Radyo Alıcıları 1. Bölüm

Radyonun temelinden itibaren olabildiğince basit ve anlaşılabilir anlatmaya çalışacağım. Bu yazılar bölümler halinde olacağından
1. bölümü anladıktan sonra 2. ve diğer bölümlere geçmenizi tavsiye ederim.

Radyo hepimizin çocukluğumuzdan beri severek dinlediğimiz bir alıcı cihaz. Bu cihaz, temelde çok basit ama detaya girildiğinde oldukça karışıktır.
Bunun sebebi, basit olanların alış kabiliyeti, bilhassa seçicilik ve hassasiyet, verici istasyondan uzaklaştıkça gücü düşen elektro manyetik dalgaların alıcı antende ürettiği enerji çok az olunca, alıcıda sorun oluyor. Yani gürültü tabir edilen, elektronların iç ve dışarıdan antene sızmasıyla duymak istediğimiz bilgi ve müzik duyulmaz ve anlaşılmaz oluyor.
Ben önce basit olandan başlayayım.
13 yaşlarında yıl 1963, iken bit pazarından aldığım bir diyotla ve eski bir telefon kulaklığıyla, o zamanlar telefon kulaklığı yüksek sargılı bobin ve metal membran ihtiva ediyordu. 40 Metre bir anteni haç şeklinde yapılmış tahtalara örümcek ağı gibi sardım. İstanbul radyosunu böylece aylarca dinledim. Bu 40 metrelik anten bir kulaklığa yetecek enerji topluyordu. Daha sonra 4 transistörlü bir radyo yaptım. Bu kez 40 metrelik anteni kullanmadım. Çünkü Transistörlerin güçlendirici etkisiyle bobinde elde edilen enerjinin voltaj değerini yükselterek bir hoparlör çalıştırma imkanı oluyordu. Uzun dam anteni kullanmak yerine, 0.20 veya 0.40mm çapında izole edilmiş bakır telden 60 tur sargı ile bir Ferrit nüve üzerine kağıt karton geçirerek sargı sarılır. Ferrit üzerinde ki karton hareket edebilecek kadar gevsek olmalı, çünkü ferrit üzerinde gezen bobin sinyalin en etkili alanına doğru kaydırılır. Orta dalga taşıyıcı frekansı: 526.5…1606 Khz.dir.
60 turluk bir bobin ferromanyetik çubuk üzerinde, yaklaşık bu frekansa duyarlıdır.

Demir tozundan üretilmiş bu çubuğa ferrit nüve veya ferrit anten denir. Ferrit Anten, dünya üzerinde yatay olarak yayılan manyetik dalgaların, Ferritin içinden geçerken, 60 Tur olarak sarılan bobinin içinde elektrik enerjisi üretiyor. Bu olay, induksiyon olarak adlandırılıyor. Bundan dolayı bobinle yapılan sargıların hepsinin belli bir indüktivitesi vardir. Bu indüktivite demir ile artar. fakat ferrit anten, tek parça demirin fuko akım kayıplarından dolayı, yüksek frekanslarda toz haline getirilmiş demir tozundan yapılır. Buda yukarıda bahis ettiğimiz ferromanyetik elamandır. Bu çubuk halinde veya başka şekillerde olabilir. Anten olarak kullanıldığı zaman çubuk halinde olur. Çünkü orta ve uzun dalgalar dünyaya paralel olarak geldiği için, ancak en etkili uçlardan girdiği zamandır. Yön seçer, sağa sola çevirerek en kuvvetli çekim konumuna getirilir. Çubuğun uçlarından giren manyetik dalgalar dan dolayı, üzerindeki bobinde alternatif gerilim en üst seviyededir
Bobinin ölçü birimi Henry dir. Bir Alman bilim adamının adıdır.
Ferrit bobinden aldığımız bu küçük enerjiyi bir diyot aracılığıyla detekte ettiğimiz zaman, vericinin bize göndermiş olduğu ses ve müzik bilgilerini bir kulaklık aracılığıyla ses olarak duyarız. (detekte etmek: Diyot zarf detektörü, dalga formunu düzelterek dalga formunun yalnızca pozitif veya negatif yarısını bırakır. Bunun yüksek frekanslı elemanı daha sonra, tipik olarak alçak geçiş filtresini oluşturan ve yüksek frekanslı elemanları etkin bir şekilde şaseye gönderen bir kapasitör kullanılarak filtrelenir ve bir çift kulaklık veya bir hoparlör gibi bir dönüştürücünün kullanabileceği bir dalga formu bırakır. Ses dalgalarına dönüşür.)


