum grafiksel olarak gösterilmiştir: prensipte taşıyıcı ve modülasyon sinyalinin dönüştürülmesinin sonuçları etkilemeyeceği açıktır, yani en son elde edilen iki parçanın pozisyon ve amplitüdünü. Öğrenci, şekil 7'ye dikkatlice bakmalı ve aşağıdaki kavramları anlamalıdır:
115
ANALOG HABERLEŞME •
•
Alper
AM modülatörü, taşıyıcı ve modülasyon dalganın analog çarpıcısıdır. Eğer çarpım ofsetsiz uygulanırsa (yani eğer DENGELİ bir çarpımsa), çıkış saf bir ÇIFT YAN BANT(DUAL SIDE BAND), BASTIRILMIŞ TAŞIYICI AM(SUPPRESSED CARRIER AM) olmayacaktır. Eğer böyle değilse, sonuç TAŞIYICILI BİR AM(AM WITH CARRIER) olacaktır. B4200B panelimiz, modülasyonu Dengeli modülatör (IC3) sayesinde yapar. Saf taşıyıcısız-DSB dalga yapısında, tipik simetrik dilim metodu, iki yan aygıtın üst üste konmasıyla sağlanır (= anlık eklemeyle). Bu genellikle ÇARPIM(BEATING) işlemi olarak belirtilir.
LABORATUVAR ALIŞTIRMASI Gerekli aletler: Osilaskop ve frekans ölçer. İsteğe bağlı: Spektrum analizcisi (eğer varsa)
116
ANALOG HABERLEŞME
Alper
117
ANALOG HABERLEŞME
Alper
Deney no 1 'de.de görüldüğü gibi Eğitim Setini işleme hazırlayın. • Osiloskopu, Dengeli Modülatörün (B12) çıkışına bağlayınız. Osiloskopun harici harekete geçirici (external triggering) girişine modülasyon sinyalini (B14) uygulayınız. • Osiloskopta DSB sinyalin şeklini gözlemleyerek, modülasyon sinyalinin genliğini yükseltiniz. • Aşağıdaki noktalara dikkat edin ve kaydedin: · Modülasyon sinyalinin yüksek seviyelerinde mümkün olabilecek deformasyonlara dikkat ediniz. Deformasyon olmadan önce, maksimum çıkış seviyesini kaydedin. Eğitim Seti her zaman bu değerin altında kullanılmalıdır. • Dengeli modülatördeki doğru taşıyıcı sıfırını, modülasyon sinyalini sıfıra ayarlayarak ve DSB sinyalinin de sıfırlandığını (osiloskop değerinde 100 mV/div.) gözlemleyerek dikkat ediniz. • Yüksek AF seviyelerindeki DSB dalga simetrisine dikkat ediniz. İki yan bandın genliğindeki muhtemel eşitsizlik, asimetrik dilim örneği gibi görünmektedir. • Alttaşıyıcı frekans ayar düğmesini tamamen çevirirken, DSB-SC dalga yapısını inceleyiniz. Sistemin işlevini etkilemeyecek bazı genlik değişimleri meydana gelebilir. • Frekans metreyle maksimum ve minimum taşıyıcı frekanslarını ölçün ve kaydedin.
• DENEY NO. 3 - SSB FİLTRESİ •
Paneli işlem için hazırlayınız. Bu genel prosedür için Deney no. 1'deki genel bilgilerden yararlanınız.
•
Osiloskopu SSB filtresinin çıkışına (B10) bağlayınız. AF modülasyon sinyaliyle osiloskobu harici harekete geçirmeyi (external triggering) oluşturmak için ayarlayınız.
•
F.ADJUST potansiyometresini bir uçtan diğer uca hareket ettirirken, görünen dalga yapısını gözlemleyin. Yapıdaki değişimleri anladığınıza emin olmak için şekil 5 'e bakınız.
•
P4'ün (USB tarafını) sol yanından başlayıp saat yönünde devam ediniz. Dalganın maksimum genliğe ve minimum dalgalanmaya sahip olduğu bir durumla karşılaşılacaktır. Bu, USB 'nin filtreden geçmesini sağlamak için alt taşıyıcının ayarlanacağı durumdur.
•
Biraz daha ilerleyin. Görüntü karışmaktadır; çünkü LSB 'nin yükselen kısmı USB sinyalinin alçalan kısmıyla birlikte filtreden geçmektedir.
118
ANALOG HABERLEŞME
Alper
•
Filtreden geçen sinyalin, az çok DSB 'ninkine benzemeye başladığı bir noktaya gelinecektir. SSB dar filtresi hem USB hem de LSB yi doğru genliklere geçiremeyeceğinden görüntü bozulacaktır.
•
Daha ileriye giderek, LSB parçasının filtreden geçtiği yerde bir en üst noktaya ulaşılacaktır. Bu durumda, sinyal, maksimum genliğe ve minimum dalgalanmaya sahip gibi görünecektir.
•
En üst seviyedeki dalgalanmanın, düşürülmemiş diğer kısmın "çarpma" etkisinden dolayı olduğunu hatırlatalım (en üst seviyeye USB veya LSB 'de ulaşmanıza bağlı olarak USB veya LSB 'dir).
•
USB veya LSB 'de en üst seviyeye ulaşıldığı zaman, sinyal genlikleri genellikle değişiktir. Bu önemsiz nokta, filtrenin düz alanındaki düzgünsüzlüğe bağlıdır.
•
En üst seviyeye ulaşıldığında oluşan alttaşıyıcı frekansını ölçün ve kaydedin. Test Tone frekansını ölçün. Önceki iki frekans değeri, Test Tone frekansının yaklaşık iki katı olarak fark edecektir. Bunun nedenini açıklayınız, daha sonra ilgili sinyallerin frekans spektralarını çiziniz.
• DENEY NO. 4 - TAŞIYICI JENERATÖRÜ, RF-AMPLİFİKATÖRÜ VE BP FİLTRESİ • • • • •
• •
•
Paneli işleme hazırlayın. Bu genel prosedür için Deney no. 1'e bakınız. Osiloskopla taşıyıcı jeneratör sinyalini inceleyiniz (düzleştirilmiş yüzlü kare dalgalar). Minimum ve maksimum taşıyıcı frekanslarını ölçünüz. Bu değerler, 455 KHz SSB sinyalini, 550 - 1600 KHz aralığına, doğru iletmek için sırasıyla 100 KHz 'den az ve 1150 KHz 'den fazla olmalıdırlar. BP filtresinin çalışmasını aşağıdaki gibi inceleyin. İlk olarak taşıyıcı frekans düğmesini yarıya getiriniz. AF giriş seviyesini B12'de maksimum DSB sinyaline ayarlayınız. Alt taşıyıcı jeneratörünün F.ADJUST düğmesini istenildiği gibi USB veya LSB 'ye ayarlayınız, daha sonra B'10'daki sinyali izleyerek seçilen yan bantta en üst seviyeye ulaşınız. Osiloskop probunu B6'ya (BF filtresinin çıkışına) bağlayın. Osiloskopta ortaya çıkan sinyal uçlarını gözlemlerken, filtrenin ayar düğmesini bir uçtan diğerine hareket ettiriniz. Her birisinin genlik ve frekansını ölçün ve kaydedin, daha sonra sinyal spektrumunun değişik parçalarını tanımak için, sonuçları analiz ediniz. Üst-değişim parçasını bir bakışta tanımak için, taşıyıcının 1000KHz ve SSB 455 KHz nominalde olduğunu farzedin, aygıt 1455 KHz 'de bulunacaktır, yani filtre düğmesinin saat yönünde bitişine çok yakındır (maksimum frekans aslında yaklaşık olarak 1600 KHz 'dir).
119
ANALOG HABERLEŞME
Alper
• DENEY NO. 5 ÇIKIŞ KATI • • • •
•
Şekil 3'te gösterildiği gibi paneli işleme hazırlayın, ve önceki Deneyde anlatıldığı gibi ayar işlemlerini tatbik edin. Çıkış katı lineer bir simetrik (push-pull) tamamlayıcı transistör nfigürasyonudur. Yapay yük 150 ohm 'luk resistördür. Osiloskop probunu anten çıkışına bağlayınız. Sinyali, AF modülasyon sinyallerinin değişik düzeylerinde inceleyin, özellikle de sıfır AF düzeyinde taşıyıcı yokluğunu ve maksimum AF 'de artan doyumu kontrol ediniz (eğer doyum bir türlü olmuyorsa, yapay yükü geçici olarak kaldırın). Çıkış dalga yapısını gözlemlerken, alt taşıyıcı frekans düğmesini ve BF filtre düğmesini maksimum çıkış için, çeviriniz.
• DENEY NO. 6 RF BÖLÜMUNÜN ÇIKIŞ İÇ DİRENCİ • • • • •
Deney No. 4'teki prosedürü takip ederek , paneli işleme hazırlayın. Osiloskobu vericinin çıkışına bağlayın. Çıkışı açık bırakın (ne anten, ne de yapay yük). Paneli bozulmamış, modüle edilmemiş, maksimum taşıyıcı için kurun (diyelim ki 10 Vpp), p-p değerini kaydedin. 150 ohm 'luk yapay yükü bağlayın. Çıkış voltajı düşük bir değere inecektir. Bu p-p genliğini de kaydedin. Şekil 8'den yararlanarak, vericiniz için çıkış iç direncini hesaplayın (aslında çıkış rezistansı) Yükleme durumundaysa, voltaj RL yüküne düşecek ve dahili direnç RI, ayrı ayrı ohm 'luk değerlerle orantılı olacaktır.
120
ANALOG HABERLEŞME
Alper
121
ANALOG HABERLEŞME
Alper
BÖLÜM 2 : B4210B AM/SSB ALICISI • GENEL TANIM Bu Eğitim Seti, orta dalga bandında (550- 1600 KHz arası) çalışan bir AM/SSB alıcısıdır; SSB iletişiminin prensiplerini çalışmak ve ispatlamak açısından 842008 AM/SSB vericisiyle kullanmak için özellikle dizayn edilmiştir. Eğitim Seti aşağıdaki bölümleri içermektedir: • Birleşik bir AF yükselticisi, lokal osilatör, karıştırıcı • Otomatik kazanç kontrollü IF yükselticisi • SSB de modülasyonu için alt taşıyıcı jeneratörü ve, AM/SSB olduğu kadar klasik AM 'i de çalıştırabilecek bir üretim detektörü • Panel hoparlörlü ses yükselticisi Klasik süperheterodin AM alıcılarından hareketle, bu ünite, Eğitim Seti yardımcısı olarak kullanılabilen özel kolaylıklar içerir: • Blok şema panel üzerine çizilerek test geçiş noktaları belirtilmiştir. • Deneylerde tam bir çalışma için, kaba ve ince ayar düğmesi • Hem AM/SSB hem de klasik AM 'i çalıştırma prensiplerini gösterebilecek ürün detektörünün yanında, standart Zarf detektörü olarak işlem yapabilecek AM detektörü. B4210B Eğitim Panelinin güç ihtiyacı ±15V stabilize güç kaynağı ile sağlanmaktadır. Güç kaynağı olarak B4190 güç kaynağımızın kullanılması tavsiye edilir.
• DENEY NO. 7 ALICININ BLOK ŞEMASI B42l0B 'nin blok şeması şekil 9'da gösterilmiştir. Alıcı, tipik bir süper heterodin alıcı gibi görünür. Karıştırıcı ve lokal osilatör, süperheterodin hareketine anahtardır. Daha ileri yükseltmeler için seçilmiş RF sinyalini sabit frekansa dönüştürürler. Bu durumda sabit frekans, genelde orta frekans yada "IF" olarak kullanılan 460 KHz 'dir. Giren RF sinyalini 460 KHz 'e dönüştürmek için, ya karıştırılmış ya da tam olarak 460 KHz 'in üstünde veya altında olan sinyalle heterodinleştirilmiş olmalıdır. Yani, seçilmiş RF sinyaliyle lokal osilatör arasındaki fark 460 KHz olmalıdır. B4210B alıcısında, lokal osilatör giren sinyalden daha yukarıda ayarlanır, bu durumda eğer istenilen sinyal 1000 KHz 'se, lokal osilatör frekansı tam olarak 1000+460 = 1460 KHz 'e ayarlanmalıdır. Karıştırıcıya hem RF hem de lokal osilatör sinyalleri uygulanır. Karıştırıcı, çıkış kademesinde orijinal sinyal ve karışmış ürünlerin sinyallerini toplamı ve farkını üreten linear olmayan bir devre elementidir. Karıştırıcı çıkışının sabitayarı 460 KHz . olduğundan, sadece fark sinyali (bu örnekte 1460 - 1000 = 460 KHz) karıştırıcıdan ayrılır ve yükseltilir.
122
ANALOG HABERLEŞME
Alper
IF yükselticisi aslında sabit ayarlı RF yükselticisidir. Bu, alıcının daha fazla duyarlılığı ve seçiciliği anlamına gelen yüksek kazanç ve dar bant genişliği sağlar. Sabit ayarlı oldukları için, kazançları ve bant genişlikleri de sabittir. IF yükselticisinin her kademesi, ya "en üst seviyeye çıkarılır" ya da orta frekansa ayarlanmıştır. IF yükselticisinden çıkan sinyal, orijinal bilgisinin geri getirildiği yerde dedektörle birleşir. Ortaya çıkan ses, daha sonra yükseltilip, hoparlöre tatbik edilir .
123
ANALOG HABERLEŞME
Alper
B4210B modülünün dedektörü hem sıradan zarf dedektörü gibi hemde senkron dedektörü gibi çalışabilen özel bir devredir. Bunlardan ilki taşıyıcılı klasik AM için, diğeri ise AM/SSB için kullanılır. Senkron dedektör gibi çalıştırmak için panelde, demodüle olmuş bir taşıyıcı üretilir (bak. "Çarpma Osilatörü" olarak isimlendirilmiş blok). Genliği bir düğmeyle ayarlanabilir yapılmıştır ve frekansı da düğmeyle ayarlanabilir. Standart alıcılarda çok ender olan bu son çözüm, burada geliştirilmiş deney esnekliğiyle sunulmaktadır. Klasik AM 'i çalıştırmak için çarpma osilatörü, taşıyıcı seviye düğmesi saat yönünün tersine ve sonuna kadar çevrilerek devre dışı bırakılmalıdır. Kural olarak, bu düğme, SSB de modülasyonun denenmesi dışında her zaman bu pozisyonda tutulmalıdır. Prosedür; Bu deney, öğrencinin alıcıyı tanımasını sağlamak ve değişik bölümlerin açıkça ve güvenilir bir şekilde tanımlamasına yardımcı olmak amacıyla sistemin hazırlanışını ve işleme geçişini içerir. • •
Çarpma osilatörünün devre dışı kaldığına emin olun (taşıyıcı kumanda düğmesi saat yönünün tamamen tersine). B 4210B panelini, B4190 güç kaynağına bağlayın
düzeyi
Alıcının uygun terminaline bir anten (1 metre uzunluğunda kablo uygun olacaktır) bağlayınız, sonra cihazı devreye sokun. Büyük kumanda ayar düğmesini işleme sokarak, bir istasyona ayarlayın. Sesi istenildiği kadar ayarlayın ve alıcıyı İNCE AYAR kumanda düğmesini kullanarak dikkatlice istasyonun yayın frekansına tam olarak ayarlayın.
