8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

1/53

R/F TEKN

AMALAR

1.Elektronik iletiim sistemlerindeki temel elemanlar tanmak.2.Osilasyon, iltreleme, karlatrma ilemlerinin ne zaman ve nasl yaplacan kavramak,3.Genlik ve frekans modleli alc ve verici devreleri anlayabilme, karlatrabilme ve analiziniyapabilme.

ZEL AIKLAMA

Elektronik iletiim temelini oluturan elemanlar her gn yenilenmektedir. Yaplan aratrmave gelitirme almalarnn sonucunda hem hatasz, hem daha hzl hem de grltsz iletiimimkan salanmtr.

KONULAR

A: Osilatrler %10B: Filtreler %20C: Mikserler %15D: RF ve IF ykselteler %20E: PLL ve frekans sentezleyiciler %25F: Modlatr ve demodlatr devreleri %15

1

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

2/53

OSLATRLER

Osilatr salnm reten bir aygttr. Elektronik iletiimde ok sayda uygulamas vardr:yksek frekans tayc kaynaklar, saat devreleri gibi. Elektronik salnm, gerilim ya da akmdalga biiminde tekrarlamal bir deiimdir. Eer osilatr snmsz ise, dalga biimindeki

deiimler kesintisiz ve tekrarlamal olur. Snmsz olmayan osilatrler, k dalga biimindebir deiim retmek iin harici bir giri sinyalini ya da tetiklemeyi gerektirir.

Temel olarak osilatr, bir dc ( doru akm ) giri gerilimini bir ac ( alternatif akm ) kgerilimine dntrr. k dalga biiminin ekli sins dalga, kare dalga, testere dii dalga ya da

periyodik aralklarla tekrarland srece herhangi baka bir dalga olabilir.

Serbest alan osilatrler bir kez daha harekete geirildikten sonra bir ac k sinyaliretir; bu ac sinyalinin kk bir blm girie geri beslenip, orada ykseltilir. Giri sinyaliykseltilerek ka gelir ve ayn sre tekrar eder; oluan srece tekrar retimli sre denir.k sinyali giri sinyaline baldr; ayn ekilde, giri sinyali de k sinyaline baldr.

Barkhausen Kriterine gre, bir geri beslenme debresinin salnmlar srdrebilmesi iin,geri besleme dngsnn evresindeki net kazan 1e eit ya da 1den fazla olmal ve dngnnevresindeki net faz kaymas 3600nin pozitif tamsay kat olmaldr.

Temel olarak, bir geri besleme osilatrnn almas iin drt koul yerine gelmelidir:ykseltme, pozitif geri besleme, frekansa bal olma zellii ve bir g kayna.

1. Ykseltme: Devre ykseltme yapabilmelidir. Hatta belli zamanlarda sonsuz kazansalayabilmelidir.

2. Pozitif geri besleme: k sinyalinin girie geribeslenebilecei tam bir yol bulunmaldr.Geribesleme sinyali tekrar retimli olmaldr, yani sinyal, salnmlar srdrebilmek iindoru faza ve genlie sahip olmaldr. Eer faz doru deilse ya da genlik yetersiz isesalnmlar sona erer. Eer genlik ar ise, aygt doyar. Tekrar retimli geribeslemeye pozitifgeribesleme ad verilir; burada pozitif szc yalnzca, geribeslemenin faznn salnmsrecine yardm ettii anlamna gelir; pozitif (+) ya da negatif (-) polarite gstermez.

3. Frekansa bal olma zellii: Osilatrn frekansnn belirlenmesi ve deitirilmesinisalayabilecek, frekansa bal bileenler bulunmaktadr.

4. G kayna: Elektriksel bir g kayna olmaldr; rnein, bir de g kayna.

ekil 1-1

ekil 1-1 geribeslemeli bir ykseltecin elektriksel modelini gstermektedir. Bu model,ak dng kazanc A01 olan bir ykselte ile geribesleme oran olan frekansa bal bir tekrarretimli geribesleme yolu ierir.

2

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

3/53

ekil 1-1den aadaki matematiksel ilikiler elde edilir.

Aktarm fonksiyonu = 13

V

V

Vi

Vo =

V2 = V1 V4V3 = A01V2V4 = V3

Burada

V1= harici giri gerilimiV2= ykseltecin giri gerilimiV3= k gerilimiV4= geribesleme gerilimi

V4n yerine deerini koyduumuzda u ilikiyi elde ederiz:

V2 = V1 V3yleyse

V3 = ( V1 V3 ) A01Ve

V3 = V1A01 V3 A01

Sonucu yeniden dzenleyip, arpanlara ayrdmzda:

V3 + V1 A01 = V1A01 = V3 (1+ A01) = V1A01Bylece

01

01

1

3

1 A

A

V

V

Vi

Vo

+==

(1-1)

)1/( 0101 AA + , geribeslemeli bir ykselte iin kullanlan standart formldr. Eer belli birfrekansta, A01 terimi 1e giderse, payda 0a gider ve Vk / Vgiri sonsuz olur. Bu durum

meydana geldiinde, devre salnm yapacaktr; dolaysyla harici giri kesilebilir.

Snmsz salnmlarn oluabilmesi iin devrenin, daha nce zetlenen salnm iingerekli drt temel koulu yerine getirmesi, 1-1 nolu Denklemdeki lte ve ekil 1-1degsterilen temel geribesleme modeline uymas zorunludur. Salnma hareketi ok deiik yollarlagerekletirilebilirse de, en ok kullanlan dzenlemelerRC fazkaydrma devreleri, LC tankdevreleri, kristaller ve negatif direnli aygtlardr.

WIEN KPR OSLATR (RC FAZ KAYDIRMA OSLATR)

3

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

4/53

ekil : lemsel ykselteli Wien kpr osilatr

Frekans belirleyen elemenlar R1 R2 direnleri ile C1, C2 kondansatrleridir. R3 ve R4 geribesleme direnleridir.

lemsel ykseltecin giri ve k empedanslar gzard edilerek kpr devresi analizedilirse,

1

2

2

1

4

3

C

C

R

R

R

R+= ve

2121

02

1

CCRRf

=

zellikle R1 = R2 = R ve C1 = C2 = C seilirse osilatr frekans,

RCf

2

10 = ve 2

4

3=

R

Rolur.

Dolaysyla R3/R4 arasnn 2 den byk olmas devrenin hesaplanan frekansta osilasyonyapmas iin yeterli evrim kazancn salar.

Wien kpr osilatr 5 Hz ile 1 MHZ arasndaki frekanslar retmek iin sinyalretelerinde yaygn olarak kullanlan alak frekansl bir osilatrdr.

Devrenin almas:

G ilk aldnda kta btn frekanslar ieren bir grlt oluur ve ilerletmegeciktirme a boyunca geri beslenir. Yalnzca frekans f0 olan grlt 00 lik bir faz kaymas ve1/3lk bir aktarm oranyla geer. Dolaysyla sadece tek bir frekans ( f0 ) ayn fazda geri

beslenir. Bu frekansn kapal dng kazanc 1 olur ve snmsz salnmlar retir. Kpr dengeyegeldiinde Vb = Vd olur.

RNEK : ekildeki Wien kpr asilatrnn rezonans frekansn hesaplaynz.

4

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

5/53

ZM :

Hz3120.7(51.102

1

2

1630

=)(0,001.10.)

==

RCf

RNEK: fo = 10 kHz frekansnda alma iin , bi wien kpr asilatrnn RC elemanlarntasarlayn.

ZM: R ve C iin eit deerler kullanrsak , R = 100 k seilebilir.

RCf

2

10 = den

02

1

RfC

= sekersek

pFC 15928,6

10

(1002

1 9

33==

))(10.10.10=

Osilasyonun olumas iin R3 /R4 orannn 2den byk olmasn salayan R3 = 300 k ve R4 = 100 k deerlerini kullanabiliriz.

LC Osilatrleri

5

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

6/53

Salnm frekansnn bir LC tank devresi tarafndan belirlendii osilatrlerdir.Tank devresikinetik ve potansiyel enerji arasnda bir enerji deitokuu gerekletirir. En yaygn iki osilatrtr Hartley ve Colpitts osilatrleridir.

Hartley Osilatrleri

Aadaki forml Hartley osilatrnn salnm frekansn olduka yaklak verir :

LCf

2

10 = dr. Burada L = L1a + L1b

C = C1

Hartley osilatrnn almas:

G ilk aldnda, Q1 in kollektrnde ok sayda frekans belirir ve C2 araclyla tankdevresine balanr. Balangtaki grlt C1 in yklenmesi iin gerekli enerjiyi salar. C1ksmen yklendikten sonra, salnm hareketi balar. Tank devresi, ancak rezonans frekansndaverimli bir biimde salnm yapar. Geribeslenen sinyalin genlii Lb / ( La + Lb )

Colpitts Osilatr :

Copitts osilatrlerinin salnm frekans yaklak olarakLC

f2

10 = dr. Burada

6

Q1 rezonans frekansnda gerekliykseltmeyi salar. CC ; balamakondansatrdr ve pozitifgeribesleme iin yol oluturur. L1 veC1 frekans belirler. Vcc de dc kaynakgerilimidir. RFC, ac iin akdevredir ve salnmlar dc gkaynandan izole eder.

Q1 transistr ykseltme yapar, CCtekrar retimli (pozitif) geribeslemeyolunu salar, L1 , C1a , C1b frekans

belirler,VCC ise dc kaynak gerilimidir.RFC ( Radyo frekans ok bobini ) aciin ak devredir ve salnmlar dcg kaynandan ayrr.

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

7/53

dr.

Colpitts osilatrnn almas:

G ilk aldnda, Q1in kolektrnde grlt oluur ve tank devresine enerji salar,buda salnmlar balatr. C1a ve C1b bir AC gerilim blcs olutururlar. C1b zerindekigerilim dm Cc araclyla Q1in bazna geri beslenir. Q1in bazndan Kolektrne 180derecelik faz kaymas, C1in zerinde ek bir faz kaymas vardr. Sonu olarak toplam fazkaymas 180 derece olur ve sinyal tekrar rebimli olur. C1a / C1b geri besleme sinyaliningenliini belirler.

Not:Her iki osilatr de eer yetersiz enerji geri beslenirse salnm snml olur. Eerar geri beslenirse transistr doyar.

Kristalli Osilatr Devreleri

ok farkl, kristal ieren osilatr trleri vardr. En yaygn olanlar; ayrk, entegreli pierceve RLC yar kpr osilatrdr.

Eer frekans kararll ok iyi ve basit bir tasarm isteniyorsa ayrk pierce iyi birseimdir.

Eer dk maliyetli ve sade bir tasarm isteniyorsa entegreli pierce osilatr tercihedilir.

A) Ayrk Pierce Osilatr:

BJTli FETli

Kristal, seri rezonans modunda kristali uyarmak iin geri besleme balant yoluna seriolarak balanabilir. R1, R2ve RE direnleri, gerilim blc olarak kararl bir DC n gerilimdevresi oluturur. CE kondansatr, emetr direncinin AC iaretleri iin kprlemesini, RFC iseDC n gerilimi salar ve g kaynan, ktan ayrr. alma frekansnda CE kuplaj

kondansatrnn empedans yaklak 0dr ve kolektr ile beyz arasnda DC bloklama yapar.Bu devrenin osilasyon frekans, kristalin seri rezonans frekansyla belirlenir. Pierceosilatrnn alma frekans, tm temel kristal frekans aralnda (1Khz ile yaklak 30Mhz)dir.

7

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

8/53

B) IC (Entegreli) Pierce Kristalli Osilatr:

Kristal seri rezonans yoluna balanmtr ve seri rezonans frekansnda alr. Devreninyksek bir kazanc vardr ve kare dalga retir. Tam olarak zener geriliminde (VZ) k verir.20Mhze kadar varan frekanslarda alr.

Gerilim Kontroll Osilatrler (VCO)

VCO, frekans DC gerilimiyle belli snrlar iinde ayarlanabilen bir osilasyon k sinyali(tipik olarak kare ve gen dalga) reten bir devredir. 566 IC, VCOya bir rnektir. Bu entegre,frekans d diren ve kondansatrlerle belirlenen ve uygulanan DC gerilimiyle deitirile bilen

kare dalga ve gen dalga Sinyal retebilen devrelerdir.

Devrede R1, C1 kondansatrnn dolup boalma hzn belirler. Uygun bir d diren vekondansatr seilmesiyle osilatr, 10Hz-1Mhz aral iinde dzenlenebilir ve sonra VC kontrolgerilimiyle 10Hz-1Mhz arasnda modle edilebilir (deitirilebilir).

rnek:

8

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

9/53

ekildeki VCOnun alma frekans belirleyen.

zm:

Not: VCyi bir potansiyometre veya bir AC sinyal elle ayarlya biliriz. Bylece k frekansnndeitirebiliriz.

Byk lekli Entegrasyonlu Osilatrler:

Mkemmel frekans kararll ve geni akort aralklar vardr.XR-2207: Tek para gerilim kontroll osilatr 0,01Hzden 1Mhze kadar ezamanl sins vekare dalga osilatrlerdir. Frekans modlasyonu, FSK, PLL gibi uygulama alanlar vardr.

XR-2209: 0,01Hzden 1Mhze kadar ayn anda gen ve kare dalga k salar. Frekansmodlasyonu, genlik modlasyonu, akm frekans dntrmesi ve PLL gibi alanlarda kullanlr.

FLTRELER

9

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

10/53

letiim sistemlerinin uygulamasndaki en nemli tasarm sorunlarndan biri istenilenfrekans bandnn seimi olduu iin, filtre devrelerinin abuk ve doru bir ekilde tasarlanmasnaihtiya duyulmaktadr. Buradaki aklamalarmzda filtreleri iki genel guruba ayryoruz;

Pasif filtre Aktif filtre

Pasif filtrelerde transistr, ilemsel ykselte, vb gibi aktif devre elemanlar bulunmaz.Bunun dnda her iki filtre gurubunu ilevsel adan drt snfa ayryoruz.

Alak geiren Yksek geiren Bant geiren

Bant sndrenRC Filtreleri

Terminolojiyi verebilmek iin nce basit olmakla birlikte ok nemli olan RC Filtreleriele alnacaktr. ekil 3-1 de alak geiren bir RC Filtresi rnek olarak verilmitir. Frekansn birfonksiyonu olarak k geriliminin giri gerilimine oran filtrelerin aktarm fonksiyonu olaraktanmlanmtr. Bu nedenle devreyi gerilim blcs olarak ele alacak olursak, aktarmfonksiyonu aadaki ekilde ifade edilir:

3-1 nolu eitlik kamak bir saydr ve polar olarak aadaki ekilde yazlabilir:

burada devre ile ilgili faz kaymasdr ve eitliin kalan ksm gerilim aktarm fonksiyonununbyklne baldr. Yani

10

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

11/53

Ve RC 1tan = (3-3b)

3-3 nolu eitliin zellikleri, en net ekliyle grafikten grlebilir. Genellikle uygulamada |H(jw)|,desibel ile ifade edilir ve byklk frekansn bir fonksiyonu olarak izilir. Bu da 20 |H(jw)|alnarak yaplr. Bylece:

20 |H(jw)|= 20 db

-20 db (3-4)

ekil3-2de frekansa bal byklk ve faz as gsterilmitir. ekil-3-2ada =1/RColduunda rc k, giriin -3db altna der. Nitekim 3-4 nolu eitlikte de wRC=1 iken budurum net bir ekilde grlmektedir.Yani,

20 |H(jw)|= -20 db

11

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

12/53

ekil3-2 Alak geiren RC filitresinin karakterisikleri.

Bant geniliini belirtmek iin genellikle -3dbfrekans alnr.ekil3-2bden degrlebilecei ibi bu frekansta k gerilimi giri geriliminin gerisinde kalmaktadr.

Filitre ile ilgili diyer bir ilgin zellikde-6db\oktav olarak gsterilen zayflayarak azalmaorandr. Ayn ey 13-4 nolu eitliktende kolayca grlebilir. yle bir w frekans dnelimkiwRC >>1 ve w=2 olsun.Bu durumda 3-4 nolu eitlik frekans iki katna karsa zayflayarakazalma oran

20 |H(jw)|= -20=-20 log 2 RC=-20 log 2-20 RC=-6-20 RC

eklini alr. Bylece zayflayarak azalma blgesinde frekans iki katna karsa flitrenin tepkisi-6db degiir.Bu da RC flitrelerinin tipik bir zelliini ortaya koymaktadr.Dier birifadeyle,filitre tepkisinde -6 dB \ oktavlk deiiklik elde etmek iin bir R ve bir olmak zere ikielemana ihtiya vardr.

ALAK GEREN FLTRE

=1000 rad\s lik bir kesim frekansna sahip alak geiren bir RC filitresinin tasarmnyapn.Filitrede 1k luk bir yk varken -3 dblik kesim frekansn bulun.

ZM

H(jw)=

wRC=1R= =

C=1F olarak sein.

R= = 1k

RL=1 kH (jw) =

12

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

13/53

Zp=Xc|| RL=

H(jw)= , wCRR L =R+RL

wc = = = 2000 rad/s

EKL 3-3 Yksek Geiren RC Filtresi

ekil 3-3 de grld gibi R ve C elemanlarnn yerini deitirirsek yksek geiren filtrezelliini elde etmi oluruz.Bu filtrenin aktarm fonksiyonu H (jw)

H (jw) = =

= = -

eklindedir. ekil 3-4te bu filtrenin genlii ve faz as gsterilmitir.Buradaki zayflayarak azalma +6dB/oktav olup pozitif bir faz kaymas sz konusudur.4 Blmde bu devrenin zayflayarakazalma zelliini integral alc ve trev alc devreleri olarak kullanlabilmeleri asndanyeniden ele alnacaktr.