Basit olarak yapılan işlem budur. Gelen yüksek frekans taşıyıcı ile veri sinyali birbirine bindirilmiş durumdadır. Sinyal antenden alındıktan sonra detekte edilir ve taşıyıcı sinyal şaseye aktarılarak veri sinyali elde edilir. Biraz daha giriş çıkış sinyal arasını detaylandırırsak aşağıdaki şekildeki gibi önce gelen sinyalin bir tarafının alındığı görülecektir yani giriş sinyalinin + bölümü ya da – bölümü alınır. Sonrasında LOW pass filter denilen bir devreden geçerek yüksek frekansa karşı tepki verip alçak frekanslı veri sinyalini geçiren bir devredir. Bu şekilde veri sinyali elde edilir. Bu sinyal ise hala pozitif ya da negatif bölgededir. Veri sinyalinin hem pozitif hem de negatif kısımları kullanıllanılsın diye gelen sinyaldeki DC kısımlar da atılarak gerçek veri sinyaline ulaşılır. Bu şekilde dinlememiz mümkün olacaktır.


Bunu gerçekleştiren detektör devre örneği resimde gösterilmiştir.

Radyonun en basit şekli budur.

 

 

 

 

 

 

Ferrit Anten uzun dalga içinde kullanılıyor ( Uzun dalga taşıyıcı frekansı: 148.5….283.5 kHz).
Kısa dalgaya gelirsek, Ferrit burada pek işe yaramıyor. Çünkü kısa dalga yayılması, *propagasyonda(Radyo yayılımı) deniyor. Bu radyo sinyali, atmosferin iyonosfer tabakası   aracılığıyla tüm dünya yuvarlağını dolaşabiliyor. Atmosferin iyonosfer tabakasının kısa dalgayı yansıtması bilhassa geceleri çok aktif olduğu için gündüz duyulmayan yayınları gece çok rahat duyabiliriz. Gece alış, uzun ve orta dalga için aynıdır. Kısa dalga 2.3 MHz … 26.1 Mhz kadar çıkar.
Bundan dolayı, uzun ve orta dalga, kendi içinde bir bütün olarak kullanılır. Kısa dalga ise belli metrelere ayrılır. Kısa dalgada bu metreler 10..100 metreye kadar çıkar. Metrelerin bulunması, frekansın ışık hızına bölünmesiyle bulunur. Örnek : 9300000/300000 =31 metre.

*Propagasyon nedir: (radyo yayılımı):
Radyo yayılımı, radyo dalgalarının bir noktadan diğerine aktarıldıkları zaman yaydıkları veya yayıldıkları ve seyahat ettikleri ortamdan ve özellikle de atmosferin çeşitli kısımlarında Dünya’nın etrafından yayılma şeklinden etkilenir.
Radyo yayılımı hiçbir zaman kesin bir şekilde tahmin edilemez.  Dalgaların yayılması için birçok teori türetilmiş ve geliştirilmiştir. Uyarlanan mod, verici ve alıcı arasındaki mesafeye bağlıdır. Radyo sinyallerini bulundukları ortamdan, yayıldıkları nesnelere kadar etkiler. Bundan dolayı, radyo sinyali iletiminin bir radyo sistemi tasarlamasında önemi büyüktür. Bir sinyal tüm dünyada dolaşabilir ya da daha kısa mesafelerde seyahat edebilir. Bundan dolayı yayılımda mesafeler de önemlidir.  Radyo sinyalinin yayıldığı yolun özelliği, alınan sinyalin seviyesi ve kalitesi için geçerli faktördür. Kısa dalga sinyaller, uzak mesafelere ulaşmak için atmosferin bazı tabakalarını kullanır. Hava şartlarına ve gece gündüze göre bu yansıma fazla veya az olabilir. Bazen gündüzleri duyamadığımız radyoları gece duyabiliriz. Bunun dışında ise radyo dalgalarının içinden geçtiği ortamda etkindir. Çeşitli bina, ağaç, elektronik cihazlar, antenler vs.

Resimde radyo dalgalarının atmosferden yansıyıp dünyaya geri dönmesi ve bu suretle uzak mesafelere yayılmasını görüyorsunuz.

 Dalga boyu hesaplayıcısı : https://tr.fmuser.org/download/Wavelength-Calculator.html

λ (lambda) = dalga boyu (m)
f = frekans (Hz)
C = Radio dalga hızı (3×108) : Tam değer 299792.458km/sn dir.

Bütün dünyada radyo yayın istasyonları dört frekans bandı olarak çalışır. Standart radyo alıcıları da bu frekansları alacak şekilde üretilir.

Uzun dalga LW(Long Wave) : frekans bandı, 155Khz… 281Khz.
Dalga boyu: 1934m…1066m
Orta dalga AM(Amplitude modulation) MW(Middle Wave) : Frekans bandı, 526.5…1606 KHz. Dalga boyu : 569m…186m
Kısa Dalga Boyu(SW:short wave.) : 11 m (26 MHz); 13 m (21 MHz); 16 m (18 MHz); 19 m (15 MHz); 25 m (12 HMz); 31 m ( 9 MHz); 41 m (7 MHz); 49 m (6 MHz);
FM bandı (Frequency Modulation)  87Mhz…108Mhz.  Dalga boyu : 3.4m…2.77m.

Kaynak: https://www.emo.org.tr/ekler/7160db944a57234_ek.pdf?dergi=388#:~:text=Halen%20b%C3%BCt%C3%BCn%20d%C3%BCnyada%20radyo%20yay%C4%B1n,49%20m%20(%206%20MHz)%3B

Standart Radyo alıcısı bu frekansları kapsar.
FM: 87-108MHz (Rusya: 64-108MHz, Japonya: 76-108MHz, ABD: 87.5-108MHz)
MW: 522-1620kHz (ABD: 520-1710kHz; Asya, Afrika ve Avrupa: 520-1710kHz)
LW: 153-279KHz
SW: 2300-21950KHz

Örnek bir başka radyo alıcı bilgisi.

Frekans aralığı ve ayarlama adımı:
Uzun dalga (LW) 100-1710kHz 9kHz adımlar, 1kHz ince ayar adımları
Orta dalga (MW) 520-1710kHz 10kHz adımlar, 1kHz ince ayar adımları (Amerika kıtası için)
522-1620kHz 10kHz adım, 1kHz ince ayar adımı (Asya, Afrika, Avrupa ve Okyanusya için)
Kısa dalga (GB1) 1711-29999kHz 5kHz adım, ince ayar adımı 1kHz
Yukarıdaki bantlar 5kHz adımlarla ve 1kHz ince ayar adımlarıyla SSB modunda alınır
Frekans modülasyonu (FM) 64-108MHz Rusya, Kafkasya ve bazı Karadeniz ve Hazar Denizi bölgelerine uygundur
76-108MHz Japonya için uygun
87-108MHz Çin ve Avrupa için uygun
87.5-108MHz Amerika için uygun

Kaynak: https://tr.banggood.com/TECSUN-PL-990-FM-LW-MW-SW-SSB-Radio-DSP-Digital-Stereo-Computer-Speaker-Misic-Player-p-1647769.html?cur_warehouse=CN&rmmds=search

Gerçekte ise Radyo frekansları aşağıdaki şekilde ayrılmıştır.

Bunun yanı sıra bobinle birleştirilmiş çubuk antenler de kullanılmaktadır. Bunlar daha çok dalga boyu kısa olan yerlerde yani yüksek frekans haberleşmelerinde kullanılmaktadır. Mesela 27mhz telsizlerde ya da daha yüksek frekanslı haberleşme sistemlerinde.

Bir çok çubuk anten tiplerinin dip bölgelerinde anteni tamamlayan bobinler bulunur.

Frekans ve bandlar gerçekten ilginçtirler. Her bandın kendine göre benzersiz davranış karakteristikleri, erişim mesafeleri vardır.
Değişik frekans bandında modülasyonlar farklı olabilir, AM(genlik modülasyonu), FM frekans modülasyonu vs.
Aynı zamanda anten boyları da frekans bandlarına göre farklılık gösterir. Anten boyu dalga boyu ile doğru orantılıdır. Yani dalga boyu yükseldikçe anten boyu da yükselir.
Örneğin, 900 MHz. bir cep telefonunda bir cm. lik bir anten kullanıyor iken HF bandında bir antenin boyu 60 metreyi bulabilir.
Keza sadece anten uzunluğu değil, tip ve ebat olarak da değişik formlarda olabilir. 

Bir başka örnek : Dış ortam anten yapmak istedik diyelim. Aşağıdaki frekanslarda boyu ne kadar olacak.

