Modülasyon Devre çeşitleri Nelerdir Örnekler

Yeni Sayfa 1

Devre çeşitleri


Şekil 4.8 – A-M Vericinin Basit Blok Diyagramı

Şekil 4.8 ‘de gösterilen blok diyagramda, RF osilatör katı modülasyon için gerekli olan yüksek frekanslı taşıyıcı sinyallerini üretir. Bu osilatör devresinin frekans kararlılığının iyi olabilmesi için kristal kontrollü bir osilatör olması tercih edilir. Tampon yükselteci; RF osilatörü, RF güç yükseltecinden izole eder. RF osilatör katında meydana gelebilecek herhangi bir istenmeyen durumu bir sonraki kata geçirmez. Mikrofon, ses işaretlerini elektriki işaretlere dönüştürür. Mikrofon çıkışındaki seviye çok düşük olduğu için ses frekans yükselteç katında yükseltilir. Modülatör katı ise alçak frekanslı bilgi sinyallerinin seviyesini ve gücünü, taşıyıcıyı modüle edebilecek seviyeye çıkartır. RF güç yükselteci, modülasyon işleminin gerçekleştirildiği kattır. Bu katın bir girişine taşıyıcı, diğer girişine ise modülatör katından gelen bilgi sinyalleri gelir. RF güç yükseltecinde modülasyon gerçekleştirildiğine göre antenden A-M sinyal, elektromanyetik dalgalar şeklinde uzak mesafelere gönderilir.

RF güç yükseltecinde, modülasyon işleminin gerçekleştirildiği lamba veya transistör lineae olmayan bölgede çalışır. Bu blok diyagramda, modülasyon vericinin en son katında gerçekleştirildiği için "yüksek seviyeli modülasyon" elde edilir.

RF güç yükseltecinde, genlik modülasyonunun gerçekleştirildiği devreler;
a} Kollektör Modülasyonu
b) Base Modülasyonu
c) Emiter Modülasyonu
d) FET ‘Ii Analog Çarpıcı Modülatörü ‘dür.

Kollektör, base ve emiter modülasyon devrelerinde; devre adını, modüle edici sinyalin uygulandığı modülasyonun yapıldığı yükselteç elemanının adlarından alır.

* Örneğin; modüle edici (bilgi) sinyali, modülasyon işleminin gerçekleştirildiği transistörün kollektörüne uygulanırsa KOLLEKTÖR MODÜLASYONU, base’ine uygulanırsa BASE (BEYZ) MODÜLASYONU. emiterine uygulanırsa EMİTER MODÜLASYONU gerçekleştirilmiş olur. Taşıyıcı sinyalinin nereye uygulandığı değil, bilgi sinyalinin nereye uygulandığı Önemlidir.

 

Kollektör Modülasyonu


Şekil 4.9 – Kollektör Modülasyon Devresi

Şekil 4.9 ‘daki devrede, Q1 transistörü modülatör yükseltecidir. Yani, modüle edici bilgi sinyallerinin seviye ve gücünü, taşıyıcı modüle edebilecek seviyeye çıkartır. A-M vericilerde, modülatörde hiçbir zaman A-M elde edilmez. Bilgi sinyali, C1 kuplaj kondansatörü vasıtasıyla, Q1 transistörünün beyzine uygulanır. Q1 ‘in kuplaj kondansatöründen yükseltilmiş olarak alınan modü edici sinyal, T1 empedans uygunlaştırıcı transformatör vasıtasıyla, modülasyon işleminin gerçekleştirildiği Q2 transistörünün kollektörüne uygulanır.

Bilgi sinyali, Q2 transistörünün kollektorüne uygulandığı için devrenin adı KOLLEKTÖR MODÜLASYONU ‘dur. T1, transformatörü, modülatör katı (Q1 transistörü) ile modülasyon işleminin gerçekleştirildiği (Q2 transistörü) katlar arasında empedans uygunluğunu sağlar. Eğer, modülatörün çıkış empedansı, modülasyon işleminin gerçekleştirildiği katın giriş empedansına eşit değilse kayıplar meydana gelir.

Q1 transistörü, bilgi sinyalinde distorsiyon (şekil bozukluğu) olmaması için A sınıfı çalışır. Re1, Q1 ‘in emiter direnci olup Ce1 negatif geri beslemeyi önler. RB1 ve RB2 bayas dirençleridir.

Devrede, daha güçlü modülasyona ihtiyaç duyulduğunda, Q1 transistoru yerine A, AB veya B sınıfı çalışma yapan push-pull veya tümler simetri güç yükselteçleri kullanılabilir.

