duplexers: teori ve
ayar not
This article is also available in it's original Adobe PDF format. You will need the Adobe Acrobat Reader to use the PDF format. Bu dosya istenirse orijinal Adobe PDF formatli. olarak indirilebilir.
Elektriki olarak bir duplexer,dar ayarlı bir rezonans devresi kullanarak vericiyi alıcıdan izole eden bir cihazdır.Böylece verici alıcıyı enterfere etmeden her ikiside aynı anda tek bir anteni kullanabilir.Bu arada verici ile alıcı frekansları arasında fark olması gerektiğinide unutmayalım,bu fark 2 metre bandında 600 Khz,70 cm bandında ise 5 Mhz'dir Diplexer'lar sıkça hatalı bir şekilde duplexer ile karıştırılır,bir diplexer'ın en yaygın kullanımı çift bandlı bir mobil cihazın anten çıkışlarını tek bir anten kablosu ile tek bir antene bağlanması şeklindedir.Diplexer'lar rölelerde kullanılan duplexer'lardan tamamiyle farklı ve daha basit yapılıdırlar.Duplexer'lar dar band geçiren ve durduran cihazlar olmasına karşılık diplexer'lar ise basit bir yüksek ve alçak geçiren filtrelerin birlikte bağlanmış halidir. duplexer türleri Yıllardan beri bu el kitabında altı kavitili notch duplexer planları bulunuyor ve nasıl yapılacağı konusunda çok iyi açıklamalar var,ben yaptım ve çalıştı fakat şunu da gördüm ki bu modelin ayarı oldukça zor,gürültülü ve fazla kararlı değil,yapmanızı tavsiye etmem.Bazılarının o modeli yaptığını biliyorum ama daha iyi ve daha kolay ayarlanabilen modeller artık mevcut. Benim için bütün zamanların favori duplexer modeli
Wacom 8 inçlik,dört kavitili Band geçiren/Band
durduran'dır.Tek kötülüğü pahalı oluşudur,bu
yazı hazırlandığı zaman yaklaşık 900 $
kadardı.Wacom daha geniş,daha iyi dizayn edilmiş ve
yüksek kalite faktörlü 4 tane kaviti ile 6 kavitili
notch duplexer performansını wacom tanımı Her kaviti iki fonksiyona sahiptir,birnci olarak istenilen sinyali geçirmelidir (Band geçiren filtre) ve ikinci olarak da istenmeyen sinyali mümkün olduğu kadar çok durdurmalıdır (Band durduran- notch filtre).Tipik bir verici kavitinin ideal davranış grafiği şekil 2 de görülmektedir.Dikkat ederseniz,verici frekansı olan 145.37 Mhz deki sinyalin hemen hemen tamamı geçmekte ve 600 Khz aşağıdaki alış frekansında ise derin,dar bir bastırma (-30 dB civarı) meydana gelmektedir. Alıcıya bağlı diğer iki kavitinin çalışmasıda
aynıdır,sadece band geçirme frekansı 144.77 Mhz ve
band durdurma frekansı 145.37 Mhz olarak
ayarlanmıştır. Dikkat ederseniz,vericiler
sadece istenilen frekansta enerji göndermezler ayrıca
merkez frekansının önemli bir miktar dışına kadar
beyaz gürültü (hışşşşş) denilen geniş bandlı
bir FM gürültüsü de yayarlar.Nadiren de olsa eğer
vericiniz fazla beyaz gürültü üretirse,bunun
kavitiler ile tamamen ortadan kaldırılması mümkün
değildir ve bu vericinin rölede kullanılması da uygun
olmaz. nasıl çalışır
Duplexer'ların karmaşıklığının sebebi istenilen
mekanik tasarımdan dolayıdır.Meseleyi biraz
basitleştirmek için sadece bir kavitiyi
