Elektrik Elektronik Teknolojisi Alanı Temrinleri

 
Hoşgeldiniz Ziyaretçi. Lütfen giriş yapın veya kayıt olun. Aktivasyon epostanız mı yok?

Kullanıcı adınızı, şifrenizi ve aktif kalma süresini giriniz

Haberleşme Temelleri Dersi / FM Alıcı Yapımı

FM ALICI YAPIMI

Devre Şeması:

 

 

            Ön Bilgi:

            Verici taşıyıcı dalgasının genliği sabit kalmak şartıyla frekansını, ses frekans sinyalinin genlik ve frekansına uygun olarak değiştirmeye frekans modülasyonu denir.

            Ülkemizde FM radyo yayınları ile televizyon vericilerinin ses yayınları frekans modülasyonu yöntemiyle yapılır. Frekans modülasyonuna kısaca FM denir. Radyo yayınlarının frekans bandı 88MHz-108MHz arasındadır.

            Frekans modülasyonunun meydana gelişi aşağıda şekille gösterilmiştir. Ses frekans sinyalinin pozitif alternanslarında taşıyıcı dalganın frekansı artmakta; ses frekans sinyalinin negatif alternanslarında ise taşıyıcı dalganın frekansı azalmaktadır.

Dikdörtgen Belirtme Çizgisi: V Dikdörtgen Belirtme Çizgisi: TAŞIYICI DALGA
Dikdörtgen Belirtme Çizgisi: -V
Dikdörtgen Belirtme Çizgisi: MODÜLE EDİCİ SES FREKANS SİNYALİ
Dikdörtgen Belirtme Çizgisi: V
Dikdörtgen Belirtme Çizgisi: V Dikdörtgen Belirtme Çizgisi: FREKANS MODÜLELİ DALGA
Dikdörtgen Belirtme Çizgisi: -V
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


            Frekans modülasyonlu dalga FM alıcıya ulaştığında birtakım işlemlere tabi olduktan sonra tekrar taşıyıcı dalgayı modüle eden ses frekans sinyalini oluşturur. Biz de bu sinyali hoparlörden ses olarak duyarız. Yani alıcının hoparlör uçlarında modüle edici ses frekans sinyalinin özelliklerini taşıyan sinyal vardır.  

            Genlik modülasyonu ile frekans modülasyonu arasındaki en önemli fark nedir diye sorulursa vereceğimiz cevap şu olmalıdır: GM’de taşıyıcı dalganın frekansı sabit olup, genliği  ses frekans sinyalinin genliği oranında değişkendir. FM’de ise taşıyıcı dalganın genliği sabit olup, frekansı ses frekans sinyaline bağımlı olarak değişmektedir. Genlik modülasyonlu radyo yayınlarında tabii ve suni parazitler (gök gürültüsü ve alıcıya yakın çalışır durumda bulunan motorların gürültüsü gibi) alıcı çıkışında distorsiyona (seste bozulma ve parazitler) neden olur. FM yayınlarında ise bu tür parazitler alıcı çıkışında distorsiyona neden olmaz. Bunun sebebini arkadaşlarınızla tartışınız.

            Aşağıdaki şekilde FM radyo alıcısının blok diyagramı görülmektedir. Bu blok diyagram üzerinden FM radyo alıcısının nasıl çalıştığını açıklayalım.

 

 

            Anten:

            Radyo vericileri tarafından elektromanyetik dalgalar halinde uzaya yayılan FM sinyallerini algılayarak elektrik sinyaline çevirir. Antene ulaşabilen istasyonlara ait sinyaller anten üzerinde çok küçük genlikte (mikrovolt seviyesinde) ac gerilimler oluşturur. Bu sinyaller farklı frekanslarda olduklarından birbirlerini etkilemezler.

            Radyo Frekans Amplifikatör Katı:

             Dinlemek istediğimiz radyo istasyonuna ait sinyal anten üzerinden bu kat tarafından seçilir. Seçilen bu sinyal çok küçük genlikte olduğundan heterodin işlemi için yeterli değildir. Bu nedenle sinyal heterodin işleminin yapılabilmesi için bu katta kuvvetlendirilir. Yani antenden seçilen sinyalin akım ve gerilim değerleri yükseltilir. Bu işlem sonunda sinyalin diğer özellikleri değişmez. Frekansı yine aynıdır.

