A - DENEY HAKKINDA TEORİK BİLGİLER: 1. Genlik Modülasyonu:

Transkript

1 ÇİFT VE TEK YAN BAND ENLİK MODÜLASYONU (1.DENEY) DENEY NO : 1 DENEY ADI : Taşıyıcılı ve Taşıyıcısı Basırılış Çif Yan Band enlik Modülasyonları. DENEYİN AMACI : Taşıyıcılı ve aşıyıcısı asırılış çif yan and genlik odülasyonlarının deneysel olarak incelenesi. A - DENEY HAKKINDA TEORİK BİLİLER: 1. enlik Modülasyonu: Uzay ve zaan içinde kaynak veya verici adı verilen ir nokadan, kullanıcı veya alıcı adı verilen diğer ir nokaya esaj işareinin ilei işleine Haerleşe isi verilir. Kaynak ve alıcı arasında esaj ilei işleini sağlayan ü ekanizaya Haerleşe Sisei denir. Mesaj işarelerinin özellikleri çoğu zaan ilei oraına doğrudan gönderileye elverişli değildir. Bu nedenle özellikleri ilei oraına çok daha uygun ir aşıyıcı işarein, esaj işareinin ir fonksiyonu olarak değişirilesi işleine ihiyaç vardır. Bu işlee odülasyon denir. Taşıyıcı dalganın ürüne göre odülasyon ikiye ayrılailir: 1- Sürekli Dalga Modülasyonu - Dare Modülasyonu. Sürekli dalga odülasyonunda aşıyıcı işare olarak sinüzoidal ir dalga kullanılırken, dare odülasyonunda dikdörgen dare kaarı kullanılır. Alıcıda odüleli aşıyıcı dalgadan ekrar ilgi sinyalinin yeniden elde edilesi işleine de deodülasyon isi verilir. Taşıyıcılı odülasyon için kullanılan haerleşe siseinin lok diyagraı Şekil 1.1 de göserilişir. Bilgi Sinyal irişi Taşıyıcı Dalga Modülaör İlei Oraı Deodülaör Bilgi Sinyal Çıkışı Şekil 1.1 Taşıyıcılı Modülasyon Siseinin Blok Diyagraı 1

2 HABERLEŞME TEKNİĞİ VE SİSTEMLERİ LABORATUVARI DENEY FÖYÜ Şekil 1. de yaygın kullanılan iki farklı ürdeki sürekli dalga odülasyonu verilişir. Bunlar enlik Modülasyonu (M-AM) ve Modülasyonu (FM) dur. (a) Bilgi Sinyali () Taşıyıcı (c) enlik Modülasyonu (d) Modülasyonu Şekil 1. enlik ve Modülasyonlu İşareler enlik odülasyonunda, aşıyıcının genliği Şekil 1..c'de göserildiği gii, ilginin ani genliğine ağlı olarak değişirilir. Taşıyıcı işarein frekansı sai kalır. odülasyonunda ise aşıyıcının frekansı ilgi sinyalinin genlik seviyesine ağlı olarak değişirilir. Şekil 1..d'de verilen aşıyıcının işarein genliği u seeple sai kalakadır.. Taşıyıcılı Çif Yan Band enlik Modülasyonu.cos şeklindeki aşıyıcı işarein genliğinin, 1 D ilgi işareine ağlı olarak şeklinde değişirilesi işleine aşıyıcılı çif yan and genlik odülasyonu denir. Burada D saii, odülasyon derinliği olarak adlandırılır ve

3 ÇİFT VE TEK YAN BAND ENLİK MODÜLASYONU (1.DENEY) 0< D() <1 şeklinde sınırlanışır. Taşıyıcı işare, sinüzoidal ir dalga olduğundan aşıyıcılı çif yan and genlik odülasyonu ir çeşi sürekli dalga odülasyonudur. Bilgi işareinin.sin şeklinde sinüzoidal ir dalga olası duruunda çif yan and genlik odülasyonlu ir işarein zaanla değişii g içiinde olur. D=1 seçilirse g.1 D.cos.cos.1.cos.cos.cos 1.. Cos Cos elde edilir. Bu ifadeden de görüldüğü gii, ilk eri ilgi işareinden ağısız aşıyıcı işareir. İkinci ve üçüncü eriler, ilgi ve aşıyıcı işareleri içeren al ve üs yan andlardır. 3. enlik Modülasyonlu İşarein Spekruu İnsan sesinin elekriksel göserii oldukça karaşıkır. Çok farklı frekans ileşenleri ulunakadır. Tipik ir ses dalgasının frekans spekruu Şekil 1.3.a'daki gii olailir. Burada f evcu olan en yüksek ses frekans ileşenidir. Eğer ir aşıyıcı sinyal, u ses dalgasıyla genlik odülasyonuna ai uulursa, odülasyonlu işarein frekans spekruu Şekil 1.3.'de göserildiği gii olur. enlik -f f enlik Al Yan Band Taşıyıcı Üs Yan Band -f - f -f -f + f f - f f f + f Şekil 1.3 (a) Ses Dalga Forunun () M Dalga Forunun Spekruları enlik Modülasyonlu (M) ir işarein frekans spekruu üç ana ölüden oluşakadır: 1- Sinüzoidal aşıyıcı dalgadan gelen frekans ileşeni f - En yüksek frekansı (f+f) olan ir üs yan and 3- En düşük frekansı (f-f) olan ir al yan and. 3

