IRFP150 MOSFET’li 40 metre AM verici devresi, 7MHz kristal osilatör, ayrık transistörlü RF sürücü, drain modülasyonlu güç katı ve elektret mikrofon ön yükseltecinden oluşan yaklaşık 5W taşıyıcı çıkışlı bir projedir. Yerel AM haberleşme denemeleri yapmak isteyen radyo amatörleri için ayar noktaları belirgin, parça bulunabilirliği yüksek bir yapı sunar.
Devrenin Çalışma Mantığı
İçerik
- 1 Devrenin Çalışma Mantığı
- 2 Devredeki Ana Bloklar
- 3 Çıkış Filtresi ve Anten Bağlantısı
- 4 Bobin ve RF Şok Bobini Notları
- 5 Önemli Komponentlerin Görevleri
- 6 Teknik Özet
- 7 Ayar Noktaları
- 8 Parça Listesinde Öne Çıkanlar
- 9 Kurulum Sırasında Dikkat Edilecek Noktalar
- 10 İlk Çalıştırma Sırası
- 11 Sık Yapılan Hatalar
- 12 Yasal ve RF Güvenlik Uyarıları
IRFP150 MOSFET ile 40 metre 5W AM verici devre şeması
Devre soldan sağa doğru okunduğunda dört ana bölüm görülür: 7MHz kristal osilatör, RF yükselteç ve sürücü katı, IRFP150 MOSFET güç katı ve elektret mikrofonlu AM modülatör bölümü.
RF tarafı +12V ile çalışır; güç katının drain beslemesi ise modülatör üzerinden +30V hattından gelir.
Şemada +24V ile de çalışabileceği belirtilmiştir, ancak ayar gerilimleri buna göre yeniden düzenlenmelidir.
AM üretimi doğrudan RF sinyalinin genliğini değiştirme mantığına dayanır. Kristal osilatör sabit frekansta taşıyıcı üretir, IRFP150 bu taşıyıcıyı güçlendirir, ses sinyali ise MOSFET’in drain beslemesini değiştirerek taşıyıcı genliğini modüle eder.
Bu nedenle ses katı ile RF güç katı birbirinden bağımsız görünse de verici çıkışındaki AM kalitesi ikisinin birlikte doğru ayarlanmasına bağlıdır.
Devredeki Ana Bloklar
7MHz Kristal Osilatör
Sol taraftaki BC548 transistör, 7MHz kristal ile kararlı bir RF taşıyıcı üretir.
Kristal kullanılması frekansın mekanik bobin ayarına bağlı kalmasını engeller. Şemada 68pF kondansatörler ve 100K dirençlerle kurulan osilatör bölümü, 40 metre bandında sabit frekanslı AM denemeleri için yeterince sade bir yapıdadır.
Kristal frekansı değiştirilecekse band planı ve yasal kullanım aralığı mutlaka kontrol edilmelidir.
7,150MHz, 7,164MHz veya 7,200MHz gibi kristaller bulunabilir; fakat her ülkede aynı frekansların aynı mod için uygun olduğu varsayılmamalıdır.
RF Yükselteç ve Şekillendirici Kat
Osilatörden çıkan düşük seviyeli RF sinyal, 103 kodlu kuplaj kondansatörleri üzerinden BC548 ve BC337 transistörlü ara katlara aktarılır.
Buradaki amaç yalnızca genliği artırmak değildir; aynı zamanda IRFP150 gate sürücüsüne daha kararlı ve yeterli seviyede bir sinyal hazırlamaktır.
1N4148 diyotlar sinyal seviyesini sınırlayan ve sürücü katının aşırı zorlanmasını engelleyen bir kırpma görevi görür.
Bu bölüm zayıf kalırsa IRFP150 tam sürülemez; aşırı sürülürse spektrum bozulur ve çıkış filtresine rağmen istenmeyen harmonikler artabilir.
BD139 / BD140 Totem Pole Sürücü
BD139 ve BD140 çifti, IRFP150 MOSFET’in gate ucunu daha düşük empedansla sürmek için kullanılır.
Güç MOSFET’lerinin gate ucu DC akım çekmez gibi görünür, fakat yüksek frekansta gate kapasitesi ciddi bir yük haline gelir.
Zayıf bir transistör katı gate’i hızlı şarj ve deşarj edemezse MOSFET anahtarlama bölgesinde fazla zaman geçirir ve gereksiz ısınır.
Bu bölümde bağlantıların kısa tutulması önemlidir. Gate hattındaki uzun kablo veya ince baskı yolu, RF geri beslemesi ve kararsız çalışma için uygun ortam oluşturur.
IRFP150 RF Güç Katı
IRFP150, devrenin RF çıkış gücünü üreten ana elemandır. Source ucu şaseye bağlıdır; drain ucu hem modüle edilmiş besleme hattından enerji alır hem de çıkış LC ağına RF aktarır.
IRFP150 RF için özel üretilmiş bir transistor değildir, bu nedenle doğru sürme, kısa bağlantı, iyi soğutma ve çıkış eşleşmesi zorunludur.
Şemada IRFP150 drain-source arasına çok kısa bağlantıyla 470pF 500V kondansatör eklenmesi özellikle dikkat çekicidir.
Bu kondansatör baskı devrenin bakır yüzüne, MOSFET bacaklarına yakın lehimlenmelidir. Uzun bacakla takılırsa aynı etkiyi göstermez; hatta RF’de ek parazitik endüktans oluşturabilir.
Mosfet Drain Modülasyonlu AM Bölümü
Sağ taraftaki elektret mikrofon preamplifikatörü BC548 transistörlerle kurulmuştur.
Mikrofon sinyali birkaç kuplaj kondansatörü ve kazanç ayarından geçtikten sonra BD139, TIP41C ve TIP35C çevresindeki modülatör katına ulaşır.
Bu kat, IRFP150 drain beslemesini ses sinyaline göre değiştirerek AM modülasyonunu oluşturur.
5K preset modülasyon seviyesini ayarlamak için kullanılır. Fazla açılırsa taşıyıcı tepelerinde kırpılma ve aşırı modülasyon oluşur.
50K preset ise güç katının drain çalışma gerilimini belirler. +30V modülatör beslemesi kullanıldığında drain gerilimi yaklaşık 18V seviyesine ayarlanmalıdır.
+24V besleme ile çalıştırıldığında aynı oran yaklaşık 14V ile 15V arasına denk gelir.
Çıkış Filtresi ve Anten Bağlantısı
IRFP150 drain ucundan gelen RF enerji, bobin ve yüksek gerilimli kondansatörlerden oluşan çıkış ağı üzerinden antene aktarılır.
Şemadaki 471 kodu 470pF, 821 kodu 820pF anlamına gelir. Bu kondansatörlerin 500V seçilmesi tesadüf değildir; RF çıkışında görülen tepe gerilimleri besleme geriliminden çok daha yüksek olabilir.
Çıkış bobini 10mm çaplı bir form üzerine yaklaşık 18 tur sarılmıştır. Tel olarak 0,70mm veya 0,80mm emaye bakır tel uygundur.
Bobin aralığı, kondansatörlerin gerçek değeri ve PCB üzerindeki parazitik kapasiteler çıkış gücünü doğrudan etkiler.
Bu yüzden ilk ayar mutlaka 50 ohm dummy load üzerinde yapılmalıdır.
Bobin ve RF Şok Bobini Notları
Drain besleme hattındaki RF şok bobini, +30V modülatör hattına RF kaçmasını engeller.
Orijinal yapıda sarı renkli PC güç kaynağı toroidi üzerine çok sayıda sarım uygulanmıştır.
Bu bobinin görevi RF için yüksek empedans, DC için düşük direnç oluşturmaktır.
Çıkış bobini ise filtre ve empedans uyumu için çalışır. İki bobin aynı işi yapmaz; biri besleme hattını RF’den ayırır, diğeri antene aktarılan sinyalin ayarını belirler.
Çıkış bobininde sarım sayısı veya çap değişirse 470pF ve 820pF kondansatörlerle elde edilen rezonans noktası da değişir.
Önemli Komponentlerin Görevleri
| Komponent | Devredeki görevi | Dikkat noktası |
|---|---|---|
| 7MHz kristal | Taşıyıcı frekansı belirler. | Kullanılacak frekans amatör band planına uygun seçilmelidir. |
| BC548 | Osilatör ve mikrofon ön yükselteci katlarında kullanılır. | Pin dizilimi üreticiye göre kontrol edilmelidir. |
| BC337 | RF ara kat ve sinyal şekillendirme bölümünde görev alır. | Kısa bağlantı ve sağlam şaseleme önemlidir. |
| BD139 / BD140 | IRFP150 gate ucunu süren totem pole katı oluşturur. | Isınma kontrol edilmeli, bağlantılar kısa tutulmalıdır. |
| IRFP150 | RF güç çıkışını üreten MOSFET’tir. | İyi soğutucu, yalıtım ve doğru çıkış ayarı gerekir. |
| TIP41C / TIP35C | AM modülatör ve drain besleme kontrol bölümünde çalışır. | Soğutucuya elektriksel yalıtımla monte edilmelidir. |
| 1N4148 | RF sürücü bölümünde sinyal sınırlama görevi görür. | Ters yön veya hatalı bağlantı sürme seviyesini bozar. |
| 1N4007 | Modülatör bölümünde koruma ve yönlendirme görevi üstlenir. | Yönü şemaya göre bağlanmalıdır. |
Teknik Özet
| Özellik | Değer / Açıklama |
|---|---|
| Çalışma bandı | 40 metre amatör bandı, 7MHz çevresi |
| Modülasyon türü | AM, drain modülasyonu |
| RF güç elemanı | IRFP150 MOSFET |
| RF besleme | +12V osilatör ve sürücü katı |
| Modülatör beslemesi | +30V önerilmiş, +24V ile de çalışabilir |
| Beklenen taşıyıcı gücü | Yaklaşık 5W |
| Yaklaşık akım tüketimi | 500mA – 600mA aralığı |
| Drain ayarı | Modülatör beslemesinin yaklaşık %60’ı |
| Çıkış ayarı | 50 ohm dummy load ile yapılmalı |
| PCB ölçüsü | Yaklaşık 10 x 15cm |
Ayar Noktaları
Mosfet Drain Gerilimi Ayarı
50K preset, IRFP150 drain hattının taşıyıcı çalışma noktasını belirler. +30V beslemede drain gerilimi yaklaşık 18V seviyesine ayarlanır. Bu ayar yalnızca çıkış gücü için değil, modülasyon simetrisi için de önemlidir.
Drain gerilimi çok düşük kalırsa çıkış gücü azalır; fazla yükselirse modülasyon tepe noktalarında kırpılma ve MOSFET ısınması artar.
Modülasyon Seviyesi Ayarı
5K preset mikrofon seviyesini ve modülasyon derinliğini kontrol eder. Ayar sırasında yalnızca sesin yüksek çıkmasına odaklanmak yanlıştır.
Aşırı modülasyon, AM sinyalinde yan bant taşmalarına ve bozuk sese yol açar. En güvenli ayar, osiloskop veya SDR spektrum görüntüsü ile taşıyıcı zarfının bozulmadığı noktada yapılır.
Çıkış LC Ayarı
Çıkış filtresi, RF gücünü antene aktaran en kritik bölümdür. İlk denemede anten kullanılmamalıdır. 50 ohm dummy load, RF wattmetre ve akım sınırlamalı besleme ile başlanmalıdır.
Çıkış gücü artarken drain akımı anormal yükseliyorsa bobin veya kondansatör değerlerinde uyumsuzluk olabilir.
Parça Listesinde Öne Çıkanlar
40 metre 5W AM verici devresi parça listesi
| Grup | Parçalar | Not |
|---|---|---|
| Yarı iletkenler | IRFP150, BD139, BD140, BC548, BC337, TIP41C, TIP35C, 1N4148, 1N4007 | Transistör pin dizilimleri farklı üreticilerde kontrol edilmelidir. |
| RF kondansatörler | 68pF, 470pF 500V, 820pF 500V | Çıkış tarafında düşük kayıplı ve uygun gerilim dayanımlı tipler tercih edilmelidir. |
| Kuplaj ve bypass kondansatörleri | 1nF, 10nF, 100nF, 2,2uF BP, 10uF, 100uF, 470uF | 104 = 100nF, 103 = 10nF, 102 = 1nF olarak okunur. |
| Dirençler | 0,47 ohm 5W, 1 ohm, 47 ohm, 100 ohm, 220 ohm, 470 ohm, 1K, 2K2, 3K3, 3K9, 10K, 15K, 100K | Güç direnci ve düşük değerli dirençler ısınma açısından kontrol edilmelidir. |
| Ayar elemanları | 5K preset, 50K preset | Biri modülasyon seviyesini, diğeri drain çalışma gerilimini ayarlar. |
| Mekanik parçalar | 10 x 15cm plaket, 7cm soğutucular, borneralar | IRFP150 ve modülatör transistörlerinde yalıtım pulu kullanılmalıdır. |
Kurulum Sırasında Dikkat Edilecek Noktalar
- IRFP150, TIP35C ve TIP41C soğutucuya bağlanırken mica veya sil-pad ile elektriksel olarak yalıtılmalıdır.
- RF çıkış kondansatörleri düşük gerilimli seramik tiplerle değiştirilmemelidir.
- IRFP150 drain-source arasındaki 470pF 500V kondansatör, bakır yüzde ve bacaklara çok yakın takılmalıdır.
- Gate sürücü hattı uzun kabloyla taşınmamalıdır.
- Osilatör ve mikrofon preamplifikatörü besleme hattı iyi bypass edilmelidir.
- İlk çalıştırmada çıkışa mutlaka 50 ohm dummy load bağlanmalıdır.
- Besleme kaynağı akım sınırlamalı olmalı veya ilk denemede seri koruma kullanılmalıdır.
İlk Çalıştırma Sırası
- Lehimleme bittikten sonra +12V ve +30V hatları arasında kısa devre kontrolü yapın.
- IRFP150 gate, drain ve source uçlarının doğru yere gittiğini ohmmetre ile doğrulayın.
- Çıkışa anten yerine 50 ohm dummy load bağlayın.
- Önce +12V hattını vererek osilatör ve sürücü bölümünün çalıştığını kontrol edin.
- +30V modülatör hattını akım sınırlamalı şekilde uygulayın.
- 50K preset ile drain gerilimini besleme geriliminin yaklaşık %60’ına ayarlayın.
- Mikrofon seviyesini 5K preset ile artırırken aşırı modülasyon oluşmadığını kontrol edin.
- Çıkış gücü, drain akımı ve MOSFET sıcaklığı aynı anda izlenmelidir.
Sık Yapılan Hatalar
| Hata | Sonuç |
|---|---|
| Çıkış filtresini ayarlamadan antene bağlamak | Yüksek SWR, düşük güç ve IRFP150 arızası oluşabilir. |
| Modülasyon presetini fazla açmak | Aşırı modülasyon, bozuk ses ve band dışı saçılma görülür. |
| Drain gerilimini besleme gerilimine çok yakın ayarlamak | AM zarfı düzgün oluşmaz, güç katı gereksiz zorlanır. |
| IRFP150 üzerindeki 470pF kondansatörü uzun bacakla bağlamak | Osilasyon bastırma etkisi azalır. |
| Soğutucuda yalıtım kullanmamak | Transistör gövdeleri üzerinden kısa devre oluşabilir. |
| Kristal frekansını kontrol etmeden yayın yapmak | Yanlış frekansta veya uygun olmayan band bölümünde çalışılabilir. |
Yasal ve RF Güvenlik Uyarıları
7MHz çevresinde çalışan bir verici, yalnızca uygun yetkiye sahip radyo amatörleri tarafından ve izin verilen frekanslarda kullanılmalıdır.
Devre test edilirken düşük güçlü gibi düşünülmemelidir; 5W taşıyıcı AM sinyal, kötü ayarlanmış anten veya harmoniklerle çevrede istenmeyen girişime sebep olabilir.
Uzun süreli testlerde dummy load ısınır. Yük direncinin gücü yeterli değilse direnç değeri değişir ve ayar yanıltıcı hale gelir.
RF çıkış hattına çalışırken elle temas edilmemeli, ayar için yalıtımlı aparat kullanılmalıdır.
Kaynak: qrplw3dyl.blogspot.com/2024/12/transmisor-de-am-5w-40m.html
