Temel Haberleşme

Yazarımız Bu ay da genlik modülasyonu konusu üzerine devam ediyor. DSB, USB, LSB ne demek, işin teorisi nasıl? RF ile uğraşan herkesin bilmesi gereken temel bilgiler.

Bu ay da genlik modülasyon ile ilgili devrelerine devam ediyoruz.

Klasik GM da, geçen ay da anlattığım gibi içinde iki yan bant ve taşıyıcı içeren ve genliği mesaj işaretince değiştirilen bir modülasyon türü idi. Şimdi biraz düşünelim. Mesaj işareti olmadığı zaman taşıyıcı ne olacak? Ne işe yarayacak? Hiç bilmeyenler için söyleyeyim, radyoda sadece sessiz bir istasyon biçiminde duracak belki radyonun ayarlanması sırasında basit bir kolaylık sağlanacak. Yani pek bir faydası yok. Konuya verici kısmından bakacak olursak, mesaj işareti olmadığı zaman antenden tam güçle boş yere bir yayılım olacak. Özetle, mesaj işareti olmadığı zaman taşıyıcı pek bir işe yaramıyor.
Birde sadece taşıyıcıyı yolladığımızı yani bir ses resim yollamadığımızı düşünün. Taşıyıcıyı zaman zaman yollayarak da alıcıya bir mesaj gönderebiliriz. Buna örnek olarak mors yollamayı söyleyebiliriz.
Şimdi bu yöntemleri inceleyelim.

DSB (Suppress Carrier Double Side Band) Modülatör:
İlk olarak DSB olarak bilinen ( Suppress Carrier Double Side Band ) yöntemini inceleyelim. Başlangıçta da söylediğim gibi, amacımız bilgi işaretimizi bir yerden bir yere yollamak olduğuna göre bu durumda modüle edilmiş sinyal içindeki gereksiz parçaları ortadan kaldırmamız gerekir. Aşağıdaki şekle baktığımızda ortada çubuk şeklinde duran taşıyıcı hiçbir şekilde mesaj sinyali taşımamaktadır.

Bu durumda sadece taşıyıcı sinyali geçirmeyen yada bastıran bir filtre kullanarak amacımıza ulaşabiliriz. Yani DSB nin Genlik Modülasyondan tek farkı sadece taşıyıcının bastırılmasıdır. DSB modülatörün çıkışında, modülatör girişinde eğer bir mesaj işareti varsa sinyal olacaktır. Mesaj işareti olmadığı zamanlarda modülatör çıkışında her hangi bir sinyal olmayacaktır.
Pratikte DSB elde etmek için taşıyıcı dalgayı yok eden birbirlerine dengeli biçimde bağlanmış iki adet Genlik Modülatörden oluşur. Burada dengeli anlamı, her iki modülatöründe %100 birbirisinin aynı olması ve çıkışta bu iki modülatörün toplamını alan devrenin de her iki girişinin de aynı özellikte olması demektir.

Yukarıda ki şekilde bir dengeli modülatör görülmektedir. Bu dengeli modülatörün her bir modülatörü %100 modülasyon ile çalışmaktadır. Çalışmasını kısaca özetleyecek olursak;
Devrenin mesaj işaret girişleri olan iki adet girişi vardır. Bu iki girişe birbirlerinden 180 derece fazı kaydırılmış (biri diğerine göre negatif değer taşıyan) ve taşıyıcı genliğinin yarısı değerine sahip giriş sinyalini uygulayalım. Her iki Genlik Modülatörünün %100 modülasyon ile çalıştığına göre üstteki modülatörün çıkışında;

Alltaki modülatörün çıkışında da

Modüle edilmiş sinyaller oluşur. Bu sinyal tanımlamalarına bakacak olursak, her iki sinyalinde taşıyıcıların aynı (pozitif) değer taşıdığını, mesaj işaretinin ise birisinin eksi diğerinin de artı değer taşıdığını görürüz. Bu iki sinyali bir toplatıcıda toplayalım. Bu toplayıcının iki girişinin özelliği bir girişinin diğerine göre tersini aldığını şekilden görmekteyiz. Böyle bir toplayıcını girişine aynı değer ve genlikte bir sinyal uygulandığında toplayıcının çıkışında toplanan sinyaller birbirlerini yok etmektedirler. Her iki modülatörün çıkışında oluşan sinyallerin içindeki taşıyıcılar aynı genlik ve aynı değeri (pozitif) taşımaktadır. Bu sinyaller çıkıştaki toplayıcıya uygulanıp toplandığında toplayıcı devrenin çıkışında taşıyıcı sıfır değerinde olacaktır.
Modülatörlerin çıkışında mesaj işaretlerinin genlikleri ise taşıyıcının ½ kadarı olup taşıdığı değerler ise biri pozitif diğeri negatiftir. Aynı toplatıcı kendi özelliğinden dolayı çıkıştaki mesaj işaretinin değeri girişteki taşıyıcının genliğinde ve pozitif değerde olacaktır. Bu durumda toplayıcının çıkışında taşıyıcı bileşeni olmayan ve her iki yan bandı olan bir DSB sinyal elde edilecektir.

Spektrum DSB

Devreyi daha karışık hale getirmemek için oluşabilecek harmonikleri ortadan kaldıracak filtreler çizilmemiştir.

SSB (Suppress Carrier Single Side Band) Modülatör:
Mesaj işareti spektrumuna tekrar baktığımızda alt ve üst yan bantların aynı bilgiyi taşıdığını söyleyebiliriz. Bu durumda her iki yan bandı da kullanmak gerek bant genişliğini gereksizce kullanmak gerekse aynı bilgiyi taşıyan alt ve üst yan bantları kullanmak bakımından iyi sayılmaz. Bu durumda alt yada üst yan bantlardan birini kullanmak daha iyi olduğu görülmektedir. DSB modülatör çıkışında taşıyıcısı bastırılmış sinyali zaten elde etmiştik. Devrenin çıkışına istediğimiz yan bandı geçiren (yan bant filtreleri) bir filtre gurubu koyarsak filtre çıkışlarında sadece yan bantları elde ederiz.

Yukarıdaki diyagramda anlatılan sistemin devresi gerçekleştirildiğinde bazı sorunlar ortaya çıkabilir. Bunlar taşıyıcı osilatörünün sinyalinin çıkışa sızması, oluşabilecek harmonikler ve bu sızıntının bastırılma sorunlarıdır. Bu sakıncaları ortadan kaldırmak için devrenin çıkışında Q değerleri yüksek ve uygun bant genişliğine sahip filtreler kullanılır. Bu filtreler gerçekleştirmesi çok zor olan kristal filtrelerdir.
SSB modülasyonunun getirdiği avantajlarının yanı sıra gerçekleştirilmesinde bir takım zorluklar vardır. Bunlardan en önemlisi tek yan bandın tam olarak bastırılması veya ortadan kaldırılmasıdır. Bunun için çok keskin frekans karakteristiğine sahip yan bant filtrelerine ihtiyaç vardır. Pratikte bu durumu gerçekleştirmek çok zordur. Bu nedenle bastırılan yan bandın bir kısmı gönderilen bandın içinde kalabilecektir. Problem düşük frekans bölgelerinde yaşanmaktadır. İdeal bir mesaj işareti 0Hz den başladığı düşünülse de pratikte mesaj işaretinin 30Hz in üzerinden başlamaktadır. Bu durum filtre yapımı için bir avantaj gibi görülse de yinede mesaj işaretinin
istenmeyen yan bant kısımlarının gönderilmen kısma sarkmasını önlemek güç olmaktadır.
Bu sakıncaları ortadan kaldırmak için farklı yöntemler olarak da Faz Kaydırma yöntemi ile Weaver ( Türkçe sini bilemiyorum) yöntemleri kullanılır.

Faz Kaydırmalı SSB Modülatör

Yukarıdaki şekilde Faz Kaydırma yöntemi ile gerçekleştirilmiş bir SSB modülatörünün blok çizimi görülmektedir. SSB çıkışını birbirinden 90 derece faz farkı iki taşıyıcı ile modüle edilmiş dalganın toplanmasıdır. Bu yöntemde yan bant filtreleri kullanılmaz. Bununla birlikte faz kaydırma devrelerine kullanılan malzemelerin çok zor gerçekleştirilmesinden dolayı modüle edilen dalganın alçak frekans bileşenlerinde küçükte olsa bir distorsiyon olması söz konusudur.
Aşağıdaki şekilde faz kaydırma işlemini yapan bir devre örneği görülmektedir.

Gelecek yazıda görüşmek üzere..

Şahin KÜLİĞ
ta2ccs@antrak.org.tr