Q2 transistörü, lineer olmayan bölgede çalışma yapması ve yüksek verim elde edebilmesi için C sınıfı çalışma yapar. RB3 ve RB4 dirençleri doğru bayası sağlarlar.

Taşıyıcı sinyali, C2 kuplaj kondansatörü vasıtasıyla, modülasyon işleminin gerçekleştirildiği Q2 transistörünün beyzine uygulanır. L-C4 ‘den oluşan tank devresi, taşıyıcı frekansında rezonansa gelir. RFC (radyo frekans şok bobini), yüksek frekanslı sinyallere büyük bir direnç göstererek, yüksek frekanslı sinyallerin Q1 transistöründen oluşan alçak frekanslı kata ulaşmasını engeller.

Şimdi bu devrede A – M sinyalin nasıl oluştuğunu açıklayalım. +Vcc güç kaynağı. T1 ‘in sekonder sargısı ve L-C4 ‘den oluşan tank devresi birbirine seri bağlıdır.

+Vcc güç kaynağının DC batarya ile, T1 transformatörünün sekonder sargısını bir bobin ile temsil edelim. +Vcc değeri; devrede 10 Volt olsun. Alçak frekanslı bilgi sinyali de T1 ‘in sekonder sargısında 3 Volt ‘luk bir gerilim düşürdüğünü varsayalım. Bu 3 Volt ‘luk gerilim, sekonderin üst ucunu (-), alt ucunu ise (+) olarak kutuplasın. Böylece, 10 Volt ile 3 Volt seri olduğundan, tank devresi uçlarında 13 Voltluk bir gerilim düşer, iyin sekonder sargısında 7 Volt ‘luk bir gerilim düşerse, tank devresi uçlarında 17 Volt ‘luk bir gerilim meydana gelir.
T1 transformatörünün sekonderinde, üst ucu (+), alt ucu (-) kutuplanacak şekilde, örneğin 2 Volt ‘luk bir gerilim meydana gelirse tank devresinde 8 Volt ‘luk bir gerilim düşer. Aynı şekilde, iyin sekonderinde 10 Volt ‘luk bir gerilim düşer. Böylece, T1 sekonderinde 10 Volt ‘luk bir gerilim oluşursa, tank devresi uçlarında 0 Volt düşer.

* Buradan anlaşıldığı gibi, +Vcc güç kaynağı değeri sabit olduğuna göre, tank devresi uçlarındaki gerilim değerini, iyin sekonder sargısında modüle edici sinyalin değeri belirler. Böylece ses sinyaline göre genlik kontrolü yapılmış olur.
T1 empedans uygunlaştırıcı transformatörün se
konder sargısındaki bilgi sinyalleri, Q2 ‘nin kollektöründeki, RF sinyallerin genliğini değiştirir. Bu bir GENLİK MODÜLASYONU ‘dur.

 

 

Base Modülasyonu


Şekil 4.10 – Base Modülasyon Devresi

Base modülasyon devresinde Q2 transistörü, A sınıfı çalışma yapan, bilgi sinyallerinin seviye ve gücünü, taşıyıcıyı modüle edebilecek seviyeye çıkartan modülatör yükselteç devresidir. Bilgi sinyali, C4 kuplaj kondansatörü vasıtasıyla Q2 modülatör yükselteç transistorünün beyzine uygulanır. Kollektöründen yükseltilmiş olarak alınan bilgi sinyali T1 empedans uygunlaştıncı transformatör vasıtasıyla modülasyon işleminin gerçekleştirildiği Q1 transistörünün beyzine uygulanır. Bilgi sinyali, modülasyon işleminin gerçekleştirildiği transistörün beyzine uygulandığı için devrenin adı BASE MODÜLASYONU ‘dur.

Q2 transistöründe hem taşıyıcı sinyali yükseltilir, hem de modülasyon işlemi gerçekleştirilir. C sınıfı çalışması için Vbb bataryası ters bağlanmıştır. Q1 transistörünün periyodik olarak iletime geçmesi L1-C2 ‘den oluşan tank devresinin rezonans frekansındaki osilasyonların devamlılığını sağlar. Q2 modülator / yükselteç transistörünün çıkışı T1 empedans uygunlaştıncı transformatör üzerinden Q1 transistörünün girişine uygulanır. T1 empedans uygunlaştıncı transformatörün sekonder sargısı ile Vbb bataryası seri durumdadır. Bundan dolayı, ters bayas voltajı modülasyon sinyallerinin değişimi ile dalgalanır. Q1 transistörü de bu bayas değişiminden etkilenerek, taşıyıcı ile modülatör katından gelen bilgi sinyalleri ile Q1 ‘in base devresinde modülasyon işlemine tabi tutulmuş olur.

Emiter Modülasyonu


Şekil 4.11 – Emiter Modülasyon Devresi

Şekil 4.11 ‘de emiter modülasyon devresi çok basit olarak gösterilmiştir. Taşıyıcı sinyali, transistörün beyzine, bilgi sinyali ise emiterine uygulandığı için devrenin adı EMİTER MODÜLASYON DEVRESİ ‘dir. Bu devrede, transistörün A sınıfı olarak polarmalandırılması ve merkezlenmiş Q noktasına sahip olması gerekir.

Emiter modülasyon devresinde, bilgi sinyali kesilirse, veya 0 ‘da sabit tutulursa NPN tipi transistör A sınıfı yükselteç gibi çalışır. Beyzine uygulanan taşıyıcı sinyalini yükseltir ve 180° faz farklı olarak kollektörüne verir. Devreye bilgi sinyali uygulandığında, bu sinyal sabit bir DC gerilimle birleşir. Transistörün Q çalışma noktası önce doyuma, sonra da kesime doğru sürülür. Transistör, çalışma eğrisinin doğrusal olmayan bir bölümünde çalışmaya zorlanır. Modülasyon işlemi gerçekleşeceği zaman, transistör lineer bölgede çalışmaz.

Emiter modülasyon, düşük güçlü uygulamalar için yeterlidir. Ancak yüksek güçlü uygulamalarda kullanmaya elverişli değildir.

Fet ‘li Analog Çarpıcı Modülatör


Şekil 4.12 – FET ‘li Analog Çarpıcı Modülatör Devresi

Şekil 4.12 ‘deki devrede, FET ‘li analog çarpıcı modülatör devresi basit haliyle verilmiştir. Devrenin karmaşık hale gelmemesi için diğer elemanlar çizilmemiştir. Devrede kullanılan JFET, ortak source tertiplidir. Drain terminaline taşıyıcı sinyali, gate terminaline ise bilgi sinyali (modüle eden) uygulanmıştır. Devrede gösterilen DC bileşen ise, modülasyon işlemi sonucunda taşıyıcının bir parçası olacaktır. Sistemin kazancına k dersek, FET ‘in ve OP-AMP kazançlarının çarpımına eşittir.

k = Modülatör devresinin kazancı,

k = FET ‘in kazancı x OP-AMP ‘ın kazancı ‘dır.

Taşıyıcı sinyalinin zamana göre eşitliği; EC(t) = EC.cos Wct

Bilgi sinyalinin zamana göre eşitliği; Em(t) = Em.cos Wmt

JFET ‘in gate terminalindeki sinyal, bilgi sinyali ile DC bataryanın toplamına eşittir. (EDC + Em.cos Wmt) JFET ‘in gate terminalindeki sinyal, aynı zamanda DC gerilim üzerine bindirilmiş modüle edici sinyaldir.

JFET, drain terminaline uygulanan sinyali ve gate terminalindeki DC üzerine bindirilmiş bilgi sinyalini çarparak OP-AMP ‘a uygulanır. OP-AMP ‘ın çıkışındaki sinyal;

Vo(t) = k.EC.cos Wct . (EDC + Em.cos Wmt) ‘dir. Bu eşitliği açarsak,
Vo(t) = k.EC.EDC.cos Wct + k.EC.cos Wct . Em.cos Wmt
Vo(t) = k.EC.EDC.cos Wct + [(k.EC.Em) / 2].cos(WC + Wm)t + [(k.EC.Em) / 2].cos(WC – Wm)t

Vo(t) =
k.EC.EDC.cos 2π fct + [(k.EC.Em) / 2].cos 2π(fc + fm)t + [(k.EC.Em) / 2].cos 2π(fc – fm)t
Taşıyıcı
ÜKB
AKB

Eşitlikten görüldüğü gibi OP-AMP çıkışından;

1- Taşıyıcı sinyali
2- Üst kenar band
3- Alt kenar band, alındığı için sinyal genlik modülasyonlu bir sinyaldir.

 

 

 

 

 

 

Bu yazı Uncategorised kategorisine gönderilmiş. Kalıcı bağlantıyı yer imlerinize ekleyin.

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir