Использование телевизионных антенных усилителей МВ и ДМВ, схемы
Выше уже отмечалось, что установка антенного усилителя около телевизора между фидером и антенным входом телевизионного приемникаобеспечивает увеличение коэффициента усиления приемного тракта, т. е. улучшает чувствительность, ограниченную усилением.
Было показано, что при использовании современных телевизоров такой метод не приводит к улучшению изображения в условиях дальнего приема, так как требуется улучшение чувствительности, ограниченной не усилением, а шумами. Антенный же усилитель, обладая примерно таким же уровнем собственных шумов, как и телевизионный приемник, не улучшает чувствительности, ограниченной шумами.
Тем не менее использование антенного усилителя в некоторых случаях позволяет улучшить прием, но для этого он должен быть установлен не около телевизора, а около антенны, на мачте между антенной и фидером или в разрыв фидера, в непосредственной близости от антенны. В чем тут разница?
Дело в том, что сигнал, проходя к фидеру, претерпевает затухание, уменьшается его уровень. Затухание зависит от марки кабеля, из которого выполнен фидер. Кроме того, затухание тем больше, чем больше длина фидера и чем больше частота сигнала, т. е. номер канала, по которому принимается передача.
Когда антенный усилитель установлен около телевизора, на его вход поступает сигнал, уже ослабленный прохождением по фидеру, и отношение уровня сигнала к уровню шумов на входе антенного усилителя оказывается меньше, чем если бы антенный усилитель был установлен около антенны, когда сигнал не ослаблен фидером. При этом, конечно, проходя по фидеру, сигнал также ослабляется, но во столько же раз. ослабляются и шумы. В результате отношение сигнала к уровню шумов не ухудшается.
Телевизионные кабели разных марок характеризуются зависимостью удельного затухания от частоты. Удельным затуханием коаксиального кабеля принято называть такое, которое претерпевает сигнал определенной частоты, проходя по кабелю длиной 1 м.
Удельное затухание измеряется в дБ/м и приводится в справочниках в виде графических зависимостей» удельного затухания от-частоты или в виде таблиц. На рис. 1 приводятся такие кривые для некоторых марок коаксиального 75-омного кабеля.
Пользуясь ими, можно подсчитать затухание сигнала в кабеле при определенной его длине, на любом частотном канале метрового или дециметрового диапазона. Для этого нужно умножить полученное из рисунка значение удельного затухания на длину фидера, выраженную в метрах. В результате получится затухание сигнала в децибелах.
Рис. 1. Кривые удельного затухания коаксиальных кабелей.
Наиболее распространенный тип кабеля для фидера — РК 75-4-11, удельное затухание его 0,05…0,08 дБ/м в диапазоне 1-5-го каналов, 0,12…0,15 дБ/м в диапазоне 6-12-го каналов и 0,25…0,37 дБ/м в диапазоне 21-69-го каналов. Отсюда, при длине фидера 20 м затухание сигнала в фидере на 12-м канале составит всего 3 дБ, что соответствует уменьшению напряжения сигнала в 1,41 раза,,а при длине фидера 50 м затухание на 12-м, канале составит 7,5 дБ (уменьшение я 2,38 раз).
В дециметровом же диапазоне при длине фидера 20 м затухание окажется равным 5,0…7,4 дБ в, зависимости от номера канала, что соответствует уменьшению напряжения1 сигнала в 3,78…2,34 раз^, а при длине фидера 50 м — 12,5… 18,5 дБ, (уменьшение сигнала в 4,22…8,41 раза).
Таким образом, при длине фидера 50 м дарена 12-м канале сигнал, проходя по фидеру, уменьшается более чем вдвое, и отношение сигнал-шум на входе телевизора окажется уменьшенным также более чем вдвое. Если установить антенный усилитель до поступления сигнала в фидер, при этом же уровне входных шумов антенного усилителя, что и у телевизора, получится выигрыш в отношений сигнал-шум более чем вдвое.
Еще более существенный выигрыш получится при большей длине фидера или при приеме сигнала в дециметровом диапазоне. Необходимый и вполне достаточный коэффициент усиления антенного усилителя должен быть равен затуханию сигнала в фидере. Использовать антенные усилители с коэффициентом усиления больше требуемого нет смысла.
Выпускается несколько типов антенных усилителей. Наибольшее распространение получили антенные усилители метрового диапазона типа УТДИ-1-Ш (усилитель телевизионный диапазонный индивидуальный на частоты 1-1II диапазонов).
Они рассчитаны на все 12 каналов’ метрового диапазона и содержат встроенный блок питания от сети переменного тока напряжением 220 В. Конструкция усилителя позволяет устанавливать его на мачте около антенны с питанием по фидеру без прокладки дополнительных проводов. Коэффициент усиления усилителя УТДИ-1-Ш не менее 12 дБ (4 раза по напряжению), а уровень его собственных шумов немного меньше уровня собственных шумов черно-белых и цветных телевизионных приемников.
Если усилители УТДИ-1 -III диапазонные и рассчитаны на усиление телевизионного сигнала по любому из 12 каналов метрового диапазона, то антенные усилители типа УТКТИ (усилитель телевизионный канальный транзисторный индивидуальный) одноканальные и рассчитаны на усиление сигнала только одного, вполне определенного частотного канала метрового диапазона.
Номер канала указывается после обозначения типа усилителя. Так, УТКТИ-1 означает, что усилитель рассчитан на усиление сигнала по первому частотному каналу, а УТКТИ-8 на усиление сигнала по восьмому каналу. Усилители типа УТКТИ также имеют встроенный блок питания от сети переменного тока напряжением 220 В.
Коэффициент усиления УТКТИ-1 — УТКТИ-5 не менее 15 дБ, а УТКТИ-6 — УТКТИ-12 не менее 12 дБ. Уровень собственных шумов усилителей этого типа несколько меньше, чем типа УТДИ-1-Ш. Мощность, потребляемая от сети переменного тока УТДИ-1-Ш, не превышает 7 Вт, а УТКТИ — 4 Вт.
В связи с тем, что в настоящее время все более широкое распространение получает телевизионное, вещание в дециметровом диапазоне, а затухание сигнала в фидере на этом диапазоне повышено, актуальным становится использование антенных усилителей, рассчитанных на этот диапазон. Например, усилителя типа УТАИ-21-41 (усилитель телевизионный антенный индивидуальный, рассчитанный на 21-41 каналы) с коэффициентом усиления не менее 14 дБ в диапазоне частот 470…638 МГц.
Ранее, несмотря на выпуск промышленных антенных усилителей, в журналах «Радио» и в сборниках «В помощь радиолюбителю» приводилось большое Количество описаний и схем антенных усилителей для самостоятельного изготовления, В последние годы такие публикации стали редкими. Так, в сборнике «В помощь радиолюбителю» выпуск 101, с. 24-31 приводится очень подробное описание узкополосного антенного усилителя с перестраиваемой амплитудно-частотной характеристикой О. Пристайко и Ю.
Позднякова. Настройка усилителя на один из каналов метрового диапазона осуществляется подстроечным конденсатором, полоса пропускания усилителя составляет 8 МГц, а коэффициент усиления 22…24 дБ. Питание усилителя производится постоянным напряжением 12 В. Такой усилитель имеет смысл использовать только в том случае, когда, осуществляется прием передач по одному определенному каналу, так как перестраивать усилитель, установленный на мачте нет возможности.
Широкополосный антенный усилитель МВ
Значительно чаще возникает потребность в широкополосном антенном усилителе, способном усилить сигналы всех телевизионных программ, принимаемых антенной. На рис. 2 показана принципиальная схема антенного усилителя, рассчитанного на усиление всех 12 метровых каналов, разработанного И. Нечаевым.
Рис. 2. Схема антенного усилителя МВ.
При напряжении 12 В коэффициент усиления составляет 25 дБ при токе потребления 18 мА. Усилитель собран на малошумящих транзисторах с коэффициентом шума около 3 дБ. Встречнопараллельно включенные диоды на входе предохраняют транзисторы усилителя от повреждения грозовыми разрядами. Оба каскада собраны по схеме с общим эмиттером.
Конденсатор С6 обеспечивает коррекцию частотной характеристики усилителя в области высших частот.
Для стабилизации режима «транзисторов усилитель охвачен отрицательной обратной связью с эмиттера второго транзистора на базу первого. Во избежание самовозбуждения усилителя из-за паразитной обратной связи между каскадами через источник питания используется развязывающий фильтр 114, С1. Входными клеммами усилитель подключается к фидеру в непосредственной близости от антенны, где сигнал еще не ослаблен прохождением по фидеру.
Выход усилителя подключается к фидеру, идущему к телевизору. По центральной жиле этой части фидера к усилителю подается питающее напряжение через дроссель Ы. Через такой же дроссель к центральному проводнику антенного гнезда телевизора подводится напряжение +12 В. Сигнал с антенного гнезда в телевизоре на вход селектора каналов при этом «должен подаваться через разделительный конденсатор емкостью 3000 пФ.
Дроссели наматывают на ферритовых цилиндрических сердечниках диаметром 3 мм и длиной 10 мм проводом ПЭЛ или ПЭВ диаметром 0,2 мм виток к витку. Каждый дроссель содержит по 20 витков. Перед намоткой сердечник нужно обернуть двумя слоями лавсановой пленки, а после намотки витки закрепляются полистироловым лаком или эмалитом.
Более подробное описание усилителя, чертеж печатной платы и размещение на ней деталей приводятся в журнале «Радио», 1992 г., № 6, с. 38-39.
Схема антенного усилителя ДМВ
Другой антенный усилитель, рассчитанный на дециметровый диапазон 470…790 МГц (21…60 каналы), предложил А. Комок. Его принципиальная схема показана на. рис. 3. Коэффициент усиления этого усилителя в полосе пропускания составляет 30 дБ при питании напряжением 12 В, а ток потребления не превышает 12 мА.
Рис. 3. Схема антенного усилителя ДМВ.
Оба каскада собраны по схеме с общим эмиттером на сверхвысокочастотных транзисторах с низким уровнем собственных шумов. Нижняя граница полосы пропускания усилителя ограничена входным фильтром верхних частот, а верхняя — паразитными емкостями транзисторов и монтажа. Благодаря резисторам R1 и R3 обеспечивается температурная компенсация режима транзисторов.
Катушка фильтра верхних частот L1 наматывается проводом ПЭВ-2 диаметром 0,8 мм и содержит 2,5 витка.
Намотка производится на оправке диаметром 4 мм виток к витку, после чего катушка снимается с оправки. Питание, как и для усилителя Нечаева, подается по фидеру через дроссели описанной выше конструкции. Автор использовал в усилителе бескорпусные транзисторы, требующие тщательной герметизации.
Можно рекомендовать также применение корпусных транзисторов КТ399А, более доступных и устойчивых при изменениях климатических условий. Подробное описание этого усилителя помещено в журнале «Радиолюбитель11, 1993 г., № 5, с. 2.
Как было отмечено, основное назначение антенного усилителя -компенсация затухания сигнала в фидере. При использовании антенного усилителя чувствительность ограниченная шумами, т. е. способность принимать слабый сигнал, определяется отношением сигнал-шум уже не на входе телевизионного приемника, а на входе антенного усилителя. Поэтому при установке антенного усилителя около антенны для получения определенного значения чувствительности, ограниченной шумами, потребуется меньший уровень входного сигнала, чем при установке его около телевизора. Таким образом, удается с лучшим качеством принимать более слабый сигнал.
Применение антенного усилителя позволяет сознательно использовать фидеры такой большой длины, которые в отсутствие усилителя ослабили бы уровень сигнала до недопустимого. Необходимость применения длинного фидера иногда возникает в условиях закрытой местности, когда телевизионный приемник располагается в ложбине и приемная антенна, установленная около дома, оказывается закрыта находящимися па пути к передатчику холмами.
В то же время телевизионные антенны, установленные на расстоянии 100…200 м от этого здания, обеспечивают вполне уверенный прием с хорошим качеством изображения за счет того, что они не закрыты местной преградой. В таких условиях добиться нормального приема можно одним из двух способов: либо увеличением высоты антенной мачты, что обычно представляет собой очень трудную задачу, либо установкой антенны на открытой местности, на расстоянии 100…200 м от дома. Тогда для подключения антенны к телевизионному приемнику потребуется использование длинного фидера.
Если усиления одного усилителя недостаточно, можно включить два усилителя последовательно один за другим. При этом результирующий коэффициент усиления будет равен сумме коэффициентов усиления усилителей, если они выражены в децибелах.
При очень большой длине фидера и необходимости усиления сигнала более чем на 30 дБ, когда приходится использовать два или несколько антенных усилителей, во избежание перегрузки или самовозбуждения не следует устанавливать все усилители в одном месте. В этих условиях первый, усилитель устанавливают на выходе антенны, т. е. на входе фидера, а последующие — в разрыв фидера примерно на одинаковых расстояниях один от другого. Эти расстояния выбирают так, чтобы затухание сигнала в отрезке фидера между двумя усилителями примерно равнялось коэффициенту усиления усилителя.
Из зависимостей удельного затухания от частоты для коаксиальных кабелей разных марок (рис. 1) можно сделать определенные выводы. Кабели марок РК 75-2-13 и РК 75-2-21 обладают достаточно большим удельным затуханием даже в метровом диапазоне волн, использовать их в дециметровом диапазоне не следует. Кабели марок РК 75-7-15, РК 75-9-13, РК 75-13-11 и РК 75-17-17 обладают меньшим удельным затуханием по сравнению с РК 75-4-11 особенно в дециметровом диапазоне.
Если при длине, фидера 50 м на частоте 620 МГц (39-й канал) кабель РК 75-4-11 вносит затухание 16 дБ (ослабление напряжения сигнала в 6,3 раз), то при тех же условиях кабель марки РК 75-9-13 вносит затухание 9,5 дБ (ослабление в 3 раза), а РК 75-13-1,1 — 7,25 дБ (ослабление в 2,3 раз). Таким образом, удачный выбор марки кабеля для фидера в дециметровом диапазоне может поднять уровень сигнала на входе телевизора в несколько раз даже без использования антенного усилителя.
Можно предложить достаточно простой совет по выбору кабеля: чем больше диаметр кабеля, тем меньшее затухание он вносит. В качестве телевизионного фидера всегда, используется коаксиальный кабель с волновыми сопротивлением 75 Ом.
Никитин В.А., Соколов Б.Б., Щербаков В.Б. — 100 и одна конструкция антенн.
Антенный усилитель ДМВ
к.т.н. РОЗОВ Андрей Валентинович
(ООО «Технический центр ЖАиС»)
Сегодня в продаже можно встретить достаточно большое количество разнообразных антенных усилителей. Если ознакомиться с их паспортами, то все выглядит достаточно убедительно, а самое главное заявлены достаточно неплохие характеристики. Однако, когда дело доходит до практического использования этих «игрушек», то эффекта либо нет никакого, либо наоборот — применение усилителя только ухудшает качество телевизионного изображения. Дело в том, что разработка действительно качественного антенного усилителя — дело достаточно серьезное и требует одновременного решения многих задач: минимизация коэффициента шума, обеспечение требуемого усиления в рабочей полосе частот при заданной неравномерности АЧХ, необходимый динамический диапазон по входному сигналу, высокая температурная стабильность (в случае, если усилитель непосредственно расположен на антенне. А именно там он и должен находиться для нормальной и эффективной работы), высокая технологичность и повторяемость параметров, и многие другие.
Мне бы хотелось поделиться с Вами одной достаточно простой, но очень эффективной схемой антенного усилителя ДМВ диапазона, который был разработан нами в разгар перестройки, в те времена, когда закрывались все оборонные заказы и тематики, и мы были вынуждены весь наш опыт пустить на благо конверсии. Кстати, схема рассматриваемого усилителя ДМВ, рис.1, в свое время была опубликована в журнале «Радиолюбитель», и по заказу читателей было изготовлено порядка 200 экземпляров. При этом не было ни одной жалобы, ни одного отрицательного отзыва!!!
Итак вернемся к усилителю. На рис. 1 приведена его принципиальная схема.
Рис. 1 Принципиальная схема антенного усилителя ДМВ.
На элементах С1, L1, С2 выполнен фильтр верхних частот (ФВЧ) третьего порядка, имеющий частоту среза 360…400 МГц. Данный ФВЧ выполняет следующие функции: обеспечивает согласование входного сопротивления каскада усилителя на VT1 с волновым сопротивлением антенны, уменьшает эффективную шумовую полосу пропускания усилителя и в значительной степени устраняет эффект «забития» усилителя мощными станциями, работающими в метровом диапазоне волн. Усилитель состоит из трех каскадов усиления, выполненных на СВЧ транзисторах VT1…VT3, включенных по схеме с ОЭ. Стабилизация режимов работы транзисторов по постоянному току осуществляется посредством отрицательных обратных связей (ООС) через резисторы R1, R3, R5. Такая схема стабилизации позволяет непосредственно заземлять эмиттерные выводы транзисторов, что обеспечивает высокий устойчивый коэффициент усиления каждого из каскадов. Нагрузкой каждого из каскадов являются соответствующие индуктивности (L2, L4, L6). Индуктивный характер нагрузки позволяет повысить усиление каскада в области высоких частот за счет компенсации частотной зависимости крутизны транзистора. Высокий коэффициент передачи каждого из каскадов достигается также вследствие устранения ООС на высокий частотах посредством установки блокировочных конденсаторов С4, С7, С10. Требуемая амплитудно-частотная характеристика усилителя формируется элементами ФВЧ, индуктивностями L2, L4, L6 и емкостями С5 и С8, которые выполняют функцию связи между каскадами. Конденсатор С11 обеспечивает согласование по выходу.
Питание усилителя может осуществляться двумя способами: либо от отдельного внешнего блока питания, либо через кабель снижения от соответствующих питающих напряжений телевизора. Напряжение питания должно находится в пределах +8…16В. Непосредственно же каскады усиления запитываются от внешнего стабилизатора напряжением +4,7В, выполненного на стабилитроне VD1 и гасящем резисторе R7. Все каскады усилителя развязаны между собой по цепям питания посредством фильтров L3C3, L5C5, а также элементами R2C4, R4C7, R6C10. Все это позволяет обеспечить высокую стабильность основных параметров усилителя при действии различных дестабилизирующих факторов.
Диод VD2 предотвращает попадание постоянного напряжения на вход телевизионного приемника при использовании отдельного блока питания. Первый каскад усилителя (на транзисторе VT1) оптимизирован по минимуму коэффициента шума и его ток эмиттера составляет 2…3 мА, что достигается соответствующим выбором R1. Ток потребления второго и третьего каскадов (на VT2 и VT3) — порядка 5…7 мА, что позволяет добиться максимальных усилений каскадов. Типовая АЧХ усилителя приведена на рис.2.
Рис. 2 АЧХ антенного усилителя
Конструктивно усилитель выполнен на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита размерами 48х60 мм (в СВЧ технике применялись стандартные ситаловые подложки с такими же размерами) толщиной 1,5 мм. Отличительная особенность печатной платы — установка всех навесных элементов на ней по варианту У 1. б.( ОСТ 4ГО.010.030-81), т.е. со стороны токоведущих дорожек, что исключает сверление отверстий в плате и повышает технологичность изготовления усилителя в целом при мелкосерийном и серийном производствах. Высокочастотные катушки индуктивности выполнены печатным методом, что позволяет также повысить технологичность изготовления усилителя и стабильность параметров этих катушек как в пределах одного усилителя, так и в пределах выпускаемой партии. Разработанная топология усилителя позволяет полностью избавиться от подстроечных элементов и добиться высокой повторяемости основных параметров усилителя от экземпляра к экземпляру. Усилитель, собранный из заведомо исправных деталей, после подачи питания сразу же обеспечивает выходные характеристики.
Схема и топология усилителя позволяют использовать многие СВЧ транзисторы (КТ372, КТ3115 и т.п.), имеющие однотипную цоколевку.
Рис. 3 Топология печатной платы
На рис 3. приведена печатная плата усилителя. Область, отмеченная черным цветом — облуженный фольгированный слой, белым — вытравленная часть. Размеры платы — 48х60мм. Печатная плата на рис. 3 выполнена в масштабе 1:1.
Расположение элементов приведено на рис. 4
Рис.4 Расположение элементов
Для устранения влияния паразитных индуктивностей выводов резисторы R1, R3, R5 состоят из двух резисторов каждый. Естественно сумма их сопротивлений должна быть равна номиналу, приведенному на принципиальной схеме.
Корпус усилителя в домашних условиях можно легко сделать из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5-2 мм.
На рис. 5 показан внешний вид такого усилителя (без верхней крышки).
Рис. 5 Внешний вид антенного усилителя. Рис. 6. Фрагмент катушки индуктивности L1
Теперь немного о деталях. Резисторы — самые доступные: либо С2-33, либо МЛТ-0,125. Единственное требование — при монтаже выводы резисторов должны быть как можно короче. Конденсаторы блокировочные — лучше бескорпусные (занимают меньше места. Ну а если их под рукой не оказалось — используйте те, какие у Вас есть. Выводы только делайте короче!). Их сейчас выпускается достаточно большое многообразие. Конденсаторы С1, С2, С5, С8, С11 — высокочастотные, и их емкость должна быть именно такой, которая указана на принципиальной схеме. Катушка индуктивности L1 — 3-4 витка провода ПЭВ -1,0. Внутренний диаметр намотки — 4 мм . Дроссели L3, L5 — либо стандартные типа ДМ-0,1 например, с индуктивностью 50 мкГн, либо 18-20 витков провода ПЭВ-0,1 с тем же внутренним диаметром намотки, как и L1. После монтажа необходимо проверить работоспособность усилителя (если Вы все сделали правильно и при этом использовали заведомо исправные радиодетали, то проблем никаких не будет). Для этого необходимо измерить падение напряжение на резисторах R2, R4, R6, а потом по известному закону Ома рассчитать коллекторный ток транзисторов VT1…VT3. Если они соответствуют тем цифрам, которые были указаны выше — то все нормально и Вы можете смело запаивать верхнюю крышку на Ваш усилитель, обеспечивая тем самым его полную герметичность.
Антенные усилители для радио и ТВ
Для увеличения чувствительности радиоприемных средств — радиоприемников, телевизоров используют различные усилители высоких частот (УВЧ). Включенные между приемной антенной и входом радио- или телеприемника, подобные схемы УВЧ увеличивают сигнал, поступающий от антенны (антенные усилители). Использование таких усилителей позволяет увеличить радиус уверенного радиоприема, в случае приемных устройств в составе приемопередатчиков (радиостанций), позволяет увеличить дальность работы, либо при сохранении той же дальности уменьшить мощность излучения радиопередатчика.
На рис. 1 приведена схема широкополосного УВЧ на одном транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером (ОЭ). В зависимости от используемого транзистора данная схема может успешно применяться до частот в сотни мегагерц. Значения используемых элементов зависят от частот (нижней и верхней) радиодиапазона.
Транзисторные каскады, включенные по схеме с общим эмиттером (ОЭ), обеспечивают сравнительно высокое усиление, но их частотные свойства относительно невысоки.
Транзисторные каскады с общей базой (ОБ), обладают меньшим усилением, чем транзисторные схемы с ОЭ, но их частотные свойства лучше. Это позволяет использовать те же транзисторы, что и в схемах с ОЭ, но на более высоких частотах.
На рис. 2а и 2б приведены схемы широкополосных УВЧ на одном транзисторе, включенном по схеме с общей базой. Отличие схем Рис. 2а и Рис. 2б в разнице проводимости применяемых транзисторов (n-p-n и p-n-p соответственно). В зависимости от используемого транзистора данная схема может успешно применяться до частот в сотни мегагерц.
Дроссель L1 в этих схемах для диапазона СВ намотан на 3 — 4 кольцах К7х4х2 (К10), проницаемостью 600НН и содержит 300 витков провода ПЭВ 0,1.
Большее значение коэффициента усиления схемы с ОЭ можно получить за счет применения составного транзисторного каскада, например, как на Рис.3:
Коэффициент усиления можно увеличить за счет применения каскодных схем, например, выполненные на основе усилителя ОК-ОБ (общий коллектор — общая база) на транзисторах разной структуры с последовательным питанием. Один из вариантов такой схемы УВЧ приведен на рис. 4.
Данная схема УВЧ обладает значительным усилением (десятки и даже сотни раз), однако каскодные усилители не могут обеспечить значительное усиление на высоких частотах, такие схемы, как правило, применяются на частотах ДВ- и СВ-диапазона. Однако при использовании транзисторов сверхвысокой частоты и тщательном исполнении, такие схемы могут успешно применяться до частот в десятки мегагерц.
Транзисторные УВЧ для телевизионного (метрового и дециметрового) диапазона, могут состоять из нескольких каскадов по схеме ОЭ, (как и на Рис. 1). Схема такого усилителя приведена на Рис. 5.
При изготовлении усилителя необходимо соблюдать все требования, предъявляемые к монтажу ВЧ-конструкций: минимальные длины соединяющих проводников, экранирование и т.д.
Используя описанные схемотехнические решения и современные высокочастотные транзисторы (СВЧ-транзисторы) можно построить антенный усилитель ДМВ-диапазона. Этот усилитель можно использовать как с УКВ радиоприемником, например, входящим в состав УКВ радиостанции, или совместно с телевизором.
На рис. 6 приведена схема антенного усилителя ДМВ-диапазона.
Полоса частот 470-790 МГц, усиление — 30 дБ, коэффициент шума — 3 дБ, входное и выходное сопротивления — 75 Ом, ток потребления — 12 мА. Одной из особенностей данной схемы является подача напряжения питания на схему антенного усилителя по коаксиальному кабелю, по которому осуществляется подача выходного сигнала от антенного усилителя к приемнику радиосигнала — УКВ радиоприемника, например, приемника УКВ-радиостанции или телевизора.
Антенный усилитель представляет собой два транзисторных каскада, включенных по схеме с общим эмиттером. На входе антенного усилителя предусмотрен фильтр верхних частот 3-го порядка (L1 C1), ограничивающий диапазон рабочих частот снизу. Это увеличивает помехозащищенность антенного усилителя.
Радиоэлементы для схемы Рис. 6:
- Катушка L1 – бескаркасная Ø4 мм содержит 2,5 витка провода ПЭВ-2 диаметром 0,8 мм.
- Дроссель L2 – ВЧ дроссель 25 мкГн.
- Дроссель L3 – ВЧ дроссель 100 мкГн.
- Транзисторы КТ3101, КТ3115, КТ3132…
Монтаж усилителя выполняется на двустороннем стеклотекстолите навесным способом, длина проводников и площадь контактных площадок должны быть минимальны. При повторении схемы, необходимо предусмотреть тщательное экранирование устройства.
Если Вам понравилась публикация, поделитесь со своими друзьями в соцзакладках ниже…
Схемы антенных усилителей — КульбакиМастер.ru
В статье подробно рассматриваются схемы антенных усилителей, принцип работы и основные характеристики. Усилители подходят для приема цифровых каналов формата DVB T и DVB T2 транслируемых в соответствующих усилителям диапазонах частот.
Усилитель в телевизионной приемной антенне предназначен, главным образом, для увеличения чувствительности, ограниченную шумами, а во вторую очередь для компенсации потерь принимаемого сигнала в коаксиальном кабеле. 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. Следовательно, фактором, определяющим дальний прием, следует принять уровень собственных шумов линейного тракта, а не коэффициент усиления.
Влияние шума оценивают по отношению сигнал/шум, минимальное значение которого принято равным 20. Для телевизоров третьего — пятого поколения чувствительность, ограниченная шумами, равна 50-100 мкВ. Однако при отношении сигнал/шум (с/ш) равном 20, наблюдаются плохое качество изображения и разборчивость только крупных деталей. Для получения изображения хорошего качества следует подать на антенный вход телевизора полезный сигнал примерно