Radyo
RADYO
Elektromanyetik ışınlarının uzayda yayılmasına dayanarak bilgi almak veya verme iÅŸlemini üstlenen sistemlere ‘radyo’ denir. Uzun mesafelere bilgi aktarımını saÄŸlayan önemli çaÄŸdaÅŸ tekniklerden biridir.
Bir kaynaktan gelen sinyal, büyütüldükten sonra, taşıyıcı bir dalgayı modüle etmekte kullanılır ve yeniden yükseltilip yayınlamak için antene gönderilir. Alıcıdaysa, önce radyo dalgası seçilir; bu dalga demodülasyondan geçer, büyütülür ve hoparlöre gönderilir.
Modülasyon:Radyo dalgaları alınırken istenilen program ile öteki programları birbirinden ayıracak herhangi bir düzenleme yoksa, alınan yayın çok bozuk olur. Ãœstelik belli bir alan içinde çok sayıda ve alınmak istenen program uzakça bir antenden yayınlanıyorsa,sonuç daha da kötüleÅŸir.bu sorunun üstesinden gelmek için modülasyon kullanılır. Her verici istasyonun, ‘taşıyıcı frekans’ denilen, kendine özgü bir ton yapısı kazanması saÄŸlanır. Böylece, istenilen yayın seçilir.
Yayınlanmak istenen sinyal yayınlanmadan önce taşıyıcı dalga üstüne bindirilir. (Bu iÅŸleme ‘modilasyon’ denir). Alıcı aygıt taşıyıcı dalga frekansına ayarlanır ve uygun bir elektronik devre yardımıyla taşıyıcı dalga, asıl sinyalden ayrılır. Demodülasyondan sonra sinyal, yükseltilip hoparlöre gönderilir.
Alıcılarda olduğu gibi vericilerde de, gerekli işlemler farklı tekniklerle gerçekleştirilebilir. Bir tek verici yada alıcı sistemde yapılacak düzenleme çeşitleri de çoktur. Bu yüzden, burada sık kullanılan temel düzenlemelere dayanan modülasyon tiplerini inceleyeceğiz.
AM radyo verici: Genlik modülasyonlu bir verici için ilk koÅŸul taşıyıcı frekansın deÄŸiÅŸmez tutulmasıdır. Tersi, alıcıdaki ses niteliÄŸinin bozulmasına ve sesin alçalıp yükselmesine neden olur. Frekansın deÄŸiÅŸmemesi için, billurlu asilatörlerden yararlanılır. Kullanılan piezoelektrik billurlar arasında, özellikleri en iyi olan kuvarstır. Bu uygulamalarda kullanılan kuvars asiletörler KUVARS SAATÄ°’ndekilere benzer. Billurlu asilatörlerden çıkan gerilim SÄ°NÃœS DALGASI biçimindedir ve seri baÄŸlanmış yükselticilerde yükseltilir.Yayın frekansları, uzun dalga ile çok kısa dalga arasında önemli deÄŸiÅŸiklikler gösterdiÄŸinden yükselticilere özel biçimler verilmesi gerekir. Radyo frekanslarına göre çalışan bu aygıtlara ‘radyo frekans (RF) yükselticileri’ denir.
Yayınlanacak sinyal, önce alçak frekans (LF) yükselticisine, sonrada modükülasyon yükselticilerine girer. Bundan çıkışta, yüksek taşıyıcı dalganın genliÄŸi gelen sinyalin apansız ÅŸiddet deÄŸiÅŸimlerine göre modüle edilmiÅŸ olur. Bu yönteme ‘genlik modülasyonu’ denir. Sinyali buradan uyum ÅŸebekelerine oradan da antene gönderilir.
Yukarıda tanımlanan devre, taşıyıcı dalga ile sinyalin birleÅŸtirilmesinden oluÅŸan ve ‘DSB’ adı verilen çift yan bant üretir. Genellikle F1 frekansında bir sinüs dalgası, baÅŸka bir F2 frekansıyla çarpıldığı zaman ortaya (F1+F2) veya (F1-F2)‘yi içeren bir dalga biçimi çıkar. Sinyal bir frekans aralığı içerdiÄŸinde, AM sinyali taşıyıcı frekansın iki tarafında oluÅŸur. Söz gelimi, sinyal frekansı 4 kHz, taşıyıcı dalga frekansı 100 kHz ise AM sinyalinin toplam frekans bant geniÅŸliÄŸi 100 kHz’nin iki yanında yer alan 8 kHz’dir.BaÅŸka bir deyiÅŸle,bütün kalınlık, 96 kHz ile 104 kHz arasında deÄŸiÅŸir.100kHz’nin iki tarafında kalan bu bölümlere ‘yan bant’ denir.
