Değerli Arkadaşlar,
Bitirdiğimden beri uzunca bir süre geçmesine rağmen işlerimin yoğunluğundan burada paylaşamadığım birkaç devre vardı. Baktım yoğunluk azalmayacak notlarımı olduğu gibi paylaşmaya karar verdim.
Bu mesajın konusu basit bir 0-30 MHz scalar network analyzer (SNA). Ne yazık ki bu terimin Türkçe karşılığı yok, bu aygıtların adı network analizörü olarak dilimize yerleşmiş. Oysa örneğin ağ çözümleyici veya devre çözümleyici olarak geçmiş olsaydı en azından aygıtın işlevi hakkında da duyar duymaz fikir sahibi olabilirdik... Burada genel olarak kastedilen, birbirine bağlı parçalardan oluşan bir “ağın” matematiksel olarak çözümlenmesi, bu parçaların birbirleriyle ilişkili olarak işleyişlerinin anlaşılır hale getirilmesi, gösterimi diyebiliriz. Söz konusu radyo-frekans (RF) olduğunda network analizörlerin yaptığı iş, bir komponentin, bir devrenin, bir cihazın vb. belli frekanslarda verdiği tepkiyi ve bu frekanslardaki işleyişini ölçmek ve bize göstermek.
“Scalar”, yani ölçeksel analizörler RF network analizörleri içinde görece basit aygıtlar. Bunlar test altındaki “ağın” (devre, cihaz vb.) genlik özelliklerini ölçüyor. Basitçe anlatırsak: Birbirine bağlı çalışan bir sinyal kaynağımız, bir de ölçüm aygıtımız var. Sinyal kaynağı bizim belirlediğimiz bir frekans aralığında sinyali ölçülen devrenin (örneğin bir filtre) girişine gönderiyor, devreden çıkan sinyal ise ölçüm kısmına gidiyor. SNA’nın yaptığı iş, devreden hangi frekansta ne kadar şiddette sinyal geçtiğini ölçüp bize bunun grafiğini çizmek. Tabii ben bunları kendi anladığımca özetliyorum, daha fazla bilgi isterseniz şu bağlantıda anlatılanlara göz atmanızı öneririm:
http://www.testandmeasurementtips.com/how-spectrum-analyzers-differ-from-network-analyzers/Benim yaptığım, daha doğrusu monte ettiğim SNA da yukarıda anlattığım işi yapan, Arduino tabanlı kullanışlı bir devre. KV4QB tarafından tasarlanmış. DuWayne Schmittkopfer adlı bir Amerikalı amatörün tasarımı. Emekli bir elektronik mühendisi olan bu kişinin güzel bir web sayfası var, hem analog hem de dijital elektronik biliyor, programlama konusunda da ileri derecede bilgi sahibi. Bu becerilerini güze projelerde birleştirmiş:
http://kv4qb.blogspot.com.tr Ayrıca nazik biri olduğunu da eklemek gerek, kendisine sorduğum sorulara daima ayrıntılı yanıtlar aldım.
KV4QB’nin verdiği isimle SNA Junior, çok fazla lehim işi gerektirmeyen bir devre ama plaketini yaptırmanız, biraz da komponent almanız (en önemlisi bir tane AD8307 entegresi) Fiziksel olarak aygıt zaten birkaç bloktan oluşuyor, bunlar:
- internette kolayca bulabileceğiniz bir AD9850 modülü
- bir Arduino Nano modülü.
- bir adet ST7735 entegresi kullanan 1,8 inçlik TFT ekran.
Peki SNA Junior nasıl çalışıyor ve neye yarıyor? AD9850 modülü sinyal jeneratörümüz, istediğimiz aralıkta RF sinyali üretiyor. AD8307 ise sinyal seviyesini ölçen detektör kısmının kalbi. Bu ikisi arasına taktığımız devrenin, hangi frekansta ne tepki verdiğinin bilgisi AD8307’den Arduino’ya gidiyor. Arduino modülü hem AD9850 modülüne kumanda ediyor, hem de bu ölçüm bilgisini hesaplamadan sonra grafik olarak ekrana veriyor. Hepsi bu kadar.
Pratikte bu aygıt ne yapıyor?
- Çıkışı ve girişi arasına yerleştirdiğiniz devrenin hangi frekansta ne tepki verdiğini ekrana çiziyor (filtre ayarı vb. işler için),
- Bir empedans köprüsü de yaparsanız, anteninizin hangi frekansta ne tepki verdiğini gösteriyor (“anten analizörü” oluyor yani, SWR’nizi vb. görebiliyorsunuz),
- Sinyal jeneratörü olarak çalışıyor,
- Grid-dip metre olarak çalışıyor,
- 40 db’lik bir zayıflatıcı ile, hassas bir biçimde güç ölçümü yapıyor (watt ve dB olarak sonuçları gösteriyor).
- Çıkan grafikte, kırmızı bir çizgi şeklindeki imleci sağa sola kaydırarak belirli bir frekanstaki değeri de okuyabiliyorsunuz (SWR oranı veya dB olarak)
Bu aygıtı 1,5 yıldır kullanıyorum, çok da memnun kaldım. Yapmak isteyebilecekler için bazı deneyimlerimi paylaşayım:
- Plakette AD8307 devresinin olduğu bölümü çok iyi ekranlamak gerekiyor, bendeki çok iyi değil çünkü -50 dB’den sonra AD9850’nin gürültüsü ölçümü engelliyor, halbuki AD8307 çok daha düşük güçleri ölçebilir. Pratikte lazım mı derseniz... pek değil ama yine de amaç daha iyisini yapmak olmalı, zaman olunca bakır levha yerine çift yüzlü plaket ile deneyeceğim.
- Kalibrasyon, Arduino’ya yüklenen programdaki birkaç parametrenin değiştirilmesiyle kolayca yapılıyor ama, doğru çalıştığını bildiğiniz bir sinyal jeneratörü ile kalibre etmek gerek.
- Menüde dolaşmak için bir enkodere mahkum olmayı sevmiyorum. 1-10-100 Hz vb. diye basamak seçerken ve tarama başlangıç-bitiş frekanslarını girerken biraz zor oluyor.
- Ekran küçük, ancak Arduino ile olanaklar sonsuz. Başka bir ekran, başka bir ekran kütüphanesi ile bu değiştirilir yalnız tabii programda ilgili satırların da yeni ekrana göre değiştirilmesi gerekir, ben üşendim.
- Empedans köprüsü ve -40 dB “T” zayıflatıcıyı mutlaka yapmanızı tavsiye ederim. Ben bir de kristal filtrelere bakmak için bir adaptör yaptım, üst tarafa kristalleri, alt tarafa da kondansatörleri takarak filtrenin bant genişliğini ayarlamaya çalışıyorum. İşe yarıyor.
- Programlama konusunda hiç bilginiz yoksa bile ekrandaki yazıları Türkçe’leştirmek, renkleri değiştirmek gibi şeylerle uğraşabilirsiniz. Bunlar PIC ile çok zor oluyordu.
- Bu bir VNA (vektörel ağ çözümleyicisi) değil. Gücünüz yetiyorsa bir VNA edinin, onlar hem büyüklük hem de faz ölçüyor. (Bu forumda bir arkadaşımız yapıyor bir tane biliyorsunuz, ben de sonucu sabırsızlıkla bekliyorum). Bu şimdilik işimi görüyor, o ayrı tabii.
Bu projeye ait bilgileri nerede bulacaksınız:
- Öncelikle KV4QB’nin blog sayfasını en eski yazıdan en yazıya keşfetmenizi önereceğim birçok güzel devre var:
http://kv4qb.blogspot.com.tr- SNA Junior II (II, çünkü AD8307 yerine diyot kullanan bir de versiyon I var) için şu açıklamalara bakabilirsiniz:
http://kv4qb.blogspot.com.tr/2016/06/sna-jr-ii-update-two.html http://kv4qb.blogspot.com.tr/2016/10/another-sna-jr-lives.html- Plaket, şema ve Arduino programı (sketch deniliyor) şuraya bakmalısınız:
https://www.dropbox.com/sh/vqd4kqa4w2keeqr/AAB4Oo0WNCqPWZMIMh0jt-3Ta?dl=0Bu sonuncu sayfada, KV4QB’nin QRP QUARTERLY bültenine yazdığı makale de var.
Açıklamalarım biraz kısa oldu, ancak yapmaya başlayan arkadaş olursa sorularını yanıtlamaya çalışırım.
73,
Çağlar Akgüngör
