uBITX (mikro BITX)
Bu projenin yapımı sırasında bir takım ölçme kavramlarını anlamaya çalıştım.Çünkü eğer bu ölçme kavramları iyi anlaşılmazsa cihazın gerçekleştirilmesi sırasında bir takım hatalara düşmek mümkün.Aynen de böyle oldu.Cihazın alıcı kısmını gerçekleştirmeme rağmen verici kısmından bir türlü netice alamadım.Bu nedenle daha önce yapmış olduğum sweperino ve specan araçlarıyla cihazın tüm modüllerini tek tek ölçmeye ve bu sayede hem ölçme kavramlarını zihnimde canlandırmaya ve hemde projenin başarılı olmasına çalışcağım.Alıştırma olsun diye ilk gün ölçme düzenlerimi ayarlayarak boş antenimin ve sweperinonun çalışılması gereken frekans değerlerindeki ölçümlerini yaptım.Şimdi öncelikle spectrum analizörümü kalibre edecek bir kalibre cihazı yapmayıda düşünüyorum.Çünkü ölçümler bu sinyal üreteci üzerinde olacak.
Ayrıca sweeperino'yu bir frekans kaynağı olarak kullanıp specan ile ölçümler yaptım.Yapılan ölçümlerin frekansı ubitx de kulanılan 45 mhz arafrekans hesap edilerek oluşturuldu.
14.500 khz sinyali |
45.000 khz sinyali |
48.500 khz 80m sinyali |
52.000 khz 40m sinyali |
59.000 khz 20m sinyali |
73.000 khz 10m sinyali |
Şimdi öncelikle specan yani spektrum analyzeri test edebilmem için yapmam gereken devreyi burada açıklayalım.
yukarıdaki bu devre 10 mhz bir osilatör ve harmonikleride dahil olmak üzere profesyonel bir cihazda ölçülmüş değerleri var.-16 db olan attenuators devresindeki 150 ohm sökülerek 100 ohm direnç ve 100 ohm potonsiyometre seri bağlanmak suretiyle -20 dbm ayarlama imkanı sağlar.
yine bu devrede 7 mhzde -27 dbm verdiği belirtilen bir devre.cihaz bununlada test edilebilir.Bu test devreleri ile cihazımız test edildikten sonra ilk iş olarak sa ile lpf testi yapılcak.-1 db kaybı olduğu söylenen bu filtre devresinin testleri yapılacak.
Yukarıda ilk devre yapıldı çıkışları ölçüldü ama -16 db zayıflatma devresi ile ölçüldüğünde çok düşük bir çıkış alındı bu nedenle bu zayıflatma devresi çıkarılarak sadece 68 ohm takılmak suretiyle devreden çıkış alındı.
Sweeperino görüntüsü |
Specan görüntüsü |
10 mhz'in ubitx ampfisi ile yükseltilmiş görüntüsü.Tüm harmonikleri görmek mümkün. |
Bundan sonra ise bu osilatörün çıkışlarını referans alarak ubitx modüllerinin ölçülmesi işine sıra geldi.Belirttiğim gibi bende -16 db zayıflatmalı devreyle sinyal alamadım.Ancak 68 ohm dirençle çıkış alabildim.
10 mhz |
20 mhz |
30 mhz |
Yukarıda 10,20 ve 30 mhz seviyeleri gözükmekte.Bunları bir tablo ile göstereceğim.
Şimdi ilk bölüm olan LPF ölçümünü görelim.Filtre aşağıdaki şekilde 0-30 mhz aralığında çalışıyor ve zayıflatmasının -1db olduğu belirtiliyor.
Referans osilatörümüzün çıkışı 10 mhz -20 dbm seviyelerinde iken -22 dbm seviyelerine indiğini görüyoruz.Yani çıkış 0.01 mW düzeyinde iken filtreden geçtiğinde 0.0063 mW seviyesine düşmüş olduğunu görmüş oluruz.Buda 10 mhz de -6.3 db kayıbı olduğunu gösterir.
Frekans osilatör filtre osilatör çıkışı filtre çıkışı kayıp
10 mhz -20 dbm -22 dbm 0.01 mW 0.0063 mW -6.3 db
20 mhz -35 dbm -36 dbm 0.0031 mW 0.0025 mW -0.006 db
30 mhz -43 dbm -45 dbm 0.00005 mW 0.00003 mW -6 db
Şimdi bundan sonraki süreçte filtre önünde yer alan amplifikator kazancını olçmek tabi filtre direk amplifikatöre girmeyip öncelikle 45-75 mhz aralığında osilatör sinyalini bir diyot mikser çıkışını almaktadır.
T2 nin diyota giden kollarından alınan ölçüm |
T2 nin orta ucunun amplifikasyonu sonucu |
BİLGİLENDİRME
Desibel, DBM, Watt, Volt İlişkileri
YAZAR: ARSİVDEN ·
Teknik konuların esaslarına meraklılar için bir yazı.
Ekinde desibel ile ilgili popüler formüller de var. Telekomünikasyon sistemlerinde çalışanlar bu kavramlara hiç yabancı
değildirler.Bir sinyal bir noktadan başka bir noktaya transmisyon
edilirken bir çok işlemlerden geçebilir.Bu sinyal kimi zaman kat kat
amplifikasyona tabi tutulur kimi zamanda zayıflamalara uğrar.
Bu iletişim hattı üzerinde bulunan katların (amplifikatörler, filtreler,
kablolar vs.) bir kazançları ve kayıpları vardır.Bu kazanç ve kayıplar
Desibel (dB) ile ifade edilir. Desibel iki güç arasındaki oranın logaritmik
ifadesidir. Daha belirgin bir ifadeyle çıkış gücünün giriş gücüne
oranının 10 tabanına göre logaritmasının 10 ile çarpımıdır.
Ekinde desibel ile ilgili popüler formüller de var. Telekomünikasyon sistemlerinde çalışanlar bu kavramlara hiç yabancı
değildirler.Bir sinyal bir noktadan başka bir noktaya transmisyon
edilirken bir çok işlemlerden geçebilir.Bu sinyal kimi zaman kat kat
amplifikasyona tabi tutulur kimi zamanda zayıflamalara uğrar.
Bu iletişim hattı üzerinde bulunan katların (amplifikatörler, filtreler,
kablolar vs.) bir kazançları ve kayıpları vardır.Bu kazanç ve kayıplar
Desibel (dB) ile ifade edilir. Desibel iki güç arasındaki oranın logaritmik
ifadesidir. Daha belirgin bir ifadeyle çıkış gücünün giriş gücüne
oranının 10 tabanına göre logaritmasının 10 ile çarpımıdır.
Örnek olarak;
Örn. 1 : Bir amplifikatörün girişine 50 W.uyguladığımızda çıkışından
250W güç alırsak kazancımız:
Örn. 1 : Bir amplifikatörün girişine 50 W.uyguladığımızda çıkışından
250W güç alırsak kazancımız:
Gain ( dB ) =10xlog 250/50 =10xlog 5 =10×0.698 =7 dB kazanç olur.
Örn. 2 : Şayet bir filtremizin girişine 50 W.uyguladığımızda cıkışından
45W.güç alıyorsak kaybımız:
45W.güç alıyorsak kaybımız:
Gain ( dB ) =10xlog 45/50 =10xlog 0.9 =10×0.045 = -0.45 db kayıp olur.
Sonuç olarak çıkışın girişe olan oranında çıkan desibel değeri pozitif
kazanç vardır.Sonuç negatif kayıp vardır denilir.Kazanç birimi olarak
desibel amplifikatörlerde ve filtrelerde kullanıldığı gibi elektronik gürültü
ölçümlerinde,ses şiddetinde,iki ayrı sinyalin izalosyon ölçümlerinde vs.
kullanılır.Anlaşılacağı gibi bu değer mutlak bir ölçüm değeri değil
Logaritmik oransal bir ölçüdür.Aşağıda birkaç farklı örneklerle bu
konuyu inceliyelim.
kazanç vardır.Sonuç negatif kayıp vardır denilir.Kazanç birimi olarak
desibel amplifikatörlerde ve filtrelerde kullanıldığı gibi elektronik gürültü
ölçümlerinde,ses şiddetinde,iki ayrı sinyalin izalosyon ölçümlerinde vs.
kullanılır.Anlaşılacağı gibi bu değer mutlak bir ölçüm değeri değil
Logaritmik oransal bir ölçüdür.Aşağıda birkaç farklı örneklerle bu
konuyu inceliyelim.
Örn. 1 : Bir amplifikatörün girişine uygulanan güç,
çıkıştan 4 kat kuvvetlendirildiğini varsayarsak kazancımız ne olur?
çıkıştan 4 kat kuvvetlendirildiğini varsayarsak kazancımız ne olur?
Gain ( dB ) =10xlog Pçıkış/pgiriş =10xlog 4 =10×0.6 =6 dB kazanç olur.
Örn. 2 : Peşpeşe 3 ayrı amplifikatör ile bir amplifikasyon yapılıyorsa
toplam kazanç ne olur?
toplam kazanç ne olur?
Veya ; Her katın çıkışları dB cinsinden toplanır.
Bu arada her bir katın belli bir kazançları olduğunu farz edersek,
örneğin: a= 2db b= 8db c=4 db
Toplam gain = a+b+c =2+8+4 =10 dB olur
Örn. 3 : Kazancı 15 db olan bir Tüplü amplifikatörün girişine 33 W
bir güç girildiğinde tüp'ün çıkışından kaç Watt elde edilir?
bir güç girildiğinde tüp'ün çıkışından kaç Watt elde edilir?
Örn. 4 : Bir filtrenin girişine 40 w.güç uygulandığında filtrenin insertion
loss'u (araya girme kaybı) =1 dB ise filtre çıkışından kaç watt elde edilir ?
loss'u (araya girme kaybı) =1 dB ise filtre çıkışından kaç watt elde edilir ?
Örn. 5 : Bir amplifikatör çıkışı spectrum analizör ile ölçülmek isteniyor.
Analizörün girişine max.100 mW. müsaade edililiyor.
Amp.çıkış gücü =10 W.Bu amplifikatörü ölçmek için araya min.
kaç desibel bir zayıflatma koymamız gerekiyor?
Analizörün girişine max.100 mW. müsaade edililiyor.
Amp.çıkış gücü =10 W.Bu amplifikatörü ölçmek için araya min.
kaç desibel bir zayıflatma koymamız gerekiyor?
Örn. 6 : Bir anten sistememizin toplam kayıp 3 dB.dir, antene 2000W
uygulamak istiyoruz. Buna göre vericimizin çıkış gücü ne olmalıdır ?
uygulamak istiyoruz. Buna göre vericimizin çıkış gücü ne olmalıdır ?
Gain (dB ) = 10 xlog ( Pçıkış/Pgiriş )
– 3 =10 xlog ( 2000 / Pgiriş )
-0.3 = log ( 2000/Pgiriş )
0.5 = 2000 /Pgiriş ( -0.3 antilog = 0.5 )
Pgiriş = 4000 W.
– 3 =10 xlog ( 2000 / Pgiriş )
-0.3 = log ( 2000/Pgiriş )
0.5 = 2000 /Pgiriş ( -0.3 antilog = 0.5 )
Pgiriş = 4000 W.
Örn. 7 : Bir verici istasyonu ile uzaktan yayın alan bir alıcı arasındaki
sinyal alış şiddetini aşağıdaki örnekle görelim.
sinyal alış şiddetini aşağıdaki örnekle görelim.
DESİBEL GÜÇ ORANI TABLOSU
Kalan Güç ( – ) | dB | Artan Güç ( + ) | Kalan Güç ( – ) | dB | Artan Güç ( + ) | ||
0.8 | 1 | 1.25 | 0.0079 | 21 | 125.89 | ||
0.632 | 2 | 1.58 | 0.0063 | 22 | 158.48 | ||
0.5 | 3 | 2 | 0.005 | 23 | 199.52 | ||
0.398 | 4 | 2.51 | 0.0039 | 24 | 251.18 | ||
0.316 | 5 | 3.16 | 0.0031 | 25 | 316.28 | ||
0.251 | 6 | 3.98 | 0.0025 | 26 | 398.1 | ||
0.199 | 7 | 5.01 | 0.0019 | 27 | 501.18 | ||
0.158 | 8 | 6.3 | 0.0015 | 28 | 630.95 | ||
0.125 | 9 | 7.94 | 0.0012 | 29 | 794.32 | ||
0.1 | 10 | 10 | 0.001 | 30 | 1000 | ||
0.079 | 11 | 12.58 | 0.00079 | 31 | 1258.92 | ||
0.063 | 12 | 15.84 | 0.00063 | 32 | 1584.89 | ||
0.0501 | 13 | 19.95 | 0.0005 | 33 | 1995.26 | ||
0.0398 | 14 | 29.11 | 0.00039 | 34 | 2511.88 | ||
0.0316 | 15 | 31.62 | 0.00031 | 35 | 3162.27 | ||
0.0251 | 16 | 39.81 | 0.00025 | 36 | 3981.07 | ||
0.0199 | 17 | 50.11 | 0.00019 | 37 | 5011.87 | ||
0.0158 | 18 | 63.09 | 0.00015 | 38 | 6309.57 | ||
0.0125 | 19 | 79.43 | 0.00012 | 39 | 7943.28 | ||
0.01 | 20 | 100 | 0.0001 | 40 | 10000 |
Logaritmik oranların 1 db'den 40 db'ye kadar olan sonuçları yukardaki
tabloda özetlenmiştir. Bu tabloya göre örneğin ;
tabloda özetlenmiştir. Bu tabloya göre örneğin ;
Örn. 1 : 40 W. Gücündeki bir verici -7 dB zayıflatılırsa geriye ne
kadar güç kalır ?
tablodan 7 dB'nin kalan gücü = 0.199 bulunur.
kalan güç = 40 x 0.199 = 7.96 Watt.
kadar güç kalır ?
tablodan 7 dB'nin kalan gücü = 0.199 bulunur.
kalan güç = 40 x 0.199 = 7.96 Watt.
Örn. 2 : 40 W. Gücündeki bir amplifikatör çıkışı +6 dB kuvetlendirilirse
çıkış gücü ne olur ?
Tablodan 6 dB 'nin artan gücü = 3.98 bulunur.
Çıkış gücü = 40 x 3.98 = 159.2 Watt.
çıkış gücü ne olur ?
Tablodan 6 dB 'nin artan gücü = 3.98 bulunur.
Çıkış gücü = 40 x 3.98 = 159.2 Watt.
Gerilim Kazancı :
Buraya kadar güç kazancı ve güç kaybını inceledik.
Ayrıca AC devrelerde (ses frekans vs.) gerilim kazancı ve kaybı
söz konusudur. Bir devrenin çıkış geriliminin giriş gerilime
oranının 10 tabanınına göre Logaritmasının 20 ile çarpımı
gerilim kazancı ve kaybını belirler.
Buraya kadar güç kazancı ve güç kaybını inceledik.
Ayrıca AC devrelerde (ses frekans vs.) gerilim kazancı ve kaybı
söz konusudur. Bir devrenin çıkış geriliminin giriş gerilime
oranının 10 tabanınına göre Logaritmasının 20 ile çarpımı
gerilim kazancı ve kaybını belirler.
dBm : dBm Telekominikasyon sistemlerinde, radyo frekans
katlarında kullanılan bir seviye ölçü birimidir.( +) ve ( – ) seviyeler
ile ifade edilir. 1 miliwat'a oranlanmış desibel (dBm)
miliwatt cinsinden bir gücün ondalık logaritmasının 10 katıdır.
katlarında kullanılan bir seviye ölçü birimidir.( +) ve ( – ) seviyeler
ile ifade edilir. 1 miliwat'a oranlanmış desibel (dBm)
miliwatt cinsinden bir gücün ondalık logaritmasının 10 katıdır.
Formülden anlaşılacağı gibi ( dbm ) mutlak bir güç ifadesi olup
oran değildir.( db ) kazanç ve kaybı ifade ettiği halde ( dbm )
düzeyi ,seviyeyi ifade eder.
oran değildir.( db ) kazanç ve kaybı ifade ettiği halde ( dbm )
düzeyi ,seviyeyi ifade eder.
Örn. 1 : 100 W.lık bir verici çıkışı kaç dBm eder ?
dbm = 10*log P
dbm = 10*log 100000
= 10*5
= 50 dbm.
dbm = 10*log P
dbm = 10*log 100000
= 10*5
= 50 dbm.
Örn. 2 : 40 dbm kaç watt eder ?
dbm = 10*log P
40 = 10*log.P
4 = log.P (4 antilog = 10000 )
= 10000 mwatt.
= 10 watt
dbm = 10*log P
40 = 10*log.P
4 = log.P (4 antilog = 10000 )
= 10000 mwatt.
= 10 watt
Örn. 3 : Bir uhf modülatörün çıkışı -12 dbm dir.
Bu modülatörün çıkışına 20 db kuvetlendirici konulduğunda
çıkış gücü ne olur ?
Bu modülatörün çıkışına 20 db kuvetlendirici konulduğunda
çıkış gücü ne olur ?
Çıkış gücü = modüllatör çıkışı + ampl.gain
= -12 +20
= +8 dbm
= -12 +20
= +8 dbm
8dbm = 10*log P.(mw.)
0.8 = log. P ( 08. Antilog = 6.3 )
= 6.3 mwatt.
0.8 = log. P ( 08. Antilog = 6.3 )
= 6.3 mwatt.
dBw :
Logaritmik bir ölçü ve seviye birimidir. 1 Watt'a oranlanmış
watt cinsinden bir gücün ondalık logaritmasının 10 katıdır.
dBpw,dBnw,dBuw,dBmw ve dBw altkatlarını ihtiva eder.
RTUK' ün frekans tahsis kitabında emisyon noktalarında
yayınlanması gereken maksimum yöndeki etkin yayın
gücü IRP (Etkili ışınım gücü) dBw. olarak verilmiştir.
Logaritmik bir ölçü ve seviye birimidir. 1 Watt'a oranlanmış
watt cinsinden bir gücün ondalık logaritmasının 10 katıdır.
dBpw,dBnw,dBuw,dBmw ve dBw altkatlarını ihtiva eder.
RTUK' ün frekans tahsis kitabında emisyon noktalarında
yayınlanması gereken maksimum yöndeki etkin yayın
gücü IRP (Etkili ışınım gücü) dBw. olarak verilmiştir.
Örn. 1 : 27 dbw ne kadar watt eder ?
dbw = 10xlog P ( W. )
27 = 10xlog P
2.7 = log P
P = 2.7 .10* ( 2.7 antilog = 501 )
P = 501 W.
27 = 10xlog P
2.7 = log P
P = 2.7 .10* ( 2.7 antilog = 501 )
P = 501 W.
Örn. 2 : 50 Watt kaç dBw eder ?
dBw = 10xlog P
= 10x log 50 ( 50 log = 1.7)
= 10 x 1.7
= 17 dBw. eder
= 10x log 50 ( 50 log = 1.7)
= 10 x 1.7
= 17 dBw. eder
dbuV :
1 uv ' a oranlanmış çıkış geriliminin logaritmik ölçümüdür.
Sahada field strengt mesurement aleti ile sinyallerin alan
şiddet seviyeleri dbuv ile ölçülür.
Çıkış gerilimi ;
Sahada field strengt mesurement aleti ile sinyallerin alan
şiddet seviyeleri dbuv ile ölçülür.
Çıkış gerilimi ;
DESİBEL İLE İLGİLİ POPÜLER FORMÜLLER
dB gain/loss to power: Pout = Pin / (Log10-1(dB/10))
dBm to dBw: dBw = dBm – 30
dBm to Power: P = Log10-1(dBm/10) * 10-3
dBm to Volts: E = (Log10-1(dBm/20)) * 0.22361
dBw to dBm: dBm = dBw + 30
Free Space path loss (dBd) = 32.2 + 20*Log10(Distance in miles) + 20*Log10(Frequency in MHz)
Free Space path loss (dBi) = 36.6 + 20*Log10(Distance in miles) + 20*Log10(Frequency in MHz
Power to dB's: dB = 10*Log10(Pout / Pin)
Power to dBm's: dBm = 10*Log10(P / 10-3)
Return Loss = -20*Log10(/p/)
SWR = R / Zo or Zo / R ——– Zo = line, R = Load
Volts to dBm: dBm = 20*(Log(E) + 0.6505)
Voltage Reflection Coefficient: /p/ = SQRT(50 * Preflected) / SQRT(50 * Pforward)
Voltage Reflection Coefficient: /p/ = (VSWR – 1) / (VSWR + 1 )
VSWR = (1 + /p/) / (1-/p/)
VSWR = (1 + /p/) / (1-/p/)