16 Aralık 2013 günüydü. İşyerimde akşamüstü -gizli gizli- o zamanki adıyla Bitlik forumundaki yazışmaları okuyordum ki, TA3OM Mustafa Bey'in mesajını görünce olduğum yerde hopladım. F6BQU Luc Pistorius'un Forty alıcı vericisini, kendi yaptığı DDS işaret üreteci ile birleştirip bazı değişikliklerle birlikte daha yüksek performanslı bir QRP tek yan bant (SSB) alıcı verici yaptığını anlatıyordu.
Zihnimde bir anda 10 yıl önceye döndüm...
 |
| Megahertz Dergisi'nin Maskotu |
Fransa'da yüksek lisansımı bitirip doktoraya başladığım yılın yazıydı. Ne istasyon kurmak, ne de elektronikle uğraşmak şansım yoktu (monte ettiğim bir FOXX-3 hariç). Maddi imkanlarım çok kısıtlıydı fakat yine de dayanamayıp Megahertz dergisine abone olmuştum. F6GKQ Denis Bonomo'nun yönettiği kaliteli bir yayındı. Nitekim biraz da Türkiye hakkındaki önyargıları kırmak ve ülkemizi tanıtmak için bu dergiye birkaç yazı da yazdım. F6BQU Luc Pistorius ve tasarladığı devrelerle de yine Megahertz sayesinde tanıştım. Bu devreler Megahertz'te bir makale ile tanıtılırdı. Kit halinde almak isterseniz de Strasbourg'ta bulunan Dahms Electonique'ten temin edebilirdiniz. Artık ne yazık ki ne Megahertz Dergisi var ne de Dahms Electonique bu kitleri satıyor; fakat çok şükür Bay Pistorius'un bütün devrelerinin ayrıntılı anlatımları hala web sayfasında duruyor. Kolaydan zora çok yararlı devreler var, bakmanızı tavsiye ederim.
 |
| Forty ile ilgili özgün makalenin ilk sayfası |
İşte Avrupa'yı sıcak dalgasının vurduğu o yaz, Megahertz'in Temmuz 2003 sayısında Luc Pistorius 40 metre bandında çalışan bir QRP tek yan bant modülasyonlu cihazın ayrıntılarını vermişti: Forty. Dergiyi yanımda taşıyıp gece çalıştığım otelde sabaha kadar baktığımı hatırlıyorum (evet, gece otelde çalışarak doktora yaptım!) Özellikle yazının son cümlesini hiç unutmadım: "Bu alıcı-verici, kasıtlı basitliğine rağmen, bir oyuncak değildir." Bir yıl önce aynı derginin Ağustos 2002 sayısında da yine Bay Pistorius'un 30 metre bandında çalışan Toucan CW alıcı-vericisi yayınlanmış, ona da epeyce heves etmiştim. Neyse imkansızlıklar içinde sonunda midemin gurultusu galip geldi, Forty'yi de, Toucan'ı da kalbime gömdüm(!) yoluma devam ettim.
Aradan zaman geçti, Türkiye'ye döndüğümde TA1AC Çetin Ağabey'in öncülüğünde bir grup amatörün Forty'nin ve beraberinde kullanılabilecek bir frekans metrenin kitlerini hazırlattıklarını ve bunların Karaköy Abed Han'daki Başak Elektronik'te kit olarak satıldığını öğrendim. Bunlardan birer tane edindim. Frekansmetreyi yaptım, fakat heyhayt, Forty'ye elimi süremedim çünkü askerlik zamanı gelmişti. Yedek subaylık geldi geçti. Ama hareketliliğim hiç bitmedi. Kıbrıs'a çalışmaya gittim, bizim Forty plaketi yine öksüz kaldı. Bir ara yapayım bitireyim diye niyetlendim oraya taşıdım fakat nedense aklım ilk aşkım Toucan'a gitti. Forty'yi bırakıp bir tane Toucan yaptım, ama doğru dürüst CW bilmediğim için bir türlü kutulayıp da işler hale getirmedim, bu arada iş değiştirdim, İstanbul'a geri döndüm.