            Mikser ve Osilatör Katları:

            Mikserde heterodin işlemi yapılır. Heterodin işlemi için yardımcı bir sinyale ihtiyaç vardır. Bu sinyale osilatör sinyali (Fo) denir. Osilatör sinyali osilatör katında üretilir. Heterodin işleminin yapılabilmesi için Fo sinyalinin frekansı dinlenmek istenen yayının frekansından IF değeri kadar (10,7MHz) fazla olmalıdır. Buna göre alıcı osilatör frekansının sınırları şöyle olmalıdır.

            Fomin: Osilatör frekansının minimum değeri

            Fomax: Osilatör frekansının maksimum değeri

            Fa: Antenden gelen sinyalin frekansı

            Fomin= Famin + FIF = 88 + 10,7 = 98,7MHz

            Fomax= Famax + FIF = 108 + 10,7 = 118,7 MHz

            Heterodin işlemi sırasında Fo sinyali ile antenden seçilen Fa sinyali mikser katında karıştırılır. Karıştırma işlemi sonucunda mikser çıkışında anten sinyali özelliğini taşıyan 10,7 MHz’lik ara frekans sinyali oluşur. Osilatör sinyali ile anten sinyali arasındaki farkın her radyo istasyonu için 10,7MHz’de sabit kalması osilatör ve istasyon seçici devrelerdeki kapasite değerinin aynı anda ve aynı miktarda değişmesi gerekir. Bu nedenle birçok radyo alıcısında çok ganglı varyabıl kullanılır. Çok ganglı varyabılın içinde iki ya da daha çok ayarlı kondansatör vardır. Birinin kapasitesi değiştirildiğinde diğerlerinin de kapasitesi değişir. Eğer akort devreleri varikap diyot  ile yapılmış ise bütün varikap gerilimleri aynı anda değiştirilmelidir.

            Ara Frekans (IF) Amplifikatör Katları:

            İki ya da daha fazla kattan oluşur. Mikser katı çıkışındaki 10,7MHz’lik ara frekans sinyali seçerek akım ve gerilim değerlerini yükseltir.

            Limitör Katı:

            FM dalgada meydana gelebilecek genlik değişmelerini ortadan kaldırır. Alıcıda kullanılan yükselteçlerin frekans karakteristiklerinin ideal olmaması, elektrikli aletler, araba motorları ve gök gürültüsü gibi gürültü kaynakları FM dalga üzerinde genlik değişmelerine yol açabilir.  Eğer FM dalga bu haliyle demodüle edilirse ses frekans sinyalinde bozulmalar meydana gelir. Bu nedenle FM dalga demodüle edilmeden önce limitleme işlemine tabi tutulur. Limitleme işleminde FM sinyalin tepe noktaları belli bir seviyeden kırpılır. Böylece FM dalgadaki genlik değişmeleri ve çıkışta oluşabilecek parazitler engellenmiş olur.

            Diskriminatör Katı:

            10,7 MHz’lik frekans modüleli dalganın frekans değişimlerini ses frekansa çevirir. Bir başka deyişle taşıyıcı sinyal ile bilgi işareti bu katta birbirinden ayrışır ve taşıyıcı sinyal zayıflatılır.

            AFC (Otomatik Frekans Kontrolü):

            Alıcıya ulaşan istasyon sinyallerinin genlikleri farklı düzeydedir. Alıcı içindeki yükselteçlerin kazançları sabit olduğundan ses ayarı değiştirilmediği halde istasyon değiştirildikçe alıcı çıkışında birbirinden çok farklı ses seviyeleri oluşur. Bu istenmeyen bir durumdur. Bunun önüne geçebilmek için diskriminatör çıkışından osilatöre geri besleme uygulanır. Osilatör tank devresine varikap diyot bağlanır. Diskriminatör çıkışında taşıyıcı genliğine bağlı olarak elde edilen dc gerilim varikap uçlarına uygulanır.  Eğer antenden alınan sinyal kuvvetli ise diskriminatör çıkışından elde edilen dc gerilim artacak, bu da varikap diyodun kapasitesini, dolayısıyla osilatör frekansını değiştirecektir. Bu durum IF frekansını 10,7MHz değerinden uzaklaşmasına neden olur. IF yükselteçleri 10,7MHz değerine ayarlı olduklarından; bu değerden farklı frekanslarda kazançları düşer. Kazancın düşmesi çıkışta ses seviyesinin düşmesine neden olur. Bu işlem sayesinde çıkışta oluşan sesin seviyesi her istasyon için tamamen aynı olmasa da  yakın değerde olacaktır.

