FM Stereo Koder Devresi – Stereo Encoder, 19 kHz Pilot ve 38 kHz Stereo Kodlayıcı

[guclusat]

​

Stereo Kodlayıcı​

Daha sonra açıklanan devre, multiplex yayın için basit bir stereo kodlayıcıdır (stereo koder). Herhangi bir VKV (FM) vericisine bağlanabilir.

Multiplex Kodlama​

Tüm sorun, iki sinyalin nasıl birleştirilerek tek bir sinyal hâline getirileceği ve alıcı tarafında tekrar birbirinden ayrılacağıdır.

VKV bandındaki ticari radyolarda multiplex kodlama adı verilen yöntem kullanılır. Bu yöntemde sol ve sağ kanal, verici modülatörünün girişine dönüşümlü olarak bağlanır. Anahtarlama frekansı 38 kHz olarak belirlenmiştir.

Alıcı tarafında multiplex sinyali dönüşümlü olarak sol ve sağ kanallara aktarılır. Alıcının sinyali herhangi bir frekansta anahtarlaması mümkün değildir; verici tarafıyla faz açısından senkronize olması gerekir.

Bu amaçla alıcı tarafında, stereo kodlayıcı tarafından gönderilen sinyale eklenen 19 kHz pilot sinyaline kilitlenen bir PLL (Faz Kilitlemeli Döngü) kullanılır.

Bu pilot sinyal, 38 kHz anahtarlama frekansının ikiye bölünmesiyle elde edilir ve filtrelenerek sinüs dalgasına dönüştürülür.

Devrenin Çalışması​

Osilatör olarak 4046 entegresini kullandım. Ayar gerilimi zener diyot ile stabilize edilmiştir. Osilatör 76 kHz frekans üretir.

Frekans bölücü olarak 4013 D tipi flip-flop kullanılmıştır. İlk olarak osilatör frekansı ikiye bölünerek 38 kHz elde edilir.

Bu frekans elektronik anahtar olan IC3'e uygulanır. Sinyal doğrudan IC3c'ye ve aynı zamanda invertör olarak görev yapan IC3d'ye gönderilir. IC3d çıkışından ise IC3b'ye aktarılır.

Böylece IC3a ve IC3c anahtarları, sol ve sağ kanalları dönüşümlü olarak ayırma transistörünün tabanına bağlar.

38 kHz sinyali daha sonra başka bir flip-flop içerisinde tekrar ikiye bölünür. Ancak flip-flop girişinin, sinyalin fazını kaydıran R6-C6 entegrasyon elemanı üzerinden bağlanması gerekir. Bu faz kaydırma elemanı olmadan stereo efekti oldukça zayıf olacaktır.

19 kHz pilot frekansı, ikinci flip-flop'un çıkışından alınır. Sinyal, seviyesinin ayarlanması için P2 trimpotuna uygulanır.

C7, C8, C9, R4 ve R5 elemanlarından oluşan filtre, kare dalga sinyalini oldukça düzgün bir sinüs dalgasına dönüştürür. Bu sinyal C3 üzerinden çıkış yükseltecinin emiterine uygulanır.

Sinyalin emiter üzerinden verilmesinin avantajı, tabana uygulanan asıl ses sinyalini daha az etkilemesidir.

T1 çevresindeki elemanlar transistörün çalışma noktasını ayarlar ve stabilize eder.

Girişler ile anahtar arasında op-amp'lar bulunmaktadır. Kazanç, her kanal için ayrı ayrı ayarlanabilir. Kazanç aralığı 50 kat zayıflatmadan 22 kat yükseltmeye kadar ayarlanabilir.

CMOS devreler kullanıldığı için devrenin akım tüketimi oldukça düşüktür.

Devrenin Ayarlanması​

Ayar işlemi oldukça basittir.

OUT çıkışı herhangi bir vericinin girişine bağlanır. Girişler şimdilik bağlanmaz.

Frekans sayacı mevcutsa, P1 kullanılarak IC1 frekansı 76 kHz olacak şekilde ayarlanır.

Daha sonra L ve R girişlerine giriş sinyalleri bağlanır. Sinyal seviyesi, limitasyonun hemen altında olacak şekilde ayarlanır. Limitasyon aşılırsa belirgin bir bozulma meydana gelir.

Daha sonra P2 ile pilot sinyalinin seviyesi ayarlanır. Benim kullandığım devrede bu değer, direnç yolunun yaklaşık yarısı kadardı; ancak bu değer vericinin hassasiyetine bağlıdır.

T1'in çalışma noktasının ayarlanması gerekebilir. Bunun nedeni transistörlerin parametrelerindeki farklılıklardır.

Ayarlama, örneğin R17 değerinin değiştirilmesiyle, kolektörde besleme geriliminin yaklaşık yarısı (4,5 V) olacak şekilde yapılabilir.

Deneme devresinde verilen değerler breadboard üzerinde yeterli olmuştu. Ancak sonraki bir örnekte direnci yaklaşık üçte bir oranında azaltmam gerekti.

Frekans sayacı mevcut değilse, stereo yayın göstergesi yanana kadar P1 yavaşça çevrilerek osilatör frekansı deneme yoluyla ayarlanabilir.

Bu durumda ayarlamaya başlamadan önce P2 yaklaşık orta konuma getirilmelidir.

Yapısal Çözüm​

Devrenin tamamı vericinin RF alanına karşı oldukça hassastır. Bu nedenle stereo kodlayıcı kartının ince bir metal levha ile ekranlanması ve mümkünse üst kısmının da kapatılması tavsiye edilir.

Malzeme Listesi​

Eleman	Değer / Tip
R1	1k
R2, R15	4k7
R3, R6, R10, R12	10k
R4, R5, R7, R8, R9	2k2
R11, R13	220
R14	560
R16, R17	220k*
C1, C2	100nF
C3	47uF
C4	1uF
C5	2n2
C6	4n7
C7	47nF
C8	10nF
C9, C10	1n5
C13	4u7
C11, C12, C14, C15	10uF
IC1	4046
IC2	4013
IC3	4016, 4066
IC4	NE5532N, NE5532AN, TL072, ...
IC5	78L09

Devre Özeti​

Bu stereo kodlayıcı devresi, L (sol) ve R (sağ) ses kanallarını 38 kHz anahtarlama frekansı kullanarak multiplex stereo sinyaline dönüştürür. 4046 ile oluşturulan 76 kHz osilatör, 4013 üzerinden bölünerek 38 kHz anahtarlama ve 19 kHz pilot sinyallerini üretir. 4016/4066 elektronik anahtarları sol ve sağ ses kanallarını dönüşümlü olarak birleştirirken, 19 kHz pilot sinyali stereo alıcının senkronizasyonunu sağlar.

Devre, FM/VKV vericilerinin stereo girişine bağlanabilecek bir multiplex stereo sinyali üretmek üzere tasarlanmıştır. Ayarlar P1 ile 76 kHz osilatör frekansı, P2 ile ise 19 kHz pilot sinyal seviyesi üzerinden yapılır.

 

[guclusat]

​

Stereo Encoder Devresi​

Devre şemasında IC1 olarak 4069 kullanılmıştır. Y1 ve Y2, 76 kHz frekansında bir osilatör oluşturur. Y3-Y6 bölümleri ise izolasyon ve şekillendirme işlemini gerçekleştirerek sinyali IC2 CD4027 çift JK flip-flop devresine gönderir.

IC2, farklı frekanslar üreten iki bölümden oluşur. Bu bölümler simetrik ±38 kHz ve 19 kHz kare dalga sinyalleri üretir.

Simetrik ±38 kHz kare dalga, analog anahtar olarak kullanılan IC3 CD4066'yı kontrol etmek için kullanılır. Stereo giriş ses sinyali bu anahtar üzerinden 38 kHz frekansta anahtarlanır ve 19 kHz sinyali ile birleştirilir. Daha sonra sinyal, 9014 transistörü üzerinden izolasyon işleminden geçirilerek FM modülatörüne gönderilir.

FM modülatör devresi, sitede bulunan çeşitli FM verici devreleri içerisinde bulunabilir. Bu makalede FM modülatör devresi gösterilmemiştir. Buradaki amaç, kullanıcıların bu stereo encoder devresini kolayca kullanabilmesini sağlamaktır.

Bu devre yalnızca eski bir stereo FM vericisinin özelliklerini artırmakla kalmaz, aynı zamanda genel amaçlı bir stereo encoder cihazı olarak da kullanılabilir.

Ayarlama​

Ayarlama sırasında devre, FM modülatörüne ve 5 voltluk bir güç kaynağına bağlanır.

Bir multimetre ile IC1 CD4069'un her bacağı ile IC2'nin CP, Q ve Q̅ uçları ölçülür. Her bir noktada besleme geriliminin yaklaşık yarısı görülmelidir. Bu durum osilatörün çalışmaya başladığını gösterir.

Eğer dijital frekans sayacı mevcutsa, IC1 çıkış frekansı ölçülür. Frekans, RW1 kullanılarak 75 kHz ±10 Hz olacak şekilde ayarlanabilir.

Frekans sayacı yoksa ayarlama bir radyo kullanılarak yapılabilir. Öncelikle RW2 yaklaşık orta konuma getirilir ve uygun şekilde ayarlanır. Daha sonra RW1 ayarlanarak, radyonun stereo göstergesinin yanması ve hoparlörden herhangi bir frekans ötmesi duyulmaması sağlanır.

Daha sonra stereo ses sinyali giriş terminalinden uygulanır. Giriş sinyali yaklaşık 1,5 Vpp olmalıdır. Bu sinyal bir güç amplifikatörünün çıkışından da alınabilir.

Bu işlemden sonra radyodan stereo yayın alınabilir.

Giriş sinyali Line çıkışından da alınabilir. Ancak bu durumda R7 değerinin buna uygun olarak değiştirilmesi gerekir.

Son olarak, yüksek frekanslı gürültüyü en düşük seviyeye indirmek için R7 ayarlanabilir.

Aslında R6 ve R7, BA1404 entegresinin 13-14 numaralı uçlarında bulunan harici elemanlara eşdeğerdir. Bunlar pilot sinyal ile kompozit sinyalin karıştırıldığı ve daha sonra yükseltece gönderildiği devreyi oluşturur.

Bu devrede yükselteç olarak 9014 kullanılmıştır. BA1404'te ise sinyal 12 numaralı pinden girer.

Bence bu devrede geliştirilebilecek birçok nokta bulunmaktadır. İlgilenenler devre üzerinde geliştirmeler yapabilir.

 

[guclusat]

TAMAMEN KRİSTAL KONTROLLÜ STEREO KODLAYICI​

Aşağıdaki devre, oldukça klasik bir anahtarlamalı tip stereo kodlayıcıdır. Sol ve sağ girişler, doğrudan mono FM vericinizin girişine bağlanabilecek tek bir çıkış hâline getirilir.

Giriş katlarında pre-emphasis devresi bulunmaktadır. 1 nF kondansatörlerle paralel bağlanan 47 kΩ dirençler, yaklaşık 47 mikro saniyelik bir zaman sabiti oluşturur ve gerekli olan 50 mikro saniyelik değere oldukça yakındır.

ABD'de kullanılan 75 mikro saniyelik standart için kondansatörler 1,5 nF değerleriyle değiştirilebilir.

Uzun süreli frekans kararlılığı, 4060 osilatör/bölücü entegresindeki osilatörü kontrol etmek için 4,864 MHz kristal kullanılmasıyla sağlanır. Bu yüksek frekans, daha sonraki işlemler için yüksek doğrulukta pilot ton ve alt taşıyıcı sinyalleri elde etmek üzere bölünür.

Devrenin Çalışması​

Devrenin temelini 4066 entegresi oluşturur. 4066, birbirinden 180 derece faz farklı iki adet 38 kHz anahtarlama sinyali tarafından kontrol edilen iki yüksek hızlı elektronik anahtar gibi çalışır.

Böylece sol ve sağ girişler dönüşümlü olarak açılıp kapatılır. İki anahtarlama çıkışı, 2 ve 3 numaralı pinlerde bulunan 4k7 dirençler üzerinden birleştirilir.

Dolayısıyla belirli herhangi bir anda yalnızca sol veya sağ kanal iletiliyor olacaktır. Bu işlem saniyede 38.000 kez gerçekleşir.

Dinleyicinin FM alıcısında, benzer bir elektronik anahtar grubu 19 kHz "pilot tonu" kullanılarak senkronize edilir ve kompozit sinyal tekrar iki ayrı sinyale, yani sol ve sağ kanallara ayrılır.

Bu sayede stereo kodlayıcı tarafından birleştirilen iki kanal, alıcı tarafında tekrar birbirinden ayrılarak stereo ses elde edilir.

Yapım Notu​

Bu devreyi yapmak isteyenler için kristal NRG Kits üzerinden temin edilebilir ve diğer tüm parçalar da kolaylıkla bulunabilir.

Önemli: Herhangi bir stereo kodlayıcı kullanırken vericinizdeki pre-emphasis özelliğini kapatmayı unutmayın!

 

[guclusat]

Veronica Stereo Encoder​

Bildiğiniz gibi, stereo yayın yapabilmek için LEFT (sol) ve RIGHT (sağ) ses kanallarının, FM alıcılarının stereo sesi yeniden oluşturabileceği şekilde özel olarak kodlanması gerekir.

Bu devre, düşük maliyetli ancak güçlü bir stereo kodlayıcıdır.

Şema oldukça sade ve anlaşılır olduğundan, devre hakkında kapsamlı bir dokümantasyon bulunmamaktadır.

Sadece şu noktaların bilinmesi yeterlidir:

• Trimpotlar, şemada gösterildiği üzere 19 kHz pilot tonu ve çıkış seviyelerini ayarlamak için kullanılır.
• Kapasitör trimpotu, 76 kHz kristalden elde edilen 19 kHz pilot tonunun frekansını hassas şekilde ayarlamak için kullanılır.

 

[guclusat]

Düşük Güçlü PLL Stabilize FM Stereo Verici

Yüksek Performanslı FM Stereo Verici​

Şema, yüksek performanslı bir FM stereo vericiyi göstermektedir. Devre; stereo üretici IC1 (ses matrisleme), dengeli modülatör IC2, pilot ve alt taşıyıcı üretici IC3 ve IC4 ile PLL sentezleyici IC6, IC7 ve IC8 bölümlerinden oluşmaktadır.

76–108 MHz arasındaki frekanslar desteklenmekte ve frekans ayarı 100 kHz çözünürlükle yapılabilmektedir.

Kararlı çalışma sağlamak amacıyla tüm osilatörler kristal kontrollüdür.

Çıkış gücü, 50 Ω yükte 0,5–0,7 V seviyesindedir.

Amerika Birleşik Devletleri'nde Kullanım​

Amerika Birleşik Devletleri'nde FCC yönetmeliklerine uygunluk sağlamak amacıyla verici, ışıma yapmayan 56 Ω dirençle sonlandırılır ve ışıyan prob olarak 12 inç'e kadar küçük bir çubuk anten (whip antenna) kullanılır.

Işınan alan şiddeti, antenden 3 metre uzaklıkta 250 μV/m seviyesinde tutulmalıdır.

Açık alanlarda 4 inçlik bir çubuk anten, yeterli menzil sağlamalıdır. Tipik menzil yaklaşık 100 feet civarındadır.

Bazı kayıpların oluştuğu bina içi kullanımlarda ise 12 inçlik bir anten gerekebilir.

12 inçten daha uzun bir çubuk anten kullanmayın.

Diğer Ülkelerde Kullanım​

Yönetmeliklerin izin verdiği diğer ülkelerde uygun empedanslı (matched) bir anten kullanılabilir. Bu durumda çıkış yükselteci 15 V veya daha yüksek bir gerilimle çalıştırılabilir ve 200 mW'ın üzerinde çıkış gücü elde edilebilir.

Besleme hattında daha yüksek gerilime dayanıklı bypass kondansatörleri kullanılması ve R27'nin 680 Ω olarak değiştirilmesi şartıyla 24 V'a kadar besleme gerilimi kullanılabilir.

Bu durumda IC5 için soğutucu kullanılması gerekebilir.

PC kartı da dahil olmak üzere devrenin tüm parçalarını içeren komple kit, North Country Radio tarafından temin edilebilir.

 

[guclusat]

Stereo Kodlayıcı Multiplexer



BA1404 ve 15 kHz alçak geçiren filtrelerle.