Byklk

EKL 3-4 Yksek geiren RC filtresinin zellikleri

KLASK PASF FLTRE TASARIMI

Akortlu RLC devrelerinin klasik kullanm alanlarndan biri de filtrelemedir. stenmeyen sinyalfrekansn zayflatmak iin iki yntem uygulanabilir; bunlar:1)Sinyale seri olarak bir yksek empedans yolu balama

13

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

14/53

2)stenmeyen sinyale paralel olarak bir alak empedans yolu balamaekil 3-5te bu metotlarn kullanld temel filtre dzeni verilmitir.

EKL 3-5. temel filtre dzeni: (a) L tipi ,(b) T tipi, (c) tipi

Bu dzenlerde zaten tandmz L tipi T tipi ve tipi devrelerin kullanldn grmekteyiz.zel Z1 ve Z2 reten devre bileenleri frekans ihtiyalarna baldr.rnein filtre ykdek

geiren trden ise seri eleman kondansatr ve paralel elemanda endktrdr.Alak geirenfiltrede tersi sz konusu olup seri eleman endktr ve nt eleman da kondansatrdr.Bir devreye pasif bir filtre konulduunda filtrenin hem giri hemde k empedanslarnn devreempedansna uydurulmas gerekmektedir. Filtre iin empedans L ve C deerleriyle

belirlenir.zellikle filtrenin ok veya karakteristik empedans

Z0= formlyle ifade edilir.

Eer filtre, karakteristik empedansa edeer bir empedansla sonlandrlma, bileik devrenin LCblmleri sonsuza kadar tekrarlanm gibi grnr. Bu ilke 16. Blmde ayrntlaryla ele

alnmtr.ekil 3-5teki filtre blmne ait tasarm eitlikleri aada fc kesim frekansna balolarak verilmitir.

Alak geiren:

L tipi

L = , C =

T tipi

L1 = L2= , C =

tipiL = , C1 = C2 =

14

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

15/53

Yksek geiren:

L tipi

L = , C =

T tipiL = , C =

tipi

L1 = L2= , C =

Eer filtrenin Z1 seri empedans ile Z2 nt empedansnn arpm btn frekanslarda sabit isebu tip filtrelere sabit kli filtreler ad verilir.

RNEK 3-2

50luk bir ykle sonlandrlmas gereken bir sabit kli filtresinin kesim frekansnn 1MHz olmas istenmektedir.T-tipi bir filtre iin, L ve C deerlerini hesaplaynz.ZM

L1 = L2= = =7.96 H

C = = 0.0064 F

3-2.2 Sabit kli Bant Bastrma Filtresi

ekil 3.7 de sabit kli bir bant zayflama dzenlemesi ve frekans tepkisi verilmitir. Bufiltreler de eitli blmlerden oluabilir. Sabit kli bant zayflar filtrenin tasarm denklemleriaada verilmitir.

15

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

16/53

EKL 3-7. Bant zayflatan filtre: a) L devresi; b) devresi; c) T devresi; d) frekans tepkisi

3-2.3 m-Tretilmi Filtre

f-olarak tanmlanan bir frekansta sonsuz zayflama salayan blme bir eleman eklemeksuretiyle Sabit kli filtrenin karakteristii iyiletirilebilir.

Sabit kli devreler, orta dzeyde frekans kesimi ile istenmeyen frekanslar iin yksek birzayflama faktrne sahiptir. m-tretilmi devreler ise daha keskin bir kesim zelliine sahipolmakla birlikte, istenmeyen frekanslar iin zayflama faktr pek yksek deildir. ekil 3-8de

alak geiren m-tketilmi bir devrenin bulunduuna dikkat edin. m-tketilmi ifadesi, m-tketilmi devrenin rezonans elemanndaki re aktansn, kyaslanabilir sabit kli devresindeki aynelemana orann gsteren sabit bir deerden gelmektedir. m- sabit deeri ayn zamanda bir alakveya yksek geiren filtrenin, en yksek bastrma frekans olan (fkesim frekans ) orandr. Tipik

bir deer m=0,6dr. zel deerler aadakiformlle hesaplanabilir.

ekil 3-9da yksek geiren m-tketilmi bir filtredzenlemesi grlmektedir. lgli tasarm eitlikleri unlardr:

16

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

17/53

ekil 3-8. Alak geiren m-tretilmi filtresi: a) L devresi; b) devresi; c) T devresi; d) frekans tepkisi

ekil 3-9. Yksek geiren m-tretilmi filtresi: a) L devresi; b) devresi; c) T devresi; d) frekans tepkisi

RNEK 3-4

17

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

18/53

Kesim frekans 6 MHZ ve sonlandrmas 50 olan m-tretilmi devreli bir yksek geirenfiltre vardr. m=0,6 kabul edildii takdirdef 1,L1 veL2 deerlerini hesaplayn.

ZM

AKTF FLTRE TASARIMI

Chebyshev, Butterworth ve Bessel isimlerine yol haritalarnda rastlamak mmkn deildir.Ancak modern filtre tasarmcsna veya kullancsna doru yolu gsterirler. Bilgisayarzmne verilen nemle ada filtre tasarm, ok blmeli klasik filtrelerden daha az sayda

bileenle daha iyi bir performansa sahip filtre tasarmn mmkn klmaktadr. zellikle, aktifcihazlar kullanmak suretiyle yukarda anlan filtreler kolayca uygulanabilmektedir.Endktrlerin tamamen uygulamadan karlabilmesi bylece alak frekanslarda byk endktrkullanlmasndan vazgeilmesi nedeniyle, alak frekans tasarm olduka kolaylamtr.

Modern filtreler, frekans bandndaki rezonans frekanslarn belirleyen kutuplar sfrnoktalaryla tanmlanr. Bir sfr noktas, sfr empedans frekans ve bir kutup da yksekempedans frekansn gsterir. rnein sinyal kayna ile ntl olan paralel birLC- devresi, birkutbu ( devrenin rezonans frekansndaki topraa kar maksimum empedansn) gsterir. Tersine,sinyal kayna ile ntl olan seri birLC- devresi, bir sfr noktasna ( topraa minimumempedans) gsterecektir. Filtre aktarm fonksiyonu terimleriyle payn kkleri sfr noktalarna,

paydnn kkleri kutup noktalarn gsterir. Sfr- kutup noktalarn gsterimi, laplace dnmile balar. Bu noktalar hem gerek, hem de karmak say olabilir. Genellikles= +j eklindegsterilir. Bylece sfr ve kutup noktalarnn yerleri s dzleminde izilebilir.

rnein: 3-1 nolu eitlii

eklinde yazabiliriz. Payday sfra eitleyip kklerini bulursak,

elde edilir. Buradan, alak geiren birRC filtresinin tek kknn negatif rees eksende olduugrlr. ( ekil 3-10a)

yksek geiren birRCfiltresinin sfr ve kutup noktalar da, ekil 3-10bde gsterilmitir.Aktarm fonksiyonundan, LC devresinin kutuplarnn,j ekseninde bulunduu anlalmaktadr.Sonu olarak sfr kutup noktalarnn yerlerini deitirebilirsek, farkl devrelerin yapaca etkileri

salarz. Aktif bir cihazla bunu gerekletirmek mmkndr.

18

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

19/53

ekil 3-10. s dzlemi: a) alak geiren; b) yksek geiren

ekil 3-11de, Bessel, Chebyshev ve Butterworth filtrelerinin sfr ve kutup noktalar sdzleminde gsterilmitir. Bu temel filtrenin tepkisi zellikleri unlardr:

Chebyshev; maksimum zayflayarak azalma oran Butterworth; geen bant genliinin dzgnl

Bessel; zaman gecikme dzgnlster Bessel olsun, isterse Chebyshev veya Butterworth, negatif reel eksende sadece bir kutup

bulunacan daima gz nnde bulundurun. Dier kutuplar hep karmak elenik olarak ortayakar. ekil 3-11deki kutuplara sahip olabilecek eitli devreler yaplabilir. ekil 3-12de,yaygn olarak kullanlan bir dzenleme grlmektedir.

Bu devrenin aktarm fonksiyonu

olup, A=0 olduundan devrenin aktarm fonksiyonuna indirgenir. Kutuplar

noktalarnda olup, burada a=C1C2R1R2, b=C1R2(1-A) +C2(R1+R2) ve C=1dir. (3-34) nolueitlikten, A kazancnn deimesi halinde, kutup yerlerinin de deieceini grrz. Kutupyerlerinin deiimi, ekil 3-13te, ykselte kazancna bal olarak gsterilmitir.

19

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

20/53

Devre teorisine gre, sadece sol yar s-dzleminde kutbu bulunan devreler KARARLIDIR.

3-3.1 Butterworth Yant

ekil 3-11e baktmzda, Butterworth tepkisi ile ilgili kutuplarn bir ember zerinde olduunu

grrz. zellikle A=1 iken, ekil 3-13teki kutuplarn s= -0,707 j0, 707de bulunduugrlr. ki kutuplu Buttreworth alak geiren filtresinde kutuplar ayn yerdedir. Bylece bilimkazan ykseltici iki kutuplu bir RC elemanlarn deitirme yoluyla, kutuplarn yerlerinideitirmektedir. rnein ilemsel ykselte, bir gerilim izleyici olarak balanabilir. Bununavantaj da k empedansnn dk olmas ve filtrenin genel kazancn artrmadan blmlerinkaskat balanabilmesidir. Aklamalarn kalan blmnde bu yaklam izleyeceiz.

