Усилители swa – Купить антенный усилитель SWA в Москве, цены на усилители SWA для телевизионных антенн

Антенные усилители SWA

В публикуемой здесь статье наш постоянный автор анализирует схемотехнику антенных усилителей польского производства и обосновывает свой осознанный подход к их выбору с точки зрения коэффициентов шума и усиления. Он также дает рекомендации по ремонту таких устройств, довольно часто выходящих из строя от грозовых разрядов, и устранению самовозбуждения. Это позволит/ надеемся, многим радиолюбителям не только выбрать необходимый усилитель, но и улучшить его работу.

Активные антенны польской фирмы ANPREL и некоторых других получили широкое распространение в России и странах СНГ. При незначительном собственном усилении,особенно в диапазоне MB, параметры такой антенны во многом определяются установленным на ней антенным усилителем. Именно этому блоку свойственен ряд недостатков: он склонен к самовозбуждению, имеет довольно высокий уровень собственных шумов, легко перегружается мощными сигналами диапазона MB, часто повреждается грозовыми разрядами. Эти проблемы знакомы многим владельцам таких антенн.

Вопросы эксплуатации антенных усилителей SWA и аналогичных крайне мало освещены в литературе. Можно отметить лишь публикацию [1], где указано на перегрузку усилителя сигналами MB. С остальными недостатками владельцам антенн приходится бороться известным способом: заменяя усилители, выбрать лучший. Однако такой метод требует много времени и сил, поскольку усилитель, как правило, труднодоступен — расположен вместе с антенной на высокой мачте.

Основываясь на анализе схемотехники, собственном опыте и некоторых материалах фирмы ANPREL, предлагаю более осознанный подход к выбору усилителей, а также способ ремонта, позволяющий восстановить поврежденный блок, а в ряде случаев и улучшить его параметры.

Рынок заполнен множеством взаимозаменяемых моделей антенных усилителей, выпускаемых фирмами ANPREL, TELTAD и др. под разными торговыми марками и номерами. Несмотря на такое разнообразие, большинство из них собраны по стандартной схеме и представляют собой двухкаскадный апериодический усилитель на биполярных транзисторах СВЧ, включенных по схеме с ОЭ. В подтверждение этому рассмотрим модели разных фирм: простой усилитель SWA-36 фирмы TELTAD, принципиальная схема которого показана на рис. 1, и распространенный усилитель SWA-49 (аналог SWA-9) фирмы ANPREL — рис.2.

 

au-swa1.gifau-swa2.gif
Puc.1-2

Усилитель SWA-36 содержит два широкополосных каскада усиления на транзисторах VT1 и VT2. Сигнал с антенны через согласующий трансформатор (на схеме не показан) и конденсатор С1 поступает на базу транзистора VT1, включенного по схеме с ОЭ. Рабочая точка транзистора задана напряжением смещения, определяемым резистором R1. Действующая при этом отрицательная обратная связь (ООС) по напряжению линеаризует характеристику первого каскада, стабилизирует положение рабочей точки, но уменьшает немного его усиление. Частотная коррекция в первом каскаде отсутствует.

Второй каскад также выполнен на транзисторе по схеме с ОЭ и с ООС по напряжению через резисторы R2 и R3, но имеет еще и токовую ООС через резистор R4 в эмиттерной цепи, жестко стабилизирующую режим транзистора VT2. Во избежание большой потери усиления резистор R4 зашунтирован по переменному току конденсатором СЗ, емкость которого выбрана относительно малой (10 пФ). В результате на нижних частотах диапазона емкостное сопротивление конденсатора СЗ оказывается существенным и возникающая ООС по переменному току уменьшает усиление, корректируя тем самым АЧХ усилителя.

К недостаткам усилителя SWA-36 можно отнести пассивные потери в выходной цепи на резисторе R5, который включен так, что на нем падает как постоянное напряжение питания, так и напряжение сигнала.

Аналогично построен и усилитель SWA-49 (рис. 2), который также имеет два каскада, собранных по схеме с ОЭ. Он отличается от SWA-36 лучшей развязкой по цепям питания через Г-образные фильтры L1C6, R5C4 и повышенным коэффициентом усиления за счет наличия конденсатора С5 в цепи ООС (R3C5R6) второго каскада и переходного конденсатора С7 на выходе.

Подобная схемотехника присуща большинству других усилителей SWA (см., например, схему усилителя SWA-3, изображенную в [1]). Незначительные отличия чаще всего находятся во втором каскаде, который может быть снабжен разными цепями частотной коррекции, иметь различную глубину ООС и,соответственно коэффициент усиления. У отдельных моделей, например SWA-7, первый и второй каскады имеют непосредственную связь — вывод коллектора транзистора VT1 соединен прямо с выводом базы транзистора VT2. Это позволяет охватить оба каскада петлей ООС по постоянному току и улучшить тем самым термостабильность усилителя.

В каскадах на транзисторах, включенных по схеме с ОЭ, наиболее велико влияние внутренних связей и емкостей переходов транзисторов. Оно проявляется в ограничении полосы пропускания и склонности усилителя к самовозбуждению, вероятность которого тем больше, чем выше коэффициент усиления. Для его оценки известно понятие порога устойчивости — предельного значения коэффициента усиления, при превышении которого усилитель превращается в генератор. Многие антенные усилители SWA с большим усилением работают у порога устойчивости, чем объясняется их нередкое самовозбуждение.

В качестве мер повышения устойчивости усилителей фирма ANPREL применяет разную топологию печатных плат (влияющую на емкость монтажа), поверхностные и объемные катушки, дроссели и т. п. Более радикальный способ: включение транзисторов по каскодной схеме с ОЭ-ОБ — почему-то не используется. При неизменной схеме включения транзисторов с ОЭ-ОЭ для решения проблемы устойчивости фирма предпочитает выпускать регулируемые блоки питания. Уменьшением его напряжения удается устранить самовозбуждение усилителя при сохранении достаточного усиления.

Основные параметры (коэффициент шума Kш и коэффициент усиления Ку) базовых моделей усилителей SWA по каталогу фирмы ANPREL указаны в табл. 1.

Рассмотрим взаимосвязь основных параметров со схемотехникой усилителей и их влияние на качество приема.

Как известно, коэффициент усиления на высоких частотах в каскадах с ОЭ критичен к параметрам используемых транзисторов, особенно к граничной частоте frp. В усилителях SWA применены биполярные СВЧ транзисторы структуры п-р-п, маркированные как Т-67, реже — 415, которые и определяют максимально достижимый коэффициент усиления Ку двухкаскадного усилителя около 40 дБ. Разумеется, в столь широкой рабочей полосе частот коэффициент усиления не остается постоянным — его изменения достигают 10… 15 дБ вследствие неравномерности АЧХ на высших частотах диапазона и коррекции на низших. При максимальных значениях коэффициента усиления Ку трудно обеспечить устойчивость усилителей, поэтому в ряде моделей он ограничен значениями до 10…30дБ, что во многих случаях вполне достаточно (см. табл. 1).

 

au-swa3.gif
 

Вопреки распространенному мнению, следует отметить, что коэффициент усиления нельзя считать главным параметром антенного усилителя. Ведь сами телевизоры обладают весьма большим запасом собственного усиления, т. е. Имеют высокую чувствительность, ограниченную усилением. Несколько хуже у них чувствительность, ограниченная синхронизацией. И наконец, наиболее низкая — чувствительность, ограниченная шумами [2]. Следовательно, фактором, определяющим дальний прием, следует принять уровень собственных шумов электронного тракта, а не коэффициент усиления. Другими словами, ограничение возможности приема в первую очередь наступает из-за влияния шумовых помех, а не из-за недостатка усиления сигнала.

Влияние шума оценивают по отношению сигнал/шум, минимальное значение которого принято равным 20 [2]. При этом отношении и определяют чувствительность, ограниченную шумами, которая равна напряжению входного сигнала, в 20 раз большему напряжения собственных шумов.

Для телевизоров третьего-пятого поколений чувствительность, ограниченная шумами, равна 50… 100 мкВ. Однако при отношении сигнал/шум, равном 20, наблюдаются очень плохие качество изображения и разборчивость только крупных деталей. Для получения изображения хорошего качества следует подать на вход телевизора полезный сигнал, примерно в 5 раз больший, т. е. обеспечить отношение сигнал/шум около 100 [2].

Антенный усилитель должен увеличивать отношение сигнал/шум, а для этого следует усиливать сигнал, а не шум. Но любой электронный усилитель неизбежно имеет собственные шумы, которые усиливаются вместе с полезным сигналом и ухудшают отношение сигнал/шум. Поэтому важнейшим параметром антенного усилителя следует считать его коэффициент шума Кш. Если он недостаточно мал, то повышение коэффициента усиления бесполезно, так как и сигнал, и шум усиливаются в равной мере и их отношение не улучшается. В результате даже при достаточном уровне сигнала на антенном входе телевизора изображение будет поражено интенсивной шумовой помехой (хорошо известный всем «снег»).

Для единой оценки шумов многокаскадного тракта существует показатель приведенного к входу коэффициента шума Кш, который равен уровню шума на выходе, поделенному на общий коэффициент усиления, т. е. Кш=Кш.вых/Ку. Так как выходной уровень шума Кш.вых зависит в наибольшей степени от уровня шума первого транзистора, усиливаемого всеми последующими каскадами, шумами остальных каскадов можно пренебречь. Тогда Кш.вых=Кш1Ку, где Кш, — коэффициент шума первого транзистора. Следовательно, получим Кш=Кш1, т. е. приведенный коэффициент шума усилительного тракта не зависит от числа каскадов и общего коэффициента усиления, а равен только коэффициенту шума первого транзистора.

Отсюда вытекает важный практический вывод — применение антенного усилителя может дать положительный результат тогда, когда коэффициент шума первого транзистора усилителя меньше коэффициента шума первого каскада телевизора. В селекторах каналов телевизоров пятого поколения применен полевой транзистор КП327А с коэффициентом шума 4,5 дБ на частоте 800 МГц [З]. Следовательно, в первом каскаде антенного усилителя должен работать транзистор с Кш1<4,5 дБ на той же частоте. Причем, чем меньше это значение по сравнению с коэффициентом Кш1 телевизора, тем эффективнее применение усилителя и тем выше качество приема.

Коэффициент шума зависит также от качества согласования на входе усилителя и режима работы первого транзистора. Для усилителей SWA тип транзистора VT1, режим его работы и качество согласования определяет приведенный коэффициент Кш= 1,7…3,1 дБ (см. табл. 1).

Из изложенного выше ясно, что выбор антенного усилителя по принципу — чем больше коэффициент усиления, тем лучше — неверен. Именно поэтому многие владельцы, меняя усилители, не могут добиться хорошего результата. Причина такого парадоксального, на первый взгляд, факта заключается в том, что коэффициент шума, как правило, неизвестен (его нет в торговой информации фирм), а на самом деле он лишь незначительно отличается у многих моделей с разным усилением (см. табл. 1). Увеличение же коэффициента усиления при неизменном коэффициенте шума не дает выигрыша в отношении сигнал/шум и, следовательно, улучшения качества приема. Редкий успех достигается только тогда, когда случайно попадается малошумящий усилитель.

Следовательно, при выборе антенного усилителя ориентироваться нужно в первую очередь на минимальный уровень шума. Вполне хорошим можно считать усилитель с Кш<2 дБ. Из табл. 1 лучшими можно считать модели SWA-7, SWA-9, имеющие Кш=1,7 дБ. Информацию о коэффициенте шума новых усилителей можно найти в каталогах фирмы ANPREL или в сети Интернет.

Что же касается коэффициента усиления, то он, разумеется, тоже имеет значение, но не для максимального усиления слабых сигналов, а, в первую очередь, для компенсации потерь в соединительном кабеле, согласующе-разветвляющих устройствах и т. п. Из-за этих потерь при недостаточном усилении уровень сигнала на входе телевизора может упасть ниже порога чувствительности, ограниченной синхронизацией или даже усилением, что сделает прием невозможным. Поэтому для правильного выбора коэффициента усиления необходимо знать затухание сигнала во всем соединительном тракте. А его ориентировочное значение несложно рассчитать.

Погонное затухание сигнала в распространенном кабеле марки РК-75-4-11 равно 0,07 дБ/м на первом-пятом, 0,13дБ/м на шестом-двенадцатом и 0,25…0,37 дБ/м на 21-60-м телевизионных каналах [2]. При длине фидера 50 м ослабление на 21-60-м каналах составит 12,5…17,5 дБ. Если установлен промышленный пассивный разветви-тель, он вносит дополнительные потери на каждом своем выходе, значение которых, как правило, указано на корпусе.

Рассчитав затухание в кабеле и прибавив к нему ослабление в разветвителе (если он есть), получают минимальный коэффициент усиления антенного усилителя. К нему прибавляют запас в 12…14 дБ для усиления слабых сигналов, что необходимо из-за низкой эффективности широкополосных малогабаритных приемных антенн. По полученному значению Ку выбирают антенный усилитель. Намного превышать полученное значение коэффициента усиления не следует, так как это увеличивает вероятность самовозбуждения и перегрузки мощными сигналами близко расположенных станций.

Ремонт антенных усилителей в основном сводится к замене активных элементов, поврежденных грозовыми разрядами. Следует отметить, что наличие в некоторых моделях диода на входе не гарантирует полной молниезащиты: при мощном атмосферном разряде пробиваются как защитный диод, так и, как правило, оба транзистора.

Антенные усилители SWA собраны по технологии автоматической поверхностной сборки на микроэлементах, что требует аккуратности при ремонте. Пайку следует выполнять малогабаритным паяльником с остро заточенным жалом. В неработающем усилителе следует осторожно, стараясь не повредить тонкие печатные проводники, выпаять микротранзисторы VT1, VT2 и защитный диод (если он есть).

Основные параметры отечественных транзисторов, пригодных для установки в усилители SWA, указаны в табл. 2 [З]. Из нее следует, что использование в первом каскаде транзисторов КТ391А-2, КТ3101А-2, КТ3115А-2, КТ3115Б-2, КТ3115В-2 шумовые характеристики большинства моделей усилителей не ухудшает, а применение транзисторов 2Т3124А-2, 2Т3124Б-2, 2Т3124В-2, КТ3132А-2 снижает Кш до 1,5 дБ, что улучшает параметры усилителя. Это обстоятельство позволяет рекомендовать замену первого транзистора усилителя на указанные последними даже в исправных, но «шумящих» усилителях с целью повышения качества их работы. Необходимо отметить, что в табл. 2 даны предельные значения, типовые же параметры, как правило, лучше [З].

 

au-swa4.gif
 

Малошумящие СВЧ транзисторы серий 2Т3124, КТ3132 относительно дороги и слаботочны, поэтому их лучше устанавливать только в первый каскад, а во втором использовать более дешевые и мощные транзисторы КТ391А-2, КТ3101А-2 (см. табл. 2) и даже серий КТ371, КТ372, КТ382,КТ399 и другие с граничной частотой около 2 ГГц [З]. Однако в последнем случае будет немного меньше коэффициент усиления на верхних частотах диапазона.

Размеры корпуса импортных микротранзисторов равны 1,2х2,8 мм при длине выводов 1…1.5 мм. Соответственно и расстояния на плате между печатными площадками для выводов транзисторов малы. Установка отечественных транзисторов с диаметром корпуса 2 мм со стороны поверхностного монтажа, хотя и возможна, но затруднительна: при пайке их можно повредить. Новые транзисторы лучше установить с противоположной стороны платы, просверлив предварительно отверстия для выводов сверлом диаметром 0,5…0,8 мм. Лучше сверлить не в самом печатном проводнике, а так, чтобы отверстие касалось края площадки. Если со стороны, противоположной поверхностному монтажу, имеется слой фольги, то отверстия в нем следует раз-зенковать сверлом диаметром 2…2,5 мм (кроме отверстия для вывода эмиттера транзистора VT1).

Затем устанавливают новые транзисторы так, чтобы кристаллодержатель или корпус прибора касался платы. Если выводы значительно выступают с другой стороны, после пайки их следует откусить. СВЧ транзисторы чувствительны к статическому электричеству, поэтому при пайке следует соблюдать соответствующие меры защиты. Время пайки — не более 3 с [З].

Защитный диод можно не устанавливать. Лучшей защитой от атмосферного электричества служит хорошее заземление антенны.

В усилителях SWA оба транзистора работают с коллекторным током 10…12 мА. После замены такой ток приемлем для второго транзистора (например, КТ3101А-2), но превышает постоянно допустимый для первого, если установлены транзисторы серий КТ3115, КТ3124 и КТ3132А-2 (см. табл. 2). Коллекторный ток зависит от параметра h31э, по которому транзисторы имеют значительный разброс. Поэтому после монтажа конкретного экземпляра необходимо установить рабочую точку транзистора VT1. Для этого выпаивают микрорезистор R1 и вместо него временно подключают подстроечный резистор (СПЗ-23, СПЗ-27 и т. п.) сопротивлением 68…100 кОм. Перед включением питания движок резистора должен находиться в положении максимального сопротивления, чтобы не повредить транзистор.

На усилитель подают напряжение 12 8 от блока питания и измеряют падение напряжения на резисторе R2 (см. рис. 1 и 2). Поделив измеренное напряжение на сопротивление резистора R2, узнают коллекторный ток. Регулируя сопротивление подстроечного резистора в сторону уменьшения, добиваются коллекторного тока около 5 мА, что соответствует минимуму шумов по характеристике транзисторов [З]. На этом настройку заканчивают и вместо подстроечного резистора впаивают постоянный такого же сопротивления (МЛТ-0,125 или импортный), укоротив предварительно до минимума его выводы.

После этого покрывают печатную плату и бескорпусные транзисторы слоем радиотехнического лака или компаунда. Внешний вид восстановленного усилителя SWA-36 показан на рис. 3. В нем использованы транзисторы (рис. 3,а) 2Т3124Б-2 (VT1) и КТ3101А-2 (VT2). В связи с простейшей конструкцией усилителя приняты меры по устранению самовозбуждения: на вывод коллектора транзистора VT1 надето ферритовое микрокольцо (его применяют в селекторах каналов СК-М телевизоров ЗУСЦТ и 4УСЦТ). Коллекторный ток транзистора VT1 задан резистором R1 (рис. 3,6) номиналом 51 кОм (было 33 кОм).

 

Внешний вид усилителей
Puc.3

Во втором каскаде были опробованы транзисторы серий КТ372, КТ399, с которыми сохранялись устойчивость и достаточный коэффициент усиления. При этом была проверена возможность установки дополнительного конденсатора Сд емкостью 150 пФ (рис. 3,6), шунтирующего резистор R5 (см. рис. 1), для увеличения коэффициента усиления. При установке конденсатора самовозбуждение усилителя устраняют понижением напряжения питания.

В основном варианте (с транзисторами 2Т3124Б-2 и КТ3101А-2) усилитель обеспечил лучшее, чем до ремонта, качество приема, которое визуально оценено примерно одинаковым приему с новым усилителем SWA-9.

ЛИТЕРАТУРА

1. Тужилин С. Усилитель ДМВ из широкополосного. — Радио,1997, N 7,с.15.

2. Никитин В. Советы любителям дальнего приема телевидения. Сб.: «В помощь радиолюбителю», вып. 103. — М.: ДОСААФ, 1989.

3. Полупроводниковые приборы. Транзисторы малой мощности. Справочник. Под ред. А. В. Голомедова. — М.: Радио и связь, 1989.

А. ПАХОМОВ, г. Зерноград Ростовской обл.

(Радио 1-99)

3.4. Пластинчатые антенные усилители | Техническая библиотека lib.qrz.ru

3.4. Пластинчатые антенные усилители

Пластинчатые антенные усилители предназначены для повышения уровня сигнала и компенсации потерь в линиях передач. Примерно одинаковое конструктивное исполнение позволяет использовать их в различных конструкциях широкополосных антенн. Такие усилители выпускаются по технологии SMD с использованием самых современных малошумящих транзисторов, которые изготавливаются ведущими зарубежными фирмами — ITT, Siemens, Philips и др. Благодаря полностью автоматизированному многократному контролю пластинчатые усилители имеют хорошую надежность, а благодаря защитному покрытию, обладают стойкостью к воздействию атмосферных явлений.

В настоящее время наибольший ассортимент составляют пластинчатые усилители SWA, WS, РА, РАЕ, GPS и др. Они имеют различные схемные решения, что позволяет путем простейшего подбора добиться требуемых результатов в районах с различным уровнем принимаемого сигнала.

В районах с относительно хорошим уровнем принимаемого сигнала обычно используют усилители с одним каскадом усиления (одноступенчатые) SWA-1, SWA-1 /LUX, PA-2, S&A-110.

В районах с недостаточным уровнем принимаемого сигнала используют двухкаскадные (двухступенчатые) усилители WS-2, SWA-3, SWA-4/LUX, SWA-5 (SWA-6), SWA-7, SWA-8, SWA-9, PA-5, S&A-130, PA-9, S&A-140, PA-10, S&A-120, РАЕ-14, РАЕ-42, РАЕ-43, РАЕ-44, РАЕ-45, РАЕ-65, PAE-65TS, WA-031, WA-032, WA-041, WA-042, WA501S-1.

Ниже приведены технические характеристики и их принципиальные схемы перечисленных выше усилителей, а также показан их внешний вид.

Подача напряжения к пластинчатым усилителям осуществляется адаптерами, различающимися лишь исполнением корпуса. Основные схемные решения блоков питания приведены на стр. 115.