           

 

Ses Frekans Amplifikatörü:

            Demodülasyon işleminden sonra elde edilen ses frekans sinyalinin genliği hoparlörü sürebilecek seviyede değildir. Bu nedenle diskriminatör katından alınan ses frekans sinyali ses frekans amplifikatörüne uygulanır. SF amplifikatörü SF sinyalinin akım ve gerilim değerlerini yükselterek hoparlöre gerekli olan enerjiyi sağlar.

            Devrenin Çalışması:

            TDA7000 entegresi ses frekans amplifikatörü ve besleme katı dışında FM alıcıda bulunması gereken bütün katları bünyesinde bulunduran bir tümdevredir. Entegre ayaklarına yapılacak az sayıda eleman bağlantısı ile iyi kalite bir FM alıcı yapmak mümkündür. Devrenin çalışması için bant ayarının yapılması yeterlidir. Alıcı girişinde 39p, 47p ve La elemanlarından oluşan bant geçiren filtre kullanılmıştır. Böylece antene gelen 88MHz ile 108MHz arasındaki sinyaller seçilmiş olur. İstasyon seçimi osilatör frekansının değiştirilmesiyle yapılır. Osilatör frekansı Loscbobini, BB109 diyodu, 560n kondansatör,100k’lık pot ve bu pota seri bağlı dirençlerin değerine  bağlıdır. Varikap diyoda uygulanan ters gerilim değiştirilerek osilatör frekansı değiştirilebilir. Varikap gerilimi 100k’lık potansiyometre ile kontrol edilmektedir. Varikap diyodun çalışmasını aşağıdaki şekil üzerinden izah edelim.

            Varikap diyotlar ters polarma altında çalıştırılırlar. Bu ters polarma altında P ve N maddeleri arasında nötr bölge oluşur. Uygulanan ters polarma gerilimi artırılacak olursa oluşan nötr bölgenin alanı artar. Dolayısıyla P ve N maddelerinin kapladığı alan daralır. Varikap diyodun P ve N maddeleri kondansatörün metal levhaları olarak düşünülmelidir. Nötr bölge ise kondansatör levhaları arasındaki mesafe ve yalıtkan madde olarak düşünülmelidir. Bu durumda uygulanan ters polarma gerilim artırıldığında nötr bölge genişler. Yani P ve N maddeleri arasındaki mesafe artar. Mesafenin artması kondansatör kapasitesinin azalmasına neden olur. Uygulanan ters gerilim azaltılırsa nötr bölge daralacak P ve N maddeleri arasındaki mesafe kısalacak ve kondansatör kapasitesi artacaktır.

            Devredeki Losc bobini, BB109 diyodu ve 560n kondansatör  osilatör katının tank devresini oluşturur. BB109 diyodu varikap diyottur. BB109’un anodu potansiyometre üzerinden şaseye bağlıdır. Dolayısıyla potansiyometre ile diyoda uygulanan ters gerilimin voltajı değiştirilebilmektedir. Radyonun osilatör frekansı bu devre elemanlarına bağlıdır.

            Varikap ve 560n seri bağlıdır. Varikabın kapasitesine CD, 560nF’lık kondansatörün kapasitesine C,  CD ve C1’den oluşan eşdeğer kapasiteye de CT dersek;

            CT= (CD x C1)  /  (CD + C1) olur.

            O halde radyonun osilatör frekansı aşağıdaki gibi ifade edilir.

                                         

            TDA7000 entegresi içinde antenden gelen sinyal ile osilatör sinyali karıştırılır. Neticede 10,7MHz’lik ara frekans sinyali oluşur.

            Radyonun istasyon ayarı 100k pot ile yapılır. 100k pot ile ile varikap diyoda uygulanan ters gerilimin değeri azaltılıp çoğaltılabilir. 100k’nın orta ucu ile alt ucu arasındaki direnç değişikliği diyodun anoduna uygulanan gerilimin değişmesine neden olur. Bu gerilimin değişmesi varikap diyodun kapasitesinin değişmesine ve bu kapasite değişikliği de osilatör frekansının değişmesine neden olur. Böylece osilatör her radyo yayını için farklı değerde sinyal üretir. Osilatör sinyalinin farkı ile anten sinyalinin farkı devamlı 10.7 MHz’de sabit olduğundan sadece osilatör frekansı değiştirilerek istenilen radyo istasyonunu dinlemek mümkün olur. İstasyonların yayınları birbirine karışmaz. 