4 HABERLEŞME TEKNİĞİ VE SİSTEMLERİ LABORATUVARI DENEY FÖYÜ M ir işarein frekans spekruu çif yan and aşıdığı için u ip M'na ÇİFT YAN BAND ENLİK MODÜLASYONU - ÇYBM (Doule Sideand Apliude Modulaion - DSBAM) denir. Tek frekans ileşenine sahip ir ilgi işarei klasik genlik odülasyonuna ai uulduğunda, odüleli işarein frekans spekruu, aşıyıcı frekansını eliren fonksiyonunun yanı sıra aşıyıcı frekansın f kadar alında ve üsünde oluşan yan andlara ai fonksiyonlarında oluşakadır. Yani,.cos f M. f f..cos f M f f olur. Modüleli sinyalin ifadesi ise, g.cos.. cos cos M g 1. f f. f + f f - f f - f f + f olarak elde edilir.. Çif Yan Band enlik Modülasyonlu İşarein ücü: ÇYBM'nun içerdiği güç; aşıyıcı, üs ve al yan andların güçlerinin oplaına eşiir. Tü gücün en az üçe ikisini aşıyıcı içerekedir. Diğer geri kalan güç eşi olarak al ve üs yan andlar arasında paylaşılır. spekruundan da gürüleceği gii aşıyıcıda hiçir ilgi aşınaakadır. M işarei oluşurak için kullanılan gücün üyük ir kısı oşa harcanakadır. Sonuç olarak u ip M, güç açısından ele alındığında pek verili olduğu söyleneez. M yapan ir odülaörün çıkışına ir R direnci ağlı olduğu varsayııyla, dirençe harcanan güç hesaplandığında, olur. 3.R 1 1.R R g or 1 1.R 1+. Bilgi genliği =1 ve odülasyon derecesi 1 duruu için, R'de harcanan güç olacakır. Bilgi işarei sıfır olduğunda işarein gücü asırıldığında ise harcanan güç R kadar olacakır.. R olacakır. Taşıyıcı

5 ÇİFT VE TEK YAN BAND ENLİK MODÜLASYONU (1.DENEY) 5. Taşıyıcısı Basırılış Çif Yan Band enlik Modülasyonu enlik odülasyonlu sinyalin aşıyıcı ileşeninde hiçir ilgi aşınaakadır. Bundan dolayı aşıyıcı sinyal, odülasyon anında asırılailir (Suppressed). Bu işle ayarlanailir ir odülaörle yapılailir. Oluşacak işare TAŞIYICISI BASTIRILMIŞ ÇİFT YAN BAND ENLİK MODÜLASYONLU - TBÇYB-M (Doule SideBand Suppressed Carrier AM - DSBSC-AM) İŞARET olarak ilinir ve öyle ir işarein zaanla değişii g cos şeklindedir. Bu duruda odülasyonlu işarein frekans spekruu M g M (f f ) M (f f ) içiinde olup Şekil 1.'e göserilişir. enlik Al Yan Band Basırılış Taşıyıcı Bileşen Üs Yan Band -f - f -f -f + f f - f f f + f Şekil 1. TBÇYB-M Dalga Forunun Spekruu NOT: TBÇYB-M'nunda ileilen gücün üü al ve üs yan andlarda ulunakadır. Bilgi işarei olarak.cos f alınırsa, aşıyıcısı asırılış çif yan and genlik odülasyonlu işarein zaanla değişii ve frekans spekruu aşağıda verildiği gii elde edilir. M.cos f M. f f g g. cos cos.. f + f f - f f - f f + f Bu deneyde ANACOM1/1 odülü kullanılacakır. Bu odülün genel görünüşü föyün sonunda verilişir. 5

