Please scroll down for a summary in English
 |
| "İyileştirilmiş" EFE-40 YM2KK'da deneniyor |
Severek, sürekli izlediğim ve bazen katkı yapmaya çalıştığım telsizciler.org Internet forumundaki alt-forumlardan birinin adı “Ben Yaptım Oldu”. Aslında forumda beni en çok ilgilendiren bölüm bu, haberleşme elektroniğine gerçekten meraklı olup da kendi devrelerini yapmak isteyenlerin paylaşımları burada çünkü. Ancak forumun isminden git gide hoşlanmaz hale geldim. Artık "ben yaptım oldu" başlığı bana “benden bu kadar”, “nasıl olsa çalışıyor”, "bu kadarı yeter fazla uğraşmayalım" benzeri bir özensizlik ifadesiymiş gibi geliyor. Bunda, forumda gördüğüm birçok örneğin de payı var ama bu konuya özel bir yazı yazacağım, o nedenle şimdilik yalnızca şunu belirteyim: Ben yaptığım bir devrenin çalışmasını yeterli saymıyorum, benim için ikinci bir kriter, “gerektiği gibi” yani tanımlanmış kıstaslara göre, belirlenmiş ölçütlere uygun çalışıyor olması. Zaten bu nedenle her yaptığım devreyi de yine kendim kurcalaya kurcalaya en az bir defa bozuyorum. Her yaptığım devre, aynı zamanda bir deneme tahtası (testbed) benim için. O nedenle genelde birinci yapım değil, ikinci yapımda aldığım sonuçlardan memnun oluyorum. EFE-40 için de bu böyle oldu.
Kutulamayı bitirip ayarları da yaptıktan bir süre sonra cihazda memnun olmadığım bir şey fark ettim: Mandala her basıp bıraktığımda, hoparlörden güçlü bir “pop” sesi geliyordu. Bunun nedenini bulmak için alçak frekans kuvvetlendirmesini yapan tümleşik devreyi (LM386) osiloskop yardımıyla izledim. Görebildiğim şey, sesin göndermeden almaya geçişte besleme geriliminin tümleşiğe gelmesiyle çıktığı oldu. Acaba RF işaret mi geliyor diye tümleşiğin 6 numaralı bacağına giden yol üzerindeki sığanın değerini de birkaç defa değiştirdim ama sonuç farklı olmadı. Başka biri aynı sorunu yaşıyor mu diye internette araştırdım. Anladığım şey, LM386’nın besleme gerilimi geldiğinde bu gürültüyü çıkarıyor olduğu.
 |
| TI'ın LM386 bilgi formundan, EFE-40'takine çok yakın tipik uygulama |
Bu tümleşiği üreten Texas Instruments (TI) firmasının teknik destek sayfalarında aynı gürültüden şikâyet eden bir müşteriye önerilen çözümlere bakabilirsiniz, bunlar arasında giriş sığalarının değerlerini azaltmak, kazancı azaltmak, % 1 toleranslı dirençler kullanmak var. Bir de anladım ki diferansiyel değil de tek bir işaret girişi olduğunda (yani 2 ve 3 no’lu girişlerden yalnızca birine işaret verilip güçlendirildiğinde) gürültü oluyor. Kazancı azalttım, sözü geçen sığayla da biraz oynadım. Yine TI'nin web sayfasında, 7 no'lu bacağın boş bırakılmaması ve mutlaka bir “baypas” sığası ile toprağa bağlanması tavsiye ediliyordu. O da bir fark yaratmadı.
Kendimce “acaba gerilim vermeden önce LM386’yı sessizleştirebilir miyim?” diye düşündüm. Biliyorsunuz birçok benzer tümleşik devrede bir “mute” (sesi kısma) bacağı var. Bana örnek oluşturacak bir anlaşılır bir uygulama bulamadım. Üstelik hazır bir plaket üzerinde büyük bir “cerrahi müdahale” yapmadan bunu yapabileceğime de pek aklım yatmadı. Sonra konuyu bir Pazar sabahı Kadıköy TRAC’da TA2GC Engin Bey’e açtım. Eski bir CB mikrofonu bulmamı tavsiye etti. Bunların içindeki anahtarlarda, alt ve üst taraftaki kontaktların temas zamanı arasında az bir fark var olduğunu, önce hoparlörü kesecek, sonra da göndermeye geçecek şekilde bağlantı yaparsam hallolacağını anlattı (2-DPDT tipi anahtar).