3-3.2 Filtre Tablolar

Tablo 3-1de normalize filtre bileenleri iin bilgisayar zmleri verilmitir. Tablolarkullanrken, reel eksende yalnzca bir kutbun bulunmas mmkn olduundan her bir filtre iinsadece kutuplu bir devre dzeni kullanlabilir. Bylece istenilen kutup says N ise, ihtiyaduyulan aktif devre says Nin ift olmas halinde N/2,Nin tek olmas halinde ( N-1 ) / 2dir.Tablodaki btn deerler, bir rad/s ve 3-dBlik kesim frekans iin normalize edilmi olup, faratve ohm cinsinden verilmitir. Kullanlabilecek filtre blmleri ekil 3-14te grlmektedir.Filtreyi oluturan filtre blmlerini bir gerilim kaynandan, dier bir ifadeyle bir alakempedans kaynandan srnmesi gerekir. Yk empedans, k-blm ykseltecine ar ykgetirmeyecek herhangi bir deere sahip olabilir.

20

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

21/53

3-3.3 Filtre Tasarm

rnein alak geilen bir filtre tasarm yaplrken tasarmcnn, nce istenilen filtre tipini vegerekli kutup saysn semesi gerekir. Bir RC dzenlemesi iin zayflayarak azalma deerini 6dB / oktav olduunu unutmayn. Bundan sonra yaplacak i, uygun tablo deerlerini seerekfrekans ayarn salamak amacyla btn kondansatr deerlerini ( fnin 3dB kesim frekans

olduunu gz nne alarak ) fc ye blmektir. Bir sonraki i ise, diren deerlerini M ilearparak ve kondansatr deerlerini Me blmektir. Bu, seilecek deerlerin uygun olmasnsalar. M miktar, keyfi olarak seilen empedans leklendirme faktrdr.

MKSERLER:

Mikserler frekans dntrme amac iin kullanlan zel bir AM eitidir.Frekans dntrmek iin kullanlan devrelere mikser ad verilir. Mikserlerin

yerine getirdii ilev heterodin ve genlik modlatr ile edeerdir.

ki eit frekans dntrme vardr; yukardntrme ve aadntrme. Yukar

dntrmenin manas, her hangi bir modlasyonlu giri sinyalini daha yksek

bir frekansa dntrr. Aa dntrme ileminde ise, giri sinyali daha

dk bir frekansa dntrlr. ekil.1. basit bir mikser devresini gstermektedir.

Mikserin iki girii her hangi bir modlasyonlu bir giri sinyali ve local osilatrdengelen girii temsil etmektedir.

21

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

22/53

k, iki giriin toplam ve fark frekanslarn ierir. Baz mikserlerde, LO ve

giri sinyalleride kta grlr. Elbette bizim ilgilendiimiz, toplam ve farkfrekanslardr. Mikserin knda ki tuner devresi ve ya filtre istenen k

sinyalini seerken dierlerini elimine eder. Mikserler pek ok farkl eleman ve

devreden oluabilir. Mikserlerin ncelikli karakteristii lineer olmamasdr. k

giriine gre lineer olarak deimeyen devre ve ya elemanlar mikser olarak

kullanlabilir. Diyot bunun iin gzel

bir rnektir. Mikserler genlik modlatr zelliklerinden dolay, analog

arpclarn fonksiyonlarn gsterir. Bu arpm ilemidir ki, toplam ve fark

frekanslarn oluturur. Yukar dntrmek iin, iki giriin toplam, kta seilir,

aa dnm iin ise iki giriin farklarseilir. Kartrma ilemini gerekletirecek

pek ok devre

22

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

23/53

oluturulmutur. Genlik modlasyonu iin kullanlan bu devrelerin pek ou frekans

dntrme uygulamalarnda mkemmel sonu vermektedir. Mikserlerin en

genel kullanlan tiplerinden birisi, basit diyot modlatrdr. Devre basit ve oldukaetkindir. Bu tip diyot mikserleri, en ok mikro dalga uygulamalarnda kullanlr.

Basit bir tek diyot kartrcdevresi ekil.2.de grlmektedir.

ekil2. Basit Bir Diyot Mikser

Giri sinyali, T1 transformatrnn primer sarmna uygulanmtr. Sekonderdenkan sinyal diyot mikserine uygulanmtr. LO sinyali diyota C1

kapasitrnn zerinden uygulanmaktadr. k sinyali, her iki giri

sinyalinide ierir, tuner devresinin karsndan gzlenmektedir. Bu tuner devresi

toplam ya da fark frekansn seer ve dierlerini elimine eder. Dier popler bir

mikser devresi ekil.3.de grlen

iki diyotlu dengelenmi kartrcdr. Giri sinyali transformatrn primerine

uygulanmtr, LO ise sekonderin mekrezine uygulanmtr. k sinyali bir

RFCnin zerinde gzlenmektedir ve daha sonra toplam ya da fark frekansn

seen bir filtre

ya da tuned devresine uygulanr. Bir yada iki diyotlu mikserlerde, LO sinyali

giri sinyalinden ok byktr. Bu nedenden dolay, diyotlar, LO sinyali tarafndan

anahtar gibi kapatlp alrlar.

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

24/53

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

25/53

ekil 3. Dengelenmi Mikser Devresi

Kk sinyal uygulamalarnda, mikserlerde, daha dk aktif olma voltajlarndan

dolay, germanyum diyot kullanlr. Silikon diyotlarda mkemmel RF mikser

zelliine sahiptirler. Mikrodalga , VHF ve UHFde kullanlabilecek en iyi diyot

mikserleri Schottky barier diyotlardr.

Denge modlatrleri de mikserler olarak kullanlrlar. Bu devreler, ktan

elimine edilmi taycya sahip olma avantajna sahiptir, bu nedenden dolay,

filtreleme ilemi yapmak ok daha kolaydr. Modlatr devrelerinde ki tm denge

modlatr mikser olarak kullanlabilir. Diyot lattice (kafes) denge modlatr ve

entegre edilmi fark ykseltici tipi denge modlatrleri kartrma

uygulamalarnda olduka etkin devrelerdir. VHF ve UHFde kullanlan en

popler mikserler ekil.4.de grlen ift dengelenmi mikserlerdir. Bu devre

bulunabilecek en iyi mikserlerden birisidir. Mikserlerin en genel

uygulamalarndan biri, radyo alclarnda kullanlmaktadr. Burada mikser, gelen

sinyali daha dk frekansa dntrmek iin kullanlr, ki bu sinyalde istenen

yksek kazan ve seicilii elde etmek daha kolaydr.

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

26/53

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

27/53

ekil.4. Yksek Frekansta Kullanlan Dengelenmi Mikser Devresi

Tm bu genel tip mikserlerin yannda bazzel tip mikserlerde bulunmaktadr.

Tipik olarak bu mikserler, basit bir diyot ierirler ki bu diyot lineer olmayan blgede

tetiklenmitir bu sayede bu mikser analog arpm ilemi gerekletirir.

Transistr mikserlerinin, diyot mikserlerine oranla stnl, kazancn birtransistr basama

ile salanmasdr. Byle bir devre ekil.5.de grlmektedir. Bu bipolar

transistr lineer ykseltici gibi biaslanmtr fakat bias, baz akmnda ki

deiiklik ile lineer olarak deimeyen bir kollektr akm olacak ekilde

ayarlanmtr.

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

28/53

ekil.5. Bipolar Transistr Mikseri

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

29/53

alma tipi Adan ziyade AB tipidir. Analog arpm ilemi sonucunda toplam ve fark

frekansretilmitir. Bu devrede, girisinyali ve LO sinyalinin her ikiside transistrn

bazna uygulanmtr. Kollektrde ki tuner devresi genel olarak fark frekansn

seer. Bu miksere nazaran daha gelimi performansa sahip mikser elde

etmek iin ekil.6.daki gibi bipolar transistr yerine FET kullanabiliriz. Bipolar

transistrde olduu gibi FETde lineer olmayan ksmda alr. Giri sinyali gatee

uygulanr LO sinyali ise Sye uygulanr. Ddeki tuned devresi yine fark

frekansn semek iin kullanlr.

ekil.6.JFET Mikseri

Dier bir popler FET mikseri ekil.7.de grlmektedir. Burada ift kaplmetal oksit

yariletken FET (MOSFET) kullanlmtr.

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

30/53

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

31/53

oluturmak iin transistrde birleirler. Fark frekansT2 tarafndan seilir. Kartrma

ve osilatr ilemi bir tek transistr ile olutururken devre dntrc

olarak adlandrlr. Dntrcler, dk RF frekanslarnda, AM radyolarnda ve

30 MHz frekanstan daha dk frekanslarda alan ucuz haberleme alclarnda

kullanlr.

ekil 8 Mikser ve LO eren Autodyne Dntrc

Tipik entegre devre kartrcs ekil.9.da grlmektedir. Bu entegre NE602 dir.