6 HABERLEŞME TEKNİĞİ VE SİSTEMLERİ LABORATUVARI DENEY FÖYÜ B - DENEYİN YAPILIŞI: Çif Yan Band enlik Modülasyonu (ÇYB-M) 1. ANACOM 1/1 odülünü eslee kaynağına Şekil 1.5'deki gii ağlayınız. üç üç Kaynağı Kaynaðý +1V 0V -1V ANACOM 1/1 +1V 0V -1V Şekil 1.5. ANACOM 1/1 üzerinde aşağıdaki duruların evcu olasını sağlayınız. a) AUDIO INPUT SELECT anaharı INT konuunda ) MODE anaharı DSB konuunda c) OUTPUT AMPLIFIER AIN düğesi saa yönünde sonuna kadar dönüş d) SPEAKER anaharı OFF konuunda olacakır. 3. ANACOM 1/1 odülüne enerjiyi veriniz.. AUDIO OSCILLATOR loğunun AMPLITUDE düğesini saa yönünde MAX'a geiriniz. Osiloskopa.p.1 çıkışını gözleyiniz. Bu sinyal, odülasyon yapan ses sinyaliizdir. AUDIO OSCILLATOR ayar düğesini kullanarak u ses sinyalinin frekansı 300 Hz ile 3, khz arasında değişirileilir. AUDIO OSCII.LATOR'ün AMPLITUDE düğesini saa yönünün ersine aaen dönderildiğinde sinyalin genliği sıfira düşer. Deney aşlaadan ses frekans (SF) sinyalinin genliğini MAX yapınız. 5. BALANCED MODULATOR & BANDPASS FILTER CIRCUIT-1 loğundaki BALANCE düğesinin saa yönünde döndürülesi ile ÇYB-M sinyali u loğun çıkışından elde edilir. 6. BALANCED MODULATOR & BANDPASS FILTER CIRCUIT-1 loğundaki.p.1 ve.p. 9 nokalarından iki giriş sinyalini osilaskopan gözleyiniz. a).p.1'deki AUDIO OSCILLATOR loğundan gelen SF sinüzoidal dalgasıdır. ).p. 9'daki genliği yaklaşık 10 Vpp olan ve frekansı 1 Mhz olan sinyal ise aşıyıcı sinüzoidal dalgadır. 6

7 ÇİFT VE TEK YAN BAND ENLİK MODÜLASYONU (1.DENEY) 7. Daha sonra,.p.1'deki odüle edici sinyal ile irlike BALANCED MODULATOR& BANDPASS FILTER CIRCUIT-1 loğunun.p.3 çıkışını gözleyerek kaydediniz. Elde eiğiniz sinyalleri çizerek Şekil 1.6'dakiler ile kıyaslayınız. Şekil 1.6.p. 3'den alınan sinyal, 1 Mhz'lik sinüzoidal aşıyıcılı SF sinyali ile odüle ediliş ÇYB-M sinyalidir. ÇYB-M sinyalinin frekans spekruu Şekil 1.7'de verilişir. Buradaki f odüle eden sinyalin frekansıdır. enlik Al Yan Band Taşıyıcı Taþýyýcý Üs Yan Band 1Mhz - f 1 Mhz 1Mhz + f Şekil Modülasyon yüzdesini hesaplaak için Şekil 1.6'da elirilen M'li sinyalin Vax ve Vin genliklerini ölçerek aşağıdaki forül kullanılır. %Modülasyon = V V ax ax V V in in Şidi AUDIO OSCILLATOR loğunda ulunan AMPLITUDE ve FREQUENCY düğelerini ayarlayarak SF sinüzoidal sinyalinin genlik ve frekansını değişiriniz. Bu değişikliklerin M sinyaline ekilerini kaydediniz. İki yan andın genliği, odüle eden SF sinyalin genliğinin sıfira düşürülesi ile yok edilir. AMPLITUDE düğesini MIN konuuna geirek süreiyle u işlei yapınız. 7

8 HABERLEŞME TEKNİĞİ VE SİSTEMLERİ LABORATUVARI DENEY FÖYÜ.p. 3'den aldığınız sinyalin 1 Mhz `lik sinyal olduğunu gözleyiniz. Bu sinyal sadece aşıyıcı ileşendir. Ardından AMPLITUDE düğesini MAX konuuna geri geiriniz. 10. Şekil 1.8'deki dalga forunu.p. 3'de elde edilinceye kadar BALANCED MODULATOR & BANDPASS FILTER CIRCUIT-1 loğundaki BALANCE düğesini ayarlayınız. Şekil 1.8 BALANCE düğesi, odülaör çıkışında aşıyıcıyı asıra ikarını ayarlar. Şekil 1.8'deki A, B, C epeleri aynı oluncaya kadar ayarlayınız. Bu sinyale TBÇYB- M denir. TBÇYB-M'un frekans spekruunda göserii Şekil 1.9'da verilişir. enlik Al Yan Band Üs Yan Band 1Mhz - f 1 Mhz 1Mhz + f Şekil AUDIO OSCILLATOR loğundaki AMPLITUDE ve FREQUENCY düğelerini ayarlayarak odüle eden SF sinyalinin genliğini ve frekansını değişiriniz. TBÇYB-M sinyalinin dalga forundaki değişeleri gözleyiniz. Modüle eden sinyalin genliğini sıfıra düşürerek, TBÇYB-M sinyalin genliğinin sıfıra düşüğünü gözleyiniz. Tekrar AMPLITUDE düğesini MAX konuuna geiriniz. 1..p.13 nokasından OUTPUT AMPLIFIER lok çıkışının,.p. 1 nokasından SF sinyalini gözleyiniz..p.13'de sinyalin genliğinin arış olduğunu gözleyiniz. 8

9 ÇİFT VE TEK YAN BAND ENLİK MODÜLASYONU (1.DENEY) ANACOM 1/1 MODÜLÜ 9