T.C.

MĠLLÎ EĞĠTĠM BAKANLIĞI

DENĠZCĠLĠK

SAYISAL HABERLEġME

Ankara, 2017

Bu materyal, mesleki ve teknik eğitim okul/kurumlarında uygulanan Çerçeve

Öğretim Programlarında yer alan yeterlikleri kazandırmaya yönelik olarak

öğrencilere rehberlik etmek amacıyla hazırlanmıĢ bireysel öğrenme

materyalidir.

Millî Eğitim Bakanlığınca ücretsiz olarak verilmiĢtir.

PARA ĠLE SATILMAZ.

i

AÇIKLAMALAR ................................................................................................................... iii GĠRĠġ ....................................................................................................................................... 1 ÖĞRENME FAALĠYETĠ-1 ..................................................................................................... 3 1. HABERLEġME ................................................................................................................... 3

1.1. Modülasyon ................................................................................................................... 3 1.1.1. Modülasyonun Gerekliliği ..................................................................................... 4 1.1.2. Genlik Modülasyonu ............................................................................................. 4 1.1.2.4. Tek Yan Bant Modülasyon ................................................................................. 7 1.1.3. Frekans Modülasyonu ............................................................................................ 8

UYGULAMA FAALĠYETĠ .............................................................................................. 13 ÖĞRENME FAALĠYETĠ-2 ................................................................................................... 16 2. SAYISAL MODÜLASYON .............................................................................................. 16

2.1. Temel Kavramlar ........................................................................................................ 16 2.1.1. Bit ........................................................................................................................ 16 2.1.2. Bps (Bit Per Second) ........................................................................................... 16 2.1.3. Baud ..................................................................................................................... 17 2.1.4. Baud Rate (Baud Hızı)......................................................................................... 17 2.1.5. BER: Bit Error Rate (Bit Hata Oranı) .................................................................. 17 2.1.6. Kanal .................................................................................................................... 17 2.1.7. Kanal Kapasitesi .................................................................................................. 18 2.1.8. Gürültü ................................................................................................................. 18

2.2. Örnekleme Teoremi .................................................................................................... 19 2.3. Kodlama ...................................................................................................................... 20

2.3.1. Ġletim Kodları ...................................................................................................... 20 2.4. Seri Data Gönderilmesi ............................................................................................... 29

2.4.1. Asenkron Data Gönderimi ................................................................................... 29 2.4.2. Senkron Data Gönderimi ..................................................................................... 31

2.5. Darbe Kod Modülasyonu ve Kodlama Teknikleri ...................................................... 31 2.5.1. Kuantalama ĠĢlemi ............................................................................................... 31

2.6. RS232 Seri ĠletiĢim ..................................................................................................... 34 DEĞERLER ETKĠNLĠĞĠ .................................................................................................. 37 UYGULAMA FAALĠYETĠ .............................................................................................. 38 ÖLÇME VE DEĞERLENDĠRME .................................................................................... 39

ÖĞRENME FAALĠYETĠ-3 ................................................................................................... 40 3. RADAR SAYISAL MODÜLASYON UYGULAMALARI ............................................. 40

3.1. Radar Sayısal Modülasyon Teknikleri ........................................................................ 40 3.2. Radar Sayısal Modülasyon Uygulamaları ................................................................... 41

3.2.1. PAM (Pulse Amplitude Modulation – Darbe Genlik Modülasyonu) .................. 42 3.2.2. PWM (Pulse Width Modulation – Darbe GeniĢlik Modülasyonu) ...................... 43 3.2.3. PPM (Pulse Position Modulation – Darbe Konumu Modülasyonu) .................... 44 3.2.4. PAM (Pulse Amplitude Modulation – Darbe Genlik Modülasyonu) Uygulama

Devresi ........................................................................................................................... 45 3.2.5. Darbe Genlik Demodülasyonu (Pulse Amplitude Demodulation) Uygulama

Devresi ........................................................................................................................... 46 UYGULAMA FAALĠYETĠ .............................................................................................. 48 ÖLÇME VE DEĞERLENDĠRME .................................................................................... 50

ĠÇĠNDEKĠLER

ii

MODÜL DEĞERLENDĠRME .............................................................................................. 51 CEVAP ANAHTARLARI ..................................................................................................... 53 KAYNAKÇA ......................................................................................................................... 54

iii

AÇIKLAMALAR AÇIKLAMALAR

ALAN Denizcilik

DAL/ Gemi Elektroniği ve HaberleĢme

MODÜLÜN ADI Sayısal HaberleĢme

SÜRE 40/36

MODÜLÜN AMACI Birey/öğrenciye sayısal haberleĢme tekniklerini kullanarak

haberleĢme yapmaya yönelik bilgi ve becerileri kazandırmaktır.

MODÜLÜN

ÖĞRENME

KAZANIMLARI

1. RS232 veri kablosu ile bilgisayar üzerinden seri data

haberleĢmesi yapabileceksiniz.

2. Deney seti üzerinde darbe kod modülasyonu ve kodlama

tekniklerini kullanarak haberleĢme yapabileceksiniz..

EĞĠTĠM ÖĞRETĠM

ORTAMLARI VE

DONANIMLARI

Ortam: Atölye ve laboratuvar.

Donanım: DC güç kaynağı, elektronik malzeme ve takım

çantası.

ÖLÇME VE

DEĞERLENDĠRME

Modül içinde yer alan ve her öğrenme faaliyetinden sonra

verilen ölçme araçları ile kendinizi değerlendirebileceksiniz.

AÇIKLAMALAR

iv

1

GĠRĠġ Sevgili Öğrencimiz,

Bilgi, geliĢmiĢ toplumlarda lokomotif görevini üstlenmiĢtir. GeliĢen yeni teknolojiyi

takip etmek ve verimli Ģekilde kullanmak ise eğitim sürecinin geliĢtirilmesinde önemli rol

oynar. Çağımız, bilgi çağı olduğundan toplumların yeni teknolojik geliĢmeleri izlemeleri ve

kendilerine uyarlamaları zorunlu hâle gelmiĢtir. Ülkemizde de bilgi toplumunun simgesi olan

bilgisayar ve bilgisayara dayalı bilgi ve iletiĢim teknolojilerinin her alanda kullanımının

yaygınlaĢması sonucu son yıllarda eğitim kurumlarında alana yönelik eğitim verilmesi

ihtiyacı doğmuĢtur. YaĢadığımız enformasyon çağında artık bilgiyi ezberleyen değil; bilgiye

ulaĢabilen, bilgiyi kullanabilen ve yaratıcı düĢünen bireylere ihtiyaç vardır.

Bilgisini günlük geliĢmelere paralel olarak yenileyen ve sürekli bilgi düzeyini artıran

bireyler her zaman bir adım önde olacaktır. Bizler de hızla değiĢen teknolojik geliĢmelere

uyum sağlayabilmek için kendimizi bilgiyle donatmalıyız.

Günümüzde hangi mesleğe mensup olunursa olunsun mutlaka sayısal tabanlı bilgiler

kullanılarak bilgisayar ortamında iĢlemeye ihtiyaç duyulur. Bununla bağlantılı olarak

haberleĢme amacıyla kullanılan alıcı ve vericilerde de sayısal modülasyon tekniklerini

kullanmak zorunluluk hâline gelmiĢtir.

Sizlerin de denizcilik alanında çalıĢacak birer meslek elemanı olarak özellikle gemi

elektroniği ve haberleĢmede kullanılan alıcı ve vericilerin modülasyon sistemlerinin

iĢleyiĢleriyle ilgili bilgi ve becerilerinizi geliĢtirmeniz kaçınılmazdır. Bu materyalde

haberleĢme ve sayısal modülasyonla ilgili çalıĢmalar yaparak radar sayısal modülasyon

uygulamalarını gerçekleĢtirebileceksiniz.

GĠRĠġ

2

3

ÖĞRENME FAALĠYETĠ-1

HaberleĢme sistemleri ve modülasyonun gerekliliğini kavrayarak haberleĢmede

frekans modülasyonunu kullanabileceksiniz.

Genlik ve frekans modülasyonu konusunu araĢtırınız.

1. HABERLEġME

HaberleĢme bilginin uygun Ģekilde iĢlenerek istenen kaynak ortamda iletilmesidir.

Bilginin iletileceği kaynak ortamın özelliğine bağlı olarak bir taĢıyıcı üzerine bindirilmesi,

Ģekillendirilmesi ya da baĢka ortamlar tarafından tespit edilemeyecek Ģekilde değiĢtirilmesi

gerekir. Elektronik olarak düĢünüldüğünde bilgi dediğimiz video, ses, resim, metin, vb.

mesaj türleri olabilir. Bu mesajların elektronik olarak iletim türü ortam ve kaynak durumuna

göre değiĢkenlik gösterir. Örneğin; ses bilgisi yalın olarak su altında iletildiğinde SONAR

cihazının ana bileĢeni olarak kullanılmıĢ olur. Bilgi fiber kablo içinden iletilecekse ıĢığa

dönüĢtürülmesi gerekir. Böylece bilgi ıĢık olarak karĢımıza çıkar. Aynı bilginin kablosuz

olarak iletimi söz konusuysa radyo frekans sinyallerine dönüĢtürülmesi gerekir. Bu durumda

aynı bilgi karĢımıza RF sinyalleri olarak çıkar.

HaberleĢme, her türlü bilgi aktarımı veya değiĢ tokuĢu olarak tanımlanır. Elektronik

anlamda haberleĢme, belirli mesafeler üzerinden yapay teçhizat kullanarak bilgi aktarımının

sağlanması anlamına gelmektedir. HaberleĢme sistemleri analog ve sayısal haberleĢme

sistemleri olarak ikiye ayrılır. Bir zaman aralığının bütünü yerine sadece belirli zaman

anlarında tanımlanmıĢ ve sadece belirli değerleri alabilen iĢaretler sayısal iĢaretler olarak

adlandırılır. Bilginin farklı ortamlarda ve kaynaklardan iletimini sağlayan temel unsuru

modülasyon denilen bir tekniktir.

1.1. Modülasyon

DüĢük frekanslı bir sinyal (SF) ile yüksek frekanslı bir sinyalin (C) genliğini ya da

açısını değiĢtirme iĢlemine modülasyon, yüksek frekanslı sinyale taĢıyıcı dalga denir.

TaĢıyıcının açısını değiĢtirmek için frekans ya da faz modülasyonu kullanılır.

ÖĞRENME FAALĠYETĠ-1

ÖĞRENME KAZANIMI

ARAġTIRMA

4

1.1.1. Modülasyonun Gerekliliği

Ġletilecek ses sinyalleri hiçbir iĢleme tabi tutulmadan sadece yükseltilerek

gönderilseydi hem uzağa gönderilmeleri imkânsız hem de seslerin tümü birbirine karıĢtığı

için gürültüden insanların kulakları sağır olurdu.

Ses frekans sinyalleri insan kulağının duyamayacağı çok daha yüksek frekanslar

üzerine bindirilerek gönderildiğinde hem kimseyi rahatsız etmez hem de sadece isteyenler bu

yayınları seçip alabilirler. Üstelik yayın yapılacak frekans seçeneği hemen hemen sınırsızdır.

1.1.2. Genlik Modülasyonu

Genliği ve frekansı sabit taĢıyıcı bir dalganın (frekansı sabit kalmak Ģartıyla)

genliğinin SF sinyali ile değiĢtirilmesine genlik modülasyonu denir.

1.1.2.1. Çift Yan Bant Genlik Modülasyonunun Tanımı

Genlik modülasyonunda SF sinyalinin bant geniĢliğine bağlı olarak taĢıyıcı dalganın

merkez frekansının altı ve üstünde yan bantlar oluĢur. Örneğin; orta dalgada yayın yapan bir

vericinin taĢıyıcı merkez frekansı 1000 KHz, SF sinyalinin frekansı ise 5 KHz olsun. 1000

KHz’lik taĢıyıcı dalga 5 KHz’lik SF sinyali ile modüle edilirken SF sinyalinin merkez

frekansa eklendiği (1000 + 5 = 1005) ve çıkarıldığı (1000 – 5 = 995) iki ayrı frekans değeri

elde edilir. Bir alıcı 1000 KHz’e ayarlandığında filtre devresi 995KHz ile 1005KHz

arasındaki frekansları geçirebilecek özelliğe sahip olmalıdır. 1005 KHz – 995 KHz = 10

KHz olduğuna göre buradaki bant geniĢliği 10 KHz olmaktadır.

