8W PLL FM Verici Devresi TSA5511 PIC16F84

PLL FM 8W verici devresi, 88-108 MHz bandında frekansı dijital olarak ayarlanabilen, TSA5511 PLL sentezleyici ve PIC16F84 kontrollü bir RF proje kartıdır. Devrede BF981 osilatör, BFR91/BFR96 ara RF katları, 2SC1971 çıkış transistörü, 1×16 LCD ekran ve üç butonlu frekans kontrolü birlikte kullanılmıştır.

Arşivde unutulan bir proje.. Nereden olduğunu bilmiyorum ama şöyle bir yorum not almışım;

Bayağı güzel çalışan bir pll modülatör. Bizzat yaptım ve çok temiz bir ses aldım. Bazı yabancı sitelerde 8watt çıkış verdiğinden bahsediliyor ama en kötü ihtimalle 7 watt çıkış alınıyordur diye düşünüyorum. Gerçekten merak ediyorsanız yapabilirsiniz. Bir azacık PIC bilginiz olduğunda hiç bir problem ile karşılaşmazsınız dikkat etmeniz gereken 3.2mhz kristal ve düzgün programlanmış PIC16F84.

TSA5511 in bacağına bağlı olan 3.200Mhz lik kristal referans kristali olduğundan tam olarak 3.200mhz olmalıdır. Hemen yanındaki ayarlı kondansatör ile de ince ayar yapmalısınız. Düzgün bir ayar yapabilirseniz max. frekanslar arasında 200hz kayma gözleye bilirsiniz.

Her ayarladığınız frekansta ayar yaparsanız 10-20hz arasında bir kayma gözleye bilirsiniz. Son derece güzel bir devre. Versiyonu 2004 V1 yeni versiyonları da çıkmış gözlemlerime göre çok yakında sizlerle paylaşmaya çalışacağım. Yeni versiyonları 2006v6 ve v7 leri çıkmış. v7 smtp malzemelerde kullanılmış o yüzden ben daha da hassas bir şey olacağını düşünüyorum.

Devrenin Genel Yapısı

Kart, klasik serbest osilatörlü basit FM vericilerden farklı olarak frekansı PLL ile kilitleyen daha kararlı bir yapıya sahip.

Frekans ayarı UP, DOWN ve SET butonlarıyla yapılıyor; seçilen değer 1×16 karakter LCD ekranda gösteriliyor.

PCB üzerindeki yazılara göre besleme gerilimi 13.8V, çalışma aralığı ise 88-108 MHz bandı olarak tasarlanmış.

Bu tip projelerde PLL kısmını anlamak için faz kilitlemeli döngü ve frekans sentezleyici PLL mantığı önemlidir. Çünkü vericinin kararlılığı yalnızca osilatör devresine değil, osilatörün PLL tarafından ne kadar düzgün kilitlendiğine de bağlıdır.

PLL ve Frekans Kontrolü Nasıl Çalışıyor?

Devrede frekans üretiminin temelini BF981 ile kurulan RF osilatör bölümü oluşturur. BB809 varikap diyot, osilatör frekansının kontrol edilmesini sağlar.

TSA5511 PLL entegresi bu osilatör frekansını izler ve PIC16F84 tarafından ayarlanan değere göre kontrol gerilimi üretir.

Böylece frekans, el yaklaşması veya sıcaklık değişimi gibi etkenlere karşı serbest çalışan VFO devrelerine göre daha kararlı kalır.

PIC16F84 tarafında üç buton kullanılıyor: UP, DOWN ve SET. Kaynak dosyadaki açıklamaya göre frekans 88-108 MHz aralığında 0.05 MHz adımlarla değiştirilebiliyor.

Benzer LCD kontrollü PLL yapıları için PIC16F627A ve TSA5511 ile LCD göstergeli PLL FM verici projesi de aynı konu ailesinde değerlendirilebilir.

PCB üzerinde 4 MHz ve 3.2 MHz olarak işaretlenmiş kristal/rezonatör elemanları görülüyor. 4 MHz eleman PIC tarafındaki saat kaynağı için, 3.2 MHz eleman ise PLL referans yapısı için kullanılmış olabilir.

Tam şema olmadan bu iki osilatör elemanının bağlantısı kesin ifade edilmemeli; montajda PCB üzerindeki orijinal değerler korunmalıdır.

RF Yükselteç ve 2SC1971 Çıkış Katı

VCO çıkışındaki RF sinyali doğrudan antene verilecek seviyede değildir. Bu nedenle kart üzerinde önce BFR91, ardından BFR96 ile ara yükseltme yapılmış; son aşamada 2SC1971 RF güç transistörü kullanılmıştır.

2SC1971 VHF bandında kullanılan bir RF güç transistörüdür ve yanlış yük, kötü soğutma veya hatalı ayar durumunda kolayca zarar görebilir.

Çıkış bölümünde bobinler, trimer kondansatörler ve küçük değerli RF kondansatörleriyle oluşturulmuş filtre/eşleştirme ağı bulunuyor.

PCB üzerindeki 56pF, 60pF, 27pF gibi değerler ve bobin ölçüleri bu katın VHF bandına göre tasarlandığını gösteriyor.

RF güç katlarıyla ilgilenenler için RF amplifikatör, PLL, RDVV, koder ve alıcı-verici devreleri arşivi bu projeyle doğrudan ilişkili bir kaynak niteliğindedir.

Çıkış Filtresi Neden Kritik?

FM verici devresinde yalnızca temel frekansın güçlü olması yeterli değildir. Çıkış katı harmonik bileşenler de üretebilir.

Bu yüzden çıkış filtresi, hem spektrum temizliği hem de bağlı antenin güç katına doğru yük olarak görünmesi açısından önemlidir.

Filtre bobinlerinin aralığı, trimerlerin ayarı ve PCB üzerindeki kısa RF yolları bu nedenle rastgele değiştirilmemelidir.

Benzer bandı kullanan daha basit bir yaklaşım için 88-108 MHz basit FM verici devresi ile karşılaştırma yapılabilir. Bu 8W PLL tasarım ise daha yüksek güç, PLL kilitleme ve LCD kontrollü kullanım nedeniyle yeni başlayanlar için daha zor bir projedir.

Besleme Katı ve Gerilim Notları

Kart üzerinde 13.8V besleme yazısı bulunuyor. Bu değer araç elektroniği ve telsiz/RF ekipmanlarında sık görülen nominal besleme seviyesidir.

Dijital kontrol ve LCD bölümü için 7805 ve 78L05 regülatörleri kullanılmıştır. Elektrolitik kondansatörlerin en az 16V veya daha yüksek gerilim değerinde seçilmesi gerekir.

RF güç katı akım çekebileceği için ilk çalıştırmada akım sınırlamalı güç kaynağı kullanılmalı. 2SC1971 çıkış transistörü soğutucusuz veya anten/dummy load bağlı değilken zorlanmamalıdır.

Devrenin besleme hattına ters polarite uygulanması PIC, TSA5511 ve RF transistörler için kalıcı arızaya neden olabilir.

LCD ve 14 Pin Box Header Bağlantısı

Projede 1×16 karakter LCD ekran kullanılıyor. Ekran bağlantısı 14 pinli box header üzerinden verilmiş. LCD pin 15 arka aydınlatma artı ucu, pin 16 ise şaseye bağlanacak eksi uç olarak belirtilmiş. Notlarda ayrıca LCD pin 2 veya pin 3 bağlantısından butonların ortak beslemesine ekstra kablo çekilmesi gerektiği yazıyor.

Montaj ve Test Sırasında Dikkat Edilecek Noktalar

Bu kart, basit bir tek transistörlü verici gibi monte edilip rastgele antenle denenebilecek bir devre değildir.

RF katlarının doğru yük görmesi, çıkış filtresinin ayarlı olması ve PLL kilidinin düzgün çalışması gerekir.

Daha düşük güçlü örneklerle başlamak isteyenler için 500mW FM PLL verici gibi projeler daha uygun bir ara adım olabilir.

• İlk testte anten yerine uygun güçte 50 ohm dummy load kullanılmalı.
• Besleme akımı sınırlanmalı; akım aniden yükselirse devre kapatılıp çıkış katı kontrol edilmeli.
• 2SC1971 soğutması ihmal edilmemeli, transistör uzun süre yüksüz çalıştırılmamalı.
• Bobin aralıkları ve trimerler rastgele çevrilmemeli; ayar RF ölçüm cihazıyla yapılmalı.
• LCD bağlantısı yapılırken pin 1 yönü ve box header sıralaması iki kez kontrol edilmeli.
• RF bölümü mümkünse metal bölmelerle ekranlanmalı; osilatör, sürücü ve çıkış filtresi birbirinden ayrılmalı.
• Ses girişi bilgisayar veya harici kaynak üzerinden verilecekse seviye düşükten başlanmalı.

RF Ekranlama ve Kutu Kullanımı

Forum notlarında da vurgulanan pratik noktalardan biri ekranlama. VHF bandında birkaç santimetrelik iletken yol bile istenmeyen kuplaj oluşturabilir.

Osilatör bölümü, ara yükselteç ve çıkış filtresi aynı metal kutu içinde ayrı bölmelere alınırsa kararlılık artar.

Besleme trafosu aynı kutuya konulacaksa RF bölümünden uzak tutulmalı ve manyetik alan kuplajına karşı ekranlanmalıdır.

Anten, yükseklik ve çevre koşulları menzili çok değiştirir. Kaynak projede dipol antenle uzun mesafe denemesi yapıldığı belirtilmiş olsa da bu değer garanti edilmez.

Bu konuya meraklı olanlar uzun mesafeli FM vericisi yazısını yalnızca teknik karşılaştırma amacıyla inceleyebilir.

Teknik Özet

Yasal ve Teknik Sorumluluk

88-108 MHz bandı yayın bandıdır ve izinsiz RF yayın yapmak birçok ülkede yasal değildir. Bu proje, eğitim ve laboratuvar incelemesi amacıyla değerlendirilmelidir.

Açık antenle yayın denemesi yerine sönümleyici yük, ekranlı test kutusu ve uygun RF ölçüm cihazları kullanılmalıdır.

Frekansın temiz görünmesi için yalnızca PLL kilidi değil, çıkış filtresi ve harmonik ölçümü de kontrol edilmelidir.

Projenin Zorluk Seviyesi

8W PLL FM verici devresi, RF ölçüm tecrübesi olmayanlar için başlangıç projesi sayılmaz. PCB üretimi, bobinlerin mekanik hassasiyeti, PLL kilidi, çıkış filtresi, güç transistörü soğutması ve yasal sınırlamalar birlikte düşünülmelidir. Önce düşük güçlü verici ve PLL mantığını öğrenmek, ardından bu tip RDVV tabanlı kartlara geçmek daha güvenli bir yoldur.

kaynak: elektroda.pl/rtvforum/topic1288529.html