Bu entegre arpraz balanm iki fark ykselticiden oluan ift dengelenmi

mikser devresinden olumaktadr. Entegrenin zerinde bir DC voltaj reglatr

ve sabit osilatr devresi gibi balanlabilecek bir NPN transistr bulunmaktadr.

ekil 9. NE602 Blok Diyagram

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

32/53

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

33/53

Bu entegre 4.5 8 V arasnda DC kaynak voltaj ile altrlr. Devre500MHze

kadar ki frekanslarda alabilir, yani HF, VHF ve dk frekans UHFuygulamalarnda kullanlr. Osilatr 200MHz deerine kadar alr. Entegrenin

dna LC tuner devresi ve ya bir kristal balanr bu ekilde alma frekans

kurulur. Oislatr mikserin bir giriine iten balanmtr. ekil.10da mikserin devre

detaylarverilmektedir.

ekil 10. NE602 Entegresinin Yaps

Q1 ve Q2, Q3ten gelen akml bir fark ykseltici olutururken, Q4 ve Q5,Q6dan

gelen akml dier bir fark ykseltici olutururlar. Giriler paralel

balanmtr. Kollektrler arpraz balanmtr yani, Q1, Q4n kollektrnebalanmtr. Ayn yolla Q2nin kollektr Q5in kollektrne balanmtr. Bu

balant, dengelenmi modlatr devresine benzer, iinde i osilatr sinyali

bastrlmtr ve kta sadece toplam ve fark sinyalleri gzlemlenir. ka bir filtre

ya da tuner devresi balanarak istenen toplam ya da fark frekans seilmesi

mmkn olabilir. NE602nin kullanld tipik bir devre ekil.11.de grlmektedir.

Bu devre 6V DC ile beslenmektedir. T1 transformatr 49 MHzlik giri sinyali

ile mikseri balar. C2 giri frekansnda transformatrn sekonderi ile rezonanta

girer. C3 2 nolu bacaase ile balayan AC bypassdir. delemanlar olan C4 ve L1

osilatr 59MHz deerine kuran tuned

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

34/53

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

35/53

devresini oluturur. C5 ve C6 kapasitif bir voltaj blc olutururlar, ve NPN

transistr Colpitts osilatr devresine balar. C7, AC eleyici ve bloklama

kapasitrdr. k 5 nolu bacaktan alnm ve seramik bant geiren bir

filtreye balanmtr. k sinyali, bu durumda fark sinyalidir ve 59-49=10MHz

olarak R2 direnci zerinde grlr. Dengelenmi mikser devresi, 59MHz osilatr

sinyali bastrr.

108MHz deerinde ki toplam sinyali seramik filtre tarafndan elimine edilir.

ekil.11.Frekans Dnm in Kullanlan NE602 Mikseri

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

36/53

MKSER DENEY:

1. Eer ekil.12. deki devrede fx=101KHz ve fy=100KHz ise fark frekansne olur?

2. Mikserin k iki tane dk geiren RC filtresi ile filtrelenmitir. Yaklak kesim

frekansnbulunuz?

3. Devreyi kurunuz.

4. Vy deerini 0 olarak ayarlaynz. Vx voltajn tepeden tepeye 0.1 V ve frekansn

101kHz olarak osiloskop kullanarak ayarlaynz.

5. Daha sonra Vy deerini 1Vp-p ve frekans deerini 100kHz olarak ayarlaynz.

6. Final k deerini osiloskobun voltaj ekseni 0.1V/cm (AC giri) ve

Time/dive=0.2ms/cm seeneklerinde gzlemleyiniz. Vx retecinin frekansn

101kHz olacak ekilde ksinyali 1kHz olana kadar yavaa ayarlaynz.

7. B noktasna, son RC filtrenin giriine baknz.1kHz lik sinyalin zerinde ripple

(hafif dalgalanma) grebilirsiniz.

8. imdide A noktasna osiloskop kullanarak bakn.(Voltaj kademesi 2V/cm olsun).

Dalgalanmalarn bykln Bnoktasna gre gzlemleyip not ediniz.

ekil.11.Transistr Mikser Devresi

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

37/53

Dorusal olmayan kartrma

PLL VE FREKANS SENTEZLEYCLER

Gerilim Kontroll OsilatrGerilim kontroll bir osilatr (VCO), frekansnda gerilimi ile belli snrlar iinde ayarlanabilen

bir osilasyon k sinyali (tipik olarak kare veya gen dalga) reten bir devredir.566IC VCOya birrnek tekil eder; bu entegre, frekans d diren ve kondansatrle belirlenen ve uygulanan DC gerilimiile deitirilebilen kare dalga ve gen dalga sinyalleri reten devreleri ierir.ekil 17.21ada, 566nnC1 d kondansatrn R1 direnci ile belirlenen bir hzla doldurmak ve boaltmak iin kullanlan akmkaynaklar ve bir dc modlasyon giri gerilimine sahip olduu gsterilmitir.Kondansatrndoldurulmas ve boaltlmas iin akm kaynaklarnn anahtarlamak amacyla bir schmitt tetikleyicidevresi kullanlmtr; kondansatrn zerinde oluturulan gen dalga gerilimi ile schmitttetikleyiciden gelen kare dalga tampon ykselteleri zerinden k olarak verilir.

566 biriminin bacak balantlaryla formlleri ve dier snrlamalar ekil 17.21bdegsterilmitir.Uygun bir d diren ve kondansatrn seilmesiyle osilatr, 10Hz-1MHz frekansaralnda deitirilebilir(modle edilebilir).

Serbest alma ve merkez alma frekans, fo

ekil17.21 566fonksiyon reteci(a) blok diyagram(b)bacak dzenlemesi ve alma zeti.

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

38/53

566 entegre devresinin,R1,C1 ve Vc ile belirlenen sabit bir frekansta hem kare dalga hem de gen dalga sinyali retmekiin bir fonksiyon reteci olarak kullanld bir rnek,ekil 17.22de gsterilmitir.R2 ve R3 diren blc,aadaki sabitdeere sabit de modlasyon gerilimini belirler.

elde edilir.

Sinyal frekansn deitirebilmek iin k kare dalga frekansn ayarlamak zere Vc giri geriliminin naslkullanlabilecei ekil 17.23deki devrede gsterilmitir.R3 potansiyemetresi Vcnin 9Vtan 12Va kadar deitirilmesinimmkn klar; bu da 10 Hz -1MHz frekans aralna karlk gelmektedir.Potansiyemetrenin ucu en st noktada ikenkontrol gerilimi u deere sahiptir:

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

39/53

Olduu anlamna gelmektedir.Bylece k kare dalgasnn frekans,en az 10Hz 1MHz frekans aral iinde R3

Potansimetresi kullanarak deitirilebilir.Vc deerini deitirmek iin potansimetre ayarn deitirmek yerine, ekil 17.24te gsterdii gibi bir giri modlasyon

gerilimi(Vgiri)de uygulanabilir.Gerilim blc, Vcyi 10.4V civarna ayarlar.1.4V civarndaki AC giri geriliminin tepe deeri, Vc yi,k frekansnn 10 Hz-1MHz aralnda deimesini salayacak ekilde 9V ile 11.8V arasndaki bir ngerilim noktasndasrebilir.Bylece Vgiri giri sinyali, k geriliminin frekansn,Vc=10.4V ngerilim deeri ile ayarlanan merkez frekans civarnda

(fo=121.2kHz)modle eder.

FAZ KLTLEMEL DNGVi giri sinyali ile VCOdan elde edilen Vo ,bir faz karlatrcda karlatrlr (baknz ekil

17.25)ve bu ilem sonunda , bu iki sinyal arasndaki faz farkn gsteren bir k gerilimi (Vc)retir.bugerilim daha sonra , PLLden k gerilimi olarak alnabilen ve VCO frekansn modle eden birgerilim olarak kullanlabilen bir k gerilimi (gerektiinde ykseltilebilir)salayan bir alak geirenfiltreye uygulanr.Devrenin kapal dng almasnn nedeni,VCO frekansnn,giri sinyal frekansnakilitlenmesidir.

Temel PLL almas

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

40/53

PLL devresinin temel almas, ekil 17.25teki devre zerinde aklanabilir.lknce,dngkilitlendii zaman (giri sinyali frekans ile VCOnun frekans ayndr), faz kilitlemeli dngnniindeki eitli devrelerin almasn inceleyeceiz.Giri sinyal frekans ile VCOdan karlatrmadevresine gelen frekans ayn olur zaman, k olarak alnan Vd gerilimi, VCOyu giri sinyali ile

kilitli tutmak iin gereken deerdir.Ardndan VCO, giri frekansndan sabit genlikli kare dalga sinyaliretir.En iyi alma,VCO merkez frekansnn (fo),kendi dorusal alma aralnn ortasndaki dc ngerilim noktasna ayarlanmasyla elde edilir.Ykselte, filtre devresinin k olarak elde edilen dcgerilimine ayarlanmasna nokta klar.Dng kilitli olduu zaman,karlatrcya uygulanan iki sinyal,ayn fazda olmasa da ayn frekans dadr.Karlatrcya uygulanan iki sinyal arasndaki sabit faz fark,VCO iin sabit bir dc gerilimi oluturur.Bu durumdaki giri sinyali frekansndaki deimeler, VCOyauygulanan dc geriliminin deimesine neden olur.Yakalama ve kilitleme frekans aralnda dcgerilimi, VCO Frekansna srerek giri frekansna eitlenmesine salar.

Dng, kilitleme durumuna gemeye alrken, faz karlatrcnn k karlatrlansinyallerin toplam ve fark sinyal bileenlerini ierir.Alak geiren filtre, dngnn, giri ile VCOsinyalleri arasnda kilitleme salayabilmesi iin sinyalin sadece alak frekans bileenlerini ierir.

VCOnun snrl alma aral ve PLL devresinin geri besleme devresinden dolay, PLL iinbelirlenen iki frekans band vardr. PLLnin yakalama aral dngnn giri sinyali ile kilitlenmesalanabildii VCO serbest alma frekans fo civarnda merkezlenen frekans araldr.PLLyakalamay gerekletirdikten sonra kilitleme aral olarak adlandrlan biraz daha geni sinyalaralndan giri sinyali ile kilitlenmeyi srdrr.

UygulamalarPLL,(1) frekans dmodlasyon, (2) frekans sentezleme ve (3) frekans kaydrmal anahtarlama,

(FSK) kod zcleri de dahil olmak zere bir ok uygulama alannda kulanlabilir.Aada her birisiiin rnek verilmitir.

FREKANS SENTEZ

Frekans sentezleyici, ekil 17.27de grld gibi bir PLL kullanlarak kurulabilir.VCO k ile faz karlatrc arasna bir frekans blc konulmutur; bylece karlatrcyauygulanan dng sinyali fo frekansndayken, VCO k Nfo frekansnda olur.Bu k, dng kilitliolduu srece giri frekansnn tam katlardr.Giri sinyali, f1 noktasnda kristal yardmyla kararlduruma getirilebilir;bu durumda dngnn temel frekansta (fo=f1) iken kilitlenecek ekildeayarlanmas halinde, VCO k Nf1 frekansnda olacaktr.ekil 17.27b frekans katlayc olarakkullanlan bir 565 PLLyi ve blc olarak kullanlan bir 7490 gstermektedir.f1 frekansndaki V1girii, 5nolu bacaktaki girile (fo frekansl) karlatrlr.Nfo frekansndaki bir k (rneimizde 4fo),7490nn 14 nolu baca zerinde 0 volt ile +5V arasnda deien bir giri salamak iin bir tersleyici

devreye balanmtr.7490 giriindeki sinyal 4e blnerek elde edilen 9 nolu bacak zerindeki kkullanlarak, PLLnin 4 nolu bacanda, dng kilitli olduu srece giri frekansnn 4 kat olan birsinyal elde edilebilir.VCO merkez frekans aralnda snrl lde deiebildii iin, blme deerideitii zaman VCO frekansn deitirmek gerekebilir.PLL devresi kilitli olduu srece VCO kfrekans, giri frekansnn tam N kat olacaktr.fo frekansnn,yakalama ve kilitleme aral iindekalacak ekilde tekrar ayarlamak yeterlidir; Kapal dng VCO kn kilitlenme durumunda tamolarak Nfya eit olmasna salayacaktr.

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

41/53

FREKANS DEMODLASYONU

FM demodilasyonu veya dedeksiyonu dorudan doruya PLL devresi kullanarakgerekletirilebilir.PLL merkez frekansnn FM tayc frekansnda seilmesi halinde aadakiekildeki devrede filtrelenmi gerilim veya k gerilimi,deeri sinyal frekansndakideimeyleorantl olarak deien demodlasyonlu gerilimdir.Bylece PLLdevresi, FM alclarndaki kullanlanara frekans (IF) devresi, snrlayc ve demodlatr gibi alr.

Popler bir PLL olan 565, ksmen iten bal bir faz dedektr , bir ykselte ve VCOdanoluur.vconun serbest alma frekans R1 ve C1 ile belirlenir.C2 d kondansatar, AGFnin geirme

band frekansn ayarlamak iin kullanlr.Burada PLL dngsn tamamlamak iin VCOnun k

(4),faz dedektrnn girii (5)e balanmas gerekir.565 tipik olarak iki g kayna kullanr.

(a)

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

42/53

FM modlatr olarak alan 565 PLL dzenlemesi, yukardaki ekilde gsterilmitir.R1 direncive C1 kondansatr,

RF VE IF YKSELTELER

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

43/53

Anlalaca gibi,transformatr empedans uygulamas iin ok uygun bir malzemedir.Yksek empedansta transformatr ,akort devreleri ile beraber bant geniliini kontrol edebilir vegerilim ykseltmesi yapabilir. Primer ve sekonder sarglarnn her ikisi birden akortlandnda,

transformatr genellikle sadece bir frekans band iin kullanlr.

Primer akotlu transformatrlerde sekoder tarafnda oluan empedans nemkazanmaktadr.Sekonderde oluacak endktif empedans primere kapasitif, kapasitif olarak oluacakempedans primere endktif olarak yasyacaktr.Bu nedenle akortlu bir devre, bu devreye yanstlanendktif empedansla akotsuz hale gelebilir. Sekonderi akotlu devrelerde her iki taraftaki direncindeerine bal olarak kalite faktr deiir.

Akortlu RF ykselteleri sekonderi ,primeri akortlu olabildii gibi ift akortlu transformatrkuplajl olarak da yaplabilr.ekilde ift akorlu bir RF ykselte devresi grlmektedir.

ekil 3.2:ift akortklu RF ykselteci

Primer ve sekonder devrelerin balangta fiziksel olarak birbirinden ayrldn ve ayn fofrekansnda rezonansa gelecek ekilde akortlandn kabul edelim.Bundan sonra sarm dk birkuplaj derecesi elde edilecek ekilde birbirine mmkn olduunca yaklatrlr.Primer tarafta akmaktnda , Eo k gerilimi elde edilir.k gerilimleri fo frekansnda tepe noktasna ular.Sarmlar

birbirine yaklatrldna sekonder empedans primer yansr.Rezonans frekansnn zerindeki birfrekansta sekonder endktif ve primere kuplajlanan empedans da bu nedenle kapasitif olur.Bu da

primer empedansn etkili bir ekilde deitirerek daha az endktif yapar sonuta primer rezonansfrekans ykselerek maksimal tepki frekansn deitirir.Ayn aklama fo `nun altndaki frekanslar iinde geerli olabilir.Rezoanas devrelerinin bu deiimlerinden karlan frekans tepkisi erisi, aralarnda

bir ini noktas bulunan iki tep noktasna sahip olabilr.ekilde farkl kuplaj derecelerinin frekans tepkierileri grlmektedir.ift akortlu RF ykselteler genellikle dikkatli ayarlamaya keskin kenarluygun genilik ve ykseklie sahip bir tepki erisinin elde edilebildii sperheterodin alclardazellikle ara frekans [IF]katlarnda kullanlr.

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

44/53

KRTK KUPLAJ: Kuplajn artmasyla yansyan empedans artar.Rezonans halinde yansyanempedans reel deirine deirine ular ve primer Q `sunun azalmasna sebep olur.Kuplaj daha daartrlrsa primere yansyan direncin primer direncine eit olduu bir noktaya ular.Primer etkin Qdeeri asl deerinin yarsna der.Bu noktadaki kuplaj kritik kuplajdr.Kritik kuplajda kta elde

edilecek gerilim mmkn olan maksimum deerdedir.Kalite katsaysndaki d nedeniyle bantgenilii artar.

AIRI KUPLAJ:Kuplaj seviyesi kritik kuplaj deerinin zerine klrsa ar kuplaj durumunageilir.deal frekans tepki erisi kuplaj deerinden %50 daha byk bir kuplaj kat saysyla elde edilir.

copt kk 5.1=

Ar kuplajn ekilde grlmektedir.ift akortlu devrenin bant genilii [Band Width)ile olanbalants:

BW(Bant genilii) = k fo eklindedir.

Akortlu RF ykselte tasarmlar eitlilik gstermektedir.rnein,dar bantl akortlu ykselte,genibantl ykselte,kademeli ykselte vb.

ekil 3.4`de dar bant akortlu bir RF ykselte devresi grlmektedir.Giri sinyali Q1 nbeyzine uygulanr. k sinyali ise Q3`n kolektrnden alnmaktadr. Dolaysyla Q1,Q3 ikilisi ortakemiter ve ortak beyzli transistr ifti gibi davranr. Bu transistrlerin kaskat ykselte balantsdr.Ortak beyz balantsnda,kazanla birlikte byk bant genilii elde edilir. Ayrca geri besleme tektransistre gre iki kat gldr.Q1n kollektr akm Q2 ve Q3 transisitrleri arasnda blnmektedir.Buradan anlalaca gibi kazan,Q2`nin beyzine bir gerilim (AGC,otomatik kazan kontrol sinyali]uygulanarak kontrol edilebilir. Q2`nin beyz emiter geriliminin,akmn byk bir ksmn Q2 `yeanahtarlamak iin dk bir deerde olmas yeterlidir.Bu Q3`n kollektrnde minimum k sinyaliolmasna yol aar. R3 ve R4 direnleri,otmatik kazan kontrol [AGC] gerilimlerini ykseltir.ByleceAGC devresinin grlt etkisi azaltlm olur.AGC sinyali ile transistr kollektr yk deise

bile,transistor n beyzinde ok az etkisi oluturur. Dolaysyla, AGC giri devresindeki akordubozmaz.

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

45/53

EKL3.4:Darbant akortlu ykselte devresi

ekil 3.5 de emiteri toprakl bir RF ykselte devresi grlmektedir. Devredeki T1 ve T2,RFtransformatrlerinin pimerleri akortlu , sekonderleri ise empedans uygunlatrma amacylaakortsuzdur. T2; nin sekonderi kartrc katn giriine uygulanmaktadr. Devredeki C1 ve C2 varyablkondansatrleri ayn mile balandklarndan dolay,ayarlanmak suretiyle istenilen frekans rahatlklaseilebilir. Burada C1 ve C2 miline bal olan osilatr varyabl kondansatr gsterilmemitir.Devredeki R1 ve R2 AF125 transistrnn beyz polarmasn salarlar.Ayarl R2 direnciyle emitereseri balanan mikroampermetrede 500 mikroamper grnceye kadar ayar yaplmaldr. C3

kondansatr hem beyz polarmasnn sabit kalmasn salar hem de radyo frekansl akmlarn geiyoludur. C3 ve C4 dekuplaj devresi, kollektrn ekecei akmdan doly A noktasnda meydanagelecek gerilim deiikliine engel olur.Ayarl Cn ntrodinaj kondansatr ayarlanmak suretiyle,

parazitik osilasyonlar meydana getiren ar giri sinyallerinin etkisi ortadan kaldrlm olur.

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

46/53

EKL 3.5: Emiteri toprakl RF ykselte d+evresi

T1 ferit ubuk nve zerine sarlm olan L1 bobini elektromanyetik dalgalar tarafndankesilerek bu bobin ularnda modleli RF gerilimi meydana gelir.C1 ayarlanmak suretiyle istenenfrekansta L1 ularndaki modleli maksimum bir gerilim meydana gelir.Bu gerlilm sekondere

indklenerek transistr beyzine uygulanm olur.Transistr bu sinyali ykselterek kollektrdeki akortdevresine uygulanr.C2,L2 yardmyla ayn deerdeki frekans yeniden ayarlanarak T2 bobini zeridenkartrc katn beyzine uygulanr.Bylece alcnn seicilii iyice artrlm olur.Burada T1 ve T2 aynfrekansta akortlu olduklarndan pozitif geri beslemeden doabilecek osilasyonlara engel olmak iin T2

bobini blendaj iine alnmaldr.Grlyor ki bu sitem iyi olmakla beraber,maliyetin fazlal ve igalettii yerin bykl sebebiyle ok ender olarak kullanlr.

EKL 3.6:Transistrl RF ykselte devresi

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

47/53

ekil 3.6 `da yaygn kullanlan bir transistrl RF ykselte devresi grlmektedir. Ca, Cb,Cc kondansatrleri ve L1 bobini anten ile ykselte arasnda empedans uygunlatrma ve balantdevresidir. Q1 transistr ,dorusal olmayan bozulmay azaltmak amacyla A snf alacak ekilde

polarmalandrlmtr. Transistr kollektr devresi kartrcya ,daha yksek seicilik elde etmek iinift akort edilmi olan T1zerinden transformatre balanmtr.Cx ve Cy , RF kprleme

kondansatrlerdir.Bu kondansatrlerin isimlerinde bulunan x ve y harfleri ,zel imal edilmi beslemekondansatrleri olduklarna iaret etmektedir.Besleme kondansatrleri dier kondansatrlerden dahaaz indktansa sahiptir.;bu da yksek frekansa kondansatrlerin ularndan meydana gelebilecekyaylmay eengeeller. Cn bir ntrleme kondansatrdr. Kollektr sinyalinin bir blm salnmlarengellemek iin , transistrn kollektrnden beyzine kapasitans zerinden geri besleme sinyalikaydrmak [ya da ntrlemek] zerine beyz devresine geri beslenir.Cf,Cn ile birlikte geri beslemesinyali iin bir AC gerilim blc oluturur.Bu ntrleme dzenlenmesine toprakla balantszntrleme denir.ekil 3.7`de ift geitli MOSFET kullanlan bir RF ykselteci grlmektedir.Buradaki aktif elemanDEMOS [tketim artran metal oksit yar iletken] FET`tir. FET transistrler yksek giri empedansnave dk k empedansna sahiptir.FET transistorler iki kutuplu transistre oranla daha dorusal

olmayan bozulma oluturan elemanlardr. FET transisitrlerde kare says denilen bir alma sistemimevcuttur. Transistrler dorusal olmayan almada sonsuz harmonik retirken FET `lerde dahadorusal bir karakteristik izmektedir. ekil 3.7`deki Q1 dorusal olmayan almaya uygun olrak Asnf polarmalandrlmtr. T1 transformatr alc seiliini artrmak amacyla tek akortlu olarakdizayn edilmitir. L5 radyo frekans ok bobini [RFC]dir. L5 C6 ile birlikte ,yksek frekanslsinyallerin DC g kaynana ulamasn engeller.

EKL 3.7:MOSFET`li RF ykselte devresi

ekil 3.8 de ise kaskat balantl bir RF ykselteci grlmektedir. Kaskat balantl ykselte ,klasik ykseltelere gre daha yksek kazan ve daha az grlt salar .Ykselteteki etkin aygtlar,

bir transistr veya FET olabilir. Q1 k Q2`nin Source koluna empedansla bal ortak Gate `li bir

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

48/53

ykseltetir. Q2.,nin giri empedans dk olduu iin ,Q1 ntrlenmesi gerekmez. Ancak,ntrlemeyaplrsa daha da azaltlabilir.Dolaysyla , L2, R1 ve C2 ntrleme iin gerekli besleme yolunuoluturur. Q2 de ortak Gate `li bir ykseltetir.

EKL 3.8:FET transistrl RF ykselte devresi

2) AKORTSUZ RF YKSELTELER:

EKL 3.9: Akortsuz RF ykselte devresi

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

49/53

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

50/53

B.FREKANS DETRCLER

Hangi bantta allrsa allsn kazanc yksek, seicilii iyi, bant geniliide ayni kalmassperhetoredin alclarn en nemli zelliklerindedir. Bu zellikler hetorodin ilemi sonucunda eldeedilen frekansla salanmaktadr. Ara frekans (IF) elde etmek amacyla, RF sinyalinin frejans ile

birletirilmesi ilemine kartrma (hetodin) denirHeterodin ileminin gereklemesi iin eitli metotlar kullanlmaktadr.Alclarda frekanslarn

kartrlmas iin gerekli iki metot kullanlr.Birincisinde antene gelen Radyo Frekans sinyali osilatr

sinyali ile bir transistor de birletirir ve ayn zamanda osilatr sinyalide bu transistr tarafndanretilir.Bu devrede dntrc veya konvertr ad verilir. kinci bir yntem ise ,osilatr sinyali ayr

bir devrede retip temel frekans deitirici devrelerdir.Bir transistr kartrc veya dntrc olarak kullanldnda dinamik karakteristiinin

lineer olmayan ksmnda altrlr.Bu artlar altnda iki ayr frekansl sinyal transistrn giriineuygulandnda,kta drt temel sinyal elde edilir.Bunlardan ikisi girie uygulanan iki ayr frekansnkendisidir. k frekansnn ncs girie uygulanan frekanslarn toplamna, drdncs ise ikigiri frekansnn farkna eittir. Sperheterodin alclarda fark frekans kullanlr. Dier IFtransformatrleri ve filtre yardmyla szlrAlcda kullanlan bu fark frekansna IF ad verilir.

Mikser knda fark frekans elde edebilmek iin IF transformatr f frekansna ayarlanr.IFdeerinin sabit ve kakarl olmas ise frekans deitirici katn almasna baldr.Bu katn kararlalmas da ncelikle besleme gerilimini sabit tutmakla salanr. Besleme geriliminin salandnoktalar radyo frekans sinyalleri bakmndan kondansatr direnler dekuple edilerek polarmasinyalindeki deimeler nlenir.Ayrca osilatr frekansnn kaymasna neden olan alma scakl,fazla g tketimi,devre elemanlarnn deer tolerans gibi etkenlere de dikkat edilir. Katlar arasempedansn maksimum g aktarm amacyla uygunlatrlmas olmas gerekir.zelikle IF frekansn

belirleyecek filtre devreleri hassas ayarlanm olmaldr. Fark frekans temin etme bakmndan, osilatrfrekansnn belirli snrlar dnada kalmamas iin iindir. Aksi halde istenilen dalga band eldeedilemez. Anten akort frekanslar 530-1600KHz arasndadr.