Bu yüzden bazı durumlarda, yan bantlardan biri filtre edilerek, yalnızca öteki yan bant SSB halinde yayınlanır.Filtre edilmiş sinyal bandı yerine başka bir sinyal bildirilerek, tek taşıyıcı ile iki değişik sinyal iletilebilir. Bu tip uygulamalara, uzaktan denetimli aygıtlarda ve stereo yayınlarda rastlanır.
AM alıcıları: Alıcı, yayın tayfı içinden herhangi birini seçebilmeli, yani özel bir taşıyıcı dalga ile bunun yan bantlarını algılayıp ötekileri filtre etmelidir.
Asıl sinyalin taşıyıcı dalgadan çözülmesinden önce, genellikle, alıcı antenden gelen bileşik sinyal yükseltilir. Bundan sonra bulucu devresiyle sinyal demodüle edilir ve taşıyıcıdan ayrılmış olarak bir LF yükselticisiyle yükseltilir. Frekans seçimi, demodülasyon işleminden önce, on yükseltici aşamasında gerçekleştirilir. Bunun için, rezonans frekansı bir kondansatörle değiştirilebilen rezonans devresi kullanılır.
Özellikle yayın tayfının düşük frekans aralığı çok kalabalık olduğundan, nitelikli ses almada, seçim işini düzenleyen akort devresinin önemi büyüktür. Bazı sistemlerde, iki ya da daha çok sayıda rezonans devresi, yükseltme aşamasında birbirine bağlanır. Bunlar, tek tek değişken kondansatörle akort edilir ve kolaylık sağlamak için ortak bir düğmeye bağlanırlar.
Çok kullanılan baÅŸka bir yöntem de, istenen frekansın kaba seçimini yapıp, bunu, ‘ara frekans’ denilen ayrı bir frekans tayfı bölümüne göndermektir. Bu amaçla, iki sinüs vuru örtecek biçimde yerleÅŸtirilir. Bu tip alıcılara Süper heterodin’ denir. Süper heterodin ilkesinde, devreyi taşıyıcı dalgaya akort etmek yerine, taşıyıcı dalga, frekansı deÄŸiÅŸmez bir devreye uyacak biçimde deÄŸiÅŸtirilir. Bu uygulamalarda, akort edilmiÅŸ devreler, en iyi özelliklere göre düzenlenirler. FiltrelenmiÅŸ sinyal, ara frekans (Ä°F)yükselticisine, oradan da bulucuya gönderilir.
Ses Bozukluğu, Gürültü ve FM:Yalın radyo ilkelerinin, LF, İF ve RF yükselticileri, akort edilmiş devreler, bulucular gibi karmaşık düzenlemelere dönüştürülmesindeki temel amaç, taşıyıcı dalga ile sinyali, en iyi biçimde algılayıp ayırt etmektir. Sözgelimi, alçak ve yüksek frekansları aynı nitelikte yükseltebilecek bir yükseltici yapma olanaksızdır. Yükseltinin, bunlardan birine göre düzenlenmesi gerekir.
Elektrik devreleri ile hoparlörlerde üstünde durulması gerekli etmenler, ses bozukluÄŸu ve gürültüdür. Ses bozukluÄŸu yükselticinin doÄŸrusal çalışmaması nedeniyle ortaya çıkar. Söz gelimi 10 voltluk bir sinyal 20 V’a yükseltilir. 20 voltluk sinyal de 35 V’a çıkarılırsa, bütün giriÅŸ sinyalleri için kazanç aynı olmayacağından, ses bozulur.
Gürültü, istenmeyen sinyallerin tümüdür. Elektrikli makinelerin ya da çok sık kurulmuÅŸ verici istasyonlarının yarattığı giriÅŸim etkisi nedeniyle ortaya çıkar. AM sistemleri, gürültü etkisine karşı, FREKANS MODÃœLASYONU (FM) sistemleri kadar, dayanıklı deÄŸildir.FM’ler de sinyal, genlik taşıyıcı deÄŸiÅŸmez frekansa bildirilmez, bunun yerine, taşıyıcı frekansı, sinyal deÄŸerine uygun biçimde kendi frekansından sapacak özellikte düzenlenir FM. Sinyaline karışacak herhangi gürültü, genliÄŸi etkiler. Ama frekansı etkilemediÄŸinden, sinyal, deÄŸiÅŸikliÄŸe uÄŸramadan yayılır. FM’nin önemli olumsuzluklarından biri de, verilen sinyali yaymak için AM’ye oranla çok daha büyük bir frekans bant kalınlığına gereksinimi olmasıdır. VHF ve UHF içinse bu bant daha da geniÅŸtir.