 |
| Anahtarın içinde hareket eden siyah plastik kamanın üzerindeki ok simgelerine dikkat |
Eve gider gitmez elimdeki bir Aselsan mikrofonu açtım ve aynen Engin Bey’in söylediği gibi, gecikmeli anahtarı gördüm. Fotoğrafa dikkatli bakarsanız anahtarda iki tane ok işareti göreceksiniz. Biri ileride, diğeri ona göre daha geride. Düğmeye basıldığında, içerideki ana kontakt kayıyor, ileri olan okun altındaki sabit kontaktlara, diğer sıra kontaklardan daha önce temas ediyor (ve bırakınca da onlarla teması daha önce kesiyor). Aradığımı bulmuştum, bir tek ayrıntı hariç: Bağlantıyı yapabilmek için içinde ekranlama hariç 4 iletken geçen bir mikrofon kablosuna ihtiyacım vardı. Karaköy’e uğradığımda idare eder kalite bir kablo buldum, aldım (buralarda küçük miktarda alım yapmak çok güç o nedenle bazen iyi kaliteyi bulsanız da alamıyorsunuz).
| Anahtarın kontaktlarına bağlantılar, not defterime böyle çizivermişim |
Bu arada, damar sayısı yeterliydi ama, kablo spiral değildi. “Telsizin mikrofon kablosu da ütünün kordonu gibi olmasın, yakışmaz” diye düşünerek, yıllar önce rahmetli TA2J Fazıl Ağabey’in söylediği yönetimi uygulamaya karar verdim. Kabloyu ahşap bir sopaya sardım ve fırına verdim. Şaka yapmıyorum. Fotoğraflarda önce ve sonra arasındaki farkı görebilirsiniz. Zaten spiral kabloların hepsi de bu şekilde üretiliyor ama her kablo kılıfı bu işlem için uygun değil tabii. Benim “deneysel” çalışmamda kılıf soğutulduktan sonra şekli biraz korudu ama tam da bir spiral olmadı, “spiralimsi” kaldı diyelim.
 |
| Ve fırından çıkarınca soğuk suya tutup iyi kötü bir spiral mikrofon kablosu elde ediyoruz... Denemek isterseniz sorumluluk size ait. |
Bağlantılara gelince, mikrofon bağlantısını ekteki şekildeki gibi yapınca “pop” sesi ortadan kalktı. Elbette LM386 açısından durum değişmedi. O gariban tümleşik, hala gerilim gelince kimsenin duymadığı sessiz bir çığlık atıyor ama en azından hoparlörden duymuyorum artık.
Bu iyileştirmeleri yaptıktan sonra bir süre geçti. Cihazla birçok görüşme de yaptım, özelliklerine kıyasla performansının da gayet iyi olduğundan emin olmuştum. Sonra eşim yurtdışı seyahatinden çok istediğim bir şeyle geri geldi. Osiloskobum için Ebay’da bulup ısmarladığım FFT modülü… Bu modülle benim emektar osiloskobum, bir spektrum analizör kadar olmasa da frekans bölgesinde (frequency domain) var ne yok biraz gösterebilir hale geldi. Tabii durur muyum? İlk işim bizim EFE-40 ne yapıyor diye bakmak oldu ve… sonuç hüsran. Ekteki fotoğrafta görebileceğiniz gibi, cihazdan arzu ettiğimiz 7 MHz işareti dışında, bunun katları. özellikle de ikinci katı biraz fazlaca çıkıyordu. “Fazla”nın ne olduğunu da biraz açalım:
ITU'nun ilgili tavsiye rehberine (SM329-12) göre, 30 MHz'in altında çalışan vericilerde (amatör kullanım için) SSB dahil, ikinci harmoniğin seviyesi temel frekansın 43 db + 10 log PEP altında ya da en az 50 dB olmalıdır (hangisi sizin durumunuzda daha az kısıtlayıcı ise diyor). Somut bir örnekle, bizim QRP 5 Watt PEP çıkıyor. Bu durumda ikinci harmonik olan 14 MHz'te, sinyal seviyesi bunun 43 + 10 log 5 = 43 + 0,698 = 43,698 dB altında olmak durumunda... Benim cihazımda ise temel frekanstaki sinyal ile ikinci harmonik arasında sadece 36 dB kadar fark vardı, yani istemeden 14 MHz’te 1mW güç ile çıkış yapıyordum.
 |
| Soldaki 7 Mhz, sağdaki 14 Mhz, fark -37 dB, olması gereken yaklaşık 44 dB! |
“Yahu zaten amatör telsiz frekanslarında 5W ile yayın yapıyorsun, 1 mW’lık ikinci harmoniğinin kime zararı olur?” diyebilirsiniz. Anlayış meselesi… İşte burada yukarıda değindiğim “böyle de çalışıyor abiiii” zihniyetine karşı mükemmeliyetçilik devreye giriyor. Benim için amatör telsizci, hem teknik, hem de işletme hem de yasal bakımdan olması gerekeni yapan kişi olduğu için ben konuya bu şekilde bakmıyorum. ITU 43 dB diyorsa, 43 dB bastırılacak o yayınlar!
İşin “felsefi” kısmını geçtikten sonra teknik çözümüne bakalım. Elbette burada sorun, EFE-40’ın çıkışındaki alçak geçiren filtrenin yetersizliğiydi. Biraz araştırınca W3NQN Ed Wetherhold’un “Second-Harmonic-Optimized Low-Pass Filters” (İkinci Harmonik İçin Optimize Edilmiş Alçak Geçiren Süzgeçler) makalesini buldum. Makale konuyu güzelce anlatıyor ve özellikle ikinci harmoniği bastırmak için hesaplanmış filtreler için değerleri veriyordu. Bu yayını temel alarak 3 elemanlı/kutuplu bir alçak geçiren filtre yaptım. İyi bir spektrum çözümleyici ile kontrol ettikten sonra az da “kasaplıkla” bunu EFE’ye bağlayıp FFT’de sonucu tekrar gözledim.
 |
| Ed Wetherhold'un ikinci harmoniğe özel filtresi, farklı bantlar için parça değerlerini makalede bulabilirsiniz |
 |
| Filtre deneniyor |
Aşağıdaki fotoğrafta görebileceğiniz gibi, istenmeyen işaretlerin en güçlüsü bile artık taşıyıcının yaklaşık 50 dB altındaydı! Fakat bu filtrenin ekleme kaybı (insertion loss) daha fazla olduğundan çıkış gücüm de 1W düşmüştü... "Neyse 5W ile değil 4W ile yayın yaparım zaten QRP çalışıyorum" diye düşünürken aklıma alıcının da "sağırlaşacağı" geldi. Alma ve gönderme için aynı filtreyi kullanan basit bir cihazda başka nasıl olacaktı ki?
 |
| 7 MHz'te bastırma -24 dB |
 |
| 14 MHz'de bastırma -73 dB! |
Bir-iki gün düşündükten sonra, biraz daha radikal bir yol izlemeye karar verdim. Ana plaketi tekrar kutudan çıkardım, devre yollarında uygun noktaları keserek ve hurda kutusunda bulduğum 12 V’luk bir “telekom" rölesini ekleyerek (sadece bir yanındaki kontaktları kullandım) almada var olan filtreyi, göndermede ise yeni yaptığım filtreyi kullanacak şekilde bağlantıları tekrardan yaptım. “Gönderme” filtresini de bakır saçtan bir kutucuk yapıp onunla ekranlayarak bir köşeye sığdırdım. Bu haliyle bizim EFE biraz “Frankenstein’in Canavarı” haline geldi ama en azından içim rahat. Ne alış hassasiyetinden bir şey kaybetti, ne de istenmeyen frekanslarda yayın yapıyor.
 |
| Alma ve göndermede artık iki farklı filtre var. |
 |
| Ve ikinci harmonik tarihe gömülüyor... |
Daha başka iyileştirmeler de yapılabilirdi belki ama ben EFE-40 için bu noktada durdum. Plaketi ölçümdü, denemeydi, değişiklikti derken herhalde 20-30 defa kutudan çıkarmıştım. Daha fazla kurcalamamaya karar verdim. İlk tasarımın sahibi olan F4BQU Luc Pistorius’un bu cihazı kendi deyişiyle “kasıtlı olarak basit tasarlamış” olduğunu da kendime anımsatarak kutunun vidalarını son defa (!) sıktım. EFE-40’ımı hem bu haliyle hem de daha sonra yaptığım basit bir Mosfet'li güçlendirici ile birçok görüşmede kullandım ve ÇOK memnunum. Hem F4BQU Luc'e, hem de TA3OM Mustafa'ya tekrar teşekkürler.
Ha, bu arada... EFE-40'ı daha fazla kurcalamamaya karar vermiş olmam, bir EFE-20 yapıp onu kurcalamayacağım anlamına da gelmiyordu. Okuduğunuz maceradan aldığım dersleri EFE-20 için bir kenara not ettim ve uyguladım! Sabrınız varsa EFE-20J’nin, yani “Jumbo” versiyonun hikayesini okumak isterseniz, o da burada.
Summary in English:
I used my EFE-40 for a couple of months and was very satisfied with it but some minor changes were necessary to improve its performance and ensure compliance with ITU's specs. Yes, I said ITU specs and I'm dead serious. In sum, I built a second harmonic optimized filter to make sure that the second harmonic was at least 43 dB below the carrier, as specified here. The resulting filter literally killed the second harmonic at the output but also caused too much loss at the reception. Therefore, I modified the circuit a bit to use this filter for transmitting only, otherwise, the sensitivity would significantly drop. The second modification I brought was the addition of a 2-DPDT PTT switch inside the microphone, to cut the loudspeaker connection before starting and ending transmit. Otherwise, I would keep hearing a loud "pop" noise from the speaker every time I push/let go of the PTT switch. The "pop" mentioned here is caused by the LM386 opamp. When I looked online, I realized that other people complained about the same issue too: every time the LM386 gets supply voltage, it screams. Texas Instruments has a support page about this problem. Perhaps it's better to use symmetrical supply but of course, I have no chance to modify the circuit to such an extent.