• DENEY NO. 8 - OTODİN DÖNÜŞÜM DEVRESİ Şekil 10, 84210A alıcısının genel şematiğini göstermektedir. Bu devrede, TR1 transistörü, lokal osilatörün ve karıştırıcının fonksiyonlarını sağlar. Devrenin anahtarı L2 dönüştürücüsüdür. L2 bobinin primer sargısı, TR1'in kollektör sinyalini alır ve değişken kapasitör CV 'nin bir bölümü tarafından belirlenen frekansa rezonansa gelmek üzere seconder sargıya ulaştırır. Daha sonra C5, L2 bobinin seconder sargısında oluşan osilasyonu TR1 transistörünün emiter ucuna ulaştırır. Transistör sinyali yükseltir ve L5'in sürekli geri beslemesi osilasyonları bastırır (sustain). Böylece TR1 , bir Armstrong osilatörü gibi işler.
124
ANALOG HABERLEŞME
Alper
125
ANALOG HABERLEŞME
Alper
Antende bir sinyal mevcut ise, sinyal, değişken kapasitör CV 'nin bir bölümüyle salınan L1 sayesinde ilk seçildiği seviyeye döner. Sinyal daha sonra, TR1'in baz ucuna uygulanır ve lokal osilatör devresiyle karıştırılır. TR1'in çıkışı orta frekansa ayarlı olan L3 tarafından filtre edilir. Böylece, fark sinyali, ayrılır ve IF kademesine uygulanır. Bu şekildeki devre, ticari AM yayın alıcılarında çok yaygındır. Gerekli Aletler: • Çift-izli osiloskop • AM Modüle edilmiş sinyal jeneratörü • Frekans sayacı Prosedür: • Devreyi şekil 1 1'de gösterildiği gibi bağlayınız. • Alıcı girişine sinyal jeneratörü çıkışından, yeterli zayıflatmayı sağlamak için direk bağlantı yapmayınız, direk metal bağlantıdan sakınarak, sinyal jeneratöründen çıkan teli ve alıcıya giden teli birbirine burunuz. • Girişim (beating) osilatörün seviyesini, aşağıdaki ölçümleri yaparken, minimumda (tamamen saat yönünün tersine) tutmayı unutmayınız. • Jeneratörü, 1 KHz 'lik ses frekans sinyaliyle modüle olmuş 1 MHz taşıyıcıya ayarlayınız. Aktarılan sinyali hoparlörden açık ve yüksek bir şekilde duymak için, alıcıyı ayarlayınız. • Panelin ayarlı olduğu orta frekansını, frekans metreyi IF yükseltici (B8) çıkışına bağlayarak ölçünüz. Ölçümün bu noktada, uygulanmaya konması, devrenin daha yüksek seviyeli sinyalde çalışmasını sağlar ve böylece ölçümü basitleştirir. • Lokal osilatör frekansını, frekans metreyi (veya osiloskopu) test noktası B5'e bağlayarak ölçünüz. • Merkez IF frekansı, modülünüzün ayar kondisyonlarına bağlı olarak değişir. Ölçülen orta frekans 460 KHz civarında olmalıdır. • Lokal osilatörün frekansının, orta frekans değeriniz ile 1 MHz 'de aldığınız gelen sinyal frekansının toplamına eşit olduğunu hesaplayarak kontrol ediniz. • Alıcının paneli üzerinde çalışmayı, devrenin önemli noktasında beliren dalga yapılarını inceleyerek ve tartışarak bitiriniz.
• DENEY NO. 9 - IF YÜKSELTİCİSİ IF yükselticisi basitçe sabit kurulu RF yükselticisinin 440 KHz 'lik nominal bir frekansa ayarlanmış halidir. Her kademe bir önceki veya sonrakine, helezon şekilli manyetik merkezle ayarlanabilen bir seçici dönüştürücüyle bağlı giriş ve çıkış devrelerine sahiptir. 460 KHz 'lik nominal, bir seramik filtre, IF yükselticisine dahil edilmiştir.
126
ANALOG HABERLEŞME
Alper
IF yükselticisi, Otomatik Kazanç Kontrol Sistemine sahiptir. Yani kazanç alınan sinyalin averajını takiben otomatik olarak ayarlanır. Bu da, güçlü istasyonların sinyallerinin kademeyi doyurmamasını ve öte yandan zayıf istasyon sinyallerinin de yeteri kadar yükseltilmesini garantilemek içindir. IF yükselticisinin performansı, seçicilik, hassasiyet, harmonilerin reddedilmesi, bant kalınlığı, vs gibi alıcının tüm performansı için sorumludur. Gerekli malzemeler: • Osiloskop • AM Modüle edilmiş sinyal jeneratörü • Frekans metre Prosedür: Alıcının iyi kalibre olduğu varsayılmaktadır. Eğer durum böyle değilse ayarlama prosedürüne tahsis edilmiş olan Deney 'ın öncelikle uygulanması gerekmektedir. Alıştırmanın ilk bölümü, IF yükselticisinin bant geçirici karakteristiklerinin kaydedilmesinden oluşmaktadır:
127
ANALOG HABERLEŞME •
• • • • • •
Alper
AM jeneratörünü alıcının anten girişine bağlayınız. Eğer jeneratör yeterli zayıflatmayı sağlayamayacak kapasitedeyse, (maksimum sinyal mV 'nin birkaç ondalığını geçmemelidir.), Deney No. 2 'deki hileleri kullanın; biri jeneratör çıkışından gelen ,diğeri de alıcının girişine giden izole iki kabloyu birbirine sarınız. Girişim (beating) Osilatörünün düzeyinin minimumda olduğuna emin olunuz. “Osiloskopun probunu, ikinci IF yükselticisinin çıkışına bağlayın ve 1 ms/cm baz- zamanına ve 100 mV/cm yatay duruma ayarlayın. İlk olarak, %50 1KHz 'lik modüle edilmiş taşıyıcıyı, örneğin jeneratörden alıcıya 1 MHz geçiriniz, sonra alıcıyı, görüntülenen sinyalin maksimum amplitüdü için ayarlayınız. Osiloskop bağlantı çıkışını B10'a hareket ettirin (demodülatörün çıkışından). Çıkışta üstüste konmuş demodüle tonla beraber bir DC pozitif voltaj görünecektir. AGC 'nin merkez kontrol alanında çalıştığımıza emin olmak için, jeneratör düzeyini ayarlayın. Taşıyıcının frekansını ve genliğini sabit tutarak, frekanstaki AM modülasyon sinyalini 0'dan 10 KHz 'e kadar tarayınız, ve demodüle olmuş sinyalin her ölçülmüş noktadaki genliğini (Bir maximum seviyeden diğerine) okuyunuz. Sabit taşıyıcı tutmamızın nedeni, AGC 'nin tüm ölçüm aralığında doğru çalışmasını sağlamak içindir. Beklenilen sonuçlar (düşük modülasyon frekanslarından ayrı) yaklaşık 3 KHz 'lik oldukça düzgün bir çizgi, ve daha sonra çabuk bir yükselmenin ardından frekansın , yükselmesiyle çabuk bir düşüştür. • Sonuçları bir grafik üzerinde çiziniz. Çıkış genliğinin değerleri sinyalin kendi doruk değeri ile ilgili olmalıdır. • Alıştırmanın ikinci bölümü AGC karakteristiklerinin yeniden kodlanmasıyla ilgilidir. Yukarıdaki montajın aynısını kullanarak (AM jeneratör sinyali anten girişine, osiloskopsa test noktası B10'da), giriş sinyalinin genliği incelenmeli ve demodüle çıkış genliği kaydedilmelidir. Buna ilaveten, B8'deki genlik voltajı ve, minimum ve maksimum değerleri AGC 'nin işlem limitlerini belirlediğinden, B6'nın çıkışında görünen DC voltajı da kaydedilmelidir.
• DENEY NO. 10 - ALICININ AYARLANMASI Gerekli malzemeler: • • •
AM jeneratörü Osiloskop Frekans Sayıcı
128
ANALOG HABERLEŞME
Alper
Prosedür: • • •
•
•
• •
• •
Aşağıdaki ayar prosedürü boyunca, Girişim (beating) Frekans Osilatörünün seviyesini minimumda tutunuz. Bir frekans sayıcıyı lokal osilatörün çıkışına bağlayınız. Ayar düğmelerinin her ikisini (kalın ve ince) saat yönünün tersine çeviriniz. Bu durumlarda, osilatörün frekansı olan 550 KHz ile (F frekans değeri (460 KHz) toplamından biraz düşük olmalıdır, örneğin 1010 KHz. Böylece 950 KHz 'den 1 MHz 'e kadar bir değer, alıcının, MW alanının alt ucuna ulaşmasını garantiler. L2 çeviricinin çekirdeğini, bu frekans değerine ulaşmak için hareket ettirin. Her iki düğmeyi de tamamen saat yönüne çeviriniz (osilatörün maksimum frekansı). Bu durumda frekans 1600 + 460 = 2060 KHz 'e ya eşit yada da bu değerden yüksek olmalıdır. Eğer bu değerin ayarlanması gerekiyorsa, arka kapağın kaldırılması gerekmektedir. Bundan sonra, değişken kapasitör CV 'ün arkasındaki trimmer kapasitöre ulaşılabilir hale gelir. Gerektiği şekilde ayarlayınız. 1 KHz 'de %50 modüle-edilmiş, yarı taşıyıcı frekans (mesela 1 MHz) ile bir AM sinyali uygulayınız. Eğer gerekiyorsa, daha önce, jeneratör ve anten arasında yeterli zayıflatmayı sağlamak için bahsedilmiş olan kısa devreyi kullanabilirsiniz (biri jeneratörden diğeri de antene giden iyi izole olmuş iki teli birbirine sarınız). Alıcıyı bu frekansa ayarlayınız, Jeneratörün sinyalini IF 'in doymasını önlemek için istenilen şekilde düşürünüz. Eğer ayarlama, oldukça düzensiz IF 'den dolayı güç ise, kısa devre kablosunu 86 (AGC) ile toprak arasına yerleştiriniz. Bu AGC 'nin seviyesini blok eder ve IF kazancını ' maksimuma getirir. Kazanç maksimumdayken IF 'de muhtemel osilasyon yükselmelerine dikkat edin. Çıkış voltajını (B8'de), L2, L3 ve ince ayar düğmesiyle birlikte çalışarak, en üst seviyeye getirin. IF 460 KHz seramik filtre içerdiğinden, bu gereklidir ve bu parçalar, sabit-değerli aygıta düzenlenmelidir. Jeneratörü devreden ayırınız. Bir istasyona ayarlayınız ve sonra eğer gerekiyorsa, ön uçlu bobin L1'i, B10'da ki maksimum DC çıkışı ve ses sinyalinin en iyi doğrusallığı için ayarlayınız. Bu, L1'in çekirdeğine ulaşmak için, modülün arka kapağının kaldırılmasını gerektirmektedir.
• DENEY NO. 11 - B4200B VERİCİSİNİN B4210B ALICISI İLE ÇALIŞMASI SENKRONİZE BULMA Deneyin ilk bölümü iki modülün, AM/SSB vericisi ve AM/SSB alıcısının Senkronize Detection 'u ilgilendiren bir sonraki deneyin tatbiki için, birbirleriyle çalışmaların basit bir alıştırmasıdır.
129
ANALOG HABERLEŞME • • • • •
Alper
Vericiyi, bu kılavuzun ilgili bölümünde anlatıldığı üzere hazırlayınız. Yaklaşık 1 MHz 'lik bir frekansa ayarlayınız. Bir parça teli, 2 metre uzunluğunda, verici anteni olarak bağlayınız. Bu uygun bir anten olmadığından, telin öbür ucunu yapay yüke bağlayınız. Vericiyi, anten çıkışında, yaklaşık 10 Vpp 'lik sinyal için ayarlayınız: Bunu anten çıkışına bağlı olan osiloskop ile kontrol ediniz. Alıcıyı, osiloskopta B8'de (IF yükselticisinin çıkışı) dalga yapısını görüntülemek için ayarlayınız. Zarf dedektörü, sadece taşıyıcılı AM ile çalışır, SSB içinse orijinal sinüs dalga yapısını restore edemez. Bunu dedektörün çıkışındaki (B10), DC seviyesi gibi gözüken, sinyali inceleyerek kontrol edebilirsiniz.
Senkronize De modülasyon SSB sinyalinin de modülasyonu, nominal frekansı IF frekansına (460 KHz) eşit olan TR5'in etrafına inşa edilmiş (bak. şekil 2) alt taşıyıcı jeneratörü tarafından sağlanır. Jeneratörün frekansı, nominal değeri etrafında, alıcının ön kapağından ulaşılabilen potansiyometre (P4) sayesinde ayarlanabilir hale getirilmiştir. Jeneratör seviyesi aynı zamanda P2 tarafından da ayarlanabilir. Alt taşıyıcı jeneratörü (ya da "girişim jeneratörü") sinyali, IF sinyalinin de getirildiği, TR3 'ün baz ucuna ulaşır. Sonuç olarak iki sinyal toplanır ve bir "Girişim" işlemi oluşur. TR3'ün kollektöründe oluşan frekans, IF ve girişim sinyalleri arasındaki farka eşit frekansta olan bir sinyaldir. Bu aygıt TR3'ü takip eden zarf dedektörü tarafından bulunur ve filtre edilir. Doğru sinyalin tekrar elde edilebilmesi için, alıcıdaki alt taşıyıcının frekansı, vericideki alt taşıyıcı modülasyonu ile SSB filtresinin merkezi frekansı (bak. şekil 12) arasındaki farka eşit olan IF frekansından farklı olmalıdır. Pratik çalışmaya önceki deneyde bıraktığınız yerden devam ediniz: B4200B vericisi alıcının IF çıkışına modüle olmamış sinüs dalgası olarak beliren bir SSB sinyali gönderir.
130
ANALOG HABERLEŞME
Alper
131
ANALOG HABERLEŞME
Alper
•
CH1'deki osiloskop probunu girişim (beating) osilatörün (B11) çıkışına ve CH2 probunu da demodüle çıkışına (B10) bağlayınız. Taşıyıcının seviyesini yavaşca yükseltiniz ve CH2'deki DC + sinyal seviyesinin buna bağlı olarak yükseldiğini gözlemleyiniz. Şekil 12'de gösterilen durum meydana geliyor. Hoparlörde bir ses duyulmakta. Ses düzeyini istediğiniz ayara getiriniz. • Alıcııdaki alt taşıyıcı seviyesini uygun bir değerde bırakınız ve frekans kontrolünü LSB ucundan USB 'ye ve USB ucundan LSB ucuna, hareket ettiriniz. Hoparlörde duyulan sesin frekansı da buna bağlı olarak değişir. Sesin durması veya duyulmayacak kadar düşük olan frekansı, yaklaşık olarak Alt taşıyıcı frekans kontrolünün yarıya yakın bir noktasında elde edilir. Bu, girişim (beating) frekansının neredeyse IF 'e eşit olduğu noktadır. Şimdi vericideki orijinal AF sinyalini yeniden oluşturmak için, alt taşıyıcı frekansı yeterli miktarda ve doğru yönde (vericide seçilen USB veya LSB) hareket ettirilmelidir. • B10 'a bir frekans sayıcı bağlayın. Sayıcının gösterdiği frekansın vericinin AF jeneratörünün frekans değerine eşit olacak şekilde frekansı ayarlayın. Eğer vericiniz örneğin LSB üzerindeyse USB 'deki girişim frekansı kullanarak de modülasyon deneyebilirsiniz ve bunun tersi de doğrudur. Sonuç hep doğru frekansın bir sinüs dalgası şeklinde olacaktır, çünkü biz sinüs-dalga test tonuyla çalışıyoruz, fakat demodüle olmuş dalga TERS ÇEVRİLMİŞ olacak.- yani düşük frekans olarak yüksek bir AF frekansı üretilecek. Demodüle sinyal konuşma olsaydı sonuç anlaşılamayacaktı. Not: De modülasyon üzerine deneyler gerçekleştirirken ince ve kalın ayar düğmelerine dokunmayın, ya da daha iyisi, bu kontrol düğmelerinin demodüle olmuş sinyal üzerinde Alttaşıyıcı frekans ayar düğmesiyle aynı frekans-kaydırma etkisi olduğunu bilerek kullanın.