C) IF KATLARIIF (ara frekans) ykselteleri,RF ykseltecine ok benzeyen nispeten yksek kazanl akortlu

devrelerdir. RF ykselteleri ile arandaki tek fark IF ykseltelerinin sabit bir gei bandnda ve sabitbir frekansta almalardr. Bu ykselteler anten sinyali ile lokal osilatr sinyali arasndaki frekansfarkna akort edilir. Dolaysyla, kararl yaylm yapmayan vekolayca ntrletirilebilen IF ykselteleritasarlamak kolaydr. IF ykselteleri sabit bir frekansta altklar iin birbirleri izleyen ykseltelerift okortlu devrelerle indktif balanabilir.(ift okortlu devrelerde, transformatrn hem pirimertaraf hemde sekonder taraf akortlu tank devresidir.)Dolaysyla iyi seicilik gerekletirmek dahakolaydr.

Daha nce belirtildii gib, GM alclarda zellikle RF ykselteci kullanlmadnda alcda

gerek bant ba gerek bant sonunda alcnn seiciliideimekteydi. Buna ramenantene gelen sinyalinfrekans deitikce slcnn seicili ve kazanc da deimektedir. Bu durmda sabit bir seicilik yksekbir kazan iin sperhetorodin radyo alclarnda sabit akortlu ara ykselteleri kullanlr

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

51/53

Bilindii gibi GM alclarda IF frekans deeri 455 KHz dir. IF ykseltelerinde akortlu devrlergenellikle 450-490 KHz frekanslar arasnda altrlr.GM alcnn btn alma frekans band

boyuca IF frejansnn sabitkalmas ve bylece gerekli kararlln salanmas istener. Fakat osilatrfrekansnn anten frekansndan yksek olmas sebebiyle, IF sinyalinin alc alma bandnn sonunadoru biraz deimektedir. Bu durumu engellemek amacyla IF ykselteci kk seilir. Daha nce

bahsedildii gibi IF frekans deerine bal olarak hayal frekansnn etkisi meydana gelmektedir veeer IF sinyalinin deeri ktlecek olursa hayal frekansnn etkisi artar.Bir alnn kazancnn ve seiciliinin byk bir blm IF ykseltecinde gerekleir. Bir IF

kademesinin genellikle iki ila be aras IF ykselteci vardr. stenen kazan miktarna gre kat saydeitirilebilir. IF akort devreleri istenilen bant genilii ve frekans karakteristii dikkate alnarakyksek kazan elde edilecek ekilde ayarlanr. Bu katlar A snf grilim ykselteci olarak alrlar.

1.Kuplaj TipleriGenel orarak bir akort devresindeki enerjiyi iknci bir devre aktarma yakuplaj denir. Bu RF

enerji hangi eleman yardyla aktarlmsa, o elmann ismine gre kuplaj ismlendirilir. rnein direnkondansatr kuplaj direkt, kuplaj endktif gibi transistorl alclarn ara frekans ykseltelerinde

kullanlan transistrlerin beyzine veya emiterine ya indktif kuplaj yada kapasitif kuplaj yardmylaara frekans sinyali uygulanr.Bu uygulama IF trafolar yardmyla yaplr.

IF katlar akorlu dar bant ykseltelerdir.Yani ykseltecin frekanslarnn bant genilii merkezfrekansnn kk bir yzdesidir. Geni bantl ykselteler genellikle saniyede birka saykldan birkamega saykla kadar olan sinyalleri ykseltir.

Akorlu ykselteler seilen bir frekans bandn ykseltir ve istenmeyen frekaslarbastrr.Katlar aras sinyal geii paralel akortlu devreler kullanlarak salanr. Akortlu ykseltelerinzellikleri rezonans devrelrinin zelliklerine baldr. Seri rezonans devreleri nadiren kullanlr. nk

bunlar paralel rezonans devreleri tarafndanyaplan empedans dmn yapmazlar.transistorl ykselteler tenelde g ykselteleri olduklarndan katlar aras kuplaj devreleri bir

katn kndan onu takip eden devrenin giine max. G aktaracak ekilde heseplanr. Bu artlarkuplaj devrelerinin ve min. g kayb olmasn ve kuplaj devrelerinin bir katn k onu takip edenkatn giriine gre ayarlanmasn gerektirir.

Transistorlerin Ve Duplaj Devresi Empedanslar: ekil 3.25 de grld gib, bir

transistrn k empedans, bir kapasite (Co) ile paralel bir diren (ro) olarak dnlebilir. Birtransistrn giri empedas da bir kapasite ile (Ci), buna paralel bir diren ( ri) kapsayacak ekildednlebilir. Co ve Ci kuplaj devresinin birer parasdr. Max. g aktarmas yapabilmek iinkullanlack kuplaj devresini giriindeki diren ro direncine, kuplaj devresinin k empedans riye eitolmaldr.

ndktif Balama :ndktif balama yada transformatrle balama RF yada IF ykseltelerinibalamada en yaygn olarak kullanlan yntemdir. ndktif balamada, bir transfofmatrn primersarglarnda indklenen gerilim, sekonder sarglarna aktarlr. Sekonder gerilime balanan primer

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

52/53

gerilim miktar, birden ok faktre badr; bu faktrlerden bazlar primer ve sekonder sarglarnnsarm says (yani sarm oran), primer sargdaki manyetik akm miktr, balam katsays ve akmndeime hzdr.Es=wmlpEs=sekonersargda indklenen gerilim

W=Asal hz (2f)m= Karlkl indktansIp= primer akm

Bir bobinin kendi sarglarnda gerilim indkleyebilmesine zindktans yada ksaca indktans(L) ad verilir. Bir bobin baka bir bobinle gerilim indkleyebilmesine karlkl indktans (m) denir.Bir transformatrde karlkl indktans, primer sarglarnda oluan manyetik kuvvet izgilerinin (ak)sekonder sarglara gemesinden meydana gelir vebalamkatsaymyla doru orantdr.

Bir transformatrn karll indktans, kuplaj katsayyla ve primer ve sekonderindktanslarnn arpmlarnn karakkyle orantldr.m=kLs.Lpm= Karlkl indktans

Ls=Sekonder sargnn indktansLp= Primer sargnn indktansk =Kuplaj katsays

Tek akortlu tranformatrler :ekil 3.26da tek-akotrlu, indktif bal bir ykseltecin ekligrlmektedir. Bu dzenlemeye akortsuz primer akortlu sekonder ad verilir. T1 in primer taraf

primer sarglarn indktansdr.Buna karn bir kondansatr, sekonder sarglarla paralel balanarakakortlu bir sekonder oluturulmutur.eklin b ksmnda, akortsuz primer- akortlu sekonder dzenlemeli

bir transformatrn yant eyrisini gstermektedir. Es, sekonderinrezonan frekansna (fo) ulancayakadar artar,daha sonra ise azalmaya balar. Yant erisi fo frekansnda bir tepe olumasnnnedeniyansyan empedansdr. Sekonderin empedansiki sarg arsndaki karlkl indktans nedeniyle

birinciye yansr. Rezonans altndaki frekanslarda wm deki art Ip deki azaltan daha azdr;dolaysylaEs azalr. eklin c ksmn balamann akortsuz primer- akortlu sekonderli birtransformatrn yant eyrisi zerindeki etkisini gstermektedir. Kuplaj says arttrldka, sekonderdeindklenen gerilim ve bant genilii de artar

Baka bir akortlu ykselte dzenlenmesi eklinde d ksmnda gsterilen akortlu primer-akortlusekonder dzenlemesidir.

8/7/2019 49690445-RF-Teknigi

53/53

ift Akortlu Transformatrler ; ekil 3.27 de ift akortlu indktif bal bir ykseltecin ekligrlmektedir. Bu dzenlemeye akortlu primer akortsuz primer denir.T1 in hem primer hemdesekonder sarglaryla paralel bal bir kondansatr vardr. eklin b ksmnda ift akortlu devrenin yantzerindeki etkisi grlmektedir. Kritik balama, yansyan direncin primer direncine eit olduunoktadr. Kritik balama primer Q su yarya ve dolaysyla bant genilii iki katna kar. Eer kuplajkat says kritik balamann zerinde devam edilirse, rezonans frekansndaki yant azalr, ve rezonansfrekansnn iki yannda birer tepe oluturur. Bunun nedeni, yansyan empedansn reaktif ksmnn,

primer akortlu devrenin rezans frekansn deitirmeye yetecek kadar byk olmasdr. Kuplajkatsaysn krtik deerinin zerinde arttrmak bant geniliini arttrr, ancak ayn zamanda da yanterisinde dalgalanma oluturur. deal yant erisi dikdrtgen eklindedir. eklin b ksmndan kritik

deerin yaklak % 50 nin zerinde olan bir katsaynn ideal eyriyi yakn sonular almasn saladgrlmektedir.

Trasistrl IF katlar eksik

Modlatrler ve demodlatrler eksik