Antenler ve Uyum Şebekeleri: Bir havuza bir taş atıldığında dalgalar, eşmerkezli biçimde, dışa doğru yayılırlar. Bir iletkenden alternatif akım geçtiğinde de, benzer bir olay ortaya çıkar. Ancak, dalgalar elektromanyetik yapıdadır. Burada, iletken görevini alternatif akım görevini de yükselticiden çıkan AM ya da FM sinyalleri görür.
Düz bir anten kullanıldığında oluÅŸan dalgacıkları gözle görmek olanaklı olsaydı, sürekli kabaran mayalı hamura benzer bir görüntü izlenirdi. Bu tür bir antene “yönlendirilmiÅŸ anten” denir. Dikkatli bir anten düzeni yapılırsa ve dalgalar kullanılırsa radyo dalgaları yönlendirilebilir.
Bir antenle yayınlanabilecek en üst güç uyum ÅŸebekeleriyle elde edilir. Bunun ilkesi şöyle açıklanabilir: Bir bataryanın 8 ohm’luk bir iç direnci varsa, bataryanın dış devreye en büyük gücü vermesi için kutupları arasına 8 ohm’luk bir bir direnç baÄŸlanmalıdır. Bataryadan dış çevreye en iyi biçimde güç aktarılması için dirençler arasında uyum saÄŸlamak gerekir. Benzer bir durum alternatif akımlar için de geçerlidir. Ama bunlarda dengelenmesi gereken deÄŸer empedanstır.
Bir güç kaynağına (RF yükselticisi gibi) göre, antenin belirli bir empedansı vardır.Bu empedans yükselticini çıkış empedansına uydurulmalıdır.Bu işlevi uyum şebekeleri yerine getirir. Sistem içindeki herhangi bir noktadan güç aktarma ne kadar iyi olursa son sinyaller niteliği de o kadar iyi olur. Dolayısıyla hem yükselticiden yükselticiyle, hem de yükselticiden antene bağlantı birimlerinde uyum tekniklerinin önemi büyüktür.
Alıcı anten verici antenin tersi yönde işlem görür. Alıcı antende gelen sinyalin şiddetine göre indüklenen gerilim ve akımlar????????????????????
Radyonun Tarihçesi
Elektromanyetik dalgaların varlığını Ä°ngiliz fizikçi H. Hertz 1887’de elektromanyetik dalgaları laboratuarda deneysel olarak elde etmeyi baÅŸardı. Hertz ‘in deneylerini yenileyen Ä°talyan fizikçi G. Marconi, dalgaları ilkin 9m., sonradan 275m. Ve 3 km.lik uzaklıklara iletmeyi baÅŸardı. 1901’de de Atlas Okyanusu ötesine ilk telsiz mesajını iletti. Radyonun geliÅŸmesi açısından bundan sonraki en büyük adım, Ä°ngiliz fizikçi J. A. Fleming’in ilk elekrotlu lambayı geliÅŸtirmesi oldu. İçinden yalnızca bir yönde elektrik akımı geçebilen diyot, doÄŸrultucu iÅŸlevi yaptığından ötürü alıcılarda demodülatör olarak kullanılabiliyordu. Ä°ki elektrotlu lambada anot ile katot arasına ızgara biçiminde üçüncü bir elektrota yerleÅŸtirerek 1906’da triyot lambayı gerçekleÅŸtiren ABD’li mucit Lee De Forest, böylece, radyo verici ve alıcılarında asilatör ve yükselteç olarak kullanılabilen ve bu nedenle önemli bir geliÅŸmeyi simgeleyen buluÅŸu ortaya koymuÅŸ oluyordu. Triyot lambanın titreÅŸim üretici olarak kullanılabileceÄŸini ABD’li mucit Edwin H. Avustralya’ya ilk telsiz mesajı 1918’de ulaÅŸtırıldı. Önceleri yalnızca mors kodlu telgraf sinyalleri iletilebilirken, okyanus ötesiyle ilk kez 1915’te konuÅŸma içeren iletiÅŸim saÄŸlanabildi. Müzik ve konuÅŸma içeren kısa erimli ilk radyo yayını ise 24 Aralık 1906’da ABD’li mucit R.A Fessendon tarafından gerçekleÅŸtirildi. E.H. Armstrong’un radyonun geliÅŸme çizgisinde önemli bir yeri vardır. Geri besleme ilkesini bulan ve bu ilkeden yararlanarak triyotlu asilatör devresini 1912’de geliÅŸtiren Armstrong I. Dünya Savaşı sırasında da süperhederodin alıcını ilkelerini ortaya koydu; Armstrong’un bu alandaki son ve en önemli buluÅŸu ise frekans modülasyonu olmuÅŸtur (1993). Radyo tekniÄŸi açısından bundan sonraki önemli adımlar 1948’de transistörün buluÅŸu, baskı devre tekniÄŸinin ve 1960’larda tümleÅŸik devrelerin geliÅŸtirilmesi olmuÅŸtur.
Radyo’yu Bulan KiÅŸinin Hayatı
MARCONI, Guglielmo (1874-1937). Radyo iletiÅŸiminin babası sayılan Guglielmo Marconi, Ä°talya’nın Bologna kentinde doÄŸdu. Babası toprak sahibi bir Ä°talyan, annesi Ä°rlandalı olan Marconi, Floransa’da ve Livorna’da eÄŸitim gördü. Profesör Rosa’nın yönetiminde çalıştı. Her iki profesör de günümüzde radyo dalgaları dediÄŸimiz Hertz dalgaları üzerinde deneyler yapıyorlardı. Genç Marconi de, ilk kez Alman bilim adamı Hainrich Hertz ürettiÄŸi için onun adıyla anılan bu dalgalarla deneyler yapmaya baÅŸladı.
Marconi kullandığı aygıtları kendi icat etmemişti; ama onlardan başka aygıtlar geliştirdi. Mors alfabesinden yararlanarak elektromanyetik dalgalarla mesaj gönderebileceğini belki de ilk düşünen Marconi oldu.Önceleri öbür araştırmacılar gibi Marconi de sinyalleri vericiden 100 metre uzaklığın ötesine göndermeyi başaramadı; ama sonra hem verici, hem de alıcıya yüksek birer anten ve bir toprak hattı bağlamayı düşünerek sonunda sinyalleri 2,4 kilometreye kadar ulaştırmayı başardı.
Böylece Marconi, elektromanyetik dalgaları yalnızca bilimsel bir ilgi konusu olmaktan çıkararak bütünüyle yeni bir iletiÅŸim biçimine dönüştürdü. BuluÅŸuna Ä°talya hükümetinin ilgi göstermemesi üzerine Marconi, yaptığı aygıtı alıp Ä°ngiltere’ye gitti ve çalışmalarını orada sürdürdü. Bu dönemde denizcilikte en ileri ülke olan Ä°ngiltere’nin denizdeki gemilerin birbirleriyle ve karayla haberleÅŸmesini saÄŸlayarak birçok insanın hayatını kurtarabilecek bu aygıtla ilgilenebileceÄŸini düşünmüştü.
Marconi 1896’da 22 yaşındayken dünyanın ilk telsiz telgraf patentini aldı. Ertesi yılda kendi ÅŸirketini kurdu.Küçük bir mühendis grubuyla telsiz telgrafı geliÅŸtirmek için yorulmak bilmez bir çalışmaya giriÅŸti. 1900’de birden fazla istasyonun sinyalleri birbirine karışmadan aynı anda yayın yapmasına olanak veren dalga boyu ayarlı telsiz telgraf sisteminin patentini aldı. 1901’de Ä°ngiltere’deki Poldhu’dan Newfoundland’deki St. John’s kasabasına okyanus ötesi telsiz telgraf sinyalleri göndererek tüm dünyayı ÅŸaşırttı. 1903’te The Times gazetesi için Ä°ngiltere’den ABD’ye düzenli haber yayını yapmaya baÅŸladı. 1907’de okyanus ötesi düzenli telgraf servisini baÅŸlattı.
Marconi, I. Dünya Savaşı (1914-1918) sırasında İtalya kuvvetlerinin telsiz aygıtlarının sorumluluğunu üstlendi. Daha kısa dalga boylu elektromanyetik dalgalarla çalışmalar yaptı ve onlarla daha uzaklara daha net mesaj gönderebildiğini ortaya koydu.
Birçok ülkeden onur ve baÅŸarı niÅŸanları olan Marconi,ye 1909’da Nobel Fizik Ödülü verildi. Öldüğü zaman tüm dünyadaki radyo istasyonları yayınlarını 2 dakika kesti. Ä°talya hükümetinin düzenlediÄŸi devlet töreninden sonra doÄŸduÄŸu yer olan Bologna’da gömüldü.