Wire 1  (LONGEST WIRE) 3.25 MHz (90 meter band) 09.75 MHz (31 meter band 3rd harmonic)
468 divided by 3.25 = 144′ 0″ = 44m anten boyu

Wire 2  3.95 MHz (75 meter band) 11.85 MHz (25 meter band  3rd harmonic)
468 divided byi 3.95 = 118′ 6″  =36m anten boyu

Wire 3  5.10 MHz (60 meter band) 15.30 MHz (19 meter band  3rd harmonic)
468 divided by 5.10 = 28m anten boyu

Wire 4  (SHORTEST WIRE) 5.90 MHz (49 meter band) 17.70 MHz (16 meter band  3rd harmonic)
468 divided by 5.90 = 79′ 3″=24m anten boyu

Kaynak: http://www.hamuniverse.com/shortwaveantenna.html

Bu kadar yerimiz yok. Evimizdeki radyolarda LW MW SW var. 1m lik çubuk anten var. Nasıl bu kadar küçük antenle yayınları alabiliyor.

Anlattığım Ferrit anten burada devreye giriyor. Ferrit çubuk üzerine sarılacak tur sayısı ile birlikte kullanılan değişken kondansatörün rezonansa girmesi ve istenilen frekansın seçilebilmesi sağlanır. Değişken kondansatör çeşitlerinden bazıları aşağıdadır.


Tipik olarak ferrit çubuk antenler genellikle iki bobine sahiptir – konuma bağlı olarak, bunlar uzun ve orta dalga yayın bantları için olabilir.

MW frekanslar için aşağıdaki tabloda bobin değerleri ve kondansatör değerleri mevcuttur.
Aşağıdaki tabloda (MW kapsamı için) gösterilen değerler yaklaşıktır çünkü bir üreticiden diğerine CAT5e kablo formülünde farklılık olması kaçınılmazdır. Ek olarak, farklı formüller kullanarak ferrit çubuklar yapan farklı üreticiler vardır. Bu nedenle, lütfen bu değerleri LCR ölçüm cihazı olmayan herkes için genel bir kural olarak kabul edin.

Değişken Kapasitör (pF) Bobin (mH) Dönüş sayısı
200 0,456918
210 0,435160
224 0.407963 70
230 0,397320
240 0,380765
285 0,320644
300 0.304612
320 0,285574
330 0,276920
350 0,261096
360 0,253843
380 0,240483
382 0,239224
420 0,217580
480 0.190382
490 0,186497
500 0,182767 44
550 0,166152
600 0,152306
920 0,0993301
1000 0,0913837

Orta dalga bandının alınması için gerekli bobin değeriyle birlikte pF cinsinden değerleri ile yaygın olarak bulunan bazı değişken kapasitörleri gösteren bir tablo. Üçüncü sütun, 10 mm çaplı bir ferrit çubuk üzerinde katı çekirdek (CAT5e) tel için gereken dönüş sayısını gösterir. Değişken kondansatör değeri arttıkça, gerekli bobin küçülür; dolayısıyla, değiş tokuşun olduğu yer burasıdır. Değişken kapasitörünüz yetersizse, daha büyük bir bobine ihtiyacınız olacaktır, bu da daha fazla bobin, daha fazla dönüş, daha uzun ferrit çubuk ve sonuçta daha fazla para anlamına gelir.

Kaynak: https://www.petervis.com/Radios/ferrite-rod-antenna-coil/ferrite-rod-antenna-coil.html

Ara frekans ihtiyacı:

Ara frekans kullanmadan, yani doğrudan demodülasyon yaparak elektronik iletişim kurmak mümkündür. Ama ara frekansın pek çok avantajı vardır. ( Bu bölüm 2. Yazı da işlenecektir. )


Buraya kadar gördükleriniz arasında, eksik ya da yanlış olduğunu düşündüğünüz bilgiler varsa, lütfen not bırakın 2. bölümde hatalar düzeltilebilsin. 

 

8 Comments

  1. Abi emeğinize sağlık, yaşınıza göre böyle güzel bir makale serisinden dolayı size teşekkür ederim. Çalışmalarınızın devamını dilerim.

    1. ilginize tesekkür ederim. Tabii bu yazinin hazirlanisinda TC Safak Beyin degerli katkilari olmustur. Bilhassa internet arastirmalari onun eseridir. kendisine cok tesekkür ederim.

    2. Tesekkür ederim kardesim. Safak beyle beraber biseyler yapalim dedik begendiyseniz ne mutlu bize. Aslinda daha anlatilacak cok var. Cokda videom var ama . Hepsinin buraya tasimak zor oluyor. yani yazi hazirlamak. Ama ben kamerayi actimmi konusmak fazla zor olmuyor. Insallah vaktimiz olursa tekrar yazariz. Bu yazidanda fark etmissinizdir benim yazilarim da I yumusak g kuyrukle c kuyruklu s yok cünkü ben yabanci klavye kullaniyorum. Yukardaki yazilari Safak bey düzeltip koyuyor. Kendisine tesekkür ederim.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir