BÖLÜM 8 TRİGONOMETRİK FORMÜLLER ÇARPIM (Mixer) FORMÜLLERİ 1 2 sina*sinb= - [ cos( a + b) cos( a b) ] 1 2 sina*cosb= [ sin( a + b) + sin( a b) ] 1 2 cosa*cosb= [ cos( a + b) + cos( a b) ] Bazı açıların trigonometrik değerleri α(derece) 0 0 30 0 45 0 60 0 90 0 180 0 270 0 sinα 0 1 2 3 1 0-1 2 2 2 cosα 1 tanα 0 2 1 0-1 0 2 2 3 1 3 tanımsız 0 tanımsız 3 2 3 cotα tanımsız 3 1 3 0 tanımsız 0 3 86
( 0, 1) 2 1 ( 1, 0 ) ( -1, 0 ) 3 4 ( 0, -1 ) Trigonometrik çemberde ki bölümler İkinci Bölge Sin(90+α)= cosα cos(90+α)= -sinα tan(90+α)= -cotα cot(90+α)= -tanα Üçüncü Bölge Sin(270-α)= -cosα cos(270-α)= -sinα tan(270-α)= cotα cot(270-α)= tanα Birinci Bölge Sin(90-α)= cosα cos(90-α)= sinα tan(90-α)= cotα cot(90-α)= tanα Dördüncü Bölge Sin(270+α)= -cosα cos(270+α)= sinα tan(270+α)= -cotα cot(270+α)= -tanα 1.bölge 2.bölge 3.bölge 4.bölge α(derece) 0 0 <α<90 0 90 0 <α<180 0 180 0 <α<270 0 270 0 <α<360 0 sinα + + - - cosα + - - + tanα + - + - cotα + - + - 87
88
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
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
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
Geçici olarak yapay yükü devreden çıkarın. sinyal genliği yükselecek ve dalga şekli doyuma gidecektir. Yapay yükü yeniden devreye bağlayınız. 92
93
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
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
96
97
98
99
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. 7 - TROUBLESHOOTING (Aksaklıkları saptayıp çözümlemek) 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
101
102
103
104
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
106
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
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
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
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
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
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
113
114
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
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
117
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
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
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
121
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
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
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 düzeyi kumanda düğmesi saat yönünün tamamen tersine). B 4210B panelini, B4190 güç kaynağına bağlayın 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
125
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
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
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
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
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
131
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
133
134
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