inceleyelim,nasıl olsa hepsinin özelliği aynıdır. İki metre için tasarlanmış bir bobinli ve bir kondansatörlü bir rezonans devresi çok küçük olabildiği halde niçin büyük boyutlu bir kaviti kullanmalıyız ? Sorunun cevabı rezonans devresinin kalitesinde saklıdır,yani ayar devresinin "Q" faktöründedir.Küçük bir bobin ve kondansatörün Q faktörü rölede kullanılacak özellikten çok uzakta,çok düşüktür,dolayısıyla rölelerde kullanılamazlar.Yani yeterince keskin bir ayar yapılamaz,band geçirmesi çok geniş,band durdurması ise çok yetersizdir. Kullanılan bobinin sarım sayısını azaltıp,çapını artırdıkça ve daha büyük değerde bir C1 kondansötörü ile aynı frekansta ayar yapabiliriz,bu durumda Q faktörü artar ve daha keskin ayarlama yapılabilir,ilginç bir durum gerçekleşir.Eğer bu işleme devam edersek bobinimiz ayarlı bir 1/4 dalga boyuna ulaşır,kondansatör geniş bir metal tank ile yerdeğiştirir (Kaviti).Daha geniş ayar çubuğu ve kaviti ile daha yüksek "Q" kalite elde edilir.Yani 8 inç'lik bir kaviti 3 inç'lik bir kavitiden daha yüksek bir Q'ya sahip olarak çok daha iyi sonuçlar verecektir. Böylece bizim rezonans devremiz 25" boyunda ve
yaklaşık 8" çapında bir kaviti (Şekil 4)
olacaktır.Kavitinin gövdesi C1,içerideki ayar çubuğu
L1 (1 1/8" çapında,boyu 18" - 25"
arasında değişen bakır veya pirinç bir silindir)
olarak görev yapar ve ayar çubuğunun boyu
değiştirilerek istenilen frekansta Band geçiren olarak
çalıştırılır. Şekil 3'e tekrar
bakalım,burada L2 kavitinin üstünden içeri giren ve
bakır tel veya şeritten yapılmış bir (loop)
halkadır,şekil 4'de görüleceği gibi U harfine
benzeyen bir görünüşü vardır.Bu aktarıcı
halkanın büyüklüğü ve pozisyonu kavitiye
aktarılacak enerjinin miktarını belirler.Son olarak da
L2 halkasıyla birlikte çalışan rezonans ayar
kondansatörü C2 bulunur.L2 ve C2 birlikte seri rezonans
ayar devresi oluştururlar.C2 kavitinin (notch) band
durduran frekansını belirler. evde bir lehimci varmı ?
Sabit ayar çubuğu dış çapı 1 3/8 inç,boyu 18 inç olan sıradan bir bakır borudur.İç kısmında,20" uzunluğunda 1/4" diş çekilmiş bir ayar vidasının ucuna bağlı hareketli ayar çubuğu bulunur ve 1" dış çapı olan bu 7" boyundaki bakır silindir (hareketli ayar çubuğu) sabit ayar çubuğu içinde aşağı-yukarı hareket ettirilebilir.Burada dikkat edilmesi gereken husus,sabit çubuk ile hareketli çubuğun birbiriyle temas halinde olmaları gerektiğidir,sabit çubuğun açıkta olan alt ucuna esneyebilen özellikte pirinç bir parça eklenerek bu iş yapılabilir. Sonra bütün bu parçalar gümüş ile kaplanır,bu çok çok önemlidir,çıplak bakır 2 metre bandında kaviti yapmak için kaybı çok olan bir maddedir.Ayrıca RF sinyallerinin dolaşacağı bakır yüzeyler oksitlenmeden dolayı elektriki bağlantının zayıflamasına sebep olacaktır ve bu durum genellikle hareketli parçaların birleşme yerlerinden kaynaklanan gürültü sebebi ile kavitinin hemen hemen hiç ayar tutmamasına sebep olur. Unutmayın ki duplexer'da toplam kaybı 3dB'den az tutmak zorundayız,bu yüzden gövdenin dış yüzeyi dışındaki bütün parçaların gümüş ile kaplanması kavitilerin verimliliği bakımından önemlidir. Son husus C2 kondansatörüdür,basit bir değişken kondansatör (varyabl) ayarlama için çok kritik olurdu.Wacom çok akılcı bir uygulama ile dielektrik sabitini değiştirerek bu problemi halletti,temel prensibe geri döndüğümüzde,hatırlarınız ki bir kondansatörün kapasitesini iki faktör belirliyordu,1-Armatürlerin yüzey büyüklüğü,2-Armatürler arasındaki maddenin dielektrik sabiti.İşte Wacom'un yaptığı da ayarlı kondansatörlerdeki armatürleri hareket ettirerek kapasiteyi değiştirmek yerine aralarındaki yalıtkan maddeyi hareket ettirerek dielektrik değerini değiştirmekten ibarettir. Wacom kondansatöründe armatürlerden birisi iç çapı 1/2 ",boyu 11" olan pirinç tüp(kondansatörün dış parçası),diğeride aynı boyda dış çapı 1/8 " olan bir bakır çubuktur (kondansatörün iç parçası).Ve bu iki parçanın arasında tatlı sıkı bir şekilde hareket ettirilebilecek plastik ,teflon veya benzeri bir tüp.Bu plastik silindirin pozisyonunu değiştirerek yani diğer iki parça arasında içeri-dışarı hareket ettirerek kondansatörün kapasitesi değiştirilir.tube. Kondansatör ve aktarma halkası (üçüncü şekle bakınız) seri rezonans devresi oluştururlar.VE bu devrenin rezonans frekansı durdurulacak olan sinyalin frekansını belirler.Wacom tasarımının en güzel tarafı bu akılcı değişken kondansaröe ile durdurulacak frekansın tam olarak ayarlanabilmesidir.Uğraştığım diğer kaviti tasarımlarında band geçiren ve band durduran frekanların ayarı çok zor olmaktaydı. sabit sıcaklık Eğer kendi yaptığınız duplexer'ı 20 santigrad derecede ayarlar ve yaklaşık aynı sıcaklıkta muhafaza ederseniz sıcaklık değişiminden dolayı tekrar ayarlamanız gerekmez,fakat yine uygulamada gördük ki evde yaptığımız duplexer ısıtılmayan bir binada görevini yerine getirmektedir,veya en azından kullanıcıların şikayet etmeyeceği kadar iyi çalışmaktadır. aktarma Koaksiyel kabloda hareket eden RF dalgasının boyu havadaki dalga boyundan daha kısadır,çünki RF dalgası boşlukta ışık hızı ile yayılırken başka bir ortam içindeki yayılma hızı daha düşük olacaktır ve bu da dalga boyunda azalmaya sebep olur.Boşluktaki dalga boyu ile koaksiyeldeki dalga boyu arasındaki fark hız faktörü (velocity factor) diye isimlendirilir.ARRL el kitabı değişik koaksiyel kablolara ait hız faktörlerini ve çeyrek dalga boyunun doğru hesaplanması ile ilgili örnekleri vermektedir. Bağlantı kablosunun seçimi önemlidir.Koaksiyel
kablonuz çift blendajlı ve %100 sarımlı
olmalıdır.Eğer bulabilirseniz çift blendajlı
Teflonlu koaksiyel en iyisidir. konnektörler Eğer seçme şansım olsaydı N veya BNC konnektörleri kullanırdım.N konnektörler en iyisidir,biraz daha pahalıdır ama kayıpları çok azdır ve onlarla ilgili bir gürültü problemini hiç duymadım.Bu arada gümüş kaplı Amerikan malı konnektörler kullanmaya özen gösterin,konnektör kalitelerinde farklar vardır.Ve diğer bir önemli husus UHF dirsek konnektör kullanmayın,bunlarla ilgili bir sürü sorun yaşadık ve gördük ki çoğu konnektör gibi değilde RF şokları gibi çalışıyor ve sistemdeki kayıpları arttırıyor. ayarlama ÖRNEK: ALICI KAVİTİLER Pass 144.77 MHz Reject 145.37 VERİCİ KAVİTİLER Pass 145.37 mHz Reject 144.77 Bir kavitiyi ayarlamanın en kolay yolu bir rf sinyal jeneratörü ve spektrum analizörüne sahip FM servis monitörü kullanmaktır.Eğer mümkünse bu ekipmana sahip birilerini bularak ayarlarınızı yapın,değilse oldukça iyi çalışan basit amatör metodlarını kullanırsınız olur biter.Sadece daha dikkatli davranmanız gerekir. İhtiyacınız olan kararlı bir sinyal jeneratörü ve RF genişliğini ölçme metodudur,En azından 1 volt'luk RF üretebilen eski model bir ayarlanabilir rf sinyal jeneratörü pekala kullanılabilir.Kavitilerin ilk defa yapılacak band geçirme ayarını hızlıca yapmak için kullanabilirsiniz.Daha güçlü bir sinyal kaynağı olarak bir el cihazı kullanılabilir. El telsizi ile birlikte RF watt metre kullanılarak band geçiren frekans ayarlanabilir.Band durduran frekans ayarında ise basit bir RF voltmetre veya RF prob kullanılması iyi olur.Bu arada HT'nizi kızartma yapmak istemiyorsanız, ayar işlemi sırasında gerçek frekansı oturtuncaya kadar kavitiye ne kadar güç verdiğinize dikkat edin ! RF prob ile kullanacağınız voltmetrenin eski model
analog-igneli volmetre olması ayarların oturtulmasında
daha kolay belirleme imkanı verir.
Bu ayarlama ilk kaba ayar işi olduğu için mükemmel sonuç almaya çalışmayın.Birinci kavitiyi ayarladıktan sonra seri olarak ikinciyi de bağlayın ve aynı işlemi tekrarlayın.Sonra diğer frekansta geçişe müsaade edecek olan ikinci grup kavitileride kendi frekanslarında aynı yöntem ile ayarlayın. Şimdi kaba ayarları yapılmış olan kaviti gruplarını bağlantı kabloları ile birleştirip duplexer'ı kurun.Anten bağlantısı yerine şekil 5'de görüldüğü gibi bir dummy load ve wattmetre bağlayın.El cihazınızı verici kavitilerin geçireceği frekansa ayarlayın,buradaki örnekte 145.37 Mhz ve verici kaviti girişine bağlayın,el cihazınızın mandalına basın ve kavitileri en fazla güç geçirecekleri şekilde ayarlayın. HT'yi alıcı kavitilerin girişine bağlayın ve
frekansınıda alıcı kavitilerin geçireceği frekansa
ayarlayın (burada 144.77 Mhz) ve az önceki işlemi
bunlarla da tekrarlayın.
Cihazınızı verici kaviti girişine bağlayın ve frekansını durdurulacak olan frekans olarak ayarlayın,bu örnekte 144.77 Mhz,mandala basın ve ayarlı kondansatörün ortasındaki plastik silindiri yavaş yavaş içeri dışarı hareket ettirerek RF probdaki voltmetrede mümkün olduğu kadar düşük değer yakalamaya çalışın,bu arada başlangıç için el telsizinin gücünü düşük tutun,ilk ayarlamadan sonra gücü artırıp tekrar kontrol edebilirsiniz. Daha sonra benzer işlemi diğer frekansı kullanarak alıcı kavitiler ile tekrarlayın. Eğer herşey yolunda gittiyse kavitileri %99
ayarlamış olmalısınız.Şimdi tekrar başa dönerek
her iki kaviti setini de hem band geçiren hemde band
durduran frekaslarında bir kere daha ayarlayın.Alıcı
ve verici kavitilerinde band geçiren frekanstaki
kayıpları hesaplayın,3dB'den fazla olmamalı,hatta
2db'den az olmalıdır. Bu tür duplexer'ı sevmemin başlıca nedeni ayarının kolay oluşudur,ayrıca röleye takıldığı zaman genellikle ayarlarıyla oynamak gerekmez.Nadir olarak alış hassasiyetini artırmak,bastırmayı azaltmak için band durduran ayarlarıyla oynamak gerekebilir. beyaz gürültü Mesela,diyelim ki verici kapalı olduğunda alıcıya
gelen 0.25 uV'luk bir sinyali rahatça duyabiliyorsunuz
ve verici çalışmaya başladığında gürültü
seviyesi 2dB artar,bu son ayarlama işlemleri
yapıldığında beklenecek bir durumdur,eğer verici
tetiklendiğinde bu sinyal tamamiyle yok
oluyorsa,aşırı bastırma vardır ve sistemde hala
bazı problemler olduğunu gösterir kendi duplexer'ınızı yapma
Kendi duplexer'ınızı yapabilirmisiniz ? Cevap evettir,ama kolay değildir.Gerekli olan bütün malzemeleri hazır olarak bulamazsınız,bazı parçaları tornada yapmanız veya yaptırmanız gerekir ve uygun test cihazlarına sahip olmanız gereklidir. Daha önce de söylediğim gibi kaviti içerisindeki
parçaların ve gövdenin iç yüzeyinin gümüş ile
kaplanması son derece önemlidir,böylece kavitilerin
performansları mektuplaşma tercüme eden: Mehmet Şavluk ta3dg |