uBITX

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.

Antenin ölçümü

Anten Detayı

Anten Bağlı değilken

Anten Bağlı iken

Antene Sweeperino bağlı iken

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

 Son resimdende anlaşıldığı gibi 10 mhz sinyalin filtre ve mikserdeki kayıplara rağmen ilk ampli tarafından -19 dbm seviyelerine kadar çıktığı görülmektedir.Şimdi bundan sonra yapılacak ilk miksere osilatör sinyali verdikten sonra 1.amp sonuçlarını ve 45 mhz filtreden geçmesi neticesinde kayıplarını inceliyeceğiz.

BİLGİLENDİRME   

Kaynak : https://antrak.org.tr/genel/desibel-dbm-watt-volt-ilişkileri/

Desibel, DBM, Watt, Volt İlişkileri

YAZAR: ARSİVDEN · 1 KASIM 1999

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.

Örnek olarak;
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:

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.

Örn. 1 : Bir amplifikatörün girişine uygulanan güç,
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? 

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?

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 ?

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?

Örn. 6 : Bir anten sistememizin toplam kayıp 3 dB.dir, antene 2000W
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.

Örn. 7 : Bir verici istasyonu ile uzaktan yayın alan bir alıcı arasındaki
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 ;

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.

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.

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. 

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.

Formülden anlaşılacağı gibi  ( dbm ) mutlak bir güç ifadesi olup
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.

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 

Örn. 3 : Bir uhf modülatörün çıkışı  -12 dbm dir.
Bu modülatörün çıkışına 20 db kuvetlendirici konulduğunda
çıkış gücü ne olur ?

Çıkış gücü  = modüllatör çıkışı + ampl.gain
         =  -12  +20
         = +8 dbm

8dbm = 10*log P.(mw.)
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.

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.

Örn. 2 : 50 Watt kaç dBw eder ?

 dBw = 10xlog P
                    = 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 ;

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/)