132
ANALOG HABERLEŞME
Alper
133
ANALOG HABERLEŞME
Alper
134
ANALOG HABERLEŞME
Alper
• B4210A AM / DSB ALICISI EĞİTİM SETİ • GENEL TANIM Bu eğitim seti orta dalga bandında (550-1600 KHz) çalışan, ve modern bir dizayna sahip AM alıcısını içermektedir. Eğitim seti aşağıdaki bölümlerden oluşmaktadır: · Birleşik RF amplifikatörü, lokal osilatör ve mikser · Otomatik kazanç kontrolü ve AM dedektörü ile birlikte IF amplifikatör · Baskılı devre üzerine yerleştirilmiş hoparlörüyle ses amplifikatörü. Bu eğitim seti, alışılmış Süperheterodine AM alıcılarının da farklı olarak, eğiticim amaçlı olarak kullanıldığından, aşağıda görülen özel imkanları içerir: Blok şema panel üzerine çizilerek test geçiş noktaları belirtilmiştir. Öğretmenin, arka kapağın gizlediği mikroşalterleri önceden kurarak ortaya çıkarabileceği, simüle hata sistemi ile donatılmıştır. Deneylerde tam bir çalışma için, kalın ve ince ayar düğmeleri Standart Zarf dedektörü, taşıyıcıyla değişik tip AM/Çift Yan Bantın kullanılma prensiplerini göstermek için senkronize dedektör, Kısmen veya tamamen bastırılmış taşıyıcı olarak çalışabilen AM dedektörünü içermektedir. B4210A alıcısı, B4200A AM/DSB vericisiyle kullanıla bilinecek şekilde düzenlenmiştir. Ancak herhangi bir standart AM vericisiyle de kullanıla bilinir, bu durumda bu kılavuzda anlatılan belirli deneyler yapılamayabilir. B4210A eğitim panelinin güç ihtiyacı ±15 V stabilize güç kaynağı ile sağlanmaktadır. Güç kaynağı olarak B4190 güç kaynağımızın kullanılması tavsiye edilir.
• DENEY N0.1
ALICININ BLOK ŞEMASI
Tanım: B4210A modülünün blok şeması şekil 1'de gösterilmiştir. Alıcı, özel tip demodülatörün ve ilgili alt taşıyıcılarının dışında tipik, standart süperheterodine yayın alıcısı gibi görünmektedir. Mikser ve lokal osilatör süperheterodine 'in çalışmasında anahtar yerlerdir, seçilmiş RF sinyallerini daha fazla amplifikasyon için sabit frekansa dönüştürürler. Bu durumda 460 KHz olan sabit frekans "Ara Frekans" veya "IF" olarak kullanılır. Gelen RF sinyalini 460 KHz 'ye dönüştürmek için, bu sinyalin 460 KHz üstü veya 460 KHz altı bir sinyalle karıştırılması veya heterodin edilmesi gerekmektedir. Seçilmiş RF sinyali ' ve lokal osilatörün arasındaki fark 460 KHz olmalıdır. B4210A vericisinde lokal osilatör, gelen sinyalin üstünde bir değere ayarlanmıştır, böylece, eğer istenen sinyal 1000 KHz ise, lokal osilatörün frekansı 1000 + 460 = 1460.KHz olacak şekilde ayarlanmalıdır.
135
ANALOG HABERLEŞME
Alper
Hem RF hem de lokal osilatör sinyalleri miksere uyarlanır. Mikser, çıkışında karışmış sinyallerin farkları ve toplamları ile orijinal sinyaller üreten doğrusal olmayan (nonlinear) bir devre elemanıdır. Mikserin çıkışı 460 KHz 'ye ayarlı olduğu için, sadece sinyal farkı (bu durumda 1460 - 1000 = 460 KHz) mikserden çıkıp, yükseltilir. 136
ANALOG HABERLEŞME
Alper
IF amplifikatörü aslında sabit ayarlı bir RF amplifikatörüdür. Bu, alıcının daha hassas ve seçici olduğu anlamına gelen, hem yüksek kazanç hemde dar bant genişliği demektir. Sabit olarak ayarlandığı için kazanç ve band genişliği de sabittir. IF amplifikatörü ara frekans seviyesine ayarlanmıştır. IF amplifikatöründen çıkan sinyal daha sonra orijinal modülasyon bilgisinin bulunduğu dedektör devresine gönderilir. Elde edilen ses yükseltilir ve hoparlöre gönderilir. B4210A modülünün dedektörü, hem sıradan bir zarf dedektörü hemde sinkronize demodülatör gibi çalışabilmek üzere dizayn edilmiştir. İlk modu, taşıyıcılı klasik AM, ikincisi ise tamamen veya yarı bastırılmış taşıyıcıyla AM/DSB olarak çalışabilir. Sinkronize dedektör olarak çalışabilmek için, de modülasyon taşıyıcısı panele dahil edilmiş (panelde "BEATING OSCILLATOR" olarak işaretlenmiş bölüm) ve genliği bir düğme ile ayarlanılabilinir hale gelmiştir. Şurası önemlidir ki, klasik AM 'in çalışması için BEATING OSCILLATOR genlik düğmesinin tamamen saat yelkovanı yönünün tersine çevrilerek, işlem dışı bırakılması gerekmektedir. Kural olarak, DSB de modülasyonun denemesinin dışında, bu düğme her zaman kapalı (saat yönünün tersi) posizyonunda bulundurulmalıdır. Sinkronize de modülasyon, klasik AM 'in kullanımı esnasında eğer istasyon tam ayarlanmamışsa, hoparlörden gelen şiddetli bir ses (ıslık) oluşturur. Prosedür: Bu deney, öğrencinin alıcıya alışması, değişik bölümleri açıkca ve güvenli bir şekilde tanıması amacı ile sistemin hazırlanması ve işleme konmasından oluşur. · Modülün arkasından ulaşabileceğiniz, hata simulatörünün mikroşalterlerinin pozisyonunun simüle hata yapmayacak şekilde ayarlanmış olmalarına dikkat ediniz. Bazı hata simülatör mikroşalterlerin doğru ayarları için bu kitapçığın sonundaki bölüme bakınız. · Çarpan osilatörün (Beating Oscillator) işlem dışı bırakılmasına özen gösterininiz (taşıyıcı seviye düğmesi tâm olarak saat yönünün tersine doğru çevrili olmalıdır.) · B4210A panelini B4190 güç kaynağına bağlayınız. · Alıcının doğru terminaline, bir anten (bir metre uzunluğundaki bir parça tel uyabilir) bağlayınız, daha sonra deney setini açınız. Büyük ayar düğmesiyle, bir istasyona ayarlayınız. Sesi istenilen düzeye getiriniz ve alıcıyı ince ayar düğmesiyle dikkatlice ayarlayınız.
• DENEY NO. 2
OTODİN ÇEVİRME DEVRESİ
Tanım: Şekil 2, B4210A 'nın genel şemasını göstermektedir. Bu devrede, transistör TR1, lokal osilatör ve mikser olarak görev yapmaktadır. Devrenin anahtarı L2 transformatörüdür. L2 'nin primer sargısı, TR1 Kollektör ucundaki sinyali sekonder devreye iletir. Bu sinyal CV değişken kondansatörü tarafından belirlenen frekans ile rezonansa gelir. C5 böylece, L2'nin ikinci sargısında meydana gelen osilasyonu TR1 'in emitör ucuna bağlar. Transistör sinyali yükseltir ve L5 'in devamlı geri beslemesi osilasyonları bastırır. Böylece TR1, Armstrong osilatörü gibi çalışır.
137
ANALOG HABERLEŞME
Alper
Antende bir sinyal olduğu zaman, bu sinyal, değişken kapasitör (CV) ile L1 rezonans bobini tarafından bir ön elemeye tabi tutulur. Bu sinyal daha sonra, TR1 'in baz ucuna ulaşır ve lokal osilatör devresiyle karıştırılır. TR1 'in çıkışı, ara frekansa ayarlanmış L3 tarafından filtre edilir. Böylece, fark sinyali ayırılır ve IF kademesine uygulanır. Bu tür devre tanınmış AM alıcılarında çok kullanılmaktadır. Gerekli Cihazlar : · Çift-izli (dual- trace) osiloskop · AM modülasyonlu sinyal jeneratörü · Frekans sayıcı Prosedür: Deney Setini Şekil 3 'de görüldüğü gibi hazırlayınız. Sinyal jeneratörü çıkışından verici girişine yeterli zayıflatma (attenuation) sağlamak için, direk bir bağlantı yerine, sinyal jeneratöründen çıkan tel ile alıcıdan gelen teli, metal bağlantıdan kaçınarak, birbirine sarınız. Aşağıdaki ölçümleri yaparken, Çarpan Osilatörün (Beating Oscillator) seviyesini minimumda tutmayı unutmayınız (tamamen saat yönünün tersine). Jeneratörü, 1 KHz 'lik ses frekans sinyali olan 1 MHz 'lik modüle olmuş taşıyıcıya ayarlayınız. Aktarılan sesi hoparlörde açıkça ve yüksek olarak alabilmek için, alıcıyı ayarlayınız. Frekans sayacını IF amplifikatörü (B8), zarf dedektör dioduna bağlayarak, panelinizin ayarlı olduğu ara frekans değerini ölçünüz. Devrenin bu noktasında bu ölçümün işleme konması, devrenin daha yüksek seviyeli sinyali ile ölçümü kolaylaştırır. Lokal osilatör frekansını, frekans metreyi (veya osiloskopu) test noktası B5'e bağlayarak ölçünüz. Merkez IF frekansı modülünüz ayarlama kondisyonlarına bağlı olarak değişir. Ölçülen ara frekâns değeri 460 KHz civarında olmalıdır. Lokal osilatörün frekans değerinin, ara frekans değeri ile 1 Mhz de almış olduğunuz frekansın toplamına eşit olduğunu kontrol ediniz.
138
ANALOG HABERLEŞME
Alper
Alıcının üstünde çalışmaya, devrelerin önemli noktalarında beliren dalga şekillerini inceleyerek ve tartışarak son veriniz.
• DENEY N0.3
IF AMPLİFİKATÖRLERİ
Tanım: IF amplifikatörü, sadece sabit ayarlanmış ve 460 KHz nominal frekansa ayarlanmış RF amplifikatörüdür. Her kademe, öncesinde veya sonrasında bulunan ve çekirdekleri sayesinde ayarlanabilen secici transformatörlere bağlı giriş ve çıkışa sahiptir. IF amplifikatörü, alınan ortalama sinyal seviyesine göre otomatik olarak ayarlama yapabilen Otomatik Kazanç Kontrol devresi ile donatılmıştır. Otomatik Kazanç Kontrol devresi, güçlü istasyon sinyallerinin kademeyi doyurmasını önlemek ve tersine zayıf istasyon sinyallerini yeteri kadar yükseltmek görevini üstlenmektedir.
139
ANALOG HABERLEŞME
Alper
IF amplifikatörün performansı, seçilicik, hassasiyet, imaj reddi, bant kalınlığı, vs gibi alıcının genel performansını son derece etkiler. Gerekli Cihazlar : · Osiloskop · AM modülasyonlu sinyal generatörü · Frekans metresi Prosedür: Alıcının iyi ayarlanmış olduğu varsayılmaktadır. Eğer durum böyle değilse, ayarlama prosedürünü gösteren alıştırma (Deney no. 4) önce uygulanmalıdır. Alıştırmanın ilk bölümü, IF amplifikatörün bant geçirici (band pass) karakteristiğinin kayıt işlemi ile ilgilidir. AM jeneratörünü alıcının anten girişine bağlayınız. Eğer jeneratör ile yeterli zayıflatma (attenuation) sağlayamayacak durumdaysa (maksimum sinyal seviyesi mV 'un birkaç ondalığını geçmemelidir), yapmanız gereken Deney no. 2'de anlatıldığı gibi izole olmuş biri jeneratör çıkışına biri de alıcı girişine giden iki teli birbirlerine sarınız. Çarpan (Beating) Osilatör seviyesini en azda olmasına dikkat ediniz. İkinci IF amplifikâtör kademe çıkışını Osilaskop probunu bağlayınız ve 1 ms/cm temel- zaman (base-time) ve 100 mV/cm dikey olarak ayarlayınız. İlk olarak, %50 modülasyonlu 1 KHz taşıyıcıyı örneğin jeneratörden alıcıya 1 MHz olarak gönderiniz ve sonra alıcıyı, izlenen sinyalin maksimum genliği için ayarlayınız. Osilascop Probunu B10 'a (demodülatörün çıkışına) bağlayınız. Bu durumda çıkışta de modüleli ses ile birlikte bir DC pozitif voltaj belirecektir.
140
ANALOG HABERLEŞME
Alper
AGC 'nin merkezi kontrol alanında çalıştığımıza emin olmak için, jeneratörün seviyesini ayarlayınız. Alıcının AM modülasyon sinyalini, taşıyıcının genliğini ve frekansını sabit tutarak, 0 dan 10 KHz 'e kadar tarayınız ve her ölçüm noktasında demodüle sinyalin tepeden tepeye genliğini okuyunuz. Taşıyıcıyı sabit tutmanın sebebi, AGC 'nin tüm ölçüm alanında doğru çalışmasını garanti etmek içindir. 141
ANALOG HABERLEŞME
Alper
Beklenen sonuçlar (düşük modülasyon frekansları hariç) yaklaşık 3 KHz değerine yakın düz bir çizgi halinde olacaktır, daha sonra frekans yükselirken çabuk bir düşüşe geçen bir çizgi halinde olacaktır. sonuçları bir grafiğe çiziniz. Sinyalin kendisinin tepe değerine bakarak çıkış genliklerini inceleyiniz. Bu alıştırmanın ikinci bölümü, AGC karakteristiklerinin kayıtlarıyla ilgilidir. Yukarıdaki aynı bağlantıyı (AM generatör sinyalini anten girişine, osiloskop test noktası B10'da), kullanarak, giriş sinyalinin genliği taranmalıdır ve çıkıştaki demodüle sinyalin genliği kaydedilmelidir. Buna ilaveten, minimum ve maximum değerleri AGC 'nin işlemini sınırladığı için, B6 çıkışında görülen DC voltaj ve B8 'deki genlik voltajı da kaydedilmelidir.
• DENEY N0.4 ALICININ AYARLARI Gerekli Cihazlar AM generatörü Osiloskop Prosedür: Takip eden ayarlama prosedürü boyunca, Çarpma Frekans Osilatörünün (Beating Frequency Oscillator) seviyesini minimum değerde tutmaya özen gösteriniz. Frekans sayacını, lokal osilatörün çıkışına bağlayınız. Ayarlama düğmelerinin (ince ve kalın) her ikisini de saat yönünün tersine çeviriniz. Osilatörün frekansı, 550 KHz ile IF frekansının değeri toplamı (460 KHz) yani 1010 KHz 'den biraz aşağı olmalıdır. 950 KHz 'den 1 MHz 'e 'kadar olan bir değer, alıcının MW alanındaki aşağı uca ulaşmasını sağlar. L2 transformatörünün çekirdeğini bu değere ulaşıncaya kadar ayarlayınız. Ayar düğmelerinin her ikisini de tamamen saat yelkovanı yönüne çeviriniz (osilatörün maksimum frekansı). Bu durumda frekans, 1600 + 460 = 2060 KHz 'ye ya eşit yada daha yüksek olacaktır. Eğer bu değerin ayarlanması gerekiyorsa, arka kapağın kaldırılması gerekmektedir.
142
ANALOG HABERLEŞME
Alper
143
ANALOG HABERLEŞME
Alper
Bundan sonra, değişken kapasitörün CV arkasındaki trimmer kapasitöre ulaşıla bilinir. Eğer gerekiyorsa ayarlayınız. %50 modülasyonlu 1 KHz de bir AM sinyalini örneğin 1 MHz taşıyıcı ile uygulayınız. Eğer anten ve jeneratör arasında yeterli zayıflatma sağlanamıyorsa, daha önce bahsedilmiş olan kestirme yöntemi kullanabilirsiniz (biri jeneratörden diğeri de antenden gelen iki izoleli teli birbirine sarabilirsiniz). Alıcıyı bu frekansa ayarlayınız. IF 'in doymasını önlemek için gerektiği kadar jeneratör sinyalini düşürünüz. Eğer ayarlama işlemi , tamamen yanlış ayarlanmış IF 'den dolayı güç ise, birleştirici kabloyu (jumper cable) toprak ile B6 (AGC) arasına yerleştiriniz. Bu AGC seviyesini blok eder ve IF kazancını maksimuma çıkartır. Kazanç maksimumda olduğu zaman, IF 'deki muhtemel osilasyon yükselmelerini gözlemleyiniz. L2, L3 ve İnce Ayarlama düğmeleriyle sırayla çalışarak, çıkış voltajını (B8'de) maksimuma getirin. IF, 460 KHz seramik filtre içerdiği için, bu elemanların ayarlarının birlikte seramik filtreye göre yapılması zorunludur. Jeneratörü devreden çıkarınız. Bir parça teli anten olarak bağlayınız. Bir istasyona ayarlayınız - ve eğer gerekiyorsa - ses sinyalinin en iyi lineerliği ve B10'da maksimum DC çıkışı için, L1, ön-uç bobinini (front-end coil) ayarlayınız. L1'in çekirdeğine direk ulaşılması için modülün arka kapağının kaldırılması gerekmektedir.
• DENEY NO. 5 B4200A VERİCİSİYLE 84210A ALICISININ İŞLEYİŞİ, SENKRONİZE DEDEKSİYON Senkronize Dedeksiyon Deneyin ilk bölümü iki modülün, AM/DSB vericisi ve AM/DSB alıcısının Senkronize Detection 'u ilgilendiren bir sonraki deneyin tatbiki için, birbirleriyle çalışmaların basit bir alıştırmasıdır. . Vericiyi, bu kılavuzun ilgili bölümünde anlatıldığı üzere hazırlayınız. Yaklaşık 1 MHz 'lik bir frekansa ayarlayınız. . Bir parça teli, 2 metre uzunluğunda, verici anteni olarak bağlayınız. Bu uygun bir anten olmadığından, telin öbür ucunu yapay yüke bağlayınız. . Vericiyi, anten çıkışında, yaklaşık 10 Vpp 'lik, %80 modülasyon indexli sinyal için ayarlayınız. Bunu anten çıkışına bağlı olan osiloskop ile kontrol ediniz. . Alıcıyı, osiloskopta B8'de (IF yükselticisinin çıkışı) dalga yapısını görüntülemek için ayarlayınız. Rahat bir işitme için ses seviyesini ayarlayın. . Vericideki denge kontrolünü (balancement control) daha dengeli bir kondisyona doğru yavaşca oynatın (denge düğmesini ortaya kadar). Bunu yaparken alınan 144
ANALOG HABERLEŞME
Alper
sinyalin dalga şeklini izleyiniz: görüntü, normal AM 'den biraz daha az taşıyıcılı, DSB sinyaline değişir. Açıkçası zarf dedektörü sadece AM taşıyıcısıyla beraber iyi çalışır, yarım veya tamamen bastırılmış taşıyıcıyla DSB 'ye gelince, orijinal sinüs dalga şeklini restore edemez. Bunu dedektörün (B10) çıkışındaki sinyali inceleyerek kontrol edebilirsiniz. Hoparlörde duyulan sesin tonu, sinyal taşıyıcılı AM den bastırılmış taşıyıcılı AM 'e dönüşürken değişir. Bu, B8 ve B10'daki sinyalleri kontrol ederek ve diyot dedektörünün çalışması göz önünde bulundurularak açıklana bilinir. Senkronize Demodülas1ron Bu noktada teorinin kısa bir hatırlatması uygundur: yarım veya tamamen bastırılmış taşıyıcıyla birlikte olan bir AM/DSB sinyali, taşıyıcının yeterli seviyeye geri getirilmesiyle, örneğin sinyali alışılmış AM 'e (AM-with-carrier) sinyale dönüştürmek için bir taşıyıcı ilave edilmesi ile, zarf dedektörü tarafından demodüle edilebilecek hale getirilebilir. Bu şekil 7A'da gösterilmektedir. Doğru de modülasyon elde etmek için, de modülasyon taşıyıcının frekansı ve fazının orijinal taşıyıcınınkiyle eşit olması gerekir. Bunun önemini anlamak için şekil 7B'ye bakınız. Demodülatör taşıyıcısı A ve B parçalarını C ve D ile filtreden geçen yüksek frekans parçalarını vermek için frekans olarak toplar ve çıkarır. C, negatif frekans değerinde, matematiksel bir çıkartmadır (mathematical abstraction). C, aslında toplamı D olan demodüle olmuş, düşük frekans değerli başka bir sinyale E 'ye tekabül eder. Aynı şekilin üçüncü bölümü (7C), de modülasyon frekansının doğru olmaması halindeki durumu göstermektedir. Az çok ayrı olan iki düşük frekans terimleri elde edilir. Bu parçalar, ses amplifikatöründen ve hoparlörden geçince, hoş olmayan bir ses verirler. Test tonu değilde, gerçek konuşma gönderildiğinde, hiçbir şey anlaşılamaz. Yukarıda da hatırlatıldığı gibi, yarım veya tamamen bastırılmış taşıyıcı DSB sinyalini demodüle edebilmek için, alıcıda kesin bir de modülasyon taşıyıcısı bulunmalıdır. Böyle bir taşıyıcı jeneratörünü dizayn etmek gerçekten kolay değildir, öyle ki, bastırılmış DSB taşıyıcının kullanımı uygulama alanının çok daraltır ve bu durum telefon ve telgraf sistemlerinde kullanım esnasında kendini çok hissettirir. Panel üzerinde de modülasyon taşıyıcı jeneratörü ile donanmış olan B4210A alıcımızın bu özelliği hiçbir ticari yada endüstriyel cihazda bulunmamaktadır. De modülasyon osilatörü, öğrencinin yarım veya tamamen bastırılmış AM taşıyıcı ile uğraşarak deneyleri tam olarak tamamlayamaması problemini ortadan kaldırmıştır. İstenilen frekans ve faz kalitesine ulaşabilmek için, B4210A'nın de modülasyon osilatörü, taşıyıcının minimum miktarı için dizayn edilmiştir. Böylelikle osilatör
145
ANALOG HABERLEŞME
Alper
jeneratörden fazla REJENERATÖR gibi davranmakta örneğin; sinyalde arta kalan bir miktar orijinal taşıyıcıyâ ihtiyaç duymaktadır. Bunun anlamı da, devrenin sadece yarı bastırılmış DSB taşıyıcısı ile çalışacağıdır (tamamen bastırılmış taşıyıcı ile değil). Doğru çalışma limitleri anlaşılıp incelenecektir. Pratik işlere geçen deneyde bıraktığınız yerden devam ediniz: B4200A vericisi, B4210A alıcısına alışagelmiş AM sinyalleri gönderip bu sinyaller hoparlörde duyulmaktadır.
146
ANALOG HABERLEŞME
Alper
147
ANALOG HABERLEŞME
Alper
Osiloskop probunu (CH1) çarpan (beating) osilatörün (B11) çıkısına ve diğer probu (CH2) de modüleli sinyal çıkışına bağlayınız. Taşıyıcının seviyesini yavaşca yükseltiniz ve DC+sinyal seviyesi değişimini CH2 de gözlemleyiniz. Bu durum Şekil 7A'da gösterilmektedir. 148
ANALOG HABERLEŞME
Alper
Taşıyıcının seviyesini uygun bir değerde bırakınız, daha sonra taşıyıcı rejeneratörüne hareket (pace) kaybettirmek ve alıcının ayarını bozmak için ince ayar düğmesini bir yada öteki tarafa doğru yavaşca çeviriniz. Bu olunca, orijinal ses üzerinde (zayıflatılmış) olarak bir ıslık sesi duyacaksınız. f3unun nedeni de gelen taşıyıcı, frekansta takip edilemeyen ve jeneratörden gelen sinyal ile çarpıtılmaktadır (beat). Normal ayara geri getiriniz. De modülasyon dalga şeklini izlerken, vericideki Denge düğmesini daha dengeli AM 'e doğru çeviriniz (DSB sinyalindeki taşıyıcıyı azaltınız). De modülasyon dalga şekli lineerliğini kaybetmeye başladığı zaman istenilen de modülasyon taşıyıcı genliğini ayarlayınız ve vericideki DSB sinyalinin dengesini demodülatörün çıktısındaki lineerliğin korunamayacağı şekilde ayarlayınız. Denge düğmesini daha fazla oynatmadan, osiloskop probunu vericiden anten çıkışına götürünüz. Sinyalin p-p genliğini ölçünüz ve kaydediniz. Geçici olarak modülasyon giriş sinyali kablosunun bağlantısını kesiniz. Osiloskopta sadece taşıyıcı izleniyor olmalıdır. Bu değeri de ölçünüz ve kaydediniz. B4200A kılavuzunun Deney no. 2 'de öğrettiği gibi, kaydedilmiş rakamlardan yan bantların (sidebands) genliğini hesaplayınız. Bundan çıkarabileceğimiz sonuç, alıcının senkronize de modülasyon yapabilmesi için yan bantların genliğinin taşıyıcı genliğine oranının minimum olduğu bir değer vardır. Bu değeri hesaplayınız.
• DENEY N0.6 ARIZALARIN BULUNMASI VE ÇÖZÜMLENMESİ B4210A eğitim seti, panelin arkasında çıkarılabilir kapağın altından ulaşabileceğiniz bir mikroşalter tarafından çalıştırılan hata simülatörü ile donatılmıştır. Hatalar, Öğretmen tarafından, 8 mikroşalterden birisini çalıştırılarak elde edilir, her bir mikroşalter bir simüle olmuş hataya tekabül etmektedir. Öğrenci, sistemin çalışma prensiplerini anladıktan sonra hataları izlemeye başlamalıdır. Öğrencinin mikroşalterleri saklayan kapağı kaldırıp, çözümü burada araması son derece yanlıştır, çünkü bu ona pek yardımcı olmaz. Hatanın bulunmasından çok anlaşılması önemlidir.
• B4220A FM / PM VERİCİSİ EĞİTİM SETİ • GENEL AÇIKLAMALAR Bu eğitim seti, marş ile seçilebilir frekansta, 88-108 MHz 'de çalışan tam bir verici içermektedir.
149
ANALOG HABERLEŞME
Alper
Eğitim seti, herhangi bir stereo FM vericisi ile beraber çalıştırılabildiği gibi, tam bir FM verici / alıcı sisteminin öğretimini tamamlamak için B42208 FM alıcısı ile kullanılması tavsiye edilmektedir. Vericinin mimarisi, referans paneldeki kristal osiloskop ve bölücü ile yapılan ve VHF frekansında çalışan bir PLL sisteminin merkezi çevresinde inşa edilmiştir. VCO ve frekansı, Direk Frekans Modülasyonu ve Dolaylı Modülasyonu ve PM 'i sergilemek üzere değiştirilebilir. Sentez olarak verici aşağıdaki devre bloklarını içermektedir : . Ön-vurgulamalı (pre-syntesis) ses giriş amplifikatörü . Mikroşalterden ayarlanabilen kristal osiloskop ve frekans bölücüsü Referans sinyali için Faz modülatörü . Faz kıyaslayıcısı, ayarlanabilen mikroşalter tablo bölücüleri, ölçücüsü, ve VCO'lu bir VHF Faz Kilitli Loop cihazı . RF ve güç ampflikatörü Verici, +15 V 'li bir dış stabilize cihazı tarafından çalıştırılır. Vericinin çıkış gücü yayın servislerinin karışmasını önlemek için sınırlanmıştır.
• KARAKTERİSTİKLER, ÖZELLİKLER VE DEVRE MODÜLLERİNİN KULLANIMI Bu bölüm panelin karakteristiklerini, özelliklerini ve devre modüllerinin kullanımını anlatmaktadır. Öğrenci deneyleri yapmadan önce, cihazları tanımak için bu bölümü dikkatlice okumalıdır. Aşağıdaki açıklamalarda şekil 1'e, panelin ön görüntüsü, ve şekil 2'ye, şema diyagramı, olarak deyinilmektedir. Önvurgulu ses ampflikatörü Bu modüle edici sinyalinin giriş ampflikatörüdür. Bu devrenin fonksiyonları şunlardır : Seviye adaptasyonu: AF sinyalinin mevcut giriş seviyesi 0.6'dan 0.75 Vpp 'ye kadardı r Öz direnç eşleşmesi Ön-vurgulama. Bu işlem, kompleks feedback ağı IC8 (bak. şekil 2) tarafından yapılır
150
ANALOG HABERLEŞME
Alper
151
ANALOG HABERLEŞME
Alper
Faz Kilitli Loop Verici sisteminin en önemli kısmı aşağıdaki devre bloklarından oluşmuş PLL sentezcisidir (bak. şekil 1 ): · Voltaj kontrollü Osilatör, Yaklaşık 80 ile 100 MHz aralığında çalışan bu osilatör, Varicap diotları D8 ve D9, polarizasyon voltajı tarafından frekansı kontrol edilen transistör TR1 'i içermektedir. · Prescaler, bir ECL entegre cihazı olan hızlı bölücü IC4'dan oluşur. · Programlanabilinir Bölücü, IC7 ve ilgili devrelerden oluşur. Programlama, DİP Şalteri'nin 5 mikroşalterlerinden birini ayarlamakla elde edilir. Bu da vericinin işlem frekansını ayarlar. 152
ANALOG HABERLEŞME
Alper
Faz Kıyıaslayıcısı, Bölücülerden geçip VCO 'dan gelen sinyali ana osilatörden gelen referans sinyali ile eşleştirir. Faz kıyaslayıcısı, IC6/1 , EX OR bölümünü içerir. Bu bölüm az, faz hatası ile orantılı bir sinyal üretir ve bu sinyalin şekli ise bir değişken işlem döngüsündeki kare dalga şeklindedir. Daha sonra bu sinyal filtre ağından (R26, R27, R28, R29, C13, C53, C15) geçirilerek düzeltilir. Bu sinyal, VCO polarizasyonunu kontrol etmek için sisteme verilen bir "hata sinyali"dir. Böylece tüm sistem bir PLL gibi çalışır. Unutmayın ki, hata sinyali bir AF sinyali (şekil 1'deki girdi B10'undan) ile toplanır, ve bu da PLL halkasının kilitlenme frekansını modüle eder. · Frekans Üretim zinciri. Sistemin bu kısmı yukarıda anlatılan PLL zincirinin yüksekkararlılık frekans referans sinyalini temin eder. Bu kısım quartz-kontrollü ANA Osilatör, bölücüler ve faz modülatöründen oluşmaktadır (bak. şekil 1 ). Şekil 2'niıı şemasında, bu bloklar IC6 ve bunun kristal quartzları QZ, ICI, CMOS 4safhalı bölücüler, ve IC3'den oluşmaktadır. Ana osilatör, klasik bir devre olduğundan çok komut gerektirmez. Bölücü, IC1, 4 mikroşalterin ayarlanmasına bağlı olarak, 15, 16, 17, 18, bölebilir ve önceden ayarlanabilir. Bölme işlemi katsayısını seçebilme yeteneği, vericinin işlem frekans aralığını belirlemek içindir. Bu işlem daha sonra kılavuzda açıklanacaktır. 4 mikroşalter, panelin arka kapağını kaldırarak ulaşılabilinen DİP ŞALTER 'inin bir parçasıdır. · Bölücüyü takip eden faz modülatör, Dolaylı Modülasyon 'u (veya faz modülasyonu) göstermek içindir. Şunu da söyleyelim ki, bizim vericinin iki tane modülatörü vardır; birincisi, bu faz modülatörüdür. Bir diğeri ise VCO polarizasyon voltajının direk modülasyonudur. Bu duruma hiç bir endüstri-standartlarındaki vericide rastlanmaz çünkü bu cihazların iki tane modülatörü yoktur. Eğitim setinde iki modülatör öğretim amacı ile yapılmıştır. Faz modülatörü, tek-chip PLL olan ve çok iyi bilinen MC4046 entegre devresi, IC3 ile yapılmıştır. PLL ,bölücüden gelen referans sinyaline kilitlenir ve böylece çıkışında referans sinyalini "tekrarlar". Fakat VCO kontrol voltajına (IC3'deki 9 numaralı uç) AF sinyali eklendiğinde, çıkış faz modüleli olur. PLL zinciri referansa kilitli kalır, fakat AF sinyali 'nin genliğine orantılı olan referans (14 nolu uç) üzerinden çıkış sinyalinin faz değişimi (4. nolu uç) belirir. RF Kısmı VCO 'dan gelen VHF sinyali TR2 tarafından yükseltilir ve son RF amplifikatörü olan TR3 ile birleştirilir ve en son olarak da verici antenine gider. RF bölümü, eğitim setinin ön kısmından girilebilir küçük bir kart üzerine yapılmıştır. RF paneli, bazı jumper ile seçilebilir parçalar içermektedir : JP1: Bu jumper yerine koyularak, vericinin çıkışı, vericiyi ayarlamada kullanılacak olan ve DC seviyesi üreten bir RF dedektörüne bağlanır. JP2: 75 ohm dirençli bir yapay yükü, vericinin çıkışına bağlar. Bu da deney amacı için çıkışın yüklenmesini sağlar.
153
ANALOG HABERLEŞME
Alper
JP3: TR3 'ün emiter direncine paralel bir kapasite bağlar. Bu vericinin çıkış gücünü yükseltir. Güç ve uygunsuz radyasyon konusunda öğrencinin aşağıdaki bilgileri bilmesinde yarar vardır: · kontrolsüz aktarmalar yapılmamalıdır, zira bu durumda bu frekans aralığını kullanan halk yayın sistemleri ve diğer servisler bu durumdan rahatsız olabilirler; · B4220A vericisi, yanlış kullanıma karşı korunan çıkış bölümü ile donatılmıştır. Nominal işlem gücü, RF 'nin azaltılmış. amplifikasyonu ile, güç amplifikatörünün yaklaşık olarak 100 mW ya ayarlanması ile kısıtlanmıştır. Tabii bu cihazların doğru koşullarda ayarlanmalarına bağlıdır; · cihazların yanlış kullanımı, (yanlış anten yüklemi ve/veya RF bölümünün yanlış ayarlanması) RF bölümünün kontrol altına alınamayan frekanslarda FM radyasyonu üretmesine yol açar. Total gücün azaltılmış limitler dahilinde olması halinde bile bu durumdan kaçınılmalıdır. Aşağıda RF bölümlerinin tüm parçaları tarafından yapılan fonksiyonların özeti yer almaktadır: L1 VCO bobini. Sentezci referans a kilitlenecek şekilde ayarlanır. C44 Bir önceki RF ampflikatörünü son RF bölücüsü ile eşleştirir. C44 maksimum sinyal transferine ayarlanmalıdır. C45 RF çıkışı devresini anten ile eşleştirir.
• DİREK / DOLAYLI FREKANS MODÜLASYONU Daha önce de açıklandığı gibi, B4220A Vericisi, öğrenciye tam bir açıklama vermek için iki modülatörden oluşmaktadır. Modülasyon metotlarının geleneksel sınıflandırması direk ve dolaylı modülasyondur. Aslında bu bölümler, modern sistemlerde özellikle B4220A gibi PLL frekans kontrolü olan sistemlerde kullanıldığı zaman çok kararlılıkla çalışmazlar. Direk modülasyon sistemlerinde aktarılacak olan taşıyıcı direk olarak AF sinyali~ tarafından modüle edilir. Bu durumda B10 modüle edici girişi (bak. şekil 1 ) direk modülasyon girişi olarak görülmelidir, çünkü B10 VCO 'nun varikaplarının (varicaps) frekans belirleyici polarizasyonunu kontrol eder. Dolaylı modülasyon uygun bir frekansın taşıyıcı sinyalinin modüle edilmesidir (genellikle faz modülesi) ve bu sinyal daha sonra iletici sinyali oluşturmak için frekansta çarpılır. Bu yüzden B4220A vericisinin Faz Modülatörü dolaylı bir modülatör olarak işlem görülür "taşıyıcı" yı modüle eder (taşıyıcı frekans bölmesinden sonra gelen referans sinyalidir) ve bu da frekans çarpımcısı (multiplier) gibi davranan PLL frekans-sentezcisinin referansı olarak kullanılır.
154
ANALOG HABERLEŞME
Alper
Vericinin Çalışma Frekansı Vericinin bir PLL sentezcisini modüle olmuş jeneratör olarak kullandığı daha önceden açıklanmıştı. PLL zincirinin dinlenme frekansı panelin iletme frekansıdır. Bu değer PLL zincirindeki bölücülerin ölçüm faktörleri ve Referans Sinyalinin değeri tarafından belirlenir Referans Sinyali aynı zamanda mikroşalterler tarafından önceden ayarlanabilir. (Bak.şekil 4). İki grup şalterlerde yapılan ön ayarlama kombinasyonları çalışma frekansını belirler bu da aşağıdaki tablodan hesaplanabilir: PLL Zincirindeki Bölüm Faktörleri (Dip Şalter 1 ): şalter 1 açık "ON" şalter 2 açık "ON" şalter 3 açık "ON" şalter 4 açık "ON" şalter 5 açık "ON"
k=640 k=644 k=648 k=652 k=656
Ana Osilatörün Frekansı: 2.4576 MHz Referans Frekansının Bölüm Faktörleri ı(Dip Şalter 2) şalter 1 açık "ON" şalter 2 açık "ON" şalter 3 açık "ON" şalter 4 açık "ON"
h = 18; Frif = 2.4576/18 = 136.5 KHz h = 17; Frif = 2.4576/17 = 144.56 KHz h = 16; Frif = 2.4576/16 = 153.6 KHz h = 15; Frif = 2.4576/15 = 163.84 KHz
Şekil 4 ve tablo vermektedirler.
birleşik
olarak
vericinin
çalışmasında kullanılan frekans
Not : Her seferinde her DIP ŞALTER grubunda sadece bir tane şalter "açık" durumda olmalıdır. İşlemlerin, hiç bir şalter "açık" olmadan veya birden fazla şalter "açık" olarak yapılması halinde, doğru sonuç alınamaz. Verici, DIP ŞALTER 1 'in 5 inci ve DIP ŞALTER 2 'nin 3 üncü şalteri "ON" durumunda fabrika ayarlıdır. Buna göre de işlemin frekansı 100.7 MHz 'dir. Verici frekansının değiştirilmesi her zaman mümkündür. Eğer yeni frekans, bir önceki frekansa yakın değilse, vericinin yeniden ayarlanması gerekmektedir (bunu yapmak için bu kılavuzda verilen prosedürü takip edin). DIP ŞALTER 1 'e panelin ön kısmından ulaşılabilirken, DIP ŞALTER 2'ye panelin arka kapağını geçici olarak kaldırmakla ulaşılır.
155
ANALOG HABERLEŞME
Alper
156
ANALOG HABERLEŞME
Alper
• DENEY NO. 1 ÖN VURGULU (PRE EMPHASİS) GİRİŞ AMPLİFİKATÖRÜ Açıklamalar: Bu alıştırma amplifikatörün ön vurgulama karakteristiklerini kaydetmek içindir. Bu yüksek seviyeli deneyi yapmak isteyen öğrencilerin, aletlerin kullanımlarını ve test prosedürlerini bildiklerini düşünerek, yapacağımız deneylerde bu detaylar verilmemiştir. Gerekli olan aletler: · Çift izli osiloskop, 2OMHz · Ses sinyal jeneratörü (sinüs dalgası 0'dan 20 kHz 'e kadar) · Frekans Metresi
157
ANALOG HABERLEŞME
Alper
prosedür: Ses girişine 600 mVpp 'lik bir audio ses uygulayın (nominal seviye 500mVpp'den 750 mVpp 'ye kadar). Test noktası B3'de ön vurgulu ses ampflikatörünün çıktısını görüntüleyin (bak.şekil 5). · Vericiyi hiç bir zaman açık AF sinyalinde çalıştırmayın. Alınan gürültü (no ise) bir ses (sound) olarak aktarılır. Ses aynı zamanda gözlemlerinizi de bozabilir. Kullanılmayan girişi etkisiz hale getirmek için kapatın veya seviye kontrolünü ters saat yönünde tutun. · Sabit genlikte giriş sinyalini 0 ile 20 KHz frekans aralığında değiştirin ve ses amplifikatörlerinin ön vurgulu karakteristiklerini inceleyin.
• DENEY NO. 2 FREKANS SENTEZCİSİ / FM DİREK MODÜLATÖRÜ Açıklamalar: Sentezcinin çalışması incelenmekte ve ayarları yapılmaktadır. Aynı zamanda, FM modülasyon işlemleri çalışılmaktadır. Gerekli aletler: · Çift izli osiloskop · Frekans sayacı · LF sinyal jeneratörü (sinüs dalgası 0'dan 20 KHz 'e kadar) Prosedür: 1 ) Quartz Kontrollü Referans Jeneratörü QZ, ana osilatörü 2.4576 MHz 'de kontrol eder. Osilatörden gelen sinyal IC1 'den oluşan bir bölücü zincirden geçer. Bu yolla üretilen referans sinyali "FRIF" TP 'c:e elde edilen 153.6 KHz lik bir kare dalgadır. Bu dalgayı inceleyin ve ölçün.
158
ANALOG HABERLEŞME
Alper
2) VCO, Prescaler ve 8ölücüler · Daha önce de belirtildiği üzere, TR1 voltaj kontrollü VMF osilatörüdür. Bunun çıkış sinyali IC4 'e gönderilir ve burada bölünür, ve IC7. tarafından bir kere daha bölünür. Programlanabilir bölücüyü DIP şalter no. 5'i kapatarak ayarlayınız. Buna göre vericinin 100.7 MHz 'de çalışması beklenir. CH t osiloskop bağlantı çıkışını, B7 deki FRIF 'e (153.6 KHz) ve CH2 probunu da . B8 deki FO 'a bağlayınız. FRIF 'i tetikleyin. FRIF ve F0, EX-NOR faz kıyaslayıcısının (comparator) iki girişidir. Bu iki iz (trace) sabit göründüğünde ve osiloskop 'ta eşitlendiğinde PLL kilitlenir. PLL kilidini kontrol ederken, sıfır AF girişi kullanın (yoksa bir iz diğerine göre sarsılır). Aynı zamanda vericinin çıkışına uzunluğu en az 80 cm olan bir anten teli bağlayın. Bunun nedeni, son RF amplifikatörü tarafından üretilen gücü kaldırmaktır. Eğer güç, yük 'e bağlanmaz ise, VCO osilatörüne ve bir önceki bölücüye yeniden verilir ve bu durum da sabitsizlik yaratır. 159
ANALOG HABERLEŞME
Alper
· PLL 'yi kilit durumuna ayarlamak için, endüktif olmayan bir aletle, tercihen merkez pozisyonundan başlayarak L1 üzerinde çalışın. · Osiloskop'u gözlemlerken bir taraftan da L1 'in merkez vidasını yavaşca saat yönünde çevirin.' Her iki FO ve FRIF sabit ve birbirlerine eşit göründükleri zaman durun. Bu işlemi yaparken, çalışma zemininden en az 2 metre uzaklıkta, 100.7 MHz lik bir FM alıcısı bulundurmak uygun olur. PLL 'nin kilitli olmadığı durumda, alıcıda sadece serbest sesler (istasyon sesi olmayan sesler) duyulabilir. PLL kilitlendiği zaman, osiloskopta ki iki iz durgun bir hale gelir ve aynı zamanda gürültü kesilir (vericide AF 'nin sıfır olduğu ve böylece sadece modüle olmamış taşıyıcının iletildiği farz edilmiştir). Bu arada harmoniklere kilitlenmemeye dikkat edin. İki izin de aynı frekansta eşit görünmesi şarttır. · L1'in merkezini FO ve FRIF arasında 90 derecelik bir faz değişimi verecek şekilde ayarlayın. Bu en iyi işletme koşuludur. Standart 500 - 750 mVpp, 1 KHz 'lik sinüs dalgasını verici girişine uygulayın ve . amplifikatör çıkışını DİREK MODÜLASYON elde etmek için amplifikatör girişine bağlayın. FO ve FRIF 'i görüntüde bırakarak AF seviye düğmesini maksimuma getirin. FRIF 'in giriş seviyesine oranla nasıl belirdiğini görün. Bunun nedeni frekans değişikliğidir. FM alıcısı şimdi aktarılan tonu almaktadır.
• DENEY NO. 3 DOLAYLI MODÜLASYON (FAZ MODÜLASYONU) Açıklama: Bu alıştırma bir önceki alıştırmayı, sentez halkası değişim metoduna bir başka metod sunarak tamamlamaktadır. Bu metodun içeriği VCO 'ya direk değişim yerine referans sinyaline Faz Modülasyon (dolaylı modülasyon) uygulama metodudur. Gerekli aletler: Çift izli osiloskop Frekans sayacı LF sinyal jeneratörü sinüs dalgası 0'dan 20 KHz 'ye kadar Prosedür: Şekil 6 da gösterilen bağlantıları yapın. Ses sinyali "DOLAYLI MODÜLASYON" (INDIRECT MODULATION) isimli girişe uygulanmaktadır. Böylece referans sinyalinin faz modülatörü kullanılmaktadır. CH1 osiloskop bağlantı çıkışını 86 'ya ve CH2 'i B7 'e bağlayın, böylece referans sinyalini faz modülasyonundan önce ve sonra görüntüleyebilirsiniz. CH1'i tetikleyin. Modülasyon sinyali olarak 1 KHz 'lik 500 den 750 mVpp 'ye kadar olan bir sinüs dalga uyarlayın.
160
ANALOG HABERLEŞME
Alper
Ses amplifikatörünün seviyesini yükseltirken CH2 deki modülasyonlu referans sinyalinin görüntüsünü inceleyin. İletilen sinyali görüntülemek için 100.7 MHz 'e ayarlanmış bir FM alıcısı kullanın (eğer DİP ŞALTERLERİ 1 ve 2 fabrika ayarlarında ise bu seviye verici frekansıdır). Bir önceki deneyde de gördüğünüz gibi vericinin işlemlerini çalışmaya devam edin.
• DENEY NO. 4 RF KISMI Açıklama: Sentezci / modülatör işlemlerinin analizinden sonra, vericinin anlatımını tamamlamak için RF kısmı anlatılmaktadır. Gereken aletler: . Çift izli osiloskop, 20 MHz (eğer arzu edilirse) 100 MHz osiloskop . Avometre (multimeter) . Frekans metresi . LF sinüs dalga üreticisi (0'dan 20 KHz 'ye kadar)
161
ANALOG HABERLEŞME
Alper
162
ANALOG HABERLEŞME
Alper
Prosedür: Verici, RF çıkış seviyesini görüntülemek için antene paralel olarak bağlanmış RF prob devresi ile temin edilmiştir. Prob, RF seviyesini belirten bir DC çıktısı üretir. Aletleri daha önceki deneylerde gördüğünüz gibi hazırlayın: AF girişine 1 KHz, 500 ile 750mVpp arası bir ses (tone) uygulayın. AF amplifikatör çıkışını vericinin Direk Modülasyon girişine (f310) bağlayın. Osiloskopun CH1 girişini FRIF 'e ve CH2 girişini ise FO 'a bağlayın (FRIF ve F0, sentezci /modülatör 'ün faz kıyaslayıcısına verilen girişler olup, sırasıyla şekil 6'da B7 ve B8 olarak isimlendirilmişlerdir.) FRIF 'i tetikleyin. Bir anten veya 80 santimetrelik bir teli anten olarak bağlayın. RF monitör devresini antene bağlamak için JP2 jumperının kullanın. Avometre yi toprak hattı ile TP "RF metre" arasına, (B11), bağlayın. DC voltmetre işlemi için hazırlanın, 10 V tam ölçüm, DIP SW 1 5 inci şalterinin ve DIP SW 2'nin 3 üncü şalterinin fabrika ayarlarında olduğunu kontrol edin. Buna göre aktarılan frekans 100.7 MHz' dir. Aleti açın. Osiloskop'u görüntüleyerek kilit durumunu kontrol edin. İki izin de aynı görünmesi gerekmektedir ve ikisinin de sabit olması gerekir, birbirleri arasında 90 derecelik bir değişim olmalıdır. Eğer PLL kilitlenmiş görünmüyorsa, bu durumu elde etmek için L1'in merkez vidasını ayarlayın. Eğer kilitlenme zor veya sabit değilse bunun nedeni RF kısmının stabilitesinin olmayışındandır. Anteni devrelerden uzaklaştırın. Zorluk hala devam ediyorsa, RF güç amplifikatörü ile sürücü arasındaki eşleşmeyi bozmak için C44 'ü 1/8 lik bir çevirme ile her hangi bir yöne doğru çevirin. Daha sonra PLL 'yi kilitlenmeye ayarlayın ve C44 'ü aşağıdaki gibi ayarlamaya devam edin: Kilit durumunu görebilmek, için bir gözünüz osiloskopta ve seviyeyi kontrol etmek için de diğer gözünüz avometre olsun. C44 ve C45 'i, avometre de maksimum belirti için ayarlayın. Yaklaşık olarak 2 V 'luk bir belirti yeterlidir. Bu belirtini 7-10 V arasına birden yükselmesi RF devresinin kendi osilasyonu ve stabilite bozukluğu olarak anlaşılmalıdır. Bu durumda, C44 ile eşleşmeyi tekrar bozun ve daha doğru bir C44 ve C45 kombine pozisyonu bulun. RF tepe dedektörünün voltaj göstergesi anten girişi üzerindeki tam bir voltaj belirleyicisi olarak değil, vericiyi ayarlamada yardımcı olmak için inşa edilmiştir. En son olarak, kilitlenme durumuna ulaşıldığını kontrol etmek için aleti arada bir açıp kapatın. İşlemden daha da emin olmak için, anteni kısa bir süre için yerinden çıkarın. PLL kilitli kalmalıdır. Anten bağlantıdan çıkarılmışken aleti açıp kapayın. PLL her seferinde kiliti durumunu koruyacaktı r.
163
ANALOG HABERLEŞME
Alper
Vericinin işleminin son kontrolü: bir FM alıcısını 100.7 MHz 'e ayarlayın, iletilen sesi dinleyin. Alıcının ayarını 88/108 MHz aralığına getirin ve bu aralıkta yapay radyasyon olmadığına dair kontrol edin. Not: Bunu yaparken, alıcıyı vericinin çok yakınında bulundurmayın. Bunun nedeni şudur: vericinin çalışması kare dalga sinyali ile çalışan frekans sentezcisine (multiplier) bağlıdır, Kare dalgalarının yüksek harmonik içerikleri vardır ve bu sebeple verici alıcıya yakın konulduğu zaman doğru bir sinyal (100.7 MHz) artı alıcının ölçüsünde çeşitli yerlerde duyulabilir fakat zayıf bir yapay enerji yakalar. Eğer vericinin arkası kapalıysa ve alıcı vericiden en az 5 metre uzaktaysa bu etki ihtimal edilir duruma gelir. Bir başka yapay radyasyon kaynağı da osiloskop bağlantı çıkışıdır. Eğer bu bağlantı ,çıkışı, kare dalga sinyallerinin mevcut olduğu bir test noktasına bağlı ise yapay radyasyon elde edilir. Diğer tarafta, osiloskop bağlantı çıkışını panele bağlı olarak bırakmak radyasyonu arttırır, çünkü bu durumda verici toprak hattı (ground) ve şasesi Osiloskop şasesi üzerinden osiloskopun koruma toprak hattına bağlanmıştır. Bu deneyler, az deneyimli öğrencilerin cesaretini kırmak değil, tam tersine, yüksek frekanslarda cesaretlendirmek ve öğrenciyi bu efektleri kullanmasında harekete geçirmek için planlanmıştır.
• B4220B FM STEREO ALICISI EĞİTİM SETİ • ÖNSÖZ Bu eğitim seti, 88-108 MHz band genişliğinde çalışan ve gelişmiş bir dizayn ile tün kademelerinde entegre devrelerin kullanıldığı bir FM alıcıyı ihtiva etmektedir. FM komünikasyon eğilim sisteminin tam olarak açıklanabilmesi için, bu eğitim sisteminin B42.20A stereo verici ile birlikle kullanılması önerilir. Alıcı aşağıdakileri kapsamaktadır Gelişmiş bir IC etrafında inşa edilmiş RF amplifikatör / local osilatör / mixer Varicap frekans ayarı ve otomatik frekans kontrolü (AFC) Piezo-seramik filtreli IF ön-amplifikatörü Gelişmiş bir diğer monolitik IC etrafında inşa edilmiş IF amplifikatörü / AGC kontrolü ve FM dedektörü 164
ANALOG HABERLEŞME
Alper
Plot taşıyıcı LED indikatörü ve de-emphasys devre ile stereo decoder Ton ve ses kontrollü iki kanallı ses amplifikatörü Tüm alıcı bölümlerini kap~ayan ve mikro anahtarlarla çalıştırılabilen yapay hatalar Eğitim seti
+ - 1
5V çıkışlara sahip harici bir güç kaynağı ile çalıştırılmaktadır.
Bu eğitim seti, aşağıdaki kalemleri kapsayan temel ve üst seviye telekomünikasyon kursları ile meslek eğitim kurslarında kullanılabilir. FM süper heterodin alıcısının çalışma prensipleri deneyleri Alıcının herbir bölümünün ölçüm ve kalibrasyomlaı Arıza bulma teknikleri üzerinde pratik çalışmalar
• GENEL TANIMLAR Alıcının ön bölümü, ana baskılı devre üzerine monte edilmiş küçük bir baskılı devrE üzerinde bulunmakta olup, bu bölüme ön panelden ulaşılabilir. RF amplifikatör ve mixer / konvertör fonksiyonları gelişmiş bir IC olan IC1 ile yerine getirilmektedir. L2 osilatör devresinin bir parçası olarak işlev görürken L1 anten sinyalin IC1 'e ulaştırır. L1 ve L2 'nin sekoncler sarımları varicaplar ile akort edilir ve elektrikse olarak bileşik polarizasyonları sağlanır. L3 birinci ara transformatörü konumundadır. Filtre edilmiş IF sinyali yükseltilmek üzere L1'in sekonder sargısından TR1 transistörüne gönderilir. TR1 transistörü 10.7 MHz seramik filtreyi sürmektedir. Daha sonraki sinyal işlemleri bir monolitik IF işlemcisi olan ve IF amplifikatör, Limiter, FM Dedector, AF=C ve AGC jeneratörü fonksiyonlarını kapsayan IC2 (LM3089) tarafından yürütülür. L4, FM dedektör bobinidir. IC2 'nin çıkış sinyali 'bir stereo decoder olan IC3 ile işleme ta tutulur. IC3, bünyesinde bulunan PLL, giriş sinyalinin 19 KHz deki pilot taşıyıcısına kitler Kitleme işlemi stereo LED göstergesinin yanması ile anlaşılır ve bileşik compos stereo sinyal üretilir. IC3 'ün çıkışı Sağ ve Sol kanallardan oluşmuş ve kodu çözülmüş iki adet LF sinyalidir. çıkışlara istenen standart sinyal yapısını sağlamak için devre elemanları bağlanmıştır.
165
ANALOG HABERLEŞME
Alper
İki kanaldan oluşan stereo sinyal Tone, Ses ve Balanca kontrollerinden geçtikten sor yükseltilmek üzere, IC4 ve IC5 den oluşan iki kanal ses amplifikatörüne geçer. Kolay referans için aşağıdâ tüm kontrol ve ayar noktalan belirtilmiştir. P1 Frekans ayarı P2 Frekans aralığı üst nokta ayarı P3 Frekans aralığı alt nokta ayarı L1 Giriş seçici devresi L2 Osilatör bobini L3 Birinci If transformatörü L4 Dedector bobini P4 P5 P7 P8 P9
Sessizleştirme aralığı Bass ton kontrolü P6 Tiz ton kontrolü Kanal balance ayarı Ses Kontrolü Stereo decoder serbest frekans ayarı
DENEY NO 1 ALICININ İŞLETİLMESİ Açıklamalar Bu deney, önceki laboratuvar derslerinin sonucu olarak alıcının iyi bir şekilde kalibre edilerek bırakıldığını kabul etmektedir. Eğer alıcı çalışmıyorsa, alıcının işletilmesi konusunu tekrar incelemek gerekebilir. Böyle bir durumda De;ney No. 2 önceli yapılmalıdır. Alıcının üzerindeki fonksiyonel çalışma, devrelerde bulunan anahtar noktalardaki dalga yapılarının incelenmesini ve açıklanmasını kapsamaktadır.
166
ANALOG HABERLEŞME
Alper
167
ANALOG HABERLEŞME
Alper
168
ANALOG HABERLEŞME
Alper
169
ANALOG HABERLEŞME
Alper
170
ANALOG HABERLEŞME
Alper
Bu deney için aşağıdaki cihazlar gerekmektedir : Çift izli, 20 MHz osiloskop, (isteğe bağlı olarak) 100 MHz Osilascop, Multimetre, Frekans sayıcı, FM sinyal jeneratörü Yöntem : 1) Alıcının ön bölümü ve Frekans ayarı Uygun bir anten (80 cm uzunluğundaki bir tel yeterli olacaktır) bağlayınız ve cihazı açınız. Multimeteyi “LEVEL Meter” çıkışına (B10) bağlayınız ve DC voltage 5V F.S seviyesine ayarlayınız. İlk olarak frekans ayarlama sistemini devre şeması üzerinde inceleyiniz ve daha sonra multimeteyi B14 'ün uçlarına bağlayarak frekans ayar voltajının maksimum ve minimum değerlerini inceleyiniz. Aynı ölçüm Tunerin plastik kapağı açılarak C46 'nın uçlarından da yapılabilir. Multimeteyi direk olarak varicap 'ların uçlarına bağlamayınız. Çünkü bu durumda polarizasyon değişecek ve alıcı çalışmayacaktır. Veya : bağlayınız ve alıcının çalışmadığını gözleyiniz. IC2 tarafından oluşturulan AFC sinyali R15, C7 ve R14 'den meydana gelen yüksek empedans filtresinden geçer ve frekans ayar devresine ulaşır. AFC sinyali, yaklaşık 5 ile 6 V arasında bir DC seviyede olup, bu sinyal dedektörde üretilir ve değeri, IF sinyalinin nominal IF değeri olan 10.7 MHz den ayrılırken artar veya azalır. Bu sinyal, alıcının akord voltajını kontrol etmekte kullanılır, böylece seçilen istasyonda doğru akord yapımı garantilenmiş olur. Osilaskop probunu B12 ucuna bağlayın ve AFC sinyalini skala çevresinde ayarladığınız biçimde gözlemleyin. Güçlü bir istasyon aldığınızda durun ve daha sonra ayar düğmesini en iyi ayar pozisyonu çevresinde hafifçe değiştirin. Bu esnada AFC sinyalinde meydana gelecek değişiklikleri istasyon tamamen kayboluncaya kadar gözleyin. Otomatik kontrol 'ün nasıl oluştuğunu açıklayın. IC1 'in 11 inci ayağına bağlı olan frekans sayıcı ile lokal osilatör frekansını ölçün. IF frekansının 10.7 MHz olduğunu bilerek frekans ayar aralığını hesaplayın. Eğer frekans ayar aralığının ayarlanmasına gerek olduğunu düşünüyorsanız, bu ayar P2 ve P3 ile yapılabilir. Ancak bu işlemin nasıl yapıldığı bir sonraki deneyde anlatılacaktır. 2) IF Kademesi
171
ANALOG HABERLEŞME
Alper
IF sinyalini izlemek için osiloskobu L3 'ün sekonder sargısına veya B13 ucuna bağlayın. Frekans ayar düğmesi ile istasyon ayarlarını değiştirin ve istasyonun güçlü ve zayıf olduğu yerler ile kanalın boş olduğu yerlerdeki IF frekansının ortalama genliğinin nasıl değiştiğini gözleyin. Osilascop üzerinde görülen IF, yatay band üzerinde olup, çok iyi anlaşılamayan çizgilere sahiptir. IF 'ı TR1 tarafından yükseltildikten ve CF ile filtre edildikten sonra tekrar izleyin. IC2, birçok fonksiyonunun yanında, daha öncede görüldüğü gibi AFC voltajı ve dahili olarak IF kazancını kontrol eden AGC voltajını üretir. Mono ses sinyali (89) test noktasında bulunmaktadır. Osilaskop ile bu sinyali izleyiniz. 3) Stereo Decoder Stereo decoder olan IC3, giriş stereo sinyalinin 19 KHz pilot taşıyıcısına kitlenen bir PLL 'e sahiptir. Osilaskop prob larını "19 KHz monitör" olarak işaretlenmiş test noktalarına bağlayınız (B8) ve dalga yapısını (kare dalga) inceleyiniz. Osilaskop prob larını sökerek yerine frekans sayıcı prob larını bağlayınız ve stereo istasyonları ayarlayarak tekrar ayarı bozunuz. İstasyon ayarı bozulduğunda PLL 'nin serbest çalışma frekansına döndüğünü (bu frekans 19 KHz 'e çok yakın bir frekanstır), istasyon ayarı iyi iken 19 KHz 'de kitlendiğini gözlemleyiniz. Osilaskop prob larını ses çıkışlarına bağlayınız (B6 ve B7) ve bu noktalarda sinyal inceleyiniz. Stereo istasyonlar için sinyal, aşırı yüksek frekanslardan dolayı etkilenmiş ve de multiplexing işleminin sonucu olarak küçük bir genliğe sahiptir. Bu durumda ses görüntüsü çirkin olacak ancak çok yüksek frekanslar insan kulağı tarafından duyulamayacağı için ses kalitesinde bir bozulma olmayacaktır. 4) Tone Kontrolleri Bu bölüm tam olarak klasik bir görünümdedir. Bass ve tiz kontroller ayrı olarak yapılmaktadır. Devrenin iki bölümü (sağ ve sol kanallar) aynı anda birleşik potansiyometreler ile kontrol edilir. Tone kontrol devreleri, her kanal için ayrı olarak bulunan alçak ve yüksek frekans komponentleri ile çalışır. Osilaskop prob larını değişik test noktalarına uygulayarak dalg2 yapılarını izleyiniz. Bu deney bir FM jeneratörünün sinyal kaynağı olarak anten girişine uygulanması ve alıcının bu frekansa ayarlanması ile çok etkin bir şekilde yapılabilir. Tekbir frekansın demodüle ses sinyali olarak ulaşması, devrenin çalışmasının anlaşılmasını daha basit ve açık bir hale getirecektir. 5) Ses Amplifikatörü IC4 ve IC5 'dan oluşmuş iki adet eşdeğer devreden oluşmaktadır. Bu monolitik se: amplifikatörleri çok popüler olup birçok ticari ses sistemlerinde uygulanmaktadır. Değişik ses seviyelerinde, giriş ve çıkışlarda dalga yapılarını izleyiniz ve yüksek se~ seviyelerinde distorsiyonun tırmanışını izleyiniz.
172
ANALOG HABERLEŞME
Alper
• DENEY NO. 2 ALICININ KALİBRASYON VE AYARLARI Açıklamalar : Ayar işlemlerinin tam olarak açıklanabilmesi amacı ile, alıcının yeni ve kalibrasyonları hiç yapılmamış bir alıcı olduğu kabul edilerek baştan sona tüm ayarlarının nasıl yapılacağı bu bölümde anlatılacaktır. Gerçek bir uygulama ile açık ayar ve kalibrasyon işlemleri öğrenciler tarafından uygulanacaktı r. Bu deney için "aşağıdaki cihazlar gerekmektedir : Çift izli, 20 MI-iz osilaskop, FM sinyal jeneratörü, Multimetre, Frekans sayıcı, Yöntem : Multimetre yi DC voltmetre bölümünde 5V FS 'e ayarlayarak "LEVEL METER" ölçüm noktası ile toprak ucu arasına bağlayınız. P2 ve P3 'ü (ses frekans ayar aralığı uç nokta değerleri) saat ibresinin ters yönünde tamamen çeviriniz. Frekans ayar potansiyometresini saat yönünde tamamen çeviriniz (maksimum frekans ayar noktası) Şu anda herhangi bir anten bağlı olmadığından RF ve IF sinyalleri bulunmamaktadır. Bu durum stereo-decoder PLL 'nin serbest çalışma frekansının ayarı için iyi bir durumdur. Frekans sayıcıyı doğru test noktasına bağlayarak l9KHz değerine en yakın değeri okuyana kadar P5 ile ayar yapınız. Anteni ve FM jeneratörü bağlayınız. Yeterli sinyal zayıflatmasını sağlamak için anten olarak kullanılan tel ile fm jeneratör çıkışına bağlanan teli birbirine sarınız. Jeneratörü yayın frekansının üst noktası olan 108 MHz değerine ayarlayınız. L1 bobininin çekirdeğini orta noktaya getiriniz. Ses ayar seviyesini maksimum değerine ve L4 demodülatör bobini çekirdeğini tamamen çıkacak şekilde ayarlayınız. L2 osilatör bobininin çekirdeğini yavaşça jeneratörün frekans değerini buluncaya kadar çeviriniz (frekans bulunduğunda hoparlörlerden sinyal duyulmaya ve multimetre de değer okunmaya başlanacaktır). Frekans ayar düğmesi daha önceden saat yönünde tamamen çevrildiğinden (frekans ayar aralığı üst noktası) ve hassas ayarın minimum değerinde olan P2 ile yapılacağından osilatör bobin çekirdeğini yarım tur geri çeviriniz. 173
ANALOG HABERLEŞME
Alper
Jeneratör sinyalini tekrar bulana kadar P2 ile ayar yapınız. Bu işlem tamamlandıktan sonra jeneratör frekansını 88 MHz 'e ayarlayınız ve frekans ayar düğmesini saat ibresinin ters yönünde tamamen çeviriniz ve P3 ile sinyali bulana kadar ayar yapınız. · Şu andan itibaren gerçek FM istasyonlarını veya jeneratörün frekansını izlemek mümkündür. Gerçek FM istasyonlarının izlenmesi önerilir. · Alıcıyı orta frekans değerlere yakın bir zayıf istasyona ayarlamaya çalışınız ve L4 demodülatör (yeşil renkli) bobin çekirdeğinin tamamen üst noktada olduğundan emin olunuz. Daha sonra P4 (ses kısıklık ayarı) ile maksimum ses seviyesini alacak şekilde ayar yapınız. · AFC sinyalini, B12 ucunu jumper kablosu ile topraklayarak geçici olarak sıfırlayınız. · Güçlü bir istasyon yakalayınız. IF bobini (L3, portakal renkli), frekans ayar düğmesi ve ön giriş bobini L1 ile daha önce bağlanmış olan multimetre de maksimum değer okuyuncaya kadar dönmeli ve hassas ayarlar yapınız. En iyi ayar için en azından üç veya dört defa dönmeli ayarlar yapılmalıdır. · AFC sinyalini görüntüleyebilmek için osilaskop prob larını bağlayınız. Demodülatör bobinini (L4, yeşil) AFC voltajını GV (besleme voltajının yarısı) olana kadar ayarlayınız. Bu işlem yapılırken, ses seviyesi yükselecektir. Ses seviyesini normal bir ayara getiriniz ve tekrar L4 (yeşil) bobini ile ayar yaparak ses seviyesinin maksimum olduğu noktayı bulunuz. Bu durumda demodülatör ayarı tamamlanmıştır. · B12 ucunu topraklayan jumper kablosunu çıkarınız. Bu durumda frekans ayar voltajına DC voltaj eklendiğinden istasyon ayar noktası bir miktar kayacaktır. Prensip olarak P2 ve P3 'ün tekrar ayarlanması gerekir, ancak eğer bu işlemlerin nasıl yapıldığı tarafınızca yeterince anlaşılmış ise tekrarlamaya gerek yoktur. · Alıcının kalitesini zayıf ve güçlü istasyonlara ayarlayarak kontrol ediniz (istasyonların zayıf yada güçlü olduklarını LEVEL METER göstergesinden anlayabilirsiniz). Bir stereo istasyona ayar yaparak Stereo LED 'inin yandığını kontrol ediniz.
• DENEY NO. 3 ARIZA ARAMA TEKNİKLERİ Açıklamalar : Özel durumların sonucu olarak meydana gelebilecek arızalar genel hatları ile bir arıza arama teknik rehberi şeklinde açıklanacaktır. Genel olarak arıza aranmak, belirtilerin dikkatli bir şekilde kontrol edilmesiyle başlar. Bu, arızanın sistemin hangi bölümünde olduğu konusunda bilgi verecektir. Şüphesiz ki öncelikle sistemin nasıl çalıştığı (en azından blok diyagram seviyesinde) konusunda bilgi sahibi olmak gerekmektedir. Bir kere arızanın hangi noktada olduğu saptanırsa, sinyalin akış yönüne göre ileri veya geri giderek kontrol yapılmasıyla arızalar tespit edilebilir. Bazı Örnekler : · Cihaz açılmasına rağmen herhangi bir çalışma emaresi yoksa: Bu ancak besleme voltajının cihaza ulaşmamasından kaynaklanır ve bu durumda voltaj besleme devresi kontrol edilir. 174
ANALOG HABERLEŞME
Alper
· Kanalların birinde ses yoksa: Bir sebebi olarak sinyalin iki kanala ayrılmasından sonra kaynaklandığı düşünülür ve bunun üzerinde çalışılır. · Stereo çalışma yoksa: Öncelikle bilinmelidir ki stereo sinyal stereo decoder katından alınır. Bu noktadan hareketle arıza takibi yapılır.
175
ANALOG HABERLEŞME
Alper
176
ANALOG HABERLEŞME
Alper
• B4220C STEREO KODLAYICI/KOD ÇÖZÜCÜ EĞİTİM SETİ • STEREO SINYAL KODLAMA/KOD ÇÖZME TEKNİKLERİ “Stereo” kelimesi, yunanca 'da "üç boyutlu" anlamına gelen bir kelimeden gelmektedir. Moderin anlamda stereoda ise üç boyut etkisi, dinleyiciden belli bir mesafe uzaklıkta bulunan iki-kaynaklı bir ses sistemiyle sağlanır. Stereo sistemde alıcı, iki-kaynaklı bir sinyali ayırabilecek, verici de iki kaynaklı program yaratacak şekilde dizayn edilmiştir. Stereo yayın için sadece FM kullanılır. Diğer modülasyon çeşitleri AM, DSB, SSB gibi FM’in sağladığı kaliteyi sağlayamazlar. Stereo kodlama, FM vericisinin akustik bölümü olarak kabul edilir ve ses devresiyle modülatör arasına yerleştirilir. Stereo kod çözücü, dedektör ve akustik bölümü arasındaki bir FM alıcısıdır. Şekil 1’deki iki ses kaynağı mikrofon olarak belirtiliyor; fakat herhangi bir çift-program kaynağı olabilirdi. Sol kanal için "L" (left), sağ kanal için se “R” (right) kullanılmıştır. Her kanal, bağımsız bir ön amplifikatöre sahiptir ve her kanalın çıkış seviyelerini dengelemek için genel bir kazanç kontrolü vardır. Genel kullanıma sunulan yeni bir sistem genellikle mevcut sistem ile uyumludur. Stereo yayıncılık, ancak FM-mono iyi bir şekilde kurulup milyonlarca FM-mono alıcısı kullanılmaya başladıktan sonra geliştirilmiştir. Stereo kodlama prosedürü standartlaştırılırken, mevcut sistem ile uyumlu olmasına dikkat edilmiştir. Yani tek-kanal alıcısının iki ses kanalının, kalite kaybı olmadan bir hoparlörden alabilmesi için iki ses kaynağı birleştirilmiştir. İki kanal alıcısı kullanan dinleyici aynı programı, iki ses kaynağı tarafından kullanılan iki hoparlörden, aynı anda duyacaktır. Bu işin ilk kısmını gerçekleştirmek için, sol ve sağ kanal sesleri mono-akustik (teksesli) bir program oluşturmak amacıyla 50 I-4z ile 15 kHz arsında bir frekansla basitçe birbirine eklenir. Bu sinyal "L+R" olarak adlandırılır. Bu, Şekil 1'de iki kare dalgasının toplamı olarak; Şekil 2'de de 50 Hz ve 15 kHz arası banttaki frekansların, herhangi bir kombinasyonu olarak gösterilmiştir. (burada kare dalgalar devre performansını anlamayı kolaylaştırmak için kullanılmıştır; gerçek hayatta programlamanın sinüzoidal olacağı açıktır). İkinci kısımda fazladan birkaç adım daha vardır. Ön amplifikatörden sonra, sağ kanal (R) sinyali, sol kanal (L) sesine göre ters çevrilir. (180° faz kaydırması). Herhangi bir genel- verici amplifikatör veya ters çevirici op-amp (işlem amplifikatörü) devresi bunu sağlar. Daha sonra ters çevrilen R sinyali (-R), L sinyaline L - R elde etmek için eklenir. Bu ikinci kümedeki sinyaller aynı frekans aralığında olacaktır, 50 Hz ile 15 kHz arasında, fakat sinyaller ilk kümeye direk olarak eklenmez. Bunun yerine ilk olarak L-R sinyalinin, dengelenmiş modülatördeki 38 KHz taşıyıcı üzerine genlik modülasyonu yapılır. Bu modülatör, taşıyıcı frekanstaki voltajı durdurur. Böylece oluşturulan yan band lar, Şekil 2'de gösterildiği gibi, 38 KHz 'in 15 kHz altından(yani 23 kHz) 38 KHz 'in 15 kHz üstüne (yani 53 kHZ) frekans bandında yer alır. L-R sinyalinin (dengelenmiş) modülasyonlu yan- bağları, iki küme arasında karışma imkanı tanımadan modüle olmamış L+R sinyaline eklenebilir çünkü frekans ayrımı vardır ve de biri modüle olmuş diğeri olmamıştır.
177
ANALOG HABERLEŞME
Alper
178
ANALOG HABERLEŞME
Alper
Burada ekleyici ve ters çeviricilerden "basit" devreler olarak söz ediliyorsa da, bunların FM radyo yayınını destekleyen yüksek kalite devreler olması gerektiği akıldan çıkarılmamalıdır. Stereo mesaj sinyalini yeniden elde etmek veya demodüle etmek için, ilk olarak taşıyıcı yeniden yerleştirilmeli ve AM sinyali olarak demodüle edilmelidir. Yeniden yerleştirme amacıyla 38 kHz taşıyıcı oluşturmak için, vericiyle aynı frekansta birkaç milyon alıcı beklemek çok fazla şey istemek olur. 30 Hz 'lik (%0.08) bir frekans kayması, hoparlörde çok yüksek, rahatsız edici bir ses olarak duyulur. Bundan kaçınmak için, 19 kHz pilot sinyali (38 kHz 'in yarısı) ses sinyalleriyle birlikte alıcı için bir referans tonu olarak iletilir. Şekil 1'de programla birlikte iletilmek için 19 kHz osilatörle oluşturulan ve birleştirilmiş toplam sinyalin %10'undan daha az genliğe sahip bir pilot tonu oluşturuluyor. Daha sonra pilot sinyal frekansı, dengelenmiş modülatöre taşıyıcı giriş olarak kullanılmak için ikiye katlanır (38 kHz). Kuvvetlendirilmiş L+R sinyali, pilot sinyali ve L-R sinyalinin modüle olmuş üst vP alt yan bandlarının toplam birleştirilmiş paketi, Şekil 2'deki mesaj sinyalini oluşturur. Bu mesaj, daha sonra istasyon taşıyıcısını frekans-modüle etmek için vericiye uygulanır. Yine, stereo işleminin tamamının, frekans modülasyonu içermesine rağmen, vericinin akustik bölümüne düştüğü kabul edilir. Bu yüzden alıcı tarafında da, stereo de modülasyon, akustik bölümünün işi olarak kabul edilmeli ve FM detektöründen sonra yer almalıdır. Alıcı, stereo sinyalini vericinin izlediği sıranın tersine işleme sokar. Vericinin son yaptığı bütün sinyalleri birleştirmekti; bu yüzden alıcının ilk yaptığı Şekil 3'te görüldüğü gibi bütün sinyalleri ayırmaktır. Düşük frekans L+R sinyali, toplam sinyalden alçak frekans filtresiyle kolayca ayrılır. Burada tek dikkat edilecek nokta filtre kesme noktasının, 15 kHz sinyali çok az zayıflattığını veya hiç dokunmadığını, fakat 19 kHz sinyali en azından 20 dB azalttığını gözlemleyebilmektir. L-+-R sinyali, daha fazla işleme sokulmadan önce sıkıştırılır. Modüle olmuş L-R çift-yan band sinyalleri, sadece 23 kHz ile 53 kHz arasındaki sinyallerin stereo demodülatöre geçmesini sağlayan band-geçirici filtre tarafından ayrılır. Daha sonra 19 kHz pilot taşıyıcının frekansı 38 kHz alttaşıyıcı sinyali oluşturmak ve stereo göstergesini çalıştırmak için ikiye katlanır. Çift-yan band L-R sinyali bir transformatöre taşınır ve 38 kHz 'lik taşıyıcı sinyal, transformatörün ikincil merkez çıkışında ikiye katlanır. Bununla yan bandlar yeniden birleştirilir ve D1 ve D2 redresörlerine uygulanır. D1 diodu, sadece yeniden birleştirilmiş AM taşıyıcı dalgasının pozitif yarımperiyodunu doğrultmak için polarize edilir. Filtre devresi C1 - R1, taşıyıcıyı yok eder ve demodüle olmuş L-R sinyalini amplifikatörün sol kanalına geçirir. Bu noktada, sıkıştırılmış L+R sinyali sisteme geri verilir, iki sinyalin toplamı elde edilir: (L+R) + (LR) = 2L Bir sinyalin pozitif sağ parçası, diğer sinyalin negatif sağ parçasını iptal eder; geriye kalan sadece sol sinyalin iki katı genlikte bir sinyaldir (2L).