İşte Mustafa Bey'in forumdaki mesajı, amatörlüğe ciddi zaman ayıramaya başladığım bu dönemde geldi. Ne kadar sevindiğimi tahmin edebilirsiniz. Bir hafta sonra hem alıcı vericinin, hem de VFO'nun plaketleri elimdeydi. İşe Toucan ve eski Forty'nin plaketlerindeki parçaları sökmekle başladım tabii. Bunların çoğunu EFE-40'ın (sonra da EFE-20'nin) yapımında kullandım.
Tarihsel arka planı (!) verdiğimize göre, şimdi gelelim teknik bölüme. EFE'nin Forty'nin gelişmiş bir versiyonu olduğunu yazmıştım. Biraz iki telsiz arasındaki farklardan söz etmemiz gerek. Öncelikle, şunu vurgulayalım, Luc Pistorius Ağustos 2003'ten sonra Forty'yi geliştirmeye devam etti. Bu gelişimi ilgili sayfadaki bağlantıları tıklayarak görebilirsiniz. İlk hallerinde bir sayısal frekans göstergesi dahi yoktu örneğin. Daha sonra PLL sentezörlü Forty 2 geldi. Mustafa Bey'in EFE'yi geliştirirken temel aldığı ise anladığım kadarıyla Forty 1B. Yaptığı, temel olarak Forty'nin devresinde amatörlerin şikayet ettikleri eksiklikleri gidermek ve devreyi Forty 2'deki -ama PLL değil DDS'li- bir değişken frekanslı osilatörle birleştirmek oldu. İyi ki de yapmış, kendisine teşekkür borçluyuz.Türkiye'de Forty 1 ve Forty 2'yi yapmış amatörler vardı ancak Mustafa Bey'in ayrıntıl açıklamaları, desteği ve güzel hazırlanmış plaketleri sayesinde bir QRP patlaması yaşadık gerçekten :)
 |
| Forty'nin şeması |
 |
Efe-40'ın Şeması |
İyileştirilen noktalara gelince:
- Luc Pistorious, Forty'yi Fransa'da bulabildiği parçalara göre tasarlamış. Bunlardan ikisini edinmek gerçekten zor, bulabilseniz bile çok pahalı. Birincisi, mikrofon kompresyonu için kullandığı Analog Devices firmasının SSM-2165 adlı tümleşik devresi. Mustafa Bey bu sorunu mikrofon girişini kapasitif mikrofon ile çalışacak ve bir TL072 opamp ile hem öngüçlendirme hem de kompresyon yapılacak hale getirip SSM-2165'i eleyerek çözmüş.
 |
Forty'de mikrofon girişi ve kuvvetlendirici |
 |
EFE-40'ta mikrofon girişi ve kuvvetlendiricisi |
- Ikinci sorun da, toplamda 4 adet gereken Neosid 5164 ara frekans (IF) dönüştürücüleri. Bunlara yakın değerde başka minyatür trafolar bulmak mümkün ancak hemen hepsi 10x10x10 mm, yani biraz tombulca. Neosid'in bu serisi ise 7,5x7,5x10 mm. Bu nedenle Mustafa Bey plakette hem 7mm'lik, hem de 10mm'lik trafolar için yollar ve delikler yapmış. Böylece uygun her trafo kullanılabilir hale gelmiş. Bu konuyla ilgili aşağıda daha ayrıntılı bilgi vereceğim.
- Forty'de biraz yetersiz olan ses şiddetini arttırabilmek için alma katında, ikinci karıştırıcı ve demodülatörden sonra yine TL072 opamp'ı kullanarak işareti güçlendirmiş.
- Forty'de kendi kendine kazanç denetimi (AGC) bir LED'in tepeden tepeye 0,6 V'u geçen işaretlerde sadece işaretin negatif kısmında iletime geçmesiyle gerçekleşiyor (çok şiddetli sinyallerde de ikinci bir diyot devreye girerek karıştırıcılara giren işaretin düzeyini daha da düşürüyor). EFE'de ise alçak frekans öngüçlendirmesiden alınan işaret, seviyesi bir transistörle yükseltilerek hem S-Metre, hem de kazanç denetimi için kullanılmış. Tabii bu arada, Forty'de olmayan S-Metre çıkışı bir devreye eklenmiş.
- Bunlardan başka Mustafa Bey alış katındaki kristal filtrenin çıkışına daha kazançlı bir transistör koymuş, alüminyum soğutucuyu plaketin üzerine almış, ayarlı bir direnci olan bir de VFO girişi düşünmüş. Yanı sıra, benim çok pratik bulduğum vidalı konnektörleri ekleyerek plaketle harici unsurlar arasında bağlantı yapmayı kolaylaştırmış.
- Elbette bütün bu değişiklikler için plaketi ve devre şemasını da yeniden çizmeyi ihmal etmemiş. EFE plaket ölçüleri RF KART 120X95mm, DDS KART 115x54mm dir.
 |
Forty'nin Plaketi |
 |
EFE-40'ın alıcı-verici plaketi |
İki cihaz arasındaki farklara da değindiğimize göre şimdi yapım, ayarlar ve kullanımla ilgili notlarımıza bakabiliriz:
- Belirtmiş olduğum gibi EFE'nin plaketlerini Mustafa Bey'den edindim. İşe DDS plaketinin montajını yaparak başladım. SMD olan AD9833 tümleşik entegresi ve yine bunun etrafındaki birkaç SMD kondansatör dışında burada bir zorluk yok. DDS plaketini kutu ön panelinin iç tarafına monte ederken yer darlığı nedeniye o yüzde kalan bazı parçaları arka tarafa geçirmek zorunda kaldım, ama bu benim beğenimle ilgili bir tercihti. Bu plakete enkoderi bağlarken uçlara A ve B uçlarını doğru bağladığınıza emin olun. Butonlu ekoder kullanmaktan hoşlanmıyorsanız, menü işlemlerini yapacağınız ayrı bir düğme kullanabilirsiniz yerim olsaydı ben öyle yapacaktım.
- DDS çipine bir 16F84 mikroişlemci komuta ediyor. Bu işlemi bana kartlarla beraber içine programı yüklenmiş olarak geldi. Bu konuda Mustafa Bey'le iletişime geçebilirsiniz.
- AD9833 tümleşik devresi, 12,5 MHz'e kadar işaret üretebilen bir DDS devresi. Bütün DDS'ler gibi zaten kullandığınız referans frekansının (clock oscillator) yarısından daha yüksek frekansta işaret üretemeyeceğinden 25-27 MHz için yapılmış bir gerilim kontrollü osilatör (VCO) ile AD9833'ü bu aralığın tamamında kullanabilirsiniz. 25 MHz'lik bir referans le 0,1 Hz çözünürlük sağlıyor ki zaten bu tip bir cihaz için fazlasıyla yeterli. Plaketlerle birlikte bana gelen 28,672 MHz'lik VCXO ile devre sorunsuz çalıştı.
 |
| EFE-40 DDS Birimi |
 |
| EFE-40 DDS Birimin Şeması |
Montaja başlamadan önce parça temini için özenli bir çalışma yaptım. F6BQU, tüm açıklamalarında iyi perfomans için çok katmanlı seramik kondansatör (multilayered) kullanmanın önemli olduğunu belirtiyordu. Ülkemizde ise yüksek gerilim için yapılmış, büyük olanlar hariç bu tip sığaları satan bir yer bulmak çok zor. Bu nedenle internetten farklı değerleri içeren bir takımı Çin’den ısmarladım, ek olarak çok kullanılan 100 pF, 1nF, 10nF gibi değerlerden de fazla fazla istedim (Dikkat, her “çok katmanlı” yazan sığa öyle olmuyor. Bazıları sahte. Daha önce alışveriş yapmış olduğunuz satıcıları tercih etmekte yarar var). Tüm pasif parçaların değerlerini montajdan önce ölçtüm, anma değerinden (nominal değer) büyük sapmalar gösterenleri ayıkladım. Kullandığım tüm nüveler yine dış ülkelerden aldığım orijinaller (Amidon ve Micrometals) Piyasada renk renk bulunan ama özellikleri hakkında bilgi edinemediğim çift delikli (binocular) veya halka (toroidal) nüveleri almıyorum, çünkü gereken özelliklerde değillerse zaman kaybettiriyorlar.
Bu devre için temin ederken özen gösterilmesi gereken diğer bir malzeme de minyatür transformatörler oldu. Yukarıda belirttiğim gibi, F6BQU Fransa’da bulabildiği için tüm devrelerinde Neosid firmasının trafolarını kullanmıştı ancak bunları alabilmek büyük bir sorundu. İstanbul’da, Karaköy İşhanı’nda bulunan Elmadağ Elektronik’te pembe ve yeşil renk nüveleri bulunan trafolardan temin edip kullanan birçok amatör vardı (bu muhteşem dükkan maalesef 2018’de kapanıp “Ledci” oldu. İlk Forty montajıyla uğraşırken ben de bir miktar alıp saklamıştım. Ancak bunların değerlerine ilişkin net bir bilgi olmadığı için, elimdeki bu parçalar yerine İngiltere’de bulunan bir satıcıdan TOKO firmasının KACSK3892 trafolarından satın almayı tercih ettim. 10,7 MHz için üretilmiş ve bacakları, sarım oranları, değerleri eşdeğer başka bir ara frekans trafosu da olabilir elbette. Kendisi trafo saran arkadaşlarımız da oldu. Sonradan hassas bir LC Metre yapınca elimdeki bu farklı trafoları ölçerek notlar da çıkardım. Bu konuyla ilgili olarak başka projelerde de faydası dokunabilir diye ayrı bir yazıyazdım, orada daha ayrıntılı bilgi bulabilirsiniz.
Ben alma ve göndermedeki tek yan bant filtreleri için makul bir fiyata bulduğum 4.9152 kHz HC-49U kristallerini kullandım. 4-6 MHz arası uygun bulduğunuz başka bir frekans da olabilir. Forumlarda daha dar bantlı olabileceği yazıldığı için, HC-49S tipi kısa kılıflı kristalleri kullanmak istemedim ama bir sorun yaşamadan kullandığını yazanları da gördüm. Kristallerin frekansını ara frekans olarak DDS’e girmeyi unutmayın. Bu işlemi yapmak için enkoder butonunu basılı halde tutup, güç verip devreyi çalıştırın. Gördüğünüz ekranda yine butona basarak her basamağın üzerine tek tek gitmeniz ve enkoderi çevirerek o basamaktaki rakamı değiştirmeniz gerekiyor. Ara frekansı – veya + olarak girmeniz gerektiğinden bu işareti de değiştirmeyi unutmayın. Burada gördüğünüz rakamı “00000000” olarak bırakırsanız, ara frekans girmemiş olursunuz. DDS çıkışındaki işaret, göstergede yazılı frekansta kalır.
DDS Değişen frekanslı üreteci (VFO) yaparken plaketiyle birlikte gelen 28.672 kHz osilatörünü kullandım. Harmoniklerden kurtulmak için VFO’nun çıkış filtresini mutlaka belirtilen değerlerdeki parçaları kullanarak yapın. VFO’dan gelen işaret alma konumunda U3 gönderme konumunda da U1 karıştırıcı entegrelerinin (SA612) 6 numaralı bacaklarına gidiyor. Bu sinyalin seviyesinin ne olması gerektiği konusunda F6BQU ile yazışmış ve şu yanıtı almıştım: “SA612’ye giren işaretin tepeden tepeye genliğinin 200 mV’u geçmesi halinde çıkan işarette bozulma (distorsiyon) meydana geliyor.” Bu nedenle işarete bir osiloskop ile bakarak hem bu seviyeyi ayarlamak, hem de başka bir sorun var mı diye kontrol etmek gerek. İşin doğrusu, verici kısmındaki ikinci karıştırıcıya (U4) giden işareti 200 mV’ta bırakırsanız, çıkış gücü çok düşük oluyor. Ben buraya giden işareti 400 mV civarına ayarladım. R2 direncinin yerine de şemada olmayan bir çok turlu ince ayarlı değişken direnç ekleyerek alıcı kısmındaki birinci karıştırıcıya (U1) giden işareti 200 mV olarak sınırladım. Ayrıca gürültü kapmaması için VFO’dan gelen işareti alma-gönderme katına ince bir eşeksenli (koaksiyel) kablo ile taşımakta yarar var.
Kristal filtrelerin iyi olması için 20 adet kristalin ürettiği işaretin frekansına ve genliğine tek tek baktım. Birbirine en yakın (50 Hz’ten daha az fark olacak) kristalleri seçtim ve ayırdım. Bant genişliğini belirleyen C7-C8-c9 sığalarının değerlerini ise önce 47 pF olarak seçtiysem de, sonradan başka değerleri deneyebilmek için plakette bu sığaların lehimleneceği yerlere SIL ? tipi soketler lehimledim. Kuvvetli istasyonları dinlerken değerleri değiştirdim, sese baktım. Benim uygun bulduğum 33pF-47pF-33pF kombinasyonu oldu. Aynı değerleri gönderme kısmındaki filtreye de uyguladım (o zaman filtrelerin eğrilerini çizebilmemi ya da görebilmemi sağlayacak aletlerim yoktu).
Onu da değiştirip çıkış gücünü yaklaşık 4 Watt’a (PEP elbette) getirip yine kaba ayarları yaptıktan birkaç gün sonra, devreyi beslemek için kullandığım akünün kutuplarını ters bağlayıp besleme kısmını ve çıkış katında neredeyse 4 numaralı karıştırıcıdan son transistöre kadar herşeyi yakmam oldu! “Neden bir aküden besliyordun?” diye sorabilirsiniz. Benim yaşadığım apartmanda hemen hemen ülkemizdeki birçok bina gibi şebeke toprağı sıkıntılı olduğu ve benim basit güç kaynaklarım şebeke gürültüsünü tam bastıramadıkları için.
Neyse tabii çıkış katını bu nedenle 2 defa baştan yapmak zorunda kaldım. Bu arada çıkış transistörü olan 2SC1971’i, daha doğrusu gerçeğini bulmak çok zor. Yunanistan’dan yüksek bir ücret karşılığında getirttiklerim dahi sahte çıktı (güvendiğim bir satıcıydı, çok şaşırdı ve hemen paramı iade etti, hala da alışveriş yapıyorum). Sağolsun TA3OM Mustafa Bey bana bu konuda yardımcı oldu, cihaz onun gönderdiği transistörle bitti. 2SC2075, 2SC2078, 2SC5739 gibi başka transistörler de denedim ama en yüksek çıkış gücü yine 2SC1971 ile oldu. Sonradan Çin’de bu transistörleri eski cihazlardan (muhtemelen tıbbi) söken bir satıcı buldum ve ondan 10 tanesini iyi bir fiyata edinebildim. Gelen parçaların dokuzu çalışır durumdaydı.
Cihazın alış katını yaptıktan sonra kuvvetli bir istasyon bulup kaba ayarlarını yaptım. Birkaç gün trafiği dinledim. Sonra çıkış katına başladım ancak yaptığım üç hata nedeniyle bu katı bitirmem çok zaman aldı. Birincisi, Toucan’dan söküp bu yapımda kullandığım ara frekans trafolarından birinin bozuk olmasıydı. Trafonun arızalı olmayacağını farz edip diğer parçalarla uğraşıp durdum. İkinci olarak L9 bobininde BN43-202 yerine BN43-302 nüve kullanmışım, bunu da başka bir parça ararken kutudaki ferritlere bakarken fark ettim.
Yapımı bitirdikten sonra ayarları yapmak için şöyle bir yol izledim: BFO’ların düzgün çalışıp çalışmadıklarından emin olduktan sonra (hem osiloskop hem de frekansmetre ile), röledeki ilgili bacakları bir kablo lehimleyip kısa devre ederek alıcıya sürekli DC besleme gerilimi sağladım. Anten konnektörüne suni yük, alçak frekans çıkışına da bir kulaklık taktıktan sonra, vericiyi mandallayıp mikrofondan konuşup kendi sesimi dinleyerek P3 ile mikrofon giriş seviyesini, P4 ile tek yan bant denge ayarını ve C63 ile BFO frekansını ayarladım, sesi en iyi bulduğum yerde bıraktım. İlerleyen günlerde fırsat bulduğumda antene bağlayıp yine kendi sesimi bu defa ticari bir HF cihazdan dinleyerek ayarı iyileştirdim (bu alıcıyı biraz sağırlaştırmak için anten olarak yalnızca 30 cm’lik bir tel parçası taktım).
Devreyi kutulamak için elimdeki bir güç kaynağı kutusunu kullandım. Ölçüleri, plaketlerinkilere yakın olduğu için özellikle ön yüzü hem güzel, hem de işlevsel yapmak çok kolay olmadı. Ekranı ve enkoderi DDS plaketinden ayırmak istemedim. Ama plaketi kutunun ön yüzüne yakaştırabilmek için DC güç girişindeki kondansatörü ve klemensi plaketin arka tarafa lehimlemek zorunda kaldım. Anten konnektörünü şase tipi 4 vidalı BNC, DC güç konnektörünü ise 2.1 mm olarak belirledim. Ön ve arka panellerin üzerine MS-Word programı ile tasarlayıp ozalitçide uygun bir kağıda bastırttığım yüzleri yapıştırdım. Ekran, düğmeler, anahtar ve konnektörleri ondan sonra yerlerine takıp son defa bağlantılarını yaptım.
Başlangıçta eski bir CB mikrofonunu bu cihaz ile kullanacak şekilde hazırlamıştım ama beni rahatsız eden ufak bir sorun nedeniyle sonradan bunu değiştirdim. Bu ve diğer değişikliklerle ilgili açıklamalarımı “EFE-40’ı İyileştirmek” başlıklı yazımda bulabilirsiniz. Evet, elbette devamı var, bitti mi sanmıştınız?
(Really short) summary in English:
EFE-40 is a derivative of F4BQU Luc Pistorius' FORTY QRP transceiver. I strongly suggest you take a look at Mr. Pistorius' website for FORTY and other well-designed and tested ham radio circuits, all presented with detailed explanations.
Both FORTY I (varicap diode controlled VFO) and FORTY II (PLL VFO) had been built and used by Turkish hams. I myself had started building a FORTY I when I saw the EFE-40 on the Turkish ham radio forum telsizciler.org. EFE-40 is a DDS VFO version of Forty I, to which TA3OM Mustafa Tayış brought significant improvements like the possibility of using 10mm miniature IF coils, a better audio stage, simpler but still very efficient microphone compression, a more efficient AGC circuit…
The DDS VFO he designed is based on AD9833 integrated circuit, which works perfectly up to 12-13 MHz. The resulting transceiver is a great HF QRP with admirable sensitivity. As Pistorius says, this rig is not a toy despite its relative (and deliberate) simplicity.
A note here: I had problems with the second harmonic so I added a second harmonic optimized filter and modified the circuit to use it for transmit. You will find all the details in the article above, sorry the latter is very long so please use a website translator and, should you have any questions, leave a comment below.