SWA-1

Каналы приема 1 — 68

Коэффициент усиления (G), дБ 8… 10

Коэффициент шума (F), дБ 2, 5

Сопротивление входа/выхода, Ом 300/75

3-41.jpg

3-42.jpg

3-43.jpg

SWA-1 LUX

Каналы приема 1 — 68

Коэффициент усиления (G), дБ 15… 18

Коэффициент шума (F), дБ 0, 9

Сопротивление входа/выхода, Ом 300/75

3-44.jpg

3-45.jpg

3-46.jpg

PA-2

Полоса приема, МГц 40… 800

Коэффициент усиления (С), дБ 12

Коэффициент шума (Р), дБ 3, 5

Сопротивление входа/выхода, Ом 300/75

3-47.jpg

3-48.jpg

3-49.jpg

S&A-110

Полоса приема, МГц 40… 800

Коэффициент усиления (G), дБ 12

Коэффициент шума (F), дБ 3, 5

Сопротивление входа/выхода, Ом 300. 75

3-410.jpg

3-411.jpg

3-412.jpg

ANPREL WS-2

Каналы приема 1 — 68

Коэффициент усиления (G), дБ 23… 26

Коэффициент шума (F), дБ 3, 1

Сопротивление входа/выхода, Ом 300/75

3-413.jpg

3-414.jpg

3-415.jpg

SWA-3

Каналы приема 1 — 68

Коэффициент усиления (G), дБ 23… 28

Коэффициент шума (F), дБ 3, 1

Сопротивление входа/выхода, Ом 300/75

3-416.jpg

3-417.jpg

3-418.jpg

SWA-4 LUX

Каналы приема 1 — 68

Коэффициент усиления (G), дБ 28… 32

Коэффициент шума (F), дБ 2, 6

Сопротивление входа/выхода, Ом 300/75

3-419.jpg

3-420.jpg

3-421.jpg

SWA-5 (SWA-6)

Каналы приема 1 — 68

Коэффициент усиления (G), дБ 32… 36

Коэффициент шума (F), дБ 1, 9

Сопротивление входа/выхода, Ом 300/75

3-422.jpg

3-423.jpg

3-424.jpg

SWA-7

Каналы приема 1 — 68

Коэффициент усиления (G), дБ 32… 38

Коэффициент шума (F), дБ 1, 7

Сопротивление входа/выхода. Ом 300/75

3-425.jpg

3-426.jpg

3-427.jpg

SWA-8

Каналы приема 1 — 68

Коэффициент усиления (G), дБ 28… 30

Коэффициент шума (F), дБ 2, 9

Сопротивление входа/выхода, Ом 300/75

3-428.jpg

3-429.jpg

3-430.jpg

SWA-9

Каналы приема 1 — 68

Коэффициент усиления (G), дБ 32… 39

Коэффициент шума (F), дБ 1, 7

Сопротивление входа/выхода. Ом 300/75

3-431.jpg

3-432.jpg

3-433.jpg

SWA-455 LUX

Каналы приема 1 — 69

Коэффициент усиления (G), дБ 22… 30

Коэффициент шума (F), дБ 1, 8

Сопротивление входа/выхода, Ом 300/75

3-434.jpg

3-435.jpg

3-436.jpg

SWA-555 LUX

Каналы приема 1 — 69

Коэффициент усиления (G), дБ 28… 34

Коэффициент шума (F), дБ 1, 7

Сопротивление входа/выхода, Ом 300/75

3-437.jpg

3-438.jpg

3-439.jpg

PA-5

Каналы приема 1 — 69

Коэффициент усиления (G), дБ 28… 34

Коэффициент шума (F), дБ 1, 7

Сопротивление входа/выхода, Ом 300/75

3-440.jpg

3-441.jpg

3-442.jpg

S&A-130

Каналы приема 1 — 69

Коэффициент усиления (G), дБ 28… 34

Коэффициент шума (F), дБ 1, 7

Сопротивление входа/выхода, Ом 300/75

3-443.jpg

3-444.jpg

PA-9

Каналы приема 1 — 69

Коэффициент усиления (G), дБ 28… 34

Коэффициент шума (F), дБ 1, 7

Сопротивление входа/выхода, Ом 300/75

3-445.jpg

3-446.jpg

3-447.jpg

S&A-140

Каналы приема, 1 — 69

Коэффициент усиления (G), дБ 28… 34

Коэффициент шума (F), дБ 1, 7

Сопротивление входа/выхода. Ом 300/75

3-448.jpg

3-449.jpg

3-450.jpg

РА-10

Полоса приема, МГц 40… 800

Коэффициент усиления (G), дБ 22

Коэффициент шума (F), дБ 3, 9

Сопротивление входа/выхода, Ом 300/75

3-451.jpg

3-452.jpg

3-453.jpg

S&A-120

Полоса приема, МГц 40… 800

Коэффициент усиления (G), дБ 22

Коэффициент шума (F), дБ 3, 9

Сопротивление входа/выхода, Ом 300/75

3-454.jpg

3-455.jpg

3-456.jpg

РАЕ-14

Каналы приема 1 — 60

Коэффициент усиления (G), дБ 25… 30

Максимальный уровень выхода (Р), дБ/мкВ 98

Коэффициент шума (F), дБ 1, 5

Сопротивление входа/выхода, Ом 300/75

3-457.jpg

3-458.jpg

3-459.jpg

РАЕ-42

Каналы приема 1 — 60

Коэффициент усиления (G), дБ 25…30* Коэффициент шума (F),дБ <2,5(UHF) Максимальный уровень выхода (Р), дБ/мкВ 102

КСВ 1, 8

Сопротивление выхода, Ом 75

3-460.jpg

3-461.jpg

3-462.jpg

РАЕ-43

Каналы приема 1 — 69

Коэффициент усиления (G), дБ 26… 32 Коэффициент шума (F), дБ <2,5 (UHF) Максимальный уровень выхода (Р), дБ/мкВ 104

КСВ 1, 2

Сопротивление выхода, Ом 75

3-463.jpg

3-464.jpg

3-465.jpg

РАЕ-44

Каналы приема 1 — 60

Коэффициент усиления (G), дБ 26…32 Коэффициент шума (F), дБ <2,7 (UHF) Максимальный уровень выхода (Р), дБ/мкВ 98

КСВ 1, 5

Сопротивление выхода, Ом 75

3-466.jpg

3-467.jpg

3-468.jpg

РАЕ-45

Каналы приема 1 — 69

Коэффициент усиления (G), дБ 24…28

Коэффициент шума (F), дБ <2,2 (UHF) Максимальный уровень выхода (Р), дБ/мкВ 105

КСВ 1, 2

Сопротивление выхода, Ом 75

3-469.jpg

3-470.jpg

3-471.jpg

РАЕ-65

Каналы приема 1 — 69

Коэффициент усиления (G), дБ 24… 28 Коэффициент шума (F), дБ <2, 5 (UHF) Максимальный уровень выхода (Р), дБ/мкВ 104

КСВ 1, 2

Сопротивление выхода, Ом 75

3-472.jpg

3-473.jpg

3-474.jpg

РАЕ-65 TS

Каналы приема 1 — 69

Коэффициент усиления (G), дБ 24… 28 Коэффициент шума (F), дБ <1,7 (UHF) Максимальный уровень выхода (Р), дБ/мкВ 112

КСВ 1, 7

Сопротивление выхода, Ом 75

3-475.jpg

3-476.jpg

3-477.jpg

GPS WA-031

Каналы приема 6-60

Коэффициент усиления (G), дБ 22

Коэффициент шума (F), дБ 3, 0

Сопротивление входа/выхода, Ом 300/75

3-478.jpg

3-479.jpg

3-480.jpg

GPS WA-032

Каналы приема 6 — 60

Коэффициент усиления (G), дБ 24

Коэффициент шума (F), дБ 2, 2

Сопротивление входа/выхода, Ом 300/75

3-481.jpg

3-482.jpg

GPS WA-041

Каналы приема 6-60

Коэффициент усиления (G), дБ 32

Коэффициент шума (F), дБ 1, 7

Сопротивление входа/выхода, Ом 300/75

3-483.jpg

3-484.jpg

3-485.jpg

GPSWA-042

Каналы приема 6-60

Коэффициент усиления (G), дБ 32

Коэффициент шума (F), дБ 1,7

Сопротивление входа/выхода, Ом 300/75

3-486.jpg

3-487.jpg

3-488.jpg

GPS WA-501S-1 (3)

Каналы приема 6 — 60

Коэффициент усиления (G), дБ 32

Коэффициент шума (F), дБ 1, 5.. 1, 6

Сопротивление входа/выхода, Ом 300/75

3-489.jpg

3-490.jpg

3-491.jpg

3-492.jpg

Аннтенные усилители — SWA | Мастер Винтик. Всё своими руками!

 В публикуемой здесь статье наш постоянный автор анализирует схемотехнику антенных усилителей польского производства и обосновывает свой осознанный подход к их выбору с точки зрения коэффициентов шума и усиления. Он также дает рекомендации по ремонту таких устройств, довольно часто выходящих из строя от грозовых разрядов, и устранению самовозбуждения. Это позволит, надеемся, многим радиолюбителям не только выбрать необходимый усилитель, но и улучшить его работу. 


Активные антенны польской фирмы ANPREL и некоторых других получили широкое распространение в России и странах СНГ. При незначительном собственном усилении,особенно в диапазоне MB, параметры такой антенны во многом определяются установленным на ней антенным усилителем. Именно этому блоку свойственен ряд недостатков: он склонен к самовозбуждению, имеет довольно высокий уровень собственных шумов, легко перегружается мощными сигналами диапазона MB, часто повреждается грозовыми разрядами. Эти проблемы знакомы многим владельцам таких антенн.

Вопросы эксплуатации антенных усилителей SWA и аналогичных крайне мало освещены в литературе. Можно отметить лишь публикацию [1], где указано на перегрузку усилителя сигналами MB. С остальными недостатками владельцам антенн приходится бороться известным способом: заменяя усилители, выбрать лучший. Однако такой метод требует много времени и сил, поскольку усилитель, как правило, труднодоступен — расположен вместе с антенной на высокой мачте.

Основываясь на анализе схемотехники, собственном опыте и некоторых материалах фирмы ANPREL, предлагаю более осознанный подход к выбору усилителей, а также способ ремонта, позволяющий восстановить поврежденный блок, а в ряде случаев и улучшить его параметры.

Рынок заполнен множеством взаимозаменяемых моделей антенных усилителей, выпускаемых фирмами ANPREL, TELTAD и др. под разными торговыми марками и номерами. Несмотря на такое разнообразие, большинство из них собраны по стандартной схеме и представляют собой двухкаскадный апериодический усилитель на биполярных транзисторах СВЧ, включенных по схеме с ОЭ. В подтверждение этому рассмотрим модели разных фирм: простой усилитель SWA-36 фирмы TELTAD, принципиальная схема которого показана на рис. 1

и распространенный усилитель SWA-49 (аналог SWA-9) фирмы ANPREL — рис.2.

Усилитель SWA-36 содержит два широкополосных каскада усиления на транзисторах VT1 и VT2. Сигнал с антенны через согласующий трансформатор (на схеме не показан) и конденсатор С1 поступает на базу транзистора VT1, включенного по схеме с ОЭ. Рабочая точка транзистора задана напряжением смещения, определяемым резистором R1. Действующая при этом отрицательная обратная связь (ООС) по напряжению линеаризует характеристику первого каскада, стабилизирует положение рабочей точки, но уменьшает немного его усиление. Частотная коррекция в первом каскаде отсутствует.

Второй каскад также выполнен на транзисторе по схеме с ОЭ и с ООС по напряжению через резисторы R2 и R3, но имеет еще и токовую ООС через резистор R4 в эмиттерной цепи, жестко стабилизирующую режим транзистора VT2. Во избежание большой потери усиления резистор R4 зашунтирован по переменному току конденсатором СЗ, емкость которого выбрана относительно малой (10 пФ). В результате на нижних частотах диапазона емкостное сопротивление конденсатора СЗ оказывается существенным и возникающая ООС по переменному току уменьшает усиление, корректируя тем самым АЧХ усилителя.

К недостаткам усилителя SWA-36 можно отнести пассивные потери в выходной цепи на резисторе R5, который включен так, что на нем падает как постоянное напряжение питания, так и напряжение сигнала.