1.1.2.2. Çift Yan Bant Genlik Modülasyonunun Elde Edilmesi

Genlik modülasyonu sırasında herhangi bir ek iĢlem yapılmasına gerek duyulmadan

çift yan bant genlik modülasyonu elde edilir.

ġekil 1.5’te görüldüğü gibi taĢıyıcı sinyalin genliği, SF sinyalinin genliğine bağlı

olarak değiĢtirildiğinde GM (genlik modüleli) sinyali elde edilir. Örneğin; SF sinyalinin

maksimum genliği 1V, taĢıyıcı sinyalinki 2 V olsun. Buna SF sinyali taĢıyıcı sinyale

eklendiğinde maksimum 3 V, SF sinyali taĢıyıcı sinyali zayıflattığında ise minimum 1 V olur

dolayısıyla GM sinyali 3 V ile 1 V arasında değiĢim gösteren bir genliğe sahiptir.

5

ġekil 1.1: Genlik modülasyonunun dalga Ģekilleri

Modülasyon yüzdesi Ģu formülle bulunur:

ESF Emax - Emin

EC Emax + Emin

m = veya m =

ġekil 1.1’deki genlik modüleli sinyalin modülasyon yüzdesi hesaplandığında % 50

olarak bulunur.

1 0,5 1 0,5

ESF E Emax. - Emin. 2E

EC 2E Emax. + Emin. 4Em = m == = 0,5 = %50 veya = 0,5 = %50

GM sinyali üretebilmek için bir osilatör devresi, ses frekans sinyal kaynağı ve GM

modülatör katına ihtiyaç vardır. Örneğin; osilatör olarak FET’li colpitts osilatör, SF üreteci

olarak 1 KHz’lik bir sinyal jeneratörü kullanılabilir.

Ayrıca herhangi bir müzik çıkıĢı da 1 KHz sinyal yerine bağlanabilir. Modülatör katı

olarak düĢük güçlü, basit bir hat trafosu kullanmak mümkündür. ġekil 1.1’de basit bir GM

devresinin blok Ģeması verilmiĢtir. GM yapabilmek için modülasyon yöntemlerinden biri

olan kollektör modülasyonu tercih edilmiĢtir.

6

ġekil 1.2: Basit bir genlik modülasyon devresinin blok gösterimi

1.1.2.3. Genlik Modülasyonunun Osilaskop ile Bulunması

Genlik modülasyonunu osilaskop ile bulabilmek için aĢağıdaki iĢlem basamaklarını

sırasıyla uygulamak gerekir:

ġekil 1.2’de verilen devre kurulur. FET’li colpitts osilatöre seri olarak bir hat

trafosunun yüksek dirençli sargılarının bağlandığına dikkat edilir. Hat

trafosunun düĢük dirençli sargısının alt ucu Ģaseye bağlanmalıdır.

SF üreteci olarak 1KHz sinyal üreten bir sinyal jeneratörü veya müzik çıkıĢı

veren herhangi bir cihaz kullanılabilir.

Devre enerji uygulanarak çalıĢtırılır.

ġekil 1.3: Basit bir genlik modülasyonu devresi

Osilaskopun problarından biri VSF noktası, diğeri çıkıĢa (VÇ) bağlanır.

Osilaskopun ayarlanabilir düğmelerinden Volt/Div düğmesi 5 V değerine

7

getirilir. Frekansla ilgili olan Time/Div düğmesi ise VSF noktasındaki sinyal

ölçülürken 0,5 mS, VÇ noktasındaki sinyal ölçülürken 0,5µS değerine getirilir.

Ölçülen sinyallerin Ģekli, ġekil 1.4’te boĢ verilen osilaskop ekran Ģekilleri

üzerine çizilir.

ÇıkıĢ Ģeklini inceleyerek ġekil 1.1’de verilen GM sinyale benzemesi için

gerekiyorsa VSF noktasındaki sinyalin genliği düĢürülür.

ÇıkıĢ sinyali üzerinde Emax ve Emin değerleri ölçülerek tabloya kaydedilir.

Modülasyon yüzdesi bulunarak Tablo 1.1’e kaydedilir.

Emax Emin %m

Tablo 1.1: GM sinyal üzerinde ölçülen değerler tablosu

SF sinyalinin genliği değiĢtirildiğinde modülasyon yüzdesinin de değiĢtiği

gözlemlenir.

f = ...........................

VSF

VÇ

f = ...........................

ġekil 1.4: Çizim yapılacak boĢ osilaskop ekranları

1.1.2.4. Tek Yan Bant Modülasyon

Modüle edilen bir dalgada kenar yan bantlar bilgileri taĢır ancak toplam kenar bant

gücü genel olarak taĢıyıcı gücünden azdır. Üst ve alt kenar bantlardaki bilgiler aynı

T/D:0,5µS

V/D:5V

T/D:1mS

V/D:5V

8

olduğundan transmisyonun verimini artırmak için taĢıyıcı ve yan bantlardan biri bazen yok

edilir (RF transmisyon hatları, RF güç kaynağından antene, kaynağın ürettiği RF gücünün

nakledilmesini sağlayan hatlara verilen genel isimdir.).

TaĢıyıcı ile birlikte yan bantlardan birinin bastırılmasına tek yan bant transmisyonu

adı verilir.

Tek yan bant transmisyonu kullanıldığında bilgileri tekrar elde etmek için alıcı

kısmına taĢıyıcı ilave etmek gerekir.

1.1.3. Frekans Modülasyonu

Genliği ve frekansı sabit taĢıyıcı bir dalganın (genliği sabit kalmak Ģartıyla) frekansını

SF sinyali ile değiĢtirilmesine frekans modülasyonu denir.

ġekil 1.5: Frekans modülasyonunun dalga Ģekilleri

Frekans modülasyonu elde edebilmek için temel çözüm, tank devresi frekansının

gerilimle kontrol edilmesidir. Kapasitesi gerilim ile değiĢebilen özel imal edilmiĢ diyota

varikap diyot denir.

Varikap diyotun uçlarına uygulanan ters gerilim ile (anot eksi, katot artı) varikap

diyotun kapasitesi ters orantılı olarak değiĢtirilir.

Genellikle ters polarma gerilimi maksimum 30 volttur. Piyasadaki varikap diyotlardan

bazıları Ģunlardır: VHF BB106, BB409, BB529 UHF BB105, BB405

9

ġekil 1.6: Basit bir frekans modülasyonunun devresi

ġekil 1.6’da görüldüğü gibi yapılan herhangi bir osilatör devresi çıkıĢına Ģekildeki gibi

bir FM modülatör devresi eklenir. SF giriĢinden sinyal uygulanarak çıkıĢtan frekans

modülasyonlu sinyal elde edilir.

ġekil 1.7: Basit bir frekans modülasyonunun uygulama devresi

1.1.3.1. Frekans Modülasyon Ġhtiyacı

Genlik modülasyonlu vericiden gönderilen modüleli sinyalin sadece zarf kısmı alıcıda

ayrıĢtırılır ve kullanılır. TaĢıyıcı kısım bir iĢe yaramaz. Dolayısıyla iletim sırasında modüleli

sinyalin zarfı çeĢitli sebeplerle bozulduğunda alıcı ses frekans sinyalini parazitli duyar.

Hâlbuki frekans modülasyonlu vericiden gönderilen sinyalin zarfı değil; taĢıyıcının merkez

frekansına bağlı sapmaları alıcıda ses frekansa çevrilir. Buna göre frekans modülasyonlu

sinyalin iletimi sırasında zarfındaki bozulmalar alıcıda hissedilmez. Ses frekans sinyalinin

netliği ve temizliği açısından frekans modülasyonu vazgeçilmez tercih sebebidir.

10

1.1.3.2. Frekans Modülasyonunun Avantaj ve Dezavantajları

Ġletim sırasında sinyalin genliği bozulsa bile ses frekans sinyali bozulmaz.

Frekans modülasyonunda ses daima temiz ve nettir.

Frekans modülasyonunda genlik değiĢmediği için güç aktarımı daha verimlidir.

Frekans modülasyonunun en büyük dezavantajı yayın mesafesinin kısa

olmasıdır.

1.1.3.3. Frekans Modülasyonunda Bant GeniĢliği

Genlik modülasyonlu bir alıcıda bir alt ve bir üst kenar bant oluĢur. Örneğin; 1000

KHz değerindeki taĢıyıcı sinyal 5 KHz ile modüle edildiğinde (1000 + 5 = 1005) ve (1000 –

5 = 995) iki ayrı frekans değeri elde edilir. Buna göre 1005 KHz – 995 KHz = 10 KHz

olduğundan buradaki bant geniĢliği 10 KHz demektir.

Aynı değerdeki bir taĢıyıcı sinyal, 5 KHz’lik bir ses frekans sinyali ile frekans

modülasyonuna tabi tutulursa çok sayıda alt ve üst kenar bant oluĢur. Merkez frekansa olan

uzaklığı artan yan bantlarda güç gittikçe zayıflar. Asıl taĢıyıcı genliğinin % 1’i değerine

düĢene kadar yan bantların sayısı devam eder. Örneğin; alt ve üst kenar bant değerleri

sırasıyla 995 Khz-1005 KHz, 990 Khz-1010 KHz, 985 Khz-1015 KHz, 980 Khz-1020 KHz,

975 Khz-1025 KHz, 970 Khz-1030 KHz, 965 Khz-1035 KHz Ģeklinde devam etsin. Buna

göre 965 Khz-1035 KHz arasındaki fark 1035 KHz – 965 KHz = 70 KHz olduğundan

buradaki örnek bant geniĢliğinin değeri 70 KHz olur. Üstelik yan bantlar burada kesilmeyip

devam etmektedir.

Görüldüğü gibi frekans modülasyonlu bir sinyalin bant geniĢliği, genlik modülasyonlu

bir sinyalin bant geniĢliğinden çok daha büyüktür. Bant geniĢliği büyük olan sinyallerin

birbirine karıĢmasını engellemek için daha yüksek frekans değerlerinde yayın yapmak en

doğru çözümdür.

Bir baĢka çözüm olarak frekans modülasyonundaki bant geniĢliğini sınırlayarak genlik

modülasyonuna ait bant geniĢliğini kullanmak mümkündür ancak bu durum distorsiyona

sebep olacağından kullanılmaz.

Sonuç olarak bant geniĢliği dar tutulursa bilgi taĢıyan birçok yan bant frekansları

yayınlanamayacağından distorsiyon oluĢmakta, istasyonların taĢıyıcı merkez frekansları

birbirinden uzak değerlerde seçilirse FM bandı içinde yer alacak istasyon sayısı

azalmaktadır. Bu iki unsuru göz önünde bulundurarak bant geniĢliği distorsiyona sebep

olmayacak kadar dar, istasyonlar birbirine karıĢmayacak kadar uzak değerlerde seçilir.

Ġstasyonlar 150 KHz aralıklı olarak kullanıldığında genellikle problem çıkmamaktadır.

1.1.3.4. PLL Faz Detektörü

Verici tarafından gönderilen modüleli radyo frekans (RF) sinyalinden ses frekans (SF)

sinyalinin ayrıĢtırılması iĢlemine demodülasyon denir yani kısaca demodülasyon iĢlemi

modülasyon iĢleminin tersidir. Vericiden gönderilen modüleli sinyal hangi yöntemle modüle

iĢlemine tabi tutulmuĢsa alıcı tarafında da aynı yönteme ait demodülasyon iĢlemine tabi

11

tutulmalıdır. Dolayısıyla frekans modülasyonlu bir sinyal için frekans demodülasyonu

kullanılmalıdır.

Frekans demodülasyonu yöntemleri diskriminatörlü ve PLL’li olmak üzere iki ayrı

gruba ayrılır.

1.1.3.5. Diskriminatörlü Yöntem

FM alıcıların IF (ara frekans) katının çıkıĢından elde edilen 10.7 MHz’lik frekans

modüleli ara frekans sinyali diskriminatör katına uygulanır. Demodülasyon iĢlemi sırasında

frekans modüleli sinyaldeki frekans değiĢimleri SF sinyaline çevrilir. Foster seely ve oran

dedektör olmak üzere iki tip diskriminatör vardır.