179
ANALOG HABERLEŞME
Alper
180
ANALOG HABERLEŞME
Alper
D2 diodu, birleştirilmiş AM taşıyıcı dalgasının sadece negatif yarım-periyodunu doğrultmak için polarize edilir. C2 - R2 filtresi taşıyıcıyı yok eder ve demodüle olmuş (L- R) sinyalini sağ kanal amplifikatörüne geçirir. Bu noktada sıkıştırılmış L+R sinyali sisteme geri verilir, ve sonuç iki sinyalin toplamına eşittir. sonuç: ( L+R ) - ( L -R ) = 2R Bir sinyalin pozitif sol parçası, sağ sinyalin iki katı genlikte bir sinyal bırakarak (2R) diğer sinyalin negatif sol kısmını iptal eder. Ayrılmış R ve L sesi daha sonra herbir amplifikatöre (özdeş) farklı iki tip hoparlör oluşturmak için verilir. Ton, denge ve ses kontrolleri akustik (ses) bölümünün işidir. Kuadrofonik ses dört-kanallı bir sestir. Sol arka, sol ön, sağ arka ve sağ ön sinyalleri içeren ses dağıtım sistemini iletme teoremi üzerine 1972 'den beri çalışılmaktadır. Birçok teoremde "Kabul Edilebilir Bir Sistem" için dört konfigürasyon ön plandadır. Şekil 1'deki verici blok diyagramını inceleyin; sol veya sağ ses kaynağını, ön ve arka mikrofonlardan oluşan diğer bir komplike devreler kümesi olduğunu veya Şekil 3 'teki alıcının sol kanal sesini, sol ön ve sol arka sesi olarak ayırdığını gözlemleyin. Her ne kadar bazı sistemler modülasyon işleminde faz açısı (örneğin L arka -45° ve L ön +45° ) içerseler de elektroniği zor değildir. Bütün sistemler şu yasayı sağlamalıdır : mono akustik alıcıya giden bütün ses tek hoparlörden, toplam stereo ses iki-kanal alıcıya, ve dört ses kanalı da Kuadrofonik alıcıya. Şekil 2 'de henüz sonuçlandırılmamış bir konu fark edilebilir. Bu frekans spektrumunda, mevcut sistemlere en az zarar verecek ve diğer sinyallerle harmonik oluşumla girişime sebep olmayacak, modüle olmuş diğer bir yan bandlar kümesi eklemek için en iyi yer neresidir. Henüz "kabul edilebilir" bir sistem yoktur.
• B4220C EĞİTİCİSİ B4220C eğiticisi tek bir modülde, sırasıyla FM verici ile FM alıcısının kod çözücü ve kodlayıcı bölümlerini içerir. İki devrenin tek bir modülde olmasının avantajı, çalışma kolaylığı sağlamasında ve verici ile alıcı arasında komple bir deneysel bağlantı kurmaksızın iki bölüm üzerinde deney yapılabilmesini sağlamasıdır. Tek başına çatıştırılma kapasitesi olduğu gibi B4420C, B4220A vericisine bu verici stereo sinyalleri üretmek için bağlanabilir. FM iletim/alım eğitimini tamamlayan B4220B eğiticisi, kendi stereo kod çözücüsüyle, B4220C 'nin benzeri bir stereo alıcı ile donatılmıştır. Şekil 4, B4220C eğiticisinin ön panelini göstermektedir. Panelin yukarı yarısı kodlayıcının blok diyagramı, aşağı yarısı kod çözücünün blok diyagramıdır. Kodlayıcı bölümü, stereo sinyal oluşturmanın temellerinin anlatıldığı Şekil 1 'in kiyle aynı gibi gözüküyor. Tek fark 19 kHz ve 38 kHz sinyal üretmedeki farklılıktır: Şekil 1'de 19 kHz 'ten 38 kHz üretmek için bir artırıcı gösterilmişti, B4220C eğiticisinde ise ana osilatörden gelen 76 kHz sinyal sırasıyla 38 kHz ve 19 kHz 'e bölünür. 38 kHz kare dalgalar, dengelenmiş modülatörün içine konmuş ( bir MC1496 entegre devresi etrafına kurulmuş) transistörleri anahtarlamak için kullanılır. 19 kHz, pilot sinyal olarak kullanılacak saf bir sinüs-dalgası üretmek için aktif filtrelemeden geçer.
181
ANALOG HABERLEŞME
Alper
182
ANALOG HABERLEŞME
Alper
Kod çözücü bölüm, şekil 3 'ün prensiplerine göre çalışırken, gelişmiş bir devre kullanılarak, MC 1310 PLL stereo cod çözücüsü, eklenen birkaç bölümün de yardımıyla bütün işi yapabilecek kapasiteye getirilir. MC1310 yerel yayın stereo alıcıların içinde yaygın olarak kullanılır. Kod çözücünün işleyişi şu şekildedir: · Stereo bileşik sinyali, alıcının detektör bölümünden geldiği giriş amplifikatörüne verilir. · Amplifikatörün çıkışı üç yöne gider: · İlk yön Faz Kilitli döngünün (Phase Loced loop) referans girişindedir. (fltreli "Faz Detektör", "Voltaj Kontrollü Osilatör”, “Bölücüler” blokları). PLL bu son gelen stereo olduğunda, gelen sinyalin 19 kHz taşıyıcısını bloke eder. · Bileşik sinyal 'in gideceği ikinci yön, eşit-faz (ın-phase ) faz-karşılaştırıcı girişidir Bu blok, PLL frekansı pilot taşıyıcı ile aynı fazda olunca aktif bir çıkış sağlar.bir başka deyişle bu blok, PLL doğru şekilde bloke edildiğinde açığa çıkar, yani gelen sinyal yeterli temizlik ve genlikte bir stereo sinyal ise. Eşit-faz karşılaştırıcının çıkışı, 38 kHz de modülasyon frekansını, kod çözücüye gitmesi için, başlatan veya durduran bir başlangıç devresine gider. · Bileşik sinyalin gittiği üçüncü yön de kod çözücüdür. Burada bütün sinyal bir dengelenmiş demodülatörde “parçalara ayrılır”: (L-R) spektrumunun yukarı yarısı orijinal 50 Hz - 15 kHz bandına dönüştürülür; yine dengelenmiş modülatörü geçen diğer alt parça da (L+R) orijinal terim artı harmonik toplama olarak bunun çıkışında gözükür. Bu sonuncular sıkıştırma filtreleriyle sıkıştırılırlar ve yeniden üretimin kalitesi etkilenmez. Kod çözücünün bütün işlemi, demodüle taşıyıcının (38KHz ) pilot (ve vericideki modülasyon için kullanılan taşıyıcı) ile aynı fazda olması gerçeğine dayanır. Bunun eksikliğinde, kod çözücüye verilen bileşenlerine ayrılmamış bileşke sinyal çok kötü şekilde parazitlenir ; L ve R sinyalleri orijinallerine kesinlikle benzemez. Bu eşitfaz ; karşılaştırıcının, doğru şekilde kod çözme gerçekleştirilemediğinde taşıyıcıyı durdurmasına sebep olur. sinyal daha sonra kod çözücüye iletilir, L ve R çıkışlarına paralel gözükür (tek sesli duyum). Bir ışık göstergesi doğru kod çözüm sağlanıp sağlanmadığını gösterir.
• DENEY NO:1
GİRİŞ AMPLİFİKATÖRLERİ VE ÖN GENİŞLETME
Ön genişletmeli akustik amplifikatörleri : Ön genişletme,akustik sinyalin yüksek frekans bileşen lerinin genliğini arttırmak için gerekir ve bu yüzden FM deki bu sinyaller için daha iyi iletim şartları sağlar . Alıcının, düz akustik frekans cevabı sağlamak için tamamlayıcı fonksiyonda bir sıkıştırma devresi vardır.
183
ANALOG HABERLEŞME
Alper
B4220C eğiticisinin giriş amplifikatörleri, geri besleme döngüsü içinde ön genişletme ağı içeren işlem amplifikatörlerinden yapılmıştır. bu amplifikatörlerin incelenmesi (bir tanesini incelemek yetecek) alçak frekans sinüs dalga jeneratörü ve çift iz osilatörüyle yapılır. · Osiloskopun CH1 'ini, giriş sinyalini, CH2 'sini ise çıkış sinyalini görüntülemek için kullanarak, 50 Hz -15 kHz aralığında deneyler yapın. · . Amplifikatörü doyurmamak için girişi tepeden tepeye 100 mV 'ta koruyun, (Herhangi bir doyum fark ederseniz azaltın). · Kullanılmayan amplifikatörün .girişini topraklamak için kapatın ki ses ve benzeri bozukluklar olmasın. · Deneyde hangi amplifikatörü kullandığınıza bağlı olarak ayar düğmesini tamamen saat yönünde veya saat yönü tersinde çeviriniz. · Ölçümlerinizi dikey eksen V1 yatay eksen de frekansları (Log derecesinde) gösterecek şekilde bir grafikle gösterin.
• DENEY NO. 2
L+R/L-R MATRİKSLEME
Ön genişletme amplifikatörlerinin çıkışları iki toplayıcıya gider; ihtiyaca göre L+R ve L-R elde etmek için toplanır veya çıkarılırlar. Aslında L+R/L-R matrisi ters-işaretli sinyaller üretmek için oluşturulur: -(L+R) ve -(LR), fakat bu terimsel anlamda önemsizdir çünkü iki bileşen de ters çevrilir. Bu devreyi Düşük Frekans jeneratörü ve çift iz aralığında inceleyin: · LF jeneratörünü ve osilaskop un prob larını toplayıcının her iki girişine de paralel olacak şekilde bağlayın. · 100 mV ve 1kHz değerini ayarlayın. Ayar düğmesini hareket ettirerek aralıktaki çizgileri gözlemleyin. · Değişik ayar pozisyonlarında ölçüm yapın ve tartışmak için sonuçlarınızı kaydedin.
• DENEY NO. 3
ÇOK SEVİYELİ SİNYAL
38 kHz ve 19 kHz test noktalarındaki dalga şeklini gözlemleyin. Frekans metreyle frekansı ölçün (panel içindeki trimmer sayesinde frekans değerinin düzeltilmesi mümkündür. Ayar veya frekans ölçümü yapmadan önce 10 dakika ısınmasını sağlayın). · Her iki L ve R akustik sinyali girişlerine paralel eşit sinyaller yerleştirin, önceki alıştırmadaki gibi. Toplayıcının çıkışındaki bileşke sinyalinin şeklini gözlemleyin ve sinyalin görünüşünün sadece L , sadece R, L=R sinyalleri uygulandığında nasıl değiştiğini öğrenin. · L-R bileşenini sıfır dengesine ayarlayın. Dengelenmiş modülatörün çıkışını gözlemleyin ve sıkıştırılmamış taşıyıcının genliğini ölçün (bu işlemi yapmadan ikinci aralık probunu ve paneldeki herhangi bir bağlantıyı çıkarın, yoksa aralık probu nedeniyle yükselen ve diğer bağlantılarla indüklenen parazit, ölçmeye çalıştığınız sinyali size geçirmeyecektir). Taşıyıcı sıfırının düzeltilmesi panel içine yerleştirilen bir trimmer ile mümkündür. · Her iki akustik girişini topraklama için kapatın. Pilot taşıyıcının genliğini ölçün. Bu değer, nominal genlik sinyali (100 mV) girişlere uygulandığında, çıkış genliğinin
184
ANALOG HABERLEŞME
Alper
yaklaşık %10 'u olarak farz edilir. Diğer %90'lık kısım L+R ve L-R bileşenleri (modüle olmuş) arasında eşit olarak dağılır. · Eğer gerekiyorsa pilot sinyalinin genliğini ilgili trimmer ile ayarlayınız : · İlk olarak %45 'ini her iki girişe de eşit sinyal uygulayarak kontrol edin. Sıfır L-R için dengeyi ayarlayın. Çıkış genliğini okuyun: Bu, toplamın %45 'ine eşittir. Bu toplamı hesaplayın; sonra da %10 'unu. L ve R girişlerinin her ikisi de topraklanmış halde 19 kHz işlemi yapılırken, trimmeri bu değer için ayarlayın,
• DENEY NO 4.
KOD ÇÖZÜCÜ
1) PLL serbest çalışma frekansı Sinyalin gelmediği bir durumda, PLL sadece kendi serbest frekansıyla salınacaktır. Frekans-sayıcı ile bu değeri ölçün, daha sonra eğer gerekiyorsa uygun trimmer ile ayarlamaları yapın. Doğru ayar, alıcının aynı zamanda zayıf ve/veya parazitli sinyali tespit edebilmesi için önemlidir. Bir ± %5 sapma yine de bu tip herhangi bir stereo kod çözücünün çalışmasını engellemeyecektir. 2) Stereo işlemi Paralel olarak kodlayıcının her iki girişine bir 100 mV, 1 kHz sinüs dalga uygulayın. Kod çözücünün çıkışına çift-iz osiloskobu bağlayın. Kodlayıcının çıkışını, kod çözücünün girişine bağlayın. Stereo göstergesi harekete geçer. Çıkışlardaki dalga şekillerini gözlemleyin ve değişik denge ayarları için orijinalleriyle karşılaştırın. Son olarak, kodlayıcının 19 kHz test terminalini kısa devre edin. Bu şekilde iletilen sinyalden pilotu ayırırsınız. Stereo ışığının sönmesini ve akustik sinyallerdeki değişimi gözlemleyin.
• DENEY NO 5.
B4220A VERİCİSİYLE İŞLEM
B4220A vericisini stereo olarak kullanmak için, bu son işlemde ilgili kılavuzda verilen adımları takip edin, sonra akustik kaynakları (iki LF jeneratörü veya paralel her iki girişe sadece bir tane) B4220C kodlayıcısına bağlayın. Bu son adımla üretilen stereo mültipleks (çok düzeyli) sinyali, vericinin modülasyon girişine bağlayın. Stereo iletimi görüntülemek için B4220 FM alıcısı kullanın.
• GÜVENLİK VE KULLANIM ÖNERİLERİ Eğitici, personel ve kendi donanımı açısından maksimum güvenlikte dizayn edilip kurulmuştur. Eğitici düşük-voltaj, düşük-güç kaynağıyla beslenir. Güç kaynağı tarafında kısa devre olabileceği için, otomatik akım-sınırlandıran B4190 güç kaynağı kullanın. Donanım, istenmeyen kazalara karşı korunmuştur: giriş ve çıkışlar mümkün olduğu kadar yanlış bağlantılara, kısa devrelere ve harici potansiyallere karşı korunmuştur. Bu panelle öğretilen konu FM iletim ve alım konusu ile alışkanlık gerektirdiğinden, bu panel ile laboratuvar çalışması yapılacak en iyi yer, bizce, B4220A ve B panelleri konusunda derinleştikten sonra, FM vericisi ve alıcısıdır. FM genellikle AM, DSB, 185
ANALOG HABERLEŞME
Alper
SSB vs. 'den sonra işlenir; bu eğitici ile deneyi işlemek için en iyi zaman Analog İletişimler kursundan sonrasıdır.
186
ANALOG HABERLEŞME
Alper
187