Elde edilen 10,7 MHz’lik IF sinyali TDA7000 entegresi içinde kuvvetlendirilip, demodülasyon işlemine tabi tutulur. Demodüle işlemine tutulan sinyal TDA7000 entegresinin 2 nolu bacağından ses frekans sinyali olarak alınır.

            2 nolu bacaktaki ses frekans sinyali küçük genlikte olduğundan hoparlörü sürecek seviyede değildir. Bu sinyal 10k’lık pot ve 10uF kondansatör üzerinden TDA2002 entegresine uygulanır. Bu entegre TDA7000 entegresinden alınan ses frekans sinyalinin akım ve gerilim değerlerini kuvvetlendirerek hoparlörü sürebilecek seviyeye getirir. 10k’lık pot ayarlanarak ses frekans amplifikatörü girişine uygulanan ses frekans sinyalinin genliği değiştirilebilir. Bu değişiklikle hoparlörden duyulan sesin şiddetini ayarlamış oluruz.

            SF amplifikatör katı 9Volt ile Rf katları ile 5Volt ile çalışmaktadır. 7805 entegresi ile TDA7000 entegresinin 5VDC besleme gerilimi sağlanır.

            İşlem Basamakları:

1.    Alıcının baskı devresini defterinize çiziniz.

2.    Verilen baskı devre örneğine uygun olarak alıcının baskı devresini kalem ya da pozitif-20 metoduyla çıkarınız.

3.    Verilen malzemelerin sağlamlığını kontrol ediniz.

4.    Besleme katının montajını yapıp çalıştığını görünüz.

5.    Ses frekans amplifikatör katının montajını yapıp çalıştırın.

6.    Diğer malzemelerin de montajını yaparak devreyi çalışır vaziyete getiriniz.

7.    Radyonuzu herhangibir istasyona ayarlayın ve dinleyin. Radyonuzun kaç tane istasyon çektiğini not edin.

8.    Aşağıdaki işlem sırasına uyarak alıcının bant ayarını yapınız. Bant ayarı alıcının osilatör bobini ayarlanarak yapılır. Bant ayarı yapılmayan ya da kötü yapılan alıcı ile 88MHz ile 108MHz arasında yayın yapan tüm istasyonlar dinlenemez. Tüm istasyonların dinlenebilmesi için bant ayarının iyi bir şekilde yapılması gerekir.

·         Alıcıyı çalışır duruma getirerek, istasyon ayar düğmesini 88MHz konumuna alınız.

·         Radyo frekans sinyal jeneratörünü aşağıdaki değerlere göre ayarlayıp çıkışına osiloskop probu bağlayın.

FREQUENCY

88 MHz

MODULATION

100

MOD. SOURCE

1 kHz

MOD.

FM

LEVEL

100 dB

·         Osiloskop probunun canlı ucunu bir arkadaşınıza tutturun.

·         Radyodan 1 KHz’lik düdük sesini duyana kadar  osilatör bobinini ayarlayın. (Ayarlama işlemi bobini sıklaştırma ya da spirlerin arasını açma şeklinde yapılır.)

·         Düdük sesini duyamıyorsanız R2 direncinin değerini biraz büyültüp, buraya kadar olan işlemleri tekrar yapınız.

·         Bundan sonra L2 bobinine kesinlikle dokunmayın. Aksi taktirde ayar bozulur.

·         İstasyon ayar düğmesini 108MHz konumuna getirin.

·         Radyo frekans sinyal jeneratörünün frekansını radyodan 1KHz’lik düdük sesini duyana kadar yavaş yavaş yükseltin.

·         Düdük sesini duyduğunuz andaki frekans değerini not edin. Bu değer 108 MHz ya da 108MHz’den daha yüksek ise ayar işlemi yapılmış demektir. Bu değer 108MHz’in altında bir değer ise R2 direncinin değerini biraz küçülterek yukarıda anlatılan işlemleri buraya kadar tekrar yapın.

·         Ayar işlemi bitmiştir.

·         Radyonuzun kaç tane istasyonu çektiğini not edin.

·         Radyonuzu bir kutu ya da sunta lam üzerine monte ederek çalışmaya hazır vaziyette bekletin.

Temrin sayfasını bilgisayarınıza indirmek için buraya tıklayınız.