Foster seely tipi: Genellikle eski tip alıcılarda kullanılır. IF katı çıkıĢı ile foster

seely diskriminatör katı giriĢi arasında limitör (kırpıcı) katı kullanmak gerekir.

Oran dedektör tipi: Hem limitör hem de dedektör katı olarak görev yapar.

1.1.3.6. PLL’li Yöntem

PLL (faz kilitlemeli döngü) kullanılarak yapılan elektronik frekans kontrolü sayesinde

uydu, GM ve FM iletiĢim sistemlerinde büyük avantaj sağlanmıĢtır.

Faz kilitlemeli döngü sisteminde çıkıĢ frekansı giriĢ frekansına eĢit olduğunda

otomatik kilitleme gerçekleĢir. Bir döngü içinde çıkıĢ ve giriĢ frekansları sürekli kıyaslanır.

Eğer kilitleme frekansından bir sapma olursa aynı oranda üretilen bir hata gerilimi ile

VCO’nun frekansını değiĢtirerek giriĢ sinyaline yaklaĢtırılır.

Piyasada PLL entegresi olarak kullanılan LM565’in ayak bağlantıları ġekil 1.8’de

verilmiĢtir.

12

ġekil 1.8: PLL entegresi olarak kullanılan LM565 entegresi

13

UYGULAMA FAALĠYETĠ HaberleĢme sistemleri ve modülasyonun gerekliliğini kavrayarak haberleĢmede

frekans modülasyonunu kullanınız.

ĠĢlem Basamakları Öneriler

ġekil 1.7’deki devreyi kurunuz.

Devre elemanlarının sağlamlığını kontrol

ediniz.

Devreyi doğrudan deney bordu üzerine

kurabileceğiniz gibi delikli plaket üzerine

de kurabilirsiniz.

Devreye enerji uygulayınız.

Regüleli bir güç kaynağı tercih

etmelisiniz.

Güç kaynağınızın sabit 12V uçlarını

kullanmalısınız.

D1 üzerindeki gerilim değerinin P1 ile

değiĢtirilip değiĢtirilemediğini test

ediniz.

D1 diyotunun uçlarına avometre

bağlamalısınız.

AVOmetreyi DC volt konumuna

almalısınız.

P1 potansiyometresinin ayarlama ucunu

çevirirken D1 üzerindeki gerilimin

değiĢtiğini gözleyebilirsiniz.

D1 üzerindeki gerilim değiĢikliğinin

çıkıĢ frekansını değiĢtirdiğine dikkat

ediniz.

Osilaskobun 1. kanalını (CH1) VSF, 2.

kanalını (CH2) VÇ noktasına

bağlayabilirsiniz.

P1 potansiyometresinin ayarlama ucunu

çevirerek D1 üzerindeki gerilimi

değiĢtiriniz. Bu esnada osilaskop

ekranında çıkıĢ frekansının da değiĢtiğini

inceleyebilirsiniz.

ÇıkıĢ sinyalinin Ģekli düzgün değilse

düzeltiniz.

VD gerilimini 3 voltta sabit

bırakmalısınız.

ÇıkıĢ Ģekli düzgün değilse C4

kondansatörünün değerini değiĢtirebilir

veya ayarlı (trimer) kondansatöre

bağlayabilirsiniz.

UYGULAMA FAALĠYETĠ

14

SF sinyaline bağlı olarak modüleli çıkıĢ

sinyalinin frekansının değiĢtiğine dikkat

ediniz.

SF giriĢine 1KHz sinüsoidal sinyal

uygulayabilirsiniz.

Osilaskop proplarından birinin SF,

diğerinin VÇ ucuna hâlen bağlı

olduğundan emin olmalısınız.

SF sinyali değiĢtikçe VÇ noktasından

ölçtüğünüz sinyalin frekansının da

değiĢtiğini gözleyebilirsiniz.

15

ÖLÇME VE DEĞERLENDĠRME

AĢağıdaki cümlelerin baĢında boĢ bırakılan parantezlere, cümlelerde verilen

bilgiler doğru ise D, yanlıĢ ise Y yazınız.

1. (…) HaberleĢme sisteminde bir verici ile birlikte birden fazla sayıda alıcı

bulunabilir.

2. (…) Demodülasyon iĢlemini yapan devreye modülatör denir.

3. (…)Saniyedeki saykıl sayısına frekans denir.

4. (…) Periyodun sembolü T olarak kullanılır.

5. (…) Bir saykılın metre cinsinden kapladığı mesafeye dalga boyu denir ve ile

gösterilir.

6. ( ) Dalga boyunu bulmak için = 3.108 / T formülü kullanılır.

7. ( ) Genliği ve frekansı sabit taĢıyıcı bir dalganın (frekansı sabit kalmak

Ģartıyla) genliğinin SF sinyali ile değiĢtirilmesine frekans modülasyonu denir.

8. (…) Genliği ve frekansı sabit taĢıyıcı bir dalganın (genliği sabit kalmak

Ģartıyla) frekansının SF sinyali ile değiĢtirilmesine genlik modülasyonu denir.

9. (…) Frekans modülasyonunun en büyük dezavantajı yayın mesafesinin kısa

olmasıdır.

10. (…) Genlik modülasyonunda iletim sırasında sinyalin genliği bozulsa bile ses

frekans sinyali bozulmaz. Genlik modülasyonunda ses daima temiz ve nettir.

DEĞERLENDĠRME

Cevaplarınızı cevap anahtarıyla karĢılaĢtırınız. YanlıĢ cevap verdiğiniz ya da cevap

verirken tereddüt ettiğiniz sorularla ilgili konuları faaliyete geri dönerek tekrarlayınız.

Cevaplarınızın tümü doğru ise bir sonraki öğrenme faaliyetine geçiniz.

ÖLÇME VE DEĞERLENDĠRME

16

ÖĞRENME FAALĠYETĠ-2

Gerekli ortam sağlandığında sayısal haberleĢmeyi, darbe kod modülasyonunu ve

kodlama tekniklerini kavrayarak uygulayabileceksiniz.

Sayısal haberleĢme ile ilgili temel kavramları ve sayısal haberleĢmede

kullanılan teknikleri araĢtırınız.

Seri data gönderilmesi konusunu araĢtırınız.

Darbe kod modülasyonu ve kodlama tekniklerini araĢtırınız.

2. SAYISAL MODÜLASYON

2.1. Temel Kavramlar

Temel kavramlar sayısal haberleĢme ile ilgili teorik ve uygulama konularının

anlaĢılmasını sağlamak için öncelikle ele alınmıĢtır.

2.1.1. Bit

Binary (ikilik) sayı sisteminde kullanılan her bir elemana bit denir. Bu elemanlar 0 ve

1’dir.

2.1.2. Bps (Bit Per Second)

Ġki bağlantı noktası arasındaki verinin transfer edilme hızı olup saniyedeki bit

miktarını ifade eder ve bu hız bps olarak gösterilir. Örneğin; 56000 bps (56 kbps) hıza sahip

bir modem, saniyede 56000 bit veriyi transfer edebilir.

Örnek 2.1: Periyodu 10 mikro saniye olan bir bitlik verinin hızını bulunuz.

Çözüm: Saniyedeki bit sayısı hızı verdiğine göre f = 1 / T formülü ile bulunan

frekans değeri hıza eĢit olur.

KbpsKHzHzT

f 10010010000010

10

10.10

11 6

6

ÖĞRENME FAALĠYETĠ-2

ÖĞRENME KAZANIMI

ARAġTIRMA

17

2.1.3. Baud

Baud kelimesi, Baudot telgraf kodunun mucidi olan J.M.E. Baudot’un soyadından

gelmektedir. Analog bir telefon hattından birim zamanda aktarılan verinin hız oranını

belirten Baud, bir baĢka deyiĢle bir saniyede analog seslere çevrilen sayısal sinyallerin

miktarını belirten bir ölçü birimidir.

2.1.4. Baud Rate (Baud Hızı)

ĠletiĢim kurma hızına Baud hızı denir ve Baud/saniye ile gösterilir. Çoğunlukla

modemlerde iletiĢim hızı Baud hızı olarak ifade edilir. Baud hızı, hattın durumunun kaç kez

değiĢtiğini gösterir. Bu değer, yalnızca her sinyal gönderilen verinin bir bitine karĢılık

geliyorsa bit/saniye değerine eĢittir. Birbiriyle iletiĢim kurabilmeleri için modemler aynı

Baud hızında çalıĢmalıdır. Bir modemin Baud hızı diğerinden daha fazla olacak biçimde

ayarlanmıĢsa hızlı olan modem genellikle Baud hızını yavaĢ olan modeme uyum sağlayacak

Ģekilde değiĢtirir.

YavaĢ bir bağlantıda, tek bir elektriksel değiĢimle yalnızca 1 bit bilgi taĢınır. Bu

bağlamda Baud, saniyede kaç bit veri aktarıldığını belirtir. Örneğin; 100 baud, saniyede 100

bit veri aktarımı gerçekleĢtirildiğini belirtir ve bu 100 bps olarak gösterilir. Daha yüksek

iletim hızlarında, tek bir elektriksel değiĢimle 1 bitten daha fazla bilgi taĢınabilir. Örneğin;

2400 veya 4800 Baud ile 9600 bps’lik veri aktarımını gerçekleĢtirebilmek mümkündür.

Dolayısıyla yüksek iletim hızlarında veri aktarımı ölçüsü olarak Baud yerine bps

kullanılması tercih edilmektedir.

2.1.5. BER: Bit Error Rate (Bit Hata Oranı)

Veri iletiĢimi sırasında fark edilemeyen ya da düzeltilemeyen hatalı bit sayısının,

iletilen toplam bit sayısına oranına bit error rate denir.

BER = Gönderilen hatalı bit sayısı / Gönderilen toplam bit sayısı

Örnek 2.2: Gönderilen toplam 100000 bit içinde, 2 adet hatalı bit bulunduğuna göre

BER değerini bulunuz.

Çözüm: 510.200002,0

100000

2 BERBER

2.1.6. Kanal

Tek transmisyon yolu için kullanılan genel terime kanal denir. Örneğin; program

kanalı, telefon kanalı vb.

18

2.1.7. Kanal Kapasitesi

Bir transmisyon hattından saniyede iletilebilecek maksimum bit miktarına kanal

kapasitesi denir.

Kanal kapasitesi Ģu formülle bulunur:

)1(. 2N

SLogBC

Örnek 2.3: Bant geniĢliği 3KHz olan bir telefon hattında, S/N oranı 2047 olduğuna

göre kanal kapasitesi nedir?

Çözüm: )1(. 2N

SLogBC

)2048(.)20471(. 22 LogBLogBC

11.BC

bpsC 3300011.3000

2.1.8. Gürültü

Herhangi bir nedenle bir sinyalin istenmeyen sebeplerle değiĢmesine veya

parazitlenmesine sebep olan etkiye gürültü denir.

Elektronik devrelerde gürültüyü azaltmak için Ģunlara dikkat edilmelidir:

Elemanların arasındaki mesafe kısa tutulmalı, özellikle yüksek frekanslı

devrelerde boĢta sallanan kablolarla taĢıma yapılmamalıdır.

Kablo kullanmak zorunluysa blendajlı ya da koaksiyel kablo kullanılmalıdır.

Uzun bacaklı elemanlar plaket üzerine sallanmayacak Ģekilde tutturulmalı,

bacakların uzun kısmı kesilmeli, elemanlar devreden yüksekte kalmamalıdır.

DüĢük gürültülü transistörler tercih edilmeli, birlikte çalıĢacak elemanlardan

karakteristik özellikleri birbirine yakın olanlar tercih edilmelidir.

Düzenlenecek devreyi içinde barındıran tümleĢik bir entegre varsa bu tercih

edilmelidir.

Formülde:

C = Kanal kapasitesi (bps)

B = Bant geniĢliği (Hertz)

S = Sinyal

N = Gürültü

NOT:

211

= 2048

Log2 2048 = 11

19

2.2. Örnekleme Teoremi

Örnekleme teoremi zaman bölmeli çoğullama yapılan bir iĢaret için geçerlidir.

Bir iletim hattının birçok telefon konuĢma kanalı tarafından aynı anda bölüĢümlü

olarak kullanılmasına çoklama denir.

Telefon konuĢma kanallarında uluslararası prensip olarak 300Hz – 3.4KHz arasındaki

bant geniĢliği kullanılır. KonuĢma kanallarının tek tek iletimi, hem pahalı hem de pratik

değildir. Bu nedenle telefon kanalları çoklama yapılarak örneğin; 12, 24, ... ya da 900 kanal

bir arada, aynı iletim hattını kullanabilir.

Her bir konuĢma kanalının belli aralıklarla örnekleme yapılarak iletim hattının bant

geniĢliği içinde sırayla taranması ve aynı iletim hattını kullanmasına zaman bölmeli çoklama

denir. KonuĢma kanalının örnekleme iĢlemi zaman bölüĢümlü anahtarlama ile yapılır.

Ortak bir kaynağın çok sayıda kullanıcı tarafından kısa süreli aralıklarla kullanımına

uygun Ģekilde düzenlenmiĢ anahtarlama sistemine zaman bölüĢümlü anahtarlama denir yani

her konuĢma kanalı, aynı iletim hattını kısa süreli olarak tek baĢına kullanır. Bu iĢlem için

belli bir uyum gerekir. Gönderici ve alıcı tarafı senkronize çalıĢır. Analog bir sinyalin

orijinali kesintisizdir. Belli aralıklarla örnekleme yapılarak çeĢitli değerler alındığında

kesintiye uğrar. Bu örnekler alıcı tarafına ulaĢtığında bir alçak geçiren filtreden

geçirildiğinde kesintiye uğramıĢ kısımlar orijinaline uygun Ģekilde doldurulur. Ancak verici

tarafında alınan örnekleme sayısı gereğinden az sayıda ise elde edilen sinyal orijinaline

uygun olmaz. Örnekleme frekansı data bileĢenleri içindeki en yüksek frekans değerinin

(3400Hz.) en az iki katı değerinde (8Khz) olmalıdır.

ġekil 2.1: Ġki kanallı TDM sinyal iletimi

ġekil 2.1’de görüldüğü gibi iki ayrı analog sinyal, örneklendikten sonra zaman

bölüĢümlü anahtarlama ile aynı iletim hattına yerleĢtirilmektedir. Bu iĢlem için SF sinyali

(a)’dan örnekleme devresi yardımıyla a1, a2, a3, a4, a5, a6 zamanlarında aralıklı olarak

örnekleme sinyalleri alınır. Aynı iĢlem SF sinyali (b) için de tekrarlanır. (b)’den alınan

20

örnekleme sinyalleri b1, b2, b3, b4, b5, b6 olsun. Aynı yöntemle istenilen sayıda SF

sinyalinden örnekleme yapılabilir. Burada temel Ģart analog SF sinyallerinin tümünün eĢit

aralıklarla ancak farklı zamanlarda örnekleme iĢlemine tabi tutulmasıdır. Örnekleme

devreleri ve anahtarların çalıĢması birbirleriyle senkronize olmalıdır. Devreye göre verici

anahtarı, önce a1 örnek palsini almak için a, sonra b1 örnek palsini almak için b konumuna

ayarlanır. Anahtarın sürekli senkronize bir Ģekilde konum değiĢtirmesi sonucu iletim hattına

örnek palslerin yerleĢimi a1, b1, a2, b2, a3, b3, a4, b4, a5, b5, a6, b6 Ģeklinde olur. Ġletim hattının

verici tarafında anahtar yardımıyla a ve b sinyallerine ait örnekler ayrıĢtırılır. Ayrı ayrı elde

edilen örnekler alçak geçiren filtreden geçirilerek orijinaline uygun analog SF sinyaline

dönüĢtürülür.

2.3. Kodlama

Binary sayıların iĢlenmek ya da saklanmak amacıyla belli bir sistem çerçevesinde

değiĢtirilmesine kodlama denir.

2.3.1. Ġletim Kodları

Belli baĢlı kodlama türleri Ģunlardır:

Desimal için Binary kodu (BCD)

Oktal için Binary kodu (BCO)

Heksadesimal için Binary kodu (BCH)

Excess-3 (3-Ġlave) kodu

Parity (Hata Düzeltme) kodu

Gray kodu

Alfanümerik kodlar

EBCDIC kodu

ASCII kodu

2.3.1.1. Desimal Ġçin Binary Kodu (BCD - Binary Coded Decimal)

BCD, 0 – 9 arası desimal rakamları Binary olarak ifade etmektir. Desimal sayının her

bir basamağı dört bitlik Binary sayı olarak yazılır. Tablo 2.1’de çeĢitli desimal sayılara

karĢılık gelen BCD sayılar görülmektedir.

21

DESĠMAL SAYI BCD KARġILIĞI

0 0000

1 0001

2 0010

3 0011

4 0100

5 0101

6 0110

7 0111

8 1000

9 1001

10 0001 0000

12 0001 0010

15 0001 0101

24 0010 0100

27 0010 0111

36 0011 0110

Tablo 2.1: Bazı desimal sayıların BCD karĢılıkları

Örnek 2.4: Desimal 13 sayısını BCD olarak kodlayınız.

Çözüm:

0001 0011

1 3(13)10 =

(13)10 = (0001 0011)BCD

Örnek 2.5: Desimal 48 sayısını BCD olarak kodlayınız.

Çözüm:

0100 1000

4 8(48)10 =

(48)10 = (0100 1000)BCD

2.3.1.2. Oktal Ġçin Binary Kodu (BCO - Binary Coded Octal)

Oktal kodu, 0-7 arası oktal rakamların binary olarak ifade edilmesidir. Oktal sayının

her bir basamağı üç bitlik binary sayı olarak yazılır. Bazı oktal sayıların BCO karĢılığı Tablo

2.2’de verilmiĢtir.

22

OKTAL SAYI BCO KARġILIĞI

0 000

1 001

2 010

3 011

4 100

5 101

6 110

7 111

10 001 000

12 001 010

25 010 101

42 100 010

67 110 111

102 001 000 010

375 011 111 101

642 110 100 010 Tablo 2.2: Bazı oktal sayıların BCO karĢılıkları

Örnek 2.6: (725)8 oktal sayısını BCO olarak kodlayınız.

Çözüm:

111 010 101

7 2 5(725)8 =

(725)8 = (111 010 101)BCO

Örnek 2.7: (3567)8 oktal sayısını BCO olarak kodlayınız.

Çözüm:

011 101 110 111

3 5 6 7(3567)8 =

(3567)8 = (011 101 110 111)BCO

2.3.1.3. Heksadesimal Ġçin Binary Kodu (BCH - Binary Coded Hexadecimal)

Heksadesimal kodu, 0-F arası heksadesimal rakamların binary olarak ifade

edilmesidir. Heksadesimal sayının her bir basamağı dört bitlik binary sayı olarak yazılır.

Bazı heksadesimal sayıların BCH karĢılığı Tablo 2.3’te verilmiĢtir.

23

HEKSADESĠMAL

SAYI BCH KARġILIĞI

0 0000

1 0001

2 0010

3 0011

4 0100

5 0101

6 0110

7 0111

8 1000

9 1001

A 1010

B 1011

C 1100

D 1101

E 1110

F 1111

10 0001 0000

5A 0101 1010

75 0111 0101

A3 1010 0011

8C 1000 1100

FF 1111 1111

Tablo 2.3: Bazı heksadesimal sayıların BCH karĢılıkları

Örnek 2.8: B5 heksadesimal sayısını BCH olarak kodlayınız.

Çözüm:

1011 0101

B 5(B5)16 =

(B5)16 = (1011 0101)BCH

24

Örnek 2.9: 9FC heksadesimal sayısını BCH olarak kodlayınız.

Çözüm:

1001 1111 1100

9 F C(9FC)16 =

(9FC)16 = (1001 1111 1100)BCH

2.3.1.4. Excess – 3 (3 – ilave) Kodu

Excess-3 kodu, BCD Ģeklindeki sayının her bir basamağına ayrı ayrı (11)2 = 3

sayısının eklenmesiyle elde edilir.

DESĠMAL RAKAM BCD 3 – ĠLAVE KODU

0 0000 0011

1 0001 0100

2 0010 0101

3 0011 0110

4 0100 0111

5 0101 1000

6 0110 1001

7 0111 1010

8 1000 1011

9 1001 1100

Tablo 2.4: Desimal rakamların 3 – ilave kodlu karĢılıkları

Örnek 2.10: 305 desimal sayısını 3 – ilave kodda ifade ediniz.

Çözüm: Her bir basamağa 3 ilave edildiğinde,

0110 0011 1000

3 0 5(305)10 =

(305)10 = (0110 0011 1000)3-ĠLAVE

Örnek 2.11: 628 desimal sayısını 3 – ilave kodda ifade ediniz.

Çözüm: Her bir basamağa 3 ilave edildiğinde,

1001 0101 1011

6 2 8(628)10 =

(628)10 = (1001 0101 1011)3-ĠLAVE

2.3.1.5. Parity Kodu (Hata Düzeltme Kodu)

Parity kodu, binary bir bilginin tek veya çift sayıda 1’e sahip olduğunu belirleyen

koddur.

Tek ve çift parity olmak üzere iki çeĢit parity biti vardır. Veri kelimesindeki 1’lerin

toplamına bakılır. Eğer 1’lerin toplamı tek ise tek, 1’lerin toplamı çift ise çift paritydir. Parity

biti olarak 0 veya 1 kullanmak serbesttir. Ancak alıcı ve verici arasında uyum olmalıdır.

25

Gönderilen veri üzerindeki parity biti ile verinin iĢlendiği anda bulunan parity biti birbirine

eĢit çıkmalıdır aksi hâlde aktarım sırasında veride hata oluĢtuğu anlaĢılır.

Tablo 2.5’te parity biti olarak 0 kullanılmıĢtır.

BĠLGĠ P (TEK) BĠLGĠ P(ÇĠFT)

0000 0000 1 0000 0000 0

0001 0001 0 0001 0001 1

0010 0010 0 0010 0010 1

0011 0011 1 0011 0011 0

0100 0100 0 0100 0100 1

0101 0101 1 0101 0101 0

0110 0110 1 0110 0110 0

0111 0111 0 0111 0111 1

1000 1000 0 1000 1000 1

1001 1001 1 1001 1001 0

1010 1010 1 1010 1010 0

1011 1011 0 1011 1011 1

1100 1100 1 1100 1100 0

1101 1101 0 1101 1101 1

1110 1110 0 1110 1110 1

1111 1111 1 1111 1111 0

Tablo 2.5: Tek ve çift parity kodlu bilgiler

Örnek 2.12: 0010 0, 1010 0, 1110 0, 0111 1 parity kodlu sayıları tek ve çift parity

olarak sınıflandırınız (Parity biti olarak 0 kullanınız.).

Çözüm:

Tek parity olanlar : 0010 0 1110 0

Çift parity olanlar : 1010 0 0111 1

2.3.1.6. Gray Kodu

Gray kodu özellikle Karnaugh haritalarında kullanılan ve komĢuluk hakkı 1 olan

koddur yani kodlama sırasında bir veriden diğerine geçiĢte sadece bir adet bitin değiĢimine

izin verilir. Tablo 2.6 incelendiğinde 0000’dan 0001’e geçiĢte sadece en sağdaki, 0001’den

0011’e geçiĢte sadece sağdan ikinci, 0011’den 0010’a geçiĢte en sağdaki, 0010’dan 0110’a

geçiĢte sadece soldan ikinci bit değiĢikliğe tabi tutulmuĢtur.

26

DESİMAL SAYIBINARY

KARŞILIĞI

GRAY KODLU

KARŞILIĞI

0 0000 0000

1 0001 0001

2 0010 0011

3 0011 0010

4 0100 0110

5 0101 0111

6 0110 0101

7 0111 0100

8 1000 1100

9 1001 1101

10 1010 1111

11 1011 1110

12 1100 1010

13 1101 1011

14 1110 1001

15 1111 1000

Tablo 2.6: Bazı decimal sayıların binary ve gray kodlu karĢılıkları

Binary sayılar gray koduna çevrilirken aĢağıdaki iĢlem basamaklarının

uygulanması gerekir:

Binary olarak verilen ilk bit aĢağıya indirilir.

Ġlk bit ile ikinci bitin toplamı aĢağıdaki bitin sağ tarafına yazılır.

Ġkinci bit ile üçüncü bitin toplamı aĢağıdaki diğer bitlerin sağına yazılır.

Bitler bitene kadar iki bitin toplamı sağ bitin altına gelecek Ģekilde iĢleme

devam edilir.

Not: Çevirme iĢlemi sırasında, toplama iĢleminde ifadeler aĢağıdaki gibi olmalıdır.

0 + 0 = 0

0 + 1 = 1

1 + 0 = 1

1 + 1 = 0 (Burada elde dikkate alınmaz.)

27

Örnek 2.13: 1011 binary sayıyı gray kodlu sayıya çeviriniz.

Çözüm:

1 0 1 1

1 1 1 0 (1011)2 = (1110)GRAY

Örnek 2.14: 11001 binary sayıyı gray kodlu sayıya çeviriniz.

Çözüm:

1 1 0 0 1

1 0 1 0 1 (11001) 2 = (10101)GRAY

Gray kodunu binaryye çevirirken aĢağıdaki iĢlem basamaklarının uygulanması

gerekir:

Gray kodlu ifadedeki ilk bit aĢağıya indirilir.

Ġkinci bit ile aĢağıya indirilen ilk bitin toplamı aĢağıya indirilen bitin yanına

yazılır.

Üçüncü bit, aĢağıya indirilen ikinci bitle toplanır ve ikinci bitin yanına yazılır.

Gray kodlu bitler bitene kadar iĢleme devam edilir.

Örnek 2.15: 1101 gray kodlu sayıyı binarye çeviriniz.

Çözüm:

1 1 0 1

1 0 0 1(1101)GRAY = (1001)2

Örnek 2.16: 10101 gray kodlu sayıyı binarye çeviriniz.

Çözüm:

1 0 1 0 1

1 1 0 0 1(10101)GRAY = (11001)2

2.3.1.7. Alfanümerik Kodlar

Bilgisayar ortamında kullanılabilecek rakam, harf ve çeĢitli özel iĢaret ve sembollerin

ikilik sistemde ifade edilebilmesi için uluslararası kabul görmüĢ bazı standartlar geliĢmiĢtir.

Bunlardan en yaygın ve hâlen kullanımda olanı ASCII’dir (American Standards Code for

28

Infermation Interchange). Buna benzer Ģekilde EBCDIC’de (Extended Binary Coded

Decimal Information Code) vardır.

EBCDIC, geniĢletilmiĢ BCD değiĢim kodu demektir. 8 bitliktir.

ASCII, Amerikan Standart Bilgi DeğiĢim Kodu demektir. 7 bitlik bir koddur ancak

sekizinci bit eĢlik biti olarak kullanılır.

KARAKTER DESĠMAL ASCII KARġILIĞI EBCDIC KARġILIĞI

0 48 011 0000 1111 0000

1 49 011 0001 1111 0001

2 50 011 0010 1111 0010

3 51 011 0011 1111 0011

4 52 011 0100 1111 0100

5 53 011 0101 1111 0101

6 54 011 0110 1111 0110

7 55 011 0111 1111 0111

8 56 011 1000 1111 1000

9 57 011 1001 1111 1001

Tablo 2.7: Rakamların ASCII ve EBDIC karĢılıkları

KARAKTER DESİMAL ASCII KARŞILIĞI EBCDIC KARŞILIĞI

Boşluk 32 010 0000 0100 0000$ 36 010 0100 0101 1011. 46 010 1110 0100 1011

( 40 010 1000 0100 1101) 41 010 1001 0101 1101* 42 010 1010 0101 1100+ 43 010 1011 0100 1110, 44 010 1100 0110 1011- 45 010 1101 0110 0000/ 47 010 1111 0110 0001

= 61 011 1101 0111 1110

Tablo 2.8: Bazı özel iĢaretlerin ASCII ve EBDIC karĢılıkları

29

KARAKTER DESİMAL ASCII KARŞILIĞI EBCDIC KARŞILIĞI

A 65 100 0001 1100 0001

B 66 100 0010 1100 0010

C 67 100 0011 1100 0011

D 68 100 0100 1100 0100

E 69 100 0101 1100 0101

F 70 100 0110 1100 0110

G 71 100 0111 1100 0111

H 72 100 1000 1100 1000

I 73 100 1001 1100 1001

J 74 100 1010 1101 0001

K 75 100 1011 1101 0010

L 76 100 1100 1101 0011

M 77 100 1101 1101 0100

N 78 100 1110 1101 0101

O 79 100 1111 1101 0110

P 80 101 0000 1101 0111

Q 81 101 0001 1101 1000

R 82 101 0010 1101 1001

S 83 101 0011 1110 0010

T 84 101 0100 1110 0011

U 85 101 0101 1110 0100

V 86 101 0110 1110 0101

W 87 101 0111 1110 0110

X 88 101 1000 1110 0111

Y 89 101 1001 1110 1000

Z 90 101 1010 1110 1001

Tablo 2.9: Büyük harflerin ASCII ve EBDIC karĢılıkları

2.4. Seri Data Gönderilmesi

Seri data gönderilmesi asenkron ve senkron olmak üzere iki Ģekilde yapılır.

2.4.1. Asenkron Data Gönderimi

Asenkron data gönderiminde her bir karaktere start (0) ve stop (1) biti eĢlik eder. Stop

bitinden önce parity biti gönderilir. Lojik-1 seviyesi için +5V, Lojik-0 seviyesi için 0 ya da

Ģase potansiyeli kullanılır.

30

Örnek 2.17: C harfi ASCII kodunda asenkron olarak gönderildiğinde oluĢacak dalga

Ģeklini çiziniz.

Çözüm: C harfinin ASCII karĢılığı Tablo 2.9’dan 100 0011 olarak bulunur. Bu bilgi

zaman ekseninde gösterilirken ilk iletilecek bit en az değerlikli bit olacağından 1100 001

Ģeklini alır. Karakter bilgisinin baĢlangıcına start için 0, sonuna stop için 1 eklenir. Ayrıca

stop ile karakter bilgisi arasına parity biti olarak 0 ilave edildiğinde 1100001 bilgisinin son

durumu 0110000101 olur.

Örnek 2.18: 7 rakamı ASCII kodunda asenkron olarak gönderildiğinde oluĢacak

dalga Ģeklini çiziniz.

Çözüm: 7 rakamının ASCII karĢılığı Tablo 2.t’den 011 0111 olarak bulunur. Bu bilgi

zaman ekseninde sıralaması ters olarak gösterileceğinden 1110 110 Ģeklini alır. Karakter

bilgisinin baĢlangıcına start için 0, sonuna stop için 1 eklenir. Ayrıca stop ile karakter bilgisi

arasına parity biti olarak 0 ilave edildiğinde 1110110 bilgisinin son durumu 0111011001

olur.

31

2.4.2. Senkron Data Gönderimi

Senkron data gönderiminde start ve stop bitleri kullanılmaz. Data bloklar hâlinde

gönderilir. Senkron data gönderiminde gönderen ve alan sürekli haberleĢir. Gönderici ve

alıcı arasında senkronizasyonu sağlamak için ilk önce SYN (synchronous – senkronizasyon)

bitleri gönderilir.

Ortalama 128 karakterden oluĢan data blokları gönderildikten sonra blok sonu iĢareti

olarak ETB (end of transmission block – blok sonu karakteri) gönderilir. Alıcı gönderilen

data bloğunda yer alan karakterler için parity kontrolü yapar ve durum normal ise

göndericiye diğer bloğu göndermesi için izin anlamına gelen ACK (acknowledge) iĢaretini

yollar. Eğer alıcı, yapılan parity kontrolünde hata bulursa alınan hatalı data bloğunun

yenilenmesi için olumsuz iĢareti olarak NAK ( negative acknowledge) karakterini gönderir.

Gönderilen sonuncu bloktan sonra yazı sonu anlamına gelen ETX (end of text) iĢareti

gönderilir. Ġletilecek datanın tamamen bitmesi durumunda ise iletim sonu anlamındaki EOT

(end of transmission) iĢareti de gönderilir.

2.5. Darbe Kod Modülasyonu ve Kodlama Teknikleri

Analog sinyalin örneklenerek ayrık darbeler Ģeklinde düzenlendikten sonra genlik ve

geniĢliğinin standart Ģekilde kodlanarak iletime hazır duruma getirilmesi iĢlemine PCM

(Pulse Code Modulation - darbe kod modülasyonu) denir.

ġekil 2.2: Analog SF sinyalini PCM’e dönüĢtürme iĢlemine ait blok Ģema

2.5.1. Kuantalama ĠĢlemi

HaberleĢmede ölçme skalasındaki her bir aralığa quantum (kuantum) denir. Genliği

sürekli olan analog iĢaretlerden alınan örneklerin, önceden belirlenmiĢ belli sayıdaki

seviyelerden en yakın değere yuvarlanma iĢlemine kuantalama iĢlemi denir.

Örnekleme ve kuantalama iĢlemleri sonucunda analog iĢaretler sayısal iĢaretlere

dönüĢür.

PCM (Pulse Code Modulation - darbe kod modülasyonu) kullanılarak yapılan

iletiĢime sayısal iletiĢim denir.

32

PCM’de, örneklenen her bir değerin belli bir kod karĢılığı vardır. Kesintisiz analog SF

sinyalinden örnekler alınarak farklı genliğe sahip ayrık darbeler Ģekline dönüĢtürülmesine

nicemleme denir.

Nicemleme iĢlemi sonucunda oluĢan ayrık darbelerin genliği değiĢkendir. Örnekleme

yapıldığı andaki analog sinyalin genliğine eĢ değer bir darbe elde edilir. Analog sinyalin

genliği değiĢtikçe ayrık darbenin de genliği değiĢir. Ġletim sırasında bu darbeler üzerine

parazit eklenmesi ya da darbenin zayıflaması durumunda orijinal bilgi değiĢikliğe uğrar. Bu

nedenle alınan örnek darbelerin yerine kodlanmıĢ darbeler yerleĢtirilir. Kodlu darbelerin

genliği sabittir. Darbe var ise Lojik-1, yok ise Lojik-0 olarak iĢlem görür. Dolayısıyla sadece

darbe olup olmadığı incelenir. Ġletim sırasında darbenin genliğinin değiĢmesi orijinal bilgiyi

etkilemez.

ġekil 2.3: 7 volt analog SF sinyalinin üç bit kodlanması

Tablo 2.10: 7 volt analog SF sinyalinin üç bit kodlanması tablosu

ġekil 2.3 ve Tablo 2.10’da analog bir sinyalin üç bit kodlanması verilmiĢtir. ġekilde

kolaylık olması bakımından analog sinyal 7 volt olarak seçilmiĢtir.

Analog sinyalin max. değeri uygulamada 7 V olmayabilir. Burada amaç kullanılan

analog sinyalin bit sayısına bağlı olarak kaç basamak hâlinde kodlanacağının belirlenmesidir.

Bit sayısı arttıkça basamak değeri katlanarak artar. Eğer bit sayısı dört olursa basamak sayısı

15 olur.

Kodlamada kullanılan bit sayısına grup ya da çerçeve denir. Bir gruptaki bit sayısının

imkânlar ölçüsünde çok olması istenir. Çünkü bit sayısı arttıkça vericideki orijinal bilgi ile

alıcıdan elde edilen bilgi birbirine daha çok benzer.

1 1 1 1 1 1

1 1 0 1 1 0

1 0 1 1 0 1

1 0 0 1 0 0

0 1 1 0 1 1

0 1 0 0 1 0

0 0 1 0 0 1

0 0 0 0 0 0

Analog sinyal (V)

0

1

2

3

4

5

6

7

Kod karĢılığı Darbe karĢılığı

Analog SF Sinyali

(Volt)

Üç Bit Kod

KarĢılığı0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1

4 5 6 70 1 2 3

33

Örnek bir kodlama için analog sinyal 5 V. ve kodlama grubu sayısı üç alınırsa

Basamak değeri = Vmax./(2n-1) formülünde Vmax=5V, n=3 alınarak Tablo 2.10’daki

değerler bulunur.

Tablo 14.2 incelenecek olursa analog gerilim 0 ile 0.7 volt arasında ise kodu 000, 0.7

volttan 1.4 volta kadar ise kodu 001 olur. Örneğin; giriĢ gerilimi 1 V ise 001, 2 V ise 010, 3

V ise 100, 4 V ise 101, 5 V ise 111 olarak kodlanır.

Tablo 2.11: 5 volt analog SF sinyalinin üç bit kodlanması tablosu

ġekil 2.4: Vmax.=5 V analog SF sinyalinin PCM’e dönüĢtürülmesi

ġekil 2.4’te maks. değeri 5 volt olan analog bir SF sinyalinden a1, a2, a3, a4, a5, a6

zamanlarında aralıklı olarak örnekleme sinyalleri alınır. Bu değerlere karĢılık gelen kod

değerlerine göre (Tablo 2.4) darbeler elde edilir. Her bir örnekleme sinyaline ait kodlu

darbeler eĢit aralıklarla iletim hattına yerleĢtirilir. Kodlu darbeler arasında bırakılan

boĢluklara senkronize palsleri yerleĢtirilir. Aradaki senkronize palsleri verici alıcı ile

anahtarlama devrelerinde gerekli eĢ zamanlı çalıĢma ortamını düzenler.

Analog SF sinyali

(Volt)

Üç bit kod karĢılığı 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1

0 0,7 1,4 2,1 2,8 3,5 4,2 4,9

1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0

t

t

0

0.7

1.4

2.1

2.8

3.5

4.2

4.9

Analog sinyal (V)

a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9

a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9

PCM sinyal (V)

34

2.6. RS232 Seri ĠletiĢim

RS-232 Standardı en çok bahsedilen bir standarttır. Ġlk olarak 1962 yılında çıkmıĢtır

ve onun üçüncü sürümü (versiyonu) 1969 yılında RS-232C olarak adlandırılmıĢtır. RS-232C

standardı ise RS-232 C üzerinde geniĢletme yapmak için 1987 yılında çıkmıĢtır. RS232 D

standardı aynı zamanda EIA-232-D olarak da bilinir.

RS-232 C Electronic Industries Assosiation (EIA) tarafından daha bilgisayarın

baĢlangıç zamanları sayılan o yıllarda tasarlanmıĢtır. EIA’da çalıĢan mühendisler gelecek

için nasıl bir Ģey geliĢtireceklerinden pek emin değillerdi. Böylece RS-232 C standardının

mümkün olduğu kadar esnek olması için çok sayıda farklı sinyal hatları sağlamıĢlardır.

Günümüzde bu sinyal bağlantılarının çoğu kullanılmaktadır.

RS-232 C ile kullanılan en yaygın konnektör tipi DB25’tir. DB25, 25 pinlidir. RS-232

D’de 25 hatlıdır ve DB-25 konnektörünü kullanır. D tipi konnektörlerdir. Bu tip konnektörler

D Ģeklinde olduğu için bu adı almıĢtır.

RS-232C 25 pin DB-25 konnektörü kullanması yanında bazı seri arabirimler, daha

küçük olan DB-9 konnektörünü de kullanır. Bu konnektör 9 pinlidir. 1984 yılında IBM’in

bilgisayarı AT’yi takdim etmesinde 9 pinli D tipi DB-9 konnektörünü kullanmıĢtır. IBM’in

standartları belirlemede bir üstünlüğü olduğundan dolayı o zamanlarda bazı üretici firmalar

tarafından 9 pinli konnektörler desteklenmiĢtir. Böylece DB-25 ve DB-9 olmak üzere iki

çeĢit konnektör kullanılmaya baĢlanmıĢtır. 9 Pinli konnektörün çıkıĢına sebep olarak 25 pinli

konnektörde kullanılan uçların hepsinin kullanılmadığını gösterebiliriz.

IBM uyumlu bilgisayarda PC’nin arkasına birçok port yerleĢtirilebilmektedir. Bu

portlar farklı boyutlarda olabilmektedir. RS-232 seri portu genellikle COM 1, COM 2, RS-

232 veya seri olarak belirlenmiĢtir. Eğer port isimli olarak belirlenmemiĢse bağlantı için

kullanılacak doğru portun bulunması önem kazanır.

35

ġekil 2.5: RS232 D-SUB 9 konnektör pinleri

ġekil 2.6: RS232 D-SUB 9 lehim tarafı görüntüsü

Örneğin; bir seri bağlantı yapılacak, o zaman kullanılacak kablonun ucu diĢi (female)

olsun ki bilgisayarın arkasındaki erkek konnektörle bağlantı yapılabilsin. Bu iĢlem paralel bir

bağlantı için tam tersi olmalıdır.

36

RS-232 C hatları TTL sinyal seviyelerini (+5V, 0V) taĢımaz. Tipik olarak gerilim

seviyeleri +12 V ve -12V'tur. Fakat RS-232 hatları, +25VDc'ye kadar yükselen sinyal

seviyeleri ile -25 V Dc'ye kadar düĢük olan sinyalleri taĢıyabilir. Bilindiği üzere

bilgisayardaki data iletimi ikilik sistemde olmaktadır. Lojik 1'e +5V karĢılık gelirken Lojik

0'a OV seviyesi denk gelir. Bu tür bir çevrime TTL (Transistor, Transistor Lojik Level)

çevrimi denir. Bu, bilgisayar içindeki haberleĢme standardı kabul edilir. Bilgisayar içindeki

data transferlerinde TTL seviyeli sinyallerin kullanılması aĢağıdaki nedenlerden dolayı

avantajlıdır:

Güç tasarrufu daha yüksektir.

Isı dağılımı azdır.

Bu tür çalıĢan aletler için line driver'a ve receiver'a ihtiyaç duyulmadan direkt

bağlantı yapılabilir.

TTL aletler yüksek hızda çalıĢabilir. Bu durum bilgisayar içindeki data

transferleri için çok uygundur.

RS-232 standardında bir iletiĢim yapılmak isteniyorsa her iki birimin de aynı

ayarlamalara sahip olması gerekir. Örneğin; baudrate, parity biti değerleri her iki tafar için de

aynı olmalıdır. Gönderilen bir bilgideki parity ile alıcıdaki paritynin farklı olması alıcının bu

parity bitini kontrol ettikten sonra gönderilen bilgide bir karıĢıklık olduğunu fark etmesine,

dolayısıyla gönderilen bilginin yanlıĢ olduğunu anlayıp bilginin tekrar gönderilmesine yol

açabilir.

Yapılacak uygulamada bir bilgisayarla bir plotter bağlantısı yapılacaktır. Bilgisayar

bağlantısı labwindows diye adlandırılan bir programla yapılacaktır. Programın ilgili yerinde

bu plotter bağlantısı kullanılacaktır. Labwindows’un options menüsünden hardcopy options’

a girilerek RS-232 plotter yapılandırması (konfigürasyonu) görülebilir. Bu kısımda aĢağıdaki

bölümler bulunur:

Com port

Baudrate

Interrupt

Port adresi

Pen mapping

Burada parity durumları görülebilir ve istenildiğinde bu kısımlarda değiĢiklik

yapılabilmektedir. Com port haberleĢilecek portu belirtir(COM1′ den COM8′ e kadar

program destekler. Fakat bilgisayarda seri olarak yazılmıĢ. Sadece bir tane COM1 vardır. ).

Baudrateta ise istenilen oran seçilebilir. Ġnterrupt seviyesinde her COM için seviye

belirtilmiĢtir.

37

DEĞERLER ETKĠNLĠĞĠ

“Yalnız bugün için bir program olacak, her saat ne yapacağımı yazacağım, belki

tamamıyla tatbik edemeyeceksem bile yine program yapacağım, iki afetten beni kurtarır;

acelecilik ve kararsızlık.” Konfüçyüs’un sözünden hareketle sabır ve kararlılıkla ilgili

atasözü ve deyimler bularak aĢağıda verilen bölüme yazınız.

Atasözleri

1.

2.

3.

4.

5.

Deyimler

1.

2.

3.

4.

5.

DEĞERLER ETKĠNLĠĞĠ

38

UYGULAMA FAALĠYETĠ Sayısal haberleĢmeyi, darbe kod modülasyonunu ve kodlama tekniklerini kavrayarak

uygulayınız.

ĠĢlem Basamakları Öneriler

Desimal 26 sayısını BCD olarak

kodlayınız. Örnek 2.4 ve 2.5’i inceleyebilirsiniz.

(567)8 oktal sayısını BCO olarak

kodlayınız. Örnek 2.6 ve 2.7’yi inceleyebilirsiniz.

A4 heksadesimal sayısını BCH olarak

kodlayınız. Örnek 2.8 ve 2.9’u inceleyebilirsiniz.

625 desimal sayısını 3 – ilave kodda

ifade ediniz. Örnek 2.10 ve 2.11’i inceleyebilirsiniz.

1010 binary sayısını gray kodlu sayıya

çeviriniz. Örnek 2.13 ve 2.14’ü inceleyebilirsiniz.

1101 gray kodlu sayıyı binarye

çeviriniz. Örnek 2.15 ve 2.16’yı inceleyebilirsiniz.

F harfi, ASCII kodunda asenkron olarak

gönderildiğinde oluĢacak dalga Ģeklini

çiziniz.

Örnek 2.17 ve 2.18’i inceleyebilirsiniz.

Analog SF sinyalini PCM’e dönüĢtürme

iĢlemine ait blok Ģemayı çiziniz. ġekil 2.2’den faydalanabilirsiniz.

Kuantalama iĢlemini açıklayınız. Bölüm 2.5.1’den faydalanabilirsiniz.

7 volt analog SF sinyalinin üç bit

kodlanmasını yapınız.

ġekil 2.3 ve Tablo 2.10’u

inceleyebilirsiniz.

UYGULAMA FAALĠYETĠ

39

ÖLÇME VE DEĞERLENDĠRME AĢağıdaki cümlelerin baĢında boĢ bırakılan parantezlere, cümlelerde verilen

bilgiler doğru ise D, yanlıĢ ise Y yazınız.

1. ( ) Binary (ikilik) sayı sisteminde kullanılan her bir elemana byte denir.

2. ( ) Veri iletiĢimi sırasında fark edilemeyen ya da düzeltilemeyen hatalı bit sayısının,

iletilen toplam bit sayısına oranına baud denir.

3. ( ) Herhangi bir nedenle bir sinyalin istenmeyen sebeplerle değiĢmesine veya

parazitlenmesine sebep olan etkiye kanal kapasitesi denir.

4. ( ) Elektronik devrelerde gürültüyü azaltmak için kablolar mümkün olduğunca kısa

tutulmalıdır.

5. ( ) Bir iletim hattının birçok telefon konuĢma kanalı tarafından aynı anda bölüĢümlü

olarak kullanılmasına çoklama denir.

6. ( ) Binary sayıların iĢlenmek ya da saklanmak amacıyla belli bir sistem çerçevesinde

değiĢtirilmesine kodlama denir.

7. ( ) Desimal 26 sayısının BCD karĢılığı 0010 0110 olur.

8. ( ) A4 heksadesimal sayısının BCH karĢılığı 1010 0100 olur.

9. ( ) Senkron data gönderiminde her bir karaktere start (0) ve stop (1) biti eĢlik eder.

10. ( ) Örnekleme ve kuantalama iĢlemleri sonucunda sayısal iĢaretler analog iĢaretlere

dönüĢür.

DEĞERLENDĠRME

Cevaplarınızı cevap anahtarıyla karĢılaĢtırınız. YanlıĢ cevap verdiğiniz ya da cevap

verirken tereddüt ettiğiniz sorularla ilgili konuları faaliyete geri dönerek tekrarlayınız.

Cevaplarınızın tümü doğru ise bir sonraki öğrenme faaliyetine geçiniz.

ÖLÇME VE DEĞERLENDĠRME

40

ÖĞRENME FAALĠYETĠ-3

Gerekli ortam sağlandığında radar sayısal modülasyon uygulamalarını

yapabileceksiniz.

Radar sayısal modülasyon teknikleri ve uygulamalarını araĢtırınız.

3. RADAR SAYISAL MODÜLASYON UYGULAMALARI

Radar, elektromanyetik dalgalar yayınlayarak hareket eden ya da hareketsiz hedefler

hakkında çeĢitli bilgiler alabilen bir uzaktan algılama sistemidir. ÇalıĢma prensibi, radardan

gönderilen bir elektromanyetik sinyalin hedefe çarparak geri gelmesi esasına dayanır. Radar

kısaltması, Radio Detection And Ranging kelimelerinden alınan harflerden oluĢturulmuĢtur.

Radarın genel kullanım amaçları Ģunlardır:

Belirli bir mesafedeki bir nesneyi belirlemek için kullanılır.

Bir nesnenin hızını belirlemek için kullanılır.

Belli bir bölgenin haritasını çıkarmak için kullanılır.

3.1. Radar Sayısal Modülasyon Teknikleri

Günlük yaĢamda bir sesin yankısı bir nesnenin ne kadar uzakta olduğunu saptamada

kullanılabilir. Bu amaçla yapılan ses radarlarına sonar adı verilir. Denizaltılar ve botlar

çoğunlukla sonar kullanır.

Sonar tekniğini havada kullanmanın bazı sakıncaları vardır. Havadaki sesler hem çok

uzağa gidemez hem de herkes tarafından duyulabildiğinden rahatsızlık verir. Rahatsızlığı

ortadan kaldırmak için duyulabilir ses yerine ultrasound ses kullanmak mümkündür ancak en

uygunu radarda ses yerine radyo dalgalarını kullanmaktır. Radyo dalgaları çok uzak

mesafelere ulaĢabilir, insanlar tarafından görülemez ve zayıf olsalar bile saptanabilir.

ÖĞRENME FAALĠYETĠ–3

ÖĞRENME KAZANIMI

ARAġTIRMA

41

Fotoğraf 3.1: Radar ekipmanlarından görüntüler

Seyir sırasında uçak ya da gemileri saptamak için tasarlamıĢ tipik bir radar seti

vericilerini açar ve yüksek frekanslı radyo dalgaları, yüksek Ģiddette gönderilir. Bu 1µs

sürebilir. Bu süre sonunda radar, vericilerini kapatır, alıcısını açar, yankıyı dinler ve yankının

dönüĢü için geçen süreyi ölçer. Radyo dalgaları ıĢık hızıyla ilerlediğinden radar setinin

hassas bir zaman ölçeri varsa uçağın mesafesini minimum hata ile ölçebilir.

Kara-temelli radarda, hava-temelli radara göre daha fazla radyo paraziti vardır. Kara-

temelli radar bir sinyal gönderdiği zaman, her tür nesneye (eĢyalar, köprüler, dağlar, binalar)

çarparak yansıyabilir. Bu parazitleri ortadan kaldırmanın en kolay yolu, bunları

filtrelemektir.

GeliĢen son teknolojide araçların hızını ölçmek için yeni bir lazer tekniği olan lidar

(Light Detection And Ranging) kullanılır.

YaklaĢık son on yılda giderek yaygınlaĢan ve kullanımı hızla artan lidarın çalıĢma

prensibi radara benzemekle birlikte lidarda radyo dalgaları yerine lazer ıĢınları kullanılır. Bir

lidar sistemi, lazer tarayıcı ve soğutucu, GPS (Global Position System), INS (Inertial

Navigation System) cihazlarından oluĢmaktadır. Uçaklara takılan lazer tarayıcı tarafından

yayılan yüksek frekanslı kızılötesi lazer ıĢınlarıyla uçakla yer arasındaki gidiĢ dönüĢlerinde

geçen süre ölçülmekte, lazer dalgasının gönderildiği anda uçağın konumu ve bilgileri

kaydedilmektedir.

3.2. Radar Sayısal Modülasyon Uygulamaları

Sadece 0 ve 1 değerlerinden oluĢan sisteme sayısal denir. Bu durumda sayısal iĢaret

de o ve 1’lerden oluĢur. Adından da anlaĢılacağı üzere sayısal modülasyon denildiğinde

modüleli dalganın 0 ve 1’lerden oluĢması gerekir.

42

TaĢıyıcı dalga olarak sinüsoidal sinyal yerine dikdörtgen (ya da kare) dalga

kullanılarak yapılan modülasyon iĢlemine darbe modülasyonu denir. Kullanılan dikdörtgen

ya da kare dalgaya kısaca darbe denir. SF sinyali olarak analog sinyal kullanılır. Darbe

modülasyonu yapılırken bilinen modülasyon yöntemlerinden faydalanılır yani taĢıyıcı sinyal

olarak darbe kullanılmak suretiyle genlik (AM - Amplitude Modulation), frekans ve (FM -

Frequency Modulation) veya faz modülasyonu (PM - Phase Modulation) yöntemlerinden biri

tercih edilebilir. Tercih sonucunda SF sinyalinin eni, boyu veya konumu değiĢikliğe uğrar

eğer modülasyon sistemi tercihi FM ise eni, GM ise boyu, PM ise konumu değiĢir.

Darbenin boyunun yani genliğinin değiĢtiği sisteme PAM (Darbe Genlik

Modülasyonu), darbenin eninin yani geniĢliğinin değiĢtiği sisteme PWM (Darbe GeniĢliği

Modülasyonu) ve darbenin yerinin yani konumunun değiĢtiği sisteme PPM (Darbe Konumu

Modülasyonu) denir.

3.2.1. PAM (Pulse Amplitude Modulation – Darbe Genlik Modülasyonu)

Genliği ve frekansı sabit dikdörtgen darbelerden oluĢan taĢıyıcı bir dalganın (frekansı

ve fazı sabit kalmak Ģartıyla) genliğinin SF sinyali ile değiĢtirilmesine PAM (darbe genlik

modülasyonu) denir.

ġekil 3.1: PAM’ın (darbe genlik modülasyonu) dalga Ģekilleri

TaĢıyıcı dalganın genliği, frekansı ve geniĢliği sabittir. PAM oluĢturabilmek için

taĢıyıcı dikdörtgen dalganın geniĢliği ve frekansı sabit kalmak Ģartıyla genliği yani boyu

modüle edici SF sinyaline göre değiĢtirilir. Modüle edici sinyal sıfır iken darbe değiĢmez.

Pozitif yönde artarken darbenin genliği artar (Boyu uzar.). Modüle edici sinyalin negatif

yöndeki değeriyle orantılı olarak darbenin genliği azalır (Boyu kısalır.).

43

ġekil 3.2: PAM’ın (darbe genlik modülasyonu) blok Ģeması

Darbe genlik modülasyonu için (SF sinyali ve taĢıyıcı sinyal) bir çarpım dedektörüne

girilir. Çarpım dedektörü çıkıĢında girilen iki sinyalin çarpımı elde edilir. PAM’dan pratik

olarak doğrudan iletim amaçlı faydalanılmaz. Genellikle çoğullama yöntemi telefon

anahtarlama sistemlerinde kullanılır.

3.2.2. PWM (Pulse Width Modulation – Darbe GeniĢlik Modülasyonu)

Genliği ve frekansı sabit dikdörtgen darbelerden oluĢan taĢıyıcı bir dalganın (genliği

ve fazı sabit kalmak Ģartıyla) geniĢliğinin SF sinyali ile değiĢtirilmesine PWM (darbe

geniĢlik modülasyonu) denir.

ġekil 3.3: PWM (darbe geniĢlik modülasyonu) dalga Ģekilleri

TaĢıyıcı sinyalin genliği, frekansı ve geniĢliği sabittir. PWM için taĢıyıcı dikdörtgen

dalganın genliği sabit kalmak Ģartıyla geniĢliği yani eni modüle edici SF sinyaline göre

değiĢtirilir.

Modüle edici sinyal sıfırken darbe değiĢmez. Pozitif yönde artarken darbenin geniĢliği

artar. Modüle edici sinyalin negatif yöndeki değeriyle orantılı olarak darbenin geniĢliği

azalır. Duruma göre darbenin her iki kenarı değiĢtirilebileceği gibi sadece herhangi bir tanesi

de değiĢtirilebilir.

44

ġekil 3.4: PWM (darbe geniĢlik modülasyonu) blok Ģeması

ġekil 3.4’teki blok Ģemada testere diĢi osilatör tarafından üretilen her bir testere diĢi

sinyalin geniĢliği, çıkıĢ darbelerinin en geniĢ olanına eĢit olacak Ģekilde ayarlanır. Osilatör

çıkıĢındaki sinyal düzey dedektörü çıkıĢında SF sinyali formuna çevrilir. Darbe Ģekillendirici

çıkıĢında ise PWM elde edilir.

3.2.3. PPM (Pulse Position Modulation – Darbe Konumu Modülasyonu)

Genliği ve frekansı sabit dikdörtgen darbelerden oluĢan taĢıyıcı bir dalganın (genliği

ve frekansı sabit kalmak Ģartıyla) konumunun SF sinyali ile değiĢtirilmesine PPM (darbe

konumu modülasyonu) denir.

ġekil 3.5: PPM (darbe konumu modülasyonu) dalga Ģekilleri

TaĢıyıcı dalganın genliği, frekansı ve geniĢliği sabittir. PPM oluĢturabilmek için

taĢıyıcı dikdörtgen dalganın genliği ve geniĢliği sabit kalmak Ģartıyla konumu yani yeri

modüle edici SF sinyaline göre değiĢtirilir. Modüle edici sinyal sıfır iken darbenin yeri

değiĢmez. SF sinyali pozitif yönde değiĢirken darbenin konumu; darbe merkezine göre sola

doğru, negatif yönde değiĢirken sağa doğru kayar.

45

ġekil 3.6: PWM’den PPM’ye dönüĢümün dalga Ģekilleri

PPM basit Ģekilde PWM’nin türevini almak suretiyle elde edilebilir. PWM Ģeklindeki

farklı geniĢliklere sahip darbelerin türevi alındığında ġekil 3.6’da görülen pozitif ve negatif

iğne palslerden oluĢan dalga Ģekli elde edilir. Bu sinyal bir diyot ile doğrultularak sadece

pozitif iğne palsler seçilir. Bu pozitif iğne palsler kullanılarak yerleĢim konumu iğne palsin

tetiklediği an baĢlayan sabit genlikli darbeler üretilir.

3.2.4. PAM (Pulse Amplitude Modulation – Darbe Genlik Modülasyonu)

Uygulama Devresi

ġekil 3.6’da PAM (darbe genlik modülasyonu) elde etmek için düzenlenmiĢ basit bir

devre verilmiĢtir. Devre incelendiğinde SF sinyal jeneratörünün uçlarının doğrudan çıkıĢa

bağlı olduğu görülür. Diyotların tamamı açık devre iken SF sinyali olduğu gibi çıkıĢtan

alınır. Paralel bağlı hatlardaki diyotlardan ikisi (D1-D2 veya D3-D4) aynı anda iletime

geçtiğinde çıkıĢ yaklaĢık sıfır olur (ÇıkıĢ tam olarak sıfır olmaz çünkü diyotların eĢik

gerilimlerinin toplamı diyotların üzerinde kalır.).

SF sinyali uygulandıktan sonra kare dalga taĢıyıcı sinyal uygulanmadığı sürece çıkıĢ

sıfırdır çünkü SF sinyalinin pozitif alternanslarında D3 ve D4, negatif alternanslarında D1 ve

D2 iletkendir. Diyotların iletime geçmesi durumunda, çıkıĢ diyotlar üzerinden kısa devre

olacağından sıfır olur. Kare dalga sinyal frekansı, SF sinyal frekansının 455 katıdır. Devreye

kare dalga sinyal uygulandıktan sonra her pozitif darbe boyunca paralel hatlardaki

diyotlardan biri tıkanır. SF sinyalinin pozitif alternansı süresince D3 ve D4 iletimdeyken her

darbe geldiğinde D3 tıkanır ve SF sinyalin, darbe boyunca çıkıĢta olduğu görülür. SF

sinyalinin negatif alternansında ise D1 ve D2 iletimdedir. Bu durumda her darbe geldiğinde

D2 tıkanır ve SF sinyali, darbe boyunca çıkıĢta görülür.

Diyotların kare dalga darbelerde kesime götürebilmeleri için kare dalga sinyali

genliğinin SF sinyalinin tepe değerine eĢit ya da büyük olması gerekir.

46

ÇıkıĢa bağlanan osiloskopun Time/Div seçici düğmesi 1mS konumunda iken PAM

sinyalin zarfı görülür. Bu zarfın görünüĢü içi dolu SF sinyali Ģeklindedir. Time/Div kademesi

genliğinin SF sinyaliyle orantılı olarak değiĢen darbelerden oluĢtuğu görülür.

ġekil 3.7: PAM (darbe genlik modülasyonu) basit uygulama devresi

3.2.5. Darbe Genlik Demodülasyonu (Pulse Amplitude Demodulation)

Uygulama Devresi

PAM (darbe genlik modülasyonu) olarak vericiden yayılan sinyaldeki SF sinyalinin

ayrıĢtırılması iĢlemine darbe genlik demodülasyonu denir.

Genlik demodülasyonunda kullanılan herhangi bir dedektör devresi PAM

demodülasyonunda kullanılabilir. TaĢıyıcı sinyal, genlik modülasyonunda sinüsoidal

iĢaretlerden, PAM’da ise dikdörtgen darbelerden oluĢur. Hem genlik modülasyonu hem de

PAM’da RF sinyalin genliği, SF sinyaline uygun olarak değiĢir yani RF sinyalin zarfı SF

sinyalini taĢır. Dedektör katında taĢıyıcı sinyal atılarak sadece SF sinyali kullanılır.

ġekil 3.8: Darbe genlik demodülasyonu dalga Ģekilleri

ġekil 3.8’de verilen dedektör devresi ile hem genlik demodülasyonu hem de darbe

genlik demodülasyonu yapılabilir.

47

Devrede giriĢe taĢıyıcı genliği 5 volt olan ve 1KHz ile modüle edilen 455 KHz’lik (ya

da 1MHz) sinyal uygulanmaktadır. Modüleli sinyalin pozitif kısımlarında diyot iletime

geçer. RF sinyalin zarfını oluĢturan her darbede Ģarj olan kondansatör üzerindeki kesintisiz

gerilim çıkıĢtan alınır. Kondansatör üzerinde oluĢan gerilimin Ģekli RF sinyalin zarfı ile

aynıdır.

ġekil 3.9: Darbe genlik demodülasyonunun basit uygulama devresi

48

UYGULAMA FAALĠYETĠ Radar sayısal modülasyon uygulamalarını yapınız.

ĠĢlem Basamakları Öneriler

ġekil 3.6’daki devreyi kurunuz.

Devre elemanlarının sağlamlık

kontrolünü yapabilirsiniz.

Devreyi doğrudan deney bordu üzerine

kurabileceğiniz gibi delikli plaket üzerine

de kurabilirsiniz.

GiriĢ çıkıĢa osiloskop bağlantısını

yapınız.

Osiloskobun 1. kanalını (CH1) SF sinyal

kaynağı uçlarına ve 2. kanalını (CH2)

PAM ise çıkıĢ sinyalini ölçmek için

çıkıĢa bağlayabilirsiniz.

Volt/Div: 1V, Time/Div:1mS konumuna

getirebilirsiniz.

GiriĢe SF sinyali uygulayınız.

SF sinyal kaynağından sinüsoidal

seçiniz.

SF sinyal kaynağının çıkıĢını 5V/1KHz’e

ayarlayabilirsiniz.

TaĢıyıcı kare dalga sinyalini

uygulamadan önce çıkıĢın sıfır

civarında olduğunu görünüz.

Osiloskop proplarının doğru Ģekilde

bağlandığından emin olmalısınız.

ÇıkıĢ tam olarak sıfır olmaz çünkü

diyotların eĢik gerilimlerinin toplamı

çıkıĢta görülür.

SF sinyalini uyguladığınızda taĢıyıcı

kare dalga sinyalini de uygulayınız.

TaĢıyıcı sinyal kaynağından kare dalga

seçilmiĢ olduğundan emin olmalısınız.

TaĢıyıcı sinyal kaynağı çıkıĢını

5V/455KHz’e ayarlayabilirsiniz.

ÇıkıĢ sinyali zarfının SF sinyali ile aynı

Ģekilde ve içi dolu olduğunu dikkate

almalısınız.

doğru yavaĢça değiĢtiriniz.

DeğiĢim sırasında çıkıĢ sinyalinin zarfını

oluĢturan sinyalin, kesik kesik ve genliği

SF ile uyumlu değiĢen dikdörtgen dalga

sinyallerden oluĢtuğuna dikkat

etmelisiniz.

UYGULAMA FAALĠYETĠ

49

ġekil 3.8’deki devreyi kurunuz.

Devre elemanlarının sağlam olup

olmadıklarını kontrol edebilirsiniz.

Devreyi doğrudan deney bordu üzerine

kurabileceğiniz gibi delikli plaket üzerine

de kurabilirsiniz.

GiriĢ çıkıĢa osilaskop bağlantısı

yapınız.

Osiloskobun 1. kanalını (CH1) giriĢe, 2.

kanalını (CH2) ise çıkıĢa

bağlayabilirsiniz.

Volt/Div: 1V, Time/Div:1mS konumuna

getirmelisiniz.

GiriĢ sinyalini uygulayınız.

GiriĢ sinyalinin 5V/455KHz (veya

1MHz) taĢıyıcılı 1KHz darbe genlik

modüleli olduğuna dikkat etmelisiniz.

GiriĢe göre çıkıĢ sinyalinin değiĢimini

osilaskop ekranında inceleyiniz.

Modüle edici sinyalin frekansını

değiĢtirdiğinizde çıkıĢ sinyalinin

frekansının da değiĢtiğini

gözleyebilirsiniz.

“Geçmişten çok geleceği düşünmeliyiz çünkü orada yaşayacağız.” Jackson

BROWN

“Gelecek çalışkan olanlarındır.” M. Kemal ATATÜRK

50

ÖLÇME VE DEĞERLENDĠRME

AĢağıdaki cümlelerin baĢında boĢ bırakılan parantezlere, cümlelerde verilen

bilgiler doğru ise D, yanlıĢ ise Y yazınız.

1. (…) Radardan gönderilen bir elektromanyetik sinyal hedefe çarparak geri gelir.

2. (…) Radar kullanılarak belli bir bölgenin haritasını çıkarmak mümkün değildir.

3. (…) Analog sistem sadece 0 ve 1’lerden oluĢur.

4. (…) Dikdörtgen ya da kare dalgaya kısaca sinüsoidal iĢaret denir.

5. (…) Darbenin boyunun yani genliğinin değiĢtiği sisteme PAM (Darbe Genlik

Modülasyonu) denir.

6. (…) Genliği ve frekansı sabit dikdörtgen darbelerden oluĢan taĢıyıcı bir dalganın

(frekansı ve fazı sabit kalmak Ģartıyla) genliğinin SF sinyali ile değiĢtirilmesine PAM

(darbe genlik modülasyonu) denir.

7. (…) TaĢıyıcı dalganın genliği, frekansı ve geniĢliği her zaman sabittir.

8. (…) PPM oluĢturabilmek için taĢıyıcı dikdörtgen dalganın genliği ve geniĢliği sabit

kalmak Ģartıyla konumu yani yeri modüle edici SF sinyaline göre değiĢtirilir.

9. (…) Diyotların kare dalga darbelerde kesime götürebilmeleri için kare dalga sinyalin

genliğinin SF sinyalinin tepe değerinden küçük olması gerekir.

10. (…) PAM olarak vericiden yayılan sinyaldeki SF sinyalinin ayrıĢtırılması iĢlemine

darbe genlik modülasyonu denir.

DEĞERLENDĠRME

Cevaplarınızı cevap anahtarıyla karĢılaĢtırınız. YanlıĢ cevap verdiğiniz ya da cevap

verirken tereddüt ettiğiniz sorularla ilgili konuları faaliyete geri dönerek tekrarlayınız.

Cevaplarınızın tümü doğru ise “Modül Değerlendirme”ye geçiniz.

ÖLÇME VE DEĞERLENDĠRME

51

MODÜL DEĞERLENDĠRME

KONTROL LĠSTESĠ

Bu faaliyet kapsamında aĢağıda listelenen davranıĢlardan kazandığınız becerileri

“Evet” ve “Hayır” kutucuklarına ( X ) iĢareti koyarak kontrol ediniz.

Değerlendirme Ölçütleri Evet Hayır

1. ġekil 1.10’daki devreyi kurabildiniz mi?

2. Devreye enerji uyguladınız mı?

3. D1 üzerindeki gerilim değerinin P1 ile değiĢtirilebildiğini test ettiniz

mi?

4. D1 üzerindeki gerilim değiĢikliğinin çıkıĢ frekansını değiĢtirdiğine

dikkat ettiniz mi?

5. ÇıkıĢ sinyalini düzgün Ģekilde elde ettiniz mi?

6. SF sinyaline bağlı olarak modüleli çıkıĢ sinyalinin frekansının

değiĢtiğine dikkat ettiniz mi?

7. Desimal 26 sayısını BCD olarak kodlayabildiniz mi?

8. (567)8 oktal sayısını BCO olarak kodlayabildiniz mi?

9. A4 heksadesimal sayısını BCH olarak kodlayabildiniz mi?

10. 625 desimal sayısını 3 – ilave kodda ifade edebildiniz mi?

11. 1010 binary sayıyı gray kodlu sayıya çevirebildiniz mi?

12. 1101 gray kodlu sayıyı binarye çevirebildiniz mi?

13. F harfi, ASCII kodunda asenkron olarak gönderildiğinde oluĢacak

dalga Ģeklini çizebildiniz mi?

14. Analog SF sinyalini PCM’e dönüĢtürme iĢlemine ait blok Ģemayı

çizebildiniz mi?

15. Kuantalama iĢlemini açıklayabildiniz mi?

16. 7 volt analog SF sinyalinin üç bit kodlanmasını yapabildiniz mi?

Düzenli ve kurallara uygun çalıĢma

MODÜL DEĞERLENDĠRME

52

1. Mesleğe uygun kıyafet (önlük) giydiniz mi?

2. ÇalıĢma alanını ve aletleri tertipli, düzenli kullandınız mı?

3. Laboratuvar ortamının temizlik ve düzenine dikkat ettiniz mi?

4. ĠĢlem basamaklarının sırasına uygun davrandınız mı?

5. Zamanı iyi kullandınız mı?

DEĞERLENDĠRME

Değerlendirme sonunda “Hayır” Ģeklindeki cevaplarınızı bir daha gözden geçiriniz.

Kendinizi yeterli görmüyorsanız öğrenme faaliyetlerini tekrar ediniz. Bir sonraki materyale

geçmek için öğretmeninize baĢvurunuz.

53

CEVAP ANAHTARLARI

ÖĞRENME FAALĠYETĠ-1’ĠN CEVAP ANAHTARI

1 Doğru

2 YanlıĢ

3 Doğru

4 Doğru

5 Doğru

6 YanlıĢ

7 YanlıĢ

8 YanlıĢ

9 Doğru

10 YanlıĢ

ÖĞRENME FAALĠYETĠ-2’NĠN CEVAP ANAHTARI

1 YanlıĢ

2 YanlıĢ

3 YanlıĢ

4 Doğru

5 Doğru

6 Doğru

7 Doğru

8 Doğru

9 YanlıĢ

10 YanlıĢ

ÖĞRENME FAALĠYETĠ-3’ÜN CEVAP ANAHTARI

1 Doğru

2 YanlıĢ

3 YanlıĢ

4 YanlıĢ

5 Doğru

6 Doğru

7 Doğru

8 Doğru

9 YanlıĢ

10 YanlıĢ

CEVAP ANAHTARLARI

54

KAYNAKÇA

TEKÖZGEN Hasan, Hüseyin TAMER, Yılmaz SAVAġ, Zeki ERGELEN,

Vericiler, MEB Yayınları, 1990.

TAMER Hüseyin, Yılmaz SAVAġ, Zeki ERGELEN, Elektronik 11, MEB

Yayınları, 1990.

TEKĠN Engin, Metin BEREKET, Bilgisayar (Donanım) 10. Sınıf ĠĢ ve ĠĢlem

Yaprakları, MEB Yayınları, 2005.

TEKĠN Engin, Metin BEREKET, Elektronik Atelye ve Laboratuvar 2,

Kanyılmaz Matbaası, Ġzmir, 2003.

TEKĠN Engin, Metin BEREKET, Dijital Elektronik, Kanyılmaz Matbaası,

Ġzmir, 2003.

TEKĠN Engin, Metin BEREKET, Elektrik Elektronik ve Ölçme Uygulama

Kitabı-1, Kanyılmaz Matbaası, Ġzmir, 2007.

TEKĠN Engin, Metin BEREKET, Elektrik Elektronik ve Ölçme Uygulama

Kitabı-2, Kanyılmaz Matbaası, Ġzmir, 2007.

www.gyte.edu.tr

www.hho.edu.tr

www.cbs2007.ktu.edu.tr/bildiri/P_13.pdf

KAYNAKÇA