Cihaz Topraklama

Cihaz Topraklama Nedir, Neden Önemlidir?

Yıllar boyunca, gerek telsiz üzerinden yaptığımız sohbetlerde gerekse yüz yüze görüşmelerde, birçok amatör telsizciden (ham) istasyonlarında doğru ve etkili, parazitsiz (RFI’sız) bir topraklama sistemini nasıl kuracakları konusunda yaşadıkları sorunları dinledim. Açıkçası, duyduklarımın çoğu benim de bu hobiye ilk başladığım yıllarda birebir yaşadığım sorunlardı.

Özellikle VHF ve UHF bantlarında çalışan yeni amatörler, genelde uzun bir süre keyifle yayın yaparlar. Ancak iş HF bantlarına geçildiğinde, sorunlar bir anda kendini göstermeye başlar. İlk kez PTT’ye basıp mikrofona konuştuğunuz anda, istasyondaki tüm aktif cihazların adeta çıldırdığını görürsünüz. Panel göstergeleri zıplar, güç kaynağının voltmetresi bir aşağı bir yukarı oynar ve eğer biraz şanssızsanız, metal gövdeli bir mikrofon kullanıyorsanız ilk “mikrofon ısırığını”(beklenmedik RF çarpması) da o an yaşayabilirsiniz.

Bir amatör telsiz istasyonunda etkili bir topraklama sistemi kurmak, aslında iki temel konunun birlikte ele alınmasını gerektirir:

Birincisi: Elektriksel güvenlik kurallarına uygun topraklama (elektrik topraklaması)
İkincisi: İstasyon içindeki RF parazitleriyle başa çıkmak (RF topraklaması)

Genelde amatör telsize yeni başlayanların çoğu, elektriksel güvenlik kısmına dikkat eder; ancak RF enerjisinin istasyon içinde oluşturduğu sorunları büyük ölçüde göz ardı eder. Birçok kişi, “Elektrik topraklamam sağlam, sorun olmaz” diye düşünür. Ne yazık ki bu düşünce çoğu zaman yanlıştır.

İstasyonda yetersiz RF topraklaması varsa, çalışma keyfini ve yayın kalitesini ciddi şekilde düşüren bazı belirtiler ortaya çıkar.

 

Bunların en yaygın olanları şunlardır:

  • Mikrofon çarpması (can sıkan RF şokları)
  • Pürüzlü veya bozuk ses (distorsiyon)
  • Elektronik anahtarlayıcının (keyer) yanlış karakter göndermesi
  • İstasyondaki metal parçalara dokununca RF çarpması
  • Güç kaynağında dalgalanmalar (regüleli güç kaynağının regülasyonu kaybetmesi)
  • SWR metresinde anlamsız ve kararsız değerler
  • Masaüstü bilgisayarın kafayı yemesi
  • Monitörde titremeler
  • Floresan lambaların yanıp sönmesi
  • Elektronik anahtar devrelerinin kendi kendine açılıp kapanması
  • Kapalı durumdaki cihazların göstergelerinin kendiliğinden oynaması
  • Yayın sırasında PC hoparlörlerinden bozuk ses gelmesi
  • İstasyon çevresindeki ev aletlerinde ciddi RF paraziti

 

Yukarıdaki tüm belirtiler, verici çalıştığı anda istasyon çevresinde yüksek seviyede RF gerilimi bulunduğunun açık işaretleridir. Bunun temel nedeni ise yetersiz veya hatalı RF topraklamasıdır.

Unutmayalım: İletken olan her şey RF enerjisini kapasitif veya endüktif olarak alır, emer ve tekrar yayar.
Bu noktada çoğu kişi şu cümleyi kurar:
“Ama benim elektrik topraklamam çok iyi!”

Peki bu gerçekten yeterli mi?
Gerçek mi, yoksa büyük bir yanılgı mı?

Eğer yukarıdaki sorunlardan birkaçını bile yaşıyorsanız, büyük ihtimalle istasyonunuzda birden fazla topraklama ve RF kontrol problemi vardır.

Şimdi, elektriksel olarak doğru yapılmış ama RF açısından zayıf olan bazı tipik topraklama senaryolarına bakalım. Aşağıda, basit bir örnekten başlayarak daha problemli durumlara kadar uzanan bir senaryoyu ve verici aktif olduğunda ortaya çıkabilecek sorunları inceleyeceğiz.

Her şey hazır görünüyordu. Arkadaşımız 100 watt’lık transceiver’ını çalıştırdı ve 7.035 MHz frekansında J3E modunda çağrı yapmaya başladı. Kısa süre sonra karşı istasyondan cevap geldi. Ancak cevap beklediği gibi değildi…

Karşı taraftaki operatör, sinyalin S9 seviyesinde çok güçlü olduğunu ama sesin bozuk, pütürlü ve anlaşılmaz geldiğini söyledi. Operatör ALC ve mikrofon kazancı ayarlarıyla oynamaya başladı; defalarca ince ayar yaptı ama sonuç değişmedi.

Daha sonra RF çıkış gücünü 50 watt PEP seviyesine düşürdüğünde sorun ortadan kayboldu. “Tamam, sorun çözüldü galiba” derken bu kez lineer amplifikatörü devreye aldı ve çıkışı 250 watt PEP seviyesine yükseltti. Ne yazık ki sorun geri geldi… hem de daha şiddetli şekilde.

İki istasyon neredeyse iki saat boyunca “şunu ayarla, bunu değiştir” diyerek uğraştılar ama sonuç sıfırdı. Günün sonunda bizim titiz ve düzenli amatör telsizcimiz, hayli sinirlenmiş ve yorgun bir halde yayını kapatmaya hazırlanırken, frekansı dinleyen üçüncü bir amatör konuşmaya dahil oldu ve kibarca şunu söyledi:

“Sanırım kötü bir topraklama sorununuz var…”

Bizim operatör şaşkınlıkla cevap verdi:

“Ne diyorsunuz? Benim topraklamam mükemmel!”

Ardından yeni kurduğu, tertipli ve özenle bağlanmış topraklama sistemini uzun uzun anlattı…

Üçüncü amatör kısa bir sessizlikten sonra şöyle dedi:

“Hmmm… Büyük ihtimalle GROUND LOOP (topraklama döngüsü) sorunu yaşıyorsunuz.”

Ve nedenini anlatmaya başladı.

Uzun QSO boyunca, sorun yaşayan amatör telsizci şunları öğrendi:


  • Her bir cihazın topraklama kablosu, ana topraklama barasına birbirinden uzak noktalardan bağlandığında ground loop oluşur.
  • İstasyondaki her cihazın zaten kendi referans toprağı vardır. Ancak cihazlar birbirine bağlandığında ve her biri ayrı noktalardan ana toprak barasına bağlanırsa, kapalı devreler (döngüler) oluşur.
  • Her oluşan topraklama döngüsü, aslında küçük bir endüktif bobin gibi davranır. Çünkü toprak kablosu bir halka tamamlamış olur.
  • Bu döngüler, RF enerjisinin yakın alanında (özellikle yayın sırasında) kaldığında, RF enerjisi bu döngülere kuplaj yapar (RF coupling).
  • RF enerjisi bu döngülere bağlandığında, ses modülasyonuyla senkronize olarak dalgalı bir gerilim indüklenir. Bu enerji sistem içinde dolaşır ve en düşük direnci bularak devrelerin içine sızar.
  • RF devrelerin içine girdiğinde, hassas elektronik devrelerin çalışma dengesini bozar ve tam anlamıyla kaosa yol açar.
  • Uzun koaksiyel kablolardan sızan RF enerjisi de bu döngülerden akarak tüm istasyonu adeta RF banyosuna sokar.

Sonuç olarak: Yeni kurulan bu amatör telsiz istasyonunun DC elektrik topraklaması mükemmeldi,
ama RF topraklaması son derece kötüydü!