Аналогично построен и усилитель SWA-49 (рис. 2), который также имеет два каскада, собранных по схеме с ОЭ. Он отличается от SWA-36 лучшей развязкой по цепям питания через Г-образные фильтры L1C6, R5C4 и повышенным коэффициентом усиления за счет наличия конденсатора С5 в цепи ООС (R3C5R6) второго каскада и переходного конденсатора С7 на выходе.

Подобная схемотехника присуща большинству других усилителей SWA (см., например, схему усилителя SWA-3, изображенную в [1]). Незначительные отличия чаще всего находятся во втором каскаде, который может быть снабжен разными цепями частотной коррекции, иметь различную глубину ООС и,соответственно коэффициент усиления. У отдельных моделей, например SWA-7, первый и второй каскады имеют непосредственную связь — вывод коллектора транзистора VT1 соединен прямо с выводом базы транзистора VT2. Это позволяет охватить оба каскада петлей ООС по постоянному току и улучшить тем самым термостабильность усилителя.

В каскадах на транзисторах, включенных по схеме с ОЭ, наиболее велико влияние внутренних связей и емкостей переходов транзисторов. Оно проявляется в ограничении полосы пропускания и склонности усилителя к самовозбуждению, вероятность которого тем больше, чем выше коэффициент усиления. Для его оценки известно понятие порога устойчивости — предельного значения коэффициента усиления, при превышении которого усилитель превращается в генератор. Многие антенные усилители SWA с большим усилением работают у порога устойчивости, чем объясняется их нередкое самовозбуждение.

В качестве мер повышения устойчивости усилителей фирма ANPREL применяет разную топологию печатных плат (влияющую на емкость монтажа), поверхностные и объемные катушки, дроссели и т. п. Более радикальный способ: включение транзисторов по каскодной схеме с ОЭ-ОБ — почему-то не используется. При неизменной схеме включения транзисторов с ОЭ-ОЭ для решения проблемы устойчивости фирма предпочитает выпускать регулируемые блоки питания. Уменьшением его напряжения удается устранить самовозбуждение усилителя при сохранении достаточного усиления.

Основные параметры (коэффициент шума Kш и коэффициент усиления Ку) базовых моделей усилителей SWA по каталогу фирмы ANPREL указаны в табл. 1.

Рассмотрим взаимосвязь основных параметров со схемотехникой усилителей и их влияние на качество приема.

Как известно, коэффициент усиления на высоких частотах в каскадах с ОЭ критичен к параметрам используемых транзисторов, особенно к граничной частоте frp. В усилителях SWA применены биполярные СВЧ транзисторы структуры п-р-п, маркированные как Т-67, реже — 415, которые и определяют максимально достижимый коэффициент усиления Ку двухкаскадного усилителя около 40 дБ. Разумеется, в столь широкой рабочей полосе частот коэффициент усиления не остается постоянным — его изменения достигают 10… 15 дБ вследствие неравномерности АЧХ на высших частотах диапазона и коррекции на низших. При максимальных значениях коэффициента усиления Ку трудно обеспечить устойчивость усилителей, поэтому в ряде моделей он ограничен значениями до 10…30дБ, что во многих случаях вполне достаточно (см. табл. 1).

Вопреки распространенному мнению, следует отметить, что коэффициент усиления нельзя считать главным параметром антенного усилителя. Ведь сами телевизоры обладают весьма большим запасом собственного усиления, т. е. Имеют высокую чувствительность, ограниченную усилением. Несколько хуже у них чувствительность, ограниченная синхронизацией. И наконец, наиболее низкая — чувствительность, ограниченная шумами [2]. Следовательно, фактором, определяющим дальний прием, следует принять уровень собственных шумов электронного тракта, а не коэффициент усиления. Другими словами, ограничение возможности приема в первую очередь наступает из-за влияния шумовых помех, а не из-за недостатка усиления сигнала.

Влияние шума оценивают по отношению сигнал/шум, минимальное значение которого принято равным 20 [2]. При этом отношении и определяют чувствительность, ограниченную шумами, которая равна напряжению входного сигнала, в 20 раз большему напряжения собственных шумов.

Для телевизоров третьего-пятого поколений чувствительность, ограниченная шумами, равна 50… 100 мкВ. Однако при отношении сигнал/шум, равном 20, наблюдаются очень плохие качество изображения и разборчивость только крупных деталей. Для получения изображения хорошего качества следует подать на вход телевизора полезный сигнал, примерно в 5 раз больший, т. е. обеспечить отношение сигнал/шум около 100 [2].

Антенный усилитель должен увеличивать отношение сигнал/шум, а для этого следует усиливать сигнал, а не шум. Но любой электронный усилитель неизбежно имеет собственные шумы, которые усиливаются вместе с полезным сигналом и ухудшают отношение сигнал/шум. Поэтому важнейшим параметром антенного усилителя следует считать его коэффициент шума Кш. Если он недостаточно мал, то повышение коэффициента усиления бесполезно, так как и сигнал, и шум усиливаются в равной мере и их отношение не улучшается. В результате даже при достаточном уровне сигнала на антенном входе телевизора изображение будет поражено интенсивной шумовой помехой (хорошо известный всем «снег»).

Для единой оценки шумов многокаскадного тракта существует показатель приведенного к входу коэффициента шума Кш, который равен уровню шума на выходе, поделенному на общий коэффициент усиления, т. е. Кш=Кш.вых/Ку. Так как выходной уровень шума Кш.вых зависит в наибольшей степени от уровня шума первого транзистора, усиливаемого всеми последующими каскадами, шумами остальных каскадов можно пренебречь. Тогда Кш.вых=Кш1Ку, где Кш, — коэффициент шума первого транзистора. Следовательно, получим Кш=Кш1, т. е. приведенный коэффициент шума усилительного тракта не зависит от числа каскадов и общего коэффициента усиления, а равен только коэффициенту шума первого транзистора.

Отсюда вытекает важный практический вывод — применение антенного усилителя может дать положительный результат тогда, когда коэффициент шума первого транзистора усилителя меньше коэффициента шума первого каскада телевизора. В селекторах каналов телевизоров пятого поколения применен полевой транзистор КП327А с коэффициентом шума 4,5 дБ на частоте 800 МГц [З]. Следовательно, в первом каскаде антенного усилителя должен работать транзистор с Кш1<4,5 дБ на той же частоте. Причем, чем меньше это значение по сравнению с коэффициентом Кш1 телевизора, тем эффективнее применение усилителя и тем выше качество приема.

Коэффициент шума зависит также от качества согласования на входе усилителя и режима работы первого транзистора. Для усилителей SWA тип транзистора VT1, режим его работы и качество согласования определяет приведенный коэффициент Кш= 1,7…3,1 дБ (см. табл. 1).

Из изложенного выше ясно, что выбор антенного усилителя по принципу — чем больше коэффициент усиления, тем лучше — неверен. Именно поэтому многие владельцы, меняя усилители, не могут добиться хорошего результата. Причина такого парадоксального, на первый взгляд, факта заключается в том, что коэффициент шума, как правило, неизвестен (его нет в торговой информации фирм), а на самом деле он лишь незначительно отличается у многих моделей с разным усилением (см. табл. 1). Увеличение же коэффициента усиления при неизменном коэффициенте шума не дает выигрыша в отношении сигнал/шум и, следовательно, улучшения качества приема. Редкий успех достигается только тогда, когда случайно попадается малошумящий усилитель.

Следовательно, при выборе антенного усилителя ориентироваться нужно в первую очередь на минимальный уровень шума. Вполне хорошим можно считать усилитель с Кш<2 дБ. Из табл. 1 лучшими можно считать модели SWA-7, SWA-9, имеющие Кш=1,7 дБ. Информацию о коэффициенте шума новых усилителей можно найти в каталогах фирмы ANPREL или в сети Интернет.

Что же касается коэффициента усиления, то он, разумеется, тоже имеет значение, но не для максимального усиления слабых сигналов, а, в первую очередь, для компенсации потерь в соединительном кабеле, согласующе-разветвляющих устройствах и т. п. Из-за этих потерь при недостаточном усилении уровень сигнала на входе телевизора может упасть ниже порога чувствительности, ограниченной синхронизацией или даже усилением, что сделает прием невозможным. Поэтому для правильного выбора коэффициента усиления необходимо знать затухание сигнала во всем соединительном тракте. А его ориентировочное значение несложно рассчитать.

Погонное затухание сигнала в распространенном кабеле марки РК-75-4-11 равно 0,07 дБ/м на первом-пятом, 0,13дБ/м на шестом-двенадцатом и 0,25…0,37 дБ/м на 21-60-м телевизионных каналах [2]. При длине фидера 50 м ослабление на 21-60-м каналах составит 12,5…17,5 дБ. Если установлен промышленный пассивный разветви-тель, он вносит дополнительные потери на каждом своем выходе, значение которых, как правило, указано на корпусе.

Рассчитав затухание в кабеле и прибавив к нему ослабление в разветвителе (если он есть), получают минимальный коэффициент усиления антенного усилителя. К нему прибавляют запас в 12…14 дБ для усиления слабых сигналов, что необходимо из-за низкой эффективности широкополосных малогабаритных приемных антенн. По полученному значению Ку выбирают антенный усилитель. Намного превышать полученное значение коэффициента усиления не следует, так как это увеличивает вероятность самовозбуждения и перегрузки мощными сигналами близко расположенных станций.

Ремонт антенных усилителей в основном сводится к замене активных элементов, поврежденных грозовыми разрядами. Следует отметить, что наличие в некоторых моделях диода на входе не гарантирует полной молниезащиты: при мощном атмосферном разряде пробиваются как защитный диод, так и, как правило, оба транзистора.

Антенные усилители SWA собраны по технологии автоматической поверхностной сборки на микроэлементах, что требует аккуратности при ремонте. Пайку следует выполнять малогабаритным паяльником с остро заточенным жалом. В неработающем усилителе следует осторожно, стараясь не повредить тонкие печатные проводники, выпаять микротранзисторы VT1, VT2 и защитный диод (если он есть).

Основные параметры отечественных транзисторов, пригодных для установки в усилители SWA, указаны в табл. 2 [З]. Из нее следует, что использование в первом каскаде транзисторов КТ391А-2, КТ3101А-2, КТ3115А-2, КТ3115Б-2, КТ3115В-2 шумовые характеристики большинства моделей усилителей не ухудшает, а применение транзисторов 2Т3124А-2, 2Т3124Б-2, 2Т3124В-2, КТ3132А-2 снижает Кш до 1,5 дБ, что улучшает параметры усилителя. Это обстоятельство позволяет рекомендовать замену первого транзистора усилителя на указанные последними даже в исправных, но «шумящих» усилителях с целью повышения качества их работы. Необходимо отметить, что в табл. 2 даны предельные значения, типовые же параметры, как правило, лучше [З].

Малошумящие СВЧ транзисторы серий 2Т3124, КТ3132 относительно дороги и слаботочны, поэтому их лучше устанавливать только в первый каскад, а во втором использовать более дешевые и мощные транзисторы КТ391А-2, КТ3101А-2 (см. табл. 2) и даже серий КТ371, КТ372, КТ382,КТ399 и другие с граничной частотой около 2 ГГц [З]. Однако в последнем случае будет немного меньше коэффициент усиления на верхних частотах диапазона.

Размеры корпуса импортных микротранзисторов равны 1,2х2,8 мм при длине выводов 1…1.5 мм. Соответственно и расстояния на плате между печатными площадками для выводов транзисторов малы. Установка отечественных транзисторов с диаметром корпуса 2 мм со стороны поверхностного монтажа, хотя и возможна, но затруднительна: при пайке их можно повредить. Новые транзисторы лучше установить с противоположной стороны платы, просверлив предварительно отверстия для выводов сверлом диаметром 0,5…0,8 мм. Лучше сверлить не в самом печатном проводнике, а так, чтобы отверстие касалось края площадки. Если со стороны, противоположной поверхностному монтажу, имеется слой фольги, то отверстия в нем следует раз-зенковать сверлом диаметром 2…2,5 мм (кроме отверстия для вывода эмиттера транзистора VT1).

Затем устанавливают новые транзисторы так, чтобы кристаллодержатель или корпус прибора касался платы. Если выводы значительно выступают с другой стороны, после пайки их следует откусить. СВЧ транзисторы чувствительны к статическому электричеству, поэтому при пайке следует соблюдать соответствующие меры защиты. Время пайки — не более 3 с [З].

Защитный диод можно не устанавливать. Лучшей защитой от атмосферного электричества служит хорошее заземление антенны.

В усилителях SWA оба транзистора работают с коллекторным током 10…12 мА. После замены такой ток приемлем для второго транзистора (например, КТ3101А-2), но превышает постоянно допустимый для первого, если установлены транзисторы серий КТ3115, КТ3124 и КТ3132А-2 (см. табл. 2). Коллекторный ток зависит от параметра h31э, по которому транзисторы имеют значительный разброс. Поэтому после монтажа конкретного экземпляра необходимо установить рабочую точку транзистора VT1. Для этого выпаивают микрорезистор R1 и вместо него временно подключают подстроечный резистор (СПЗ-23, СПЗ-27 и т. п.) сопротивлением 68…100 кОм. Перед включением питания движок резистора должен находиться в положении максимального сопротивления, чтобы не повредить транзистор.

На усилитель подают напряжение 12 8 от блока питания и измеряют падение напряжения на резисторе R2 (см. рис. 1 и 2). Поделив измеренное напряжение на сопротивление резистора R2, узнают коллекторный ток. Регулируя сопротивление подстроечного резистора в сторону уменьшения, добиваются коллекторного тока около 5 мА, что соответствует минимуму шумов по характеристике транзисторов [З]. На этом настройку заканчивают и вместо подстроечного резистора впаивают постоянный такого же сопротивления (МЛТ-0,125 или импортный), укоротив предварительно до минимума его выводы.

После этого покрывают печатную плату и бескорпусные транзисторы слоем радиотехнического лака или компаунда. Внешний вид восстановленного усилителя SWA-36 показан на рис. 3. В нем использованы транзисторы (рис. 3,а) 2Т3124Б-2 (VT1) и КТ3101А-2 (VT2). В связи с простейшей конструкцией усилителя приняты меры по устранению самовозбуждения: на вывод коллектора транзистора VT1 надето ферритовое микрокольцо (его применяют в селекторах каналов СК-М телевизоров ЗУСЦТ и 4УСЦТ). Коллекторный ток транзистора VT1 задан резистором R1 (рис. 3,6) номиналом 51 кОм (было 33 кОм).

Во втором каскаде были опробованы транзисторы серий КТ372, КТ399, с которыми сохранялись устойчивость и достаточный коэффициент усиления. При этом была проверена возможность установки дополнительного конденсатора Сд емкостью 150 пФ (рис. 3,6), шунтирующего резистор R5 (см. рис. 1), для увеличения коэффициента усиления. При установке конденсатора самовозбуждение усилителя устраняют понижением напряжения питания.

В основном варианте (с транзисторами 2Т3124Б-2 и КТ3101А-2) усилитель обеспечил лучшее, чем до ремонта, качество приема, которое визуально оценено примерно одинаковым приему с новым усилителем SWA-9.

ЛИТЕРАТУРА

1. Тужилин С. Усилитель ДМВ из широкополосного. — Радио,1997, N 7,с.15.

2. Никитин В. Советы любителям дальнего приема телевидения. Сб.: «В помощь радиолюбителю», вып. 103. — М.: ДОСААФ, 1989.

3. Полупроводниковые приборы. Транзисторы малой мощности. Справочник. Под ред. А. В. Голомедова. — М.: Радио и связь, 1989.

А. ПАХОМОВ, г. Зерноград Ростовской обл.

 Источник: Радио №1,1999г.



ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ



П О П У Л Я Р Н О Е:

  • Простой усилитель ВЧ сигнала
  • Простой усилитель, всего на одном транзисторе можно сделать для усиления слабого ВЧ сигнала для радиоприёмника, телевизора или радиостанции.

    В статье, ниже представлены две схемы простых усилителей. Чем покупать в магазине, дешевле самому собрать усилитель, с характеристиками порой не хуже, чем магазинный.

    Подробнее…

  • Усилитель 100 Вт на TDA7294
  • Усилитель мощности НЧ на TDA7294

    Статья посвящается любителям громкой и качественной музыки. TDA7294 (TDA7293) – микросхема усилителя низкой частоты производства французской фирмы THOMSON. Схема содержит полевые транзисторы, что обеспечивает высокое качество звучания и мягкий звук. Простая схема, мало добавочных элементов делает схему доступной для изготовления любому радиолюбителю. Правильно собранный усилитель из исправных деталей начинает работать сразу и в наладке не нуждается.

    Подробнее…

  • Схемы включения операционных усилителей
  • Типы и схемы включения операционных усилителей. Всё про обратную связь усилителей.

    Операционные усилители часто используются для выполнения различных операций: суммирования сигналов, дифференцирования, интегрирования, инвертирования и т. д. А также операционные усилители были разработаны как усовершенствованные
    балансные схемы усиления.
    Подробнее…


Популярность: 8 822 просм.

Усилители типа SWA

Усилители  типа SWA предназначены для усиления телевизионных сигналов цифровых

DVB-T/T2 и аналоговых стандартов дециметрового диапазона в синфазных антенных решётках

 

Общие  характеристики

Входное сопротивление                              300 дБ

Выходное сопротивление                           75 дБ

Канали приёма                                                 1-69

Напряжение питания                                     12 В

 Тип антенного усилителя Коэффициент усиления , дБ Шум, Дб Растояние  к ретранслятору , км
SWA-1 8-14 2,8 3-10
SWA-1 Lux 13-23 2,7 5-15
SWA-2 20-25 2,8 10-20
SWA-3 20,5-28 3,1 10-30
F-103 20,5-28 3,1 10-30
SWA-4 Lux 29-35 3,0 20-45
SWA-5 25-31 3,1 10-40
SWA-6 25-30 3,1 10-40
SWA-7 25-32 3,0 30-70
Turbo 7 31-38 1,9 30-70
SWA-9 21-31 3,1 30-70
ALN-179 21-31 2,9 30-70
SWA-14 28-37 2,8 30-70
SWA-15 35-43 2,8 30-80
SWA-17 35-42 2,9 30-100
SWA-19 35-42 2,9 30-100
AST-49 26-36 3,1 30-50
SWA-555 Lux 34-43 2,2 50-100
SWA-777 Lux 34-45 2,3 50-100
SWA-999 34-45 2,9 80-120
ALN-9999 34-45 2,7 80-120
SWA-5555 34-45 2,9 80-120
SWA-7777 34-45 2,8 100-120
SWA-9999 35-47 2,9 100-120
SWA-2000 40-47 2,8 100-130
SWA-3501 40-48 2,0 100-130
SWA-6000 52-50 1,2 60-140
SWA-9000В (регулируемый) 10-40 1,7 20-100
SWA-9001 42-54 1,5 100-150
SWA-9501 42-50 1,7 70-120

 

 

Антенна ТВ с усилителем SWA, LSA

Даже за чертой города нам не хочется расставаться с достижениями научно-технического прогресса, поэтому почти на каждой даче есть телевизор. Если вы находитесь далеко от вышки и чтобы получить чёткое изображение на экране без помех, нужна антенна с усилителем, которую бывает непросто выбрать по ряду причин.Антенна ТВ со встроенным усилителем SWA, LSAАнтенна ТВ со встроенным усилителем SWA, LSA

В отличие от приёма ТВ в городе или на коротком расстоянии от вышки, по мере отдаления от них интенсивность магнитного поля телевизионного сигнала убывает, на что влияет поглощение волн стенами зданий. В пределах одного населённого пункта этот фактор не столь ощутим, но расстояние от телевизионных башен бывает значительным, тогда бывает нужна направленная антенна, и приходится прибегать к дополнительному усилению сигнала.

Роль активных волновых приёмников не преувеличена. Помимо отдалённости от телевышки, есть ещё две ситуации, когда необходима антенна для телевизора с усилителем:

  • когда у вас большая плотность препятствий. Например, в доме, расположенном возле леса, где кроны деревьев, листья и влажность затрудняют получение сигнала антенной;
  • когда сигнал от одного улавливателя принимают сразу несколько телевизоров. Сигнал при таком «разборе» неизбежно ослабевает, и вам потребуется заблаговременно усилить его уровень.

К счастью, усилители в антенных системах (даже в тех, которые «висят» на протяжении многих лет, создатели которых даже не подозревали, что в нашей стране будет «цифра») неплохо справляются с цифровыми сигналами, если они работают в нормальных условиях. Давайте узнаем о них больше.

Антенна со встроенным усилителем

Антенный предусилитель – активный элемент антенной установки, предназначенный для первичного усиления сигнала. Плата усилителя для антенны устанавливается непосредственно на ней самой, превращая её в приёмник активного типа. Активный улавливатель телеволн нужен в случаях, когда значение напряжённости электромагнитного поля в зоне приёма недостаточное или коаксиальный кабель слишком длинный, что приводит к дополнительным потерям сигнала.

В готовых антеннах заводского производства встроенное усиливающее устройство входит непосредственно в антенную конструкцию и скрыто от глаз пластиковым корпусом. Питающее напряжение к электронной плате подаётся по отдельному проводу или прямо через телекабель. В некоторых модификациях питание поступает от цифрового тюнера.

Современная антенна ТВ с усилителем, как и отдельно взятый предусилитель, который вы приобретаете, отличаются рядом положительных, усовершенствованных параметров:

  • технология частотной коррекции – отсечка частотных пиков и компенсация провалов;
  • помехозащищённость;
  • низкий уровень собственного шума;
  • высокая устойчивость к интермодуляции;
  • широкий диапазон допустимых напряжений питания;
  • низкое энергопотребление.

«Правильный» предусилитель определяется силой входящих телевизионных сигналов и тем, что установлено между телевизионной антенной и телевизором (длинные коаксиальные кабели, делители сигнала).

Виды усилителей и блоков питания

Телевизионная антенна с усилителем, который установлен на её вибраторе, делает возможным приём цифрового ТВ даже в таких местах, куда сигнал поступает в пониженном качестве, усиливая его с отдалённостью от вышки в 100 км.

Ассортимент усиливающих устройств многообразен, но их функциональное предназначение и диапазон, позволяют разделить на их несколько модификаций:

  • усилители для широкого диапазона – самый распространённый тип и одно из наиболее дешёвых решений в небольших установках. Устанавливаются на уличных антеннах типа «решётка»;
  • усилители определённого диапазона, например МВ или ДМВ. Например, антенна DVB T2 с усилителем;
  • усиливающие приборы для нескольких диапазонов. Этот тип оборудования чувствителен к принимаемому сигналу от нескольких источников, который на выходе объединяется. Также ему доступна функция – усилить сигнал и сформировать из него несколько.

Правильным походом к выбору усилителя будет учёт таких параметров:

  • удалённость от ретранслятора;
  • частотный диапазон, который предполагается усилить;
  • тип волнового улавливателя.

На возможности усиливающего оборудования в значительной степени влияют собственные шумовые помехи, нежели неуверенный входящий ТВ-сигнал. Это соотношение подлежит следующей зависимости – уровень сигнала должен не менее чем в 20 раз превышать напряжение собственных шумов. Граничащие с 20-ю, значения этого отношения выражаются в плохом экранном изображении.

Как вы можете узнать значение собственного шума усилителя? Ищите его в инструкции к прибору, а если там он не указан, то поищите его в Интернете, в каталожных буклетах фирмы-производителя. Ориентируйтесь на цифру не более 2 дБ.

Выбирая усиливающую плату, необходимо учитывать, что заявленное в её характеристиках расстояние, на котором вышка находится от вашего дома, имеет несколько завышенный показатель. Все потому что оно указано для прямой видимости, в отсутствие которой усилитель, встроенный в антенну, может оказаться неэффективным.

Большой коэффициент усиления приводит к появлению самовозбуждения в усилителе, что проявляется в значительных шумах и снижении качества «картинки».

Усилитель SWA

Антенна ТВ со встроенным усилителем SWA, LSAАнтенна ТВ со встроенным усилителем SWA, LSA

Усилитель SWA

Это тип усилителей, которыми оснащаются широкополосные антенны типа «решётка». Они позволяют охватывать практически весь диапазон телевизионного вещания в частотах 49 МГц – 790 МГц. Могут «похвастаться» коэффициентом усиления 34-43 дБ в ДМВ и 10-15 дБ в МВ диапазонах. Изготавливаются они с применением современных малошумящих транзисторов от ведущих зарубежных фирм.

Антенна-решётка получила немалую популярность в нашей стране. Массово производимая в Польше, эта модель антенны больше известна в широких массах как польская антенна с усилителем. Ей характерно небольшое собственное усиление, а её характеристики в значительной степени определяются как раз усилителем.

В приборах этого типа в качестве пассивного согласующего элемента присутствует согласующая плата, которая предназначена для согласования волновых сопротивлений улавливателя и кабеля.

Моделям SWA требуется постоянный источник питания от 9В до 15В. Они проходят многократный автоматизированный контроль и имеют защитное покрытие, что отличает их надёжностью и устойчивостью к атмосферным явлениям. Вместе с тем им присущи определённые минусы: самовозбуждение, собственные шумы, перегрузка мощными сигналами метрового диапазона.

Усилитель LSA

Антенные усилители модификации LSA разработаны и выпускаются в качестве сменного элемента при ремонте популярных активных телеантенн российского производства линейки «Локус». Используются в ремонте моделей выпуска позднее 2007 г.Усилитель LSAУсилитель LSA

LOCUS – телеантенна наружная активного типа. Выпускается в России в следующих модификациях:

  • для метрового диапазона;
  • ДМВ дециметровая антенна;
  • широкополосная, типа «волновой канал»;
  • широкополосная логопериодическая.

Усилитель LSA, установленный в качестве активного элемента в неисправную антенну LOCUS, возвращает ей функциональность и возобновляет хорошее качество приёма сигнала.

Базовые характеристики LSA:

  • шумовой коэффициент не выше 2дБ;
  • потребляемый ток 20 мА;
  • напряжение электропитания 12В.

Характерным отличием усилителя LSA являются пластиковые направляющие в его креплении.

Блок питания адаптер для антенного усилителя

Усилитель LSAУсилитель LSA

Блок питания для усилителей

Усиленные волновые улавливатели требуют источника электроэнергии. Им выступает миниатюрный трансформаторный блок питания – адаптер с функцией понижения сетевого напряжения до требуемого значения и его стабилизации. Каждый адаптер рассчитан для различных напряжений на выходе: 5В, 12В, 18В, 24В. Этот параметр должен отвечать напряжению, которое потребляет конкретный усилитель.

Внутри адаптера можно обнаружить понижающий трансформатор и электронную микросхему для выпрямления переменного напряжения в постоянное.

Иногда можно встретить трансформаторные блоки питания с параметрической стабилизацией напряжений на выходе. Их отличают крупные габариты, они увесисты, но при этом спокойно работают даже при перепадах напряжения в электросети.

Установка усилителя антенны

Имея активную антенну, коэффициент усиления которой вас не устраивает, либо с активным элементом, который пришёл в негодность, вы имеете возможность приобрести к ней новый усилитель из большого ассортимента на рынке ТВ-товаров и самостоятельно его установить.

Усиливающая электронная плата монтируется непосредственно на предназначенное для этого место, предусмотренное в конструкции антенны. После этого её нужно зафиксировать гайками на шпильках. Чтобы уберечь элементы микросхемы от наружной влаги и солнца, её помещают в защитный кожух из пластика с резиновым уплотнением.

Перед покупателями часто встаёт вопрос – как проверить плату усилителя антенны до совершения покупки? Такой способ есть. Он не идеален, но в 9 случаях из 10 обнаруживает неисправное устройство.

Если у вас есть электротехнические познания, то вот наша рекомендация:

  • подайте питание на усилитель – 12 вольт;
  • щупы мультиметра поставьте на второй каскад усиления;
  • зафиксируйте значение напряжения;
  • если плата рабочая, то от соприкосновения её с отвёрткой, напряжение на эмиттере повышается.

Подключение блока питания

Хотя подключение блока питания и не требует навыков, не поленитесь изучить руководство по подключению, которое прилагается в комплекте. Прежде всего, обратите внимание на меры безопасности.

Наружные телевизионные антенны с усилителем – это всегда приманка для молнии, поэтому не проводите работы во время грозы, тем более, если ваш приёмник не имеет грозозащиты.

Подать электропитание к усилителю активной антенны можно тремя способами.

При наличии цифрового тюнераПитание подаётся прямо с приставки по коаксиальному кабелю. В меню приставки, отыщите пункт «Питание ант. вкл.». Даже если усилитель на 12В, зачастую 5В с тюнера будет достаточно.
При отсутствии цифровой приставкиВ этом случае нужна антенна с питанием через USB. Если этой возможности не предусмотрено в конструкции волнового улавливателя, то понадобится специальный адаптер с инжектором. Он подключается к USB порту телевизора.
Классический способПодключение выполняется через блок питания с напряжением, соответствующим усилителю. Соедините коаксиал со штекером, предварительно зачистив его – проденьте кабель под крепления, и подтяните крепёжные винты. Коаксиал должен касаться оплёткой залужённой площадки.

Если подключение к телевизору антенны с усилителем не дало ожидаемых результатов в виде улучшенного изображения, нужно пробовать поменять её направление или ставить под сомнение волновое соответствие усилителя.

Недостатки представленной конструкции блока питания с адаптером

Любая простая схема телевидения, имеющая в своём составе усилитель для антенны, подразумевает источник его питания. Если им является адаптер, то его обычное расположение – в непосредственной близости от электрической розетки, в закрытом помещении. Функция адаптера состоит в том, чтобы преобразовывать бытовое электричество в низковольтное и подавать его по коаксиальному кабелю к усилителю на телевизионной антенне. Сам по себе адаптер не принимает участие в усилении телевизионного сигнала, а лишь обеспечивает электроэнергией питание усиливающей платы.

Если блок питания антенного усилителя не подключён в сеть или подача электричества, проходящего через коаксиальный кабель от адаптера, прерывается, то усилитель телевизионной антенны отключится, и работать не будет. А вот нерабочий усилитель ухудшает качество приёма в сравнении с тем, чем, если бы он отсутствовал вообще. Незапитанная электронная плата усиления фактически ослабляет сигнал, когда он пытается пройти через отключённый усилитель. Но так бывает нечасто, потому что в большинстве домов блок питания включён в сеть круглосуточно. И здесь возникает новое неудобство в виде его перегрева и последующего выхода из строя, даже при номинальном напряжении сети.

Ещё один минус блока питания-адаптера – присутствие неэкранированного участка центрального провода коаксиала в том месте, где он паяется к печатной плате. Это делает адаптер уязвимым к наводящим помехам от работающего бытового электрооборудования, что отражается на качестве видеосигнала. В ваших силах исправить ситуацию: защитите адаптер от проникновения помех, установив на незащищённый участок пайки жилы добавочный экран.

Заземлять или нет

Нужно ли заземление наружной антенной установке? Этот спор по-прежнему остаётся открытым в среде специалистов. Одни убеждены, что наружные антенные установки подлежат обязательному заземлению, ссылаясь на нормативы грозозащиты в электротехнике. Те же, кто на практике имеет дело с монтажом волновых приёмников, знакомы с явлением, когда прикрученный на штатное место антенны заземляющий провод выдаёт сильные помехи.

Факт же остаётся фактом: уличные телевизионные антенны с усилителем чаще всего являются самыми высокими элементами на крышах, и потенциально наиболее уязвимы для молнии. Прямой удар молнии в мачту приёмника приводит к полному разрушению подключённого к нему телеоборудования, в крайних случаях вызывая пожар здания. Грозовые разряды в близлежащем радиусе также опасны из-за наведённых напряжений, вызванных воздействием электромагнитного импульса молнии, создаваемого в момент стекания тока молнии в разрядном канале.

Так заземлять или нет? Внешний волновой улавливатель, находясь поблизости от высоких строений, у которых есть молниеотвод (заводская труба, многоэтажка, мачты радиостанции и т. п.), не нуждаются в обязательном устройстве грозозащиты. А вот антенна на крыше частного дома или на возвышающемся над остальными строении, должна быть защищена от ударов молнии.

В целесообразности заземления наружных антенн сомневаться не приходится. Тем же владельцам уличных антенн, кто пренебрегает этой мерой безопасности, хочется посоветовать – не отгораживайтесь от вполне реальной угрозы мнимыми помехами в приёме. В антеннах заводского изготовления предусмотрено защитное заземление, а возможные помехи устраняются тщательной проверкой всех соединений (иногда нужно подстраховаться пайкой), особенно если в вашем волновом приёмнике «не родной» усилитель.

Похожие статьи

Антенный усилитель для телевизора — схема и печатная плата

Антенный усилитель для телевизора, является широко распространен на просторах СНГ. Он является оптимальным решением для улучшения качества теле сигнала. Собственное усиление в антенне не играет значительной роли, а вот её антенный усилитель серьезно влияет на качество картинки.

Лучшими усилителями, зарекомендовавшими себя в течение годов работы, принято считать SWA-7, 14, 17, 107, 109, 2000. SWA-2000 является более новым антенным усилителем, имеющим два дополнительных транзистора. В составе усилителя есть два транзистора VT1 и VT2, которые включены в соответствии со схемой к ОЭ. Снятие сигнала происходит на коллекторе в транзисторе VT2 и подается проходя конденсатор С9 к кабелю. Расположение дополнительных транзисторов VT3 и VT4 осуществляется в активных цепях, которые обеспечивают напряжением смещения базы в транзисторах VT1 и VT2.

Несмотря на то, что активно вводится цифровое телевидение, на антенны, имеющие активное усиление всегда будет спрос, Поскольку сигнал к телевизионному тюнеру подается при помощи антенн, имеющих дециметровый диапазон.

Так вот, для улучшения телевизионного сигнала пользуются антенным усилителем. Наилучшее усиление достигается, когда установка антенного усилителя производиться не рядом с телевизионным входом, а в непосредственной близости с антенной. Для уменьшения затухания лучше пользоваться современными коаксиальными кабелями. Усилитель питается при помощи коаксиального кабеля. Номинал напряжения блока питания в антенном усилителе чаще всего равен 12 В, а значение затухания кабеля 0,1 — 0,5 децибел на м, если брать разные телевизионные каналы.

В сельской местности, когда телецентры находятся на большом расстоянии, пользуются усилителями, усиление которых больше 100 Дб. Если усилитель был подобран неправильно, либо фидер и антенна не согласованы должным образом, ТО за счет возбуждения усилителя экран телевизора будет показывать с помехами, снегом.

Хоть антенный усилитель для телевизора можно купить практически на любом углу, в большинстве из них используется стандартная схема. То есть они являются двухкаскадными апериодическими усилителями, имеющими биполярные высокочастотные транзисторы, включенные в соответствии со схемой ОЭ. Взглянем внимательнее на такие модели: SWA-36 и SWA-49

В усилителе SWA-36 содержатся широкополосные каскады усиления с транзисторами VT1 и VT2. Значение сигнала антенны, по согласующему трансформатору и конденсатору С1 подается к базе в транзисторе VT1,который включен в схему с ОЭ. Определение рабочей точки в транзисторе производиться за счет напряжения смещения, которое определяется при помощи резистора R1. При этом, за счет действия отрицательной обратной связи (ООС) характеристика в первом каскаде становиться линейной, происходит стабилизация положения рабочей точки, однако, уменьшается значение усиления.

Для первого каскада не применяется коррекция частоты. Выполнение второго каскада тоже осуществляется с использованием транзистора в схеме с ОЭ и с ООС, за счет прохождения напряжения по резисторам R2 и R3.Однако, тут еще имеется токовая ООС, по резистору R4, которым обладает эмиттерная цепь. Она стабилизирует транзистор VT2. Чтобы избежать больших потерь по усилению, производиться шпунтовка резистора R4 при помощи конденсатора СЗ, который обладает относительно малой емкостью (10 пФ).

Результатом этого является то, что нижние частоты в диапазоне емкостного сопротивления на конденсаторе СЗ будут существенными и ООС переменного тока приводит к уменьшению усиления, за счет чего производиться коррекция того самого АЧХ усилителя. Усилитель SWA-36 имеет недостатки, среди них следует выделить пассивную потерю, которой обладает выходная цепь.

Устройство усилителя SWA-49 можно считать таким же, за исключением некоторых отличий.

В нем реализована лучшая развязка цепей питания, за счет фильтров L1C6, R5C4 и повышен коэффициент усиления, благодаря конденсаторам С5 и С7.

В качественном антенном усилителе должно увеличиваться отношение сигнала и шума. Однако, в любом электронном усилителе обязательно имеется собственный шум, который усиливается как и сигнал. По этой причине, следи важных параметров, в антенном усилителе нужно выделит коэффициент шума. Если его значение велико повышать коэффициент усиления бессмысленно.

Антенный усилитель 30…850 МГц схема и печатная плата

 

Усилители SWA для антенн типа «Решетка»

Антенны и радиоприем

материалы в категории

Активная антенна Решетка получила довольно широкое распространение в России и странах СНГ благодаря своей невысокой стоимости и неплохим характеристикам, но она так-же имеет и ряд недостатков, основной из которых это плохая грозо-защищенность.

В публикуемой здесь статье автор анализирует схемотехнику антенных усилителей польского производства и обосновывает свой осознанный подход к их выбору с точки зрения коэффициентов шума и усиления. Он также дает рекомендации по ремонту таких устройств, довольно часто выходящих из строя от грозовых разрядов, и устранению самовозбуждения. Это позволит/ надеемся, многим радиолюбителям не только выбрать необходимый усилитель, но и улучшить его работу.

Активные антенны польской фирмы ANPREL и некоторых других получили широкое распространение в России и странах СНГ. При незначительном собственном усилении,особенно в диапазоне MB, параметры такой антенны во многом определяются установленным на ней антенным усилителем. Именно этому блоку свойственен ряд недостатков: он склонен к самовозбуждению, имеет довольно высокий уровень собственных шумов, легко перегружается мощными сигналами диапазона MB, часто повреждается грозовыми разрядами. Эти проблемы знакомы многим владельцам таких антенн.

Вопросы эксплуатации антенных усилителей SWA и аналогичных крайне мало освещены в литературе. Можно отметить лишь публикацию [1], где указано на перегрузку усилителя сигналами MB. С остальными недостатками владельцам антенн приходится бороться известным способом: заменяя усилители, выбрать лучший. Однако такой метод требует много времени и сил, поскольку усилитель, как правило, труднодоступен — расположен вместе с антенной на высокой мачте.

Основываясь на анализе схемотехники, собственном опыте и некоторых материалах фирмы ANPREL, предлагаю более осознанный подход к выбору усилителей, а также способ ремонта, позволяющий восстановить поврежденный блок, а в ряде случаев и улучшить его параметры.

Рынок заполнен множеством взаимозаменяемых моделей антенных усилителей, выпускаемых фирмами ANPREL, TELTAD и др. под разными торговыми марками и номерами. Несмотря на такое разнообразие, большинство из них собраны по стандартной схеме и представляют собой двухкаскадный апериодический усилитель на биполярных транзисторах СВЧ, включенных по схеме с ОЭ. В подтверждение этому рассмотрим модели разных фирм: простой усилитель SWA-36 фирмы TELTAD, принципиальная схема которого показана на рис. 1, и распространенный усилитель SWA-49 (аналог SWA-9) фирмы ANPREL — рис.2.

Усилитель SWA-36 содержит два широкополосных каскада усиления на транзисторах VT1 и VT2. Сигнал с антенны через согласующий трансформатор (на схеме не показан) и конденсатор С1 поступает на базу транзистора VT1, включенного по схеме с ОЭ. Рабочая точка транзистора задана напряжением смещения, определяемым резистором R1. Действующая при этом отрицательная обратная связь (ООС) по напряжению линеаризует характеристику первого каскада, стабилизирует положение рабочей точки, но уменьшает немного его усиление. Частотная коррекция в первом каскаде отсутствует.

Второй каскад также выполнен на транзисторе по схеме с ОЭ и с ООС по напряжению через резисторы R2 и R3, но имеет еще и токовую ООС через резистор R4 в эмиттерной цепи, жестко стабилизирующую режим транзистора VT2. Во избежание большой потери усиления резистор R4 зашунтирован по переменному току конденсатором СЗ, емкость которого выбрана относительно малой (10 пФ). В результате на нижних частотах диапазона емкостное сопротивление конденсатора СЗ оказывается существенным и возникающая ООС по переменному току уменьшает усиление, корректируя тем самым АЧХ усилителя.

К недостаткам усилителя SWA-36 можно отнести пассивные потери в выходной цепи на резисторе R5, который включен так, что на нем падает как постоянное напряжение питания, так и напряжение сигнала.

Аналогично построен и усилитель SWA-49, схема которого показана на рис. 2, который также имеет два каскада, собранных по схеме с ОЭ. Он отличается от SWA-36 лучшей развязкой по цепям питания через Г-образные фильтры L1C6, R5C4 и повышенным коэффициентом усиления за счет наличия конденсатора С5 в цепи ООС (R3C5R6) второго каскада и переходного конденсатора С7 на выходе.

Подобная схемотехника присуща большинству других усилителей SWA (см., например, схему усилителя SWA-3, изображенную в [1]). Незначительные отличия чаще всего находятся во втором каскаде, который может быть снабжен разными цепями частотной коррекции, иметь различную глубину ООС и,соответственно коэффициент усиления. У отдельных моделей, например SWA-7, первый и второй каскады имеют непосредственную связь — вывод коллектора транзистора VT1 соединен прямо с выводом базы транзистора VT2. Это позволяет охватить оба каскада петлей ООС по постоянному току и улучшить тем самым термостабильность усилителя.

В каскадах на транзисторах, включенных по схеме с ОЭ, наиболее велико влияние внутренних связей и емкостей переходов транзисторов. Оно проявляется в ограничении полосы пропускания и склонности усилителя к самовозбуждению, вероятность которого тем больше, чем выше коэффициент усиления. Для его оценки известно понятие порога устойчивости — предельного значения коэффициента усиления, при превышении которого усилитель превращается в генератор. Многие антенные усилители SWA с большим усилением работают у порога устойчивости, чем объясняется их нередкое самовозбуждение.

В качестве мер повышения устойчивости усилителей фирма ANPREL применяет разную топологию печатных плат (влияющую на емкость монтажа), поверхностные и объемные катушки, дроссели и т. п. Более радикальный способ: включение транзисторов по каскодной схеме с ОЭ-ОБ — почему-то не используется. При неизменной схеме включения транзисторов с ОЭ-ОЭ для решения проблемы устойчивости фирма предпочитает выпускать регулируемые блоки питания. Уменьшением его напряжения удается устранить самовозбуждение усилителя при сохранении достаточного усиления.

Основные параметры (коэффициент шума Kш и коэффициент усиления Ку) базовых моделей усилителей SWA по каталогу фирмы ANPREL указаны в табл. 1.

Рассмотрим взаимосвязь основных параметров со схемотехникой усилителей и их влияние на качество приема.

Как известно, коэффициент усиления на высоких частотах в каскадах с ОЭ критичен к параметрам используемых транзисторов, особенно к граничной частоте frp. В усилителях SWA применены биполярные СВЧ транзисторы структуры п-р-п, маркированные как Т-67, реже — 415, которые и определяют максимально достижимый коэффициент усиления Ку двухкаскадного усилителя около 40 дБ. Разумеется, в столь широкой рабочей полосе частот коэффициент усиления не остается постоянным — его изменения достигают 10… 15 дБ вследствие неравномерности АЧХ на высших частотах диапазона и коррекции на низших. При максимальных значениях коэффициента усиления Ку трудно обеспечить устойчивость усилителей, поэтому в ряде моделей он ограничен значениями до 10…30дБ, что во многих случаях вполне достаточно (см. табл. 1).

Вопреки распространенному мнению, следует отметить, что коэффициент усиления нельзя считать главным параметром антенного усилителя. Ведь сами телевизоры обладают весьма большим запасом собственного усиления, т. е. Имеют высокую чувствительность, ограниченную усилением. Несколько хуже у них чувствительность, ограниченная синхронизацией. И наконец, наиболее низкая — чувствительность, ограниченная шумами [2]. Следовательно, фактором, определяющим дальний прием, следует принять уровень собственных шумов электронного тракта, а не коэффициент усиления. Другими словами, ограничение возможности приема в первую очередь наступает из-за влияния шумовых помех, а не из-за недостатка усиления сигнала.

Влияние шума оценивают по отношению сигнал/шум, минимальное значение которого принято равным 20 [2]. При этом отношении и определяют чувствительность, ограниченную шумами, которая равна напряжению входного сигнала, в 20 раз большему напряжения собственных шумов.

Для телевизоров третьего-пятого поколений чувствительность, ограниченная шумами, равна 50… 100 мкВ. Однако при отношении сигнал/шум, равном 20, наблюдаются очень плохие качество изображения и разборчивость только крупных деталей. Для получения изображения хорошего качества следует подать на вход телевизора полезный сигнал, примерно в 5 раз больший, т. е. обеспечить отношение сигнал/шум около 100 [2].

Антенный усилитель должен увеличивать отношение сигнал/шум, а для этого следует усиливать сигнал, а не шум. Но любой электронный усилитель неизбежно имеет собственные шумы, которые усиливаются вместе с полезным сигналом и ухудшают отношение сигнал/шум. Поэтому важнейшим параметром антенного усилителя следует считать его коэффициент шума Кш. Если он недостаточно мал, то повышение коэффициента усиления бесполезно, так как и сигнал, и шум усиливаются в равной мере и их отношение не улучшается. В результате даже при достаточном уровне сигнала на антенном входе телевизора изображение будет поражено интенсивной шумовой помехой (хорошо известный всем «снег»).

Для единой оценки шумов многокаскадного тракта существует показатель приведенного к входу коэффициента шума Кш, который равен уровню шума на выходе, поделенному на общий коэффициент усиления, т. е. Кш=Кш.вых/Ку. Так как выходной уровень шума Кш.вых зависит в наибольшей степени от уровня шума первого транзистора, усиливаемого всеми последующими каскадами, шумами остальных каскадов можно пренебречь. Тогда Кш.вых=Кш1Ку, где Кш, — коэффициент шума первого транзистора. Следовательно, получим Кш=Кш1, т. е. приведенный коэффициент шума усилительного тракта не зависит от числа каскадов и общего коэффициента усиления, а равен только коэффициенту шума первого транзистора.

Отсюда вытекает важный практический вывод — применение антенного усилителя может дать положительный результат тогда, когда коэффициент шума первого транзистора усилителя меньше коэффициента шума первого каскада телевизора. В селекторах каналов телевизоров пятого поколения применен полевой транзистор КП327А с коэффициентом шума 4,5 дБ на частоте 800 МГц [З]. Следовательно, в первом каскаде антенного усилителя должен работать транзистор с Кш1<4,5 дБ на той же частоте. Причем, чем меньше это значение по сравнению с коэффициентом Кш1 телевизора, тем эффективнее применение усилителя и тем выше качество приема.

Коэффициент шума зависит также от качества согласования на входе усилителя и режима работы первого транзистора. Для усилителей SWA тип транзистора VT1, режим его работы и качество согласования определяет приведенный коэффициент Кш= 1,7…3,1 дБ (см. табл. 1).

Из изложенного выше ясно, что выбор антенного усилителя по принципу — чем больше коэффициент усиления, тем лучше — неверен. Именно поэтому многие владельцы, меняя усилители, не могут добиться хорошего результата. Причина такого парадоксального, на первый взгляд, факта заключается в том, что коэффициент шума, как правило, неизвестен (его нет в торговой информации фирм), а на самом деле он лишь незначительно отличается у многих моделей с разным усилением (см. табл. 1). Увеличение же коэффициента усиления при неизменном коэффициенте шума не дает выигрыша в отношении сигнал/шум и, следовательно, улучшения качества приема. Редкий успех достигается только тогда, когда случайно попадается малошумящий усилитель.

Следовательно, при выборе антенного усилителя ориентироваться нужно в первую очередь на минимальный уровень шума. Вполне хорошим можно считать усилитель с Кш<2 дБ. Из табл. 1 лучшими можно считать модели SWA-7, SWA-9, имеющие Кш=1,7 дБ. Информацию о коэффициенте шума новых усилителей можно найти в каталогах фирмы ANPREL или в сети Интернет.

Что же касается коэффициента усиления, то он, разумеется, тоже имеет значение, но не для максимального усиления слабых сигналов, а, в первую очередь, для компенсации потерь в соединительном кабеле, согласующе-разветвляющих устройствах и т. п. Из-за этих потерь при недостаточном усилении уровень сигнала на входе телевизора может упасть ниже порога чувствительности, ограниченной синхронизацией или даже усилением, что сделает прием невозможным. Поэтому для правильного выбора коэффициента усиления необходимо знать затухание сигнала во всем соединительном тракте. А его ориентировочное значение несложно рассчитать.

Погонное затухание сигнала в распространенном кабеле марки РК-75-4-11 равно 0,07 дБ/м на первом-пятом, 0,13дБ/м на шестом-двенадцатом и 0,25…0,37 дБ/м на 21-60-м телевизионных каналах [2]. При длине фидера 50 м ослабление на 21-60-м каналах составит 12,5…17,5 дБ. Если установлен промышленный пассивный разветви-тель, он вносит дополнительные потери на каждом своем выходе, значение которых, как правило, указано на корпусе.

Рассчитав затухание в кабеле и прибавив к нему ослабление в разветвителе (если он есть), получают минимальный коэффициент усиления антенного усилителя. К нему прибавляют запас в 12…14 дБ для усиления слабых сигналов, что необходимо из-за низкой эффективности широкополосных малогабаритных приемных антенн. По полученному значению Ку выбирают антенный усилитель. Намного превышать полученное значение коэффициента усиления не следует, так как это увеличивает вероятность самовозбуждения и перегрузки мощными сигналами близко расположенных станций.

Ремонт антенных усилителей в основном сводится к замене активных элементов, поврежденных грозовыми разрядами. Следует отметить, что наличие в некоторых моделях диода на входе не гарантирует полной молниезащиты: при мощном атмосферном разряде пробиваются как защитный диод, так и, как правило, оба транзистора.

Антенные усилители SWA собраны по технологии автоматической поверхностной сборки на микроэлементах, что требует аккуратности при ремонте. Пайку следует выполнять малогабаритным паяльником с остро заточенным жалом. В неработающем усилителе следует осторожно, стараясь не повредить тонкие печатные проводники, выпаять микротранзисторы VT1, VT2 и защитный диод (если он есть).

Основные параметры отечественных транзисторов, пригодных для установки в усилители SWA, указаны в табл. 2 [З]. Из нее следует, что использование в первом каскаде транзисторов КТ391А-2, КТ3101А-2, КТ3115А-2, КТ3115Б-2, КТ3115В-2 шумовые характеристики большинства моделей усилителей не ухудшает, а применение транзисторов 2Т3124А-2, 2Т3124Б-2, 2Т3124В-2, КТ3132А-2 снижает Кш до 1,5 дБ, что улучшает параметры усилителя. Это обстоятельство позволяет рекомендовать замену первого транзистора усилителя на указанные последними даже в исправных, но «шумящих» усилителях с целью повышения качества их работы. Необходимо отметить, что в табл. 2 даны предельные значения, типовые же параметры, как правило, лучше [З].

Малошумящие СВЧ транзисторы серий 2Т3124, КТ3132 относительно дороги и слаботочны, поэтому их лучше устанавливать только в первый каскад, а во втором использовать более дешевые и мощные транзисторы КТ391А-2, КТ3101А-2 (см. табл. 2) и даже серий КТ371, КТ372, КТ382,КТ399 и другие с граничной частотой около 2 ГГц [З]. Однако в последнем случае будет немного меньше коэффициент усиления на верхних частотах диапазона.

Размеры корпуса импортных микротранзисторов равны 1,2х2,8 мм при длине выводов 1…1.5 мм. Соответственно и расстояния на плате между печатными площадками для выводов транзисторов малы. Установка отечественных транзисторов с диаметром корпуса 2 мм со стороны поверхностного монтажа, хотя и возможна, но затруднительна: при пайке их можно повредить. Новые транзисторы лучше установить с противоположной стороны платы, просверлив предварительно отверстия для выводов сверлом диаметром 0,5…0,8 мм. Лучше сверлить не в самом печатном проводнике, а так, чтобы отверстие касалось края площадки. Если со стороны, противоположной поверхностному монтажу, имеется слой фольги, то отверстия в нем следует раз-зенковать сверлом диаметром 2…2,5 мм (кроме отверстия для вывода эмиттера транзистора VT1).

Затем устанавливают новые транзисторы так, чтобы кристаллодержатель или корпус прибора касался платы. Если выводы значительно выступают с другой стороны, после пайки их следует откусить. СВЧ транзисторы чувствительны к статическому электричеству, поэтому при пайке следует соблюдать соответствующие меры защиты. Время пайки — не более 3 с [З].

Защитный диод можно не устанавливать. Лучшей защитой от атмосферного электричества служит хорошее заземление антенны.

В усилителях SWA оба транзистора работают с коллекторным током 10…12 мА. После замены такой ток приемлем для второго транзистора (например, КТ3101А-2), но превышает постоянно допустимый для первого, если установлены транзисторы серий КТ3115, КТ3124 и КТ3132А-2 (см. табл. 2). Коллекторный ток зависит от параметра h31э, по которому транзисторы имеют значительный разброс. Поэтому после монтажа конкретного экземпляра необходимо установить рабочую точку транзистора VT1. Для этого выпаивают микрорезистор R1 и вместо него временно подключают подстроечный резистор (СПЗ-23, СПЗ-27 и т. п.) сопротивлением 68…100 кОм. Перед включением питания движок резистора должен находиться в положении максимального сопротивления, чтобы не повредить транзистор.

На усилитель подают напряжение 12 8 от блока питания и измеряют падение напряжения на резисторе R2 (см. рис. 1 и 2). Поделив измеренное напряжение на сопротивление резистора R2, узнают коллекторный ток. Регулируя сопротивление подстроечного резистора в сторону уменьшения, добиваются коллекторного тока около 5 мА, что соответствует минимуму шумов по характеристике транзисторов [З]. На этом настройку заканчивают и вместо подстроечного резистора впаивают постоянный такого же сопротивления (МЛТ-0,125 или импортный), укоротив предварительно до минимума его выводы.

После этого покрывают печатную плату и бескорпусные транзисторы слоем радиотехнического лака или компаунда. Внешний вид восстановленного усилителя SWA-36 показан на рис. 3. В нем использованы транзисторы (рис. 3,а) 2Т3124Б-2 (VT1) и КТ3101А-2 (VT2). В связи с простейшей конструкцией усилителя приняты меры по устранению самовозбуждения: на вывод коллектора транзистора VT1 надето ферритовое микрокольцо (его применяют в селекторах каналов СК-М телевизоров ЗУСЦТ и 4УСЦТ). Коллекторный ток транзистора VT1 задан резистором R1 (рис. 3,6) номиналом 51 кОм (было 33 кОм).

Во втором каскаде были опробованы транзисторы серий КТ372, КТ399, с которыми сохранялись устойчивость и достаточный коэффициент усиления. При этом была проверена возможность установки дополнительного конденсатора Сд емкостью 150 пФ (рис. 3,6), шунтирующего резистор R5 (см. рис. 1), для увеличения коэффициента усиления. При установке конденсатора самовозбуждение усилителя устраняют понижением напряжения питания.

В основном варианте (с транзисторами 2Т3124Б-2 и КТ3101А-2) усилитель обеспечил лучшее, чем до ремонта, качество приема, которое визуально оценено примерно одинаковым приему с новым усилителем SWA-9.

ЛИТЕРАТУРА

1. Тужилин С. Усилитель ДМВ из широкополосного. — Радио,1997, N 7,с.15.

2. Никитин В. Советы любителям дальнего приема телевидения. Сб.: «В помощь радиолюбителю», вып. 103. — М.: ДОСААФ, 1989.

3. Полупроводниковые приборы. Транзисторы малой мощности. Справочник. Под ред. А. В. Голомедова. — М.: Радио и связь, 1989.

Автор: А. ПАХОМОВ, г. Зерноград Ростовской обл(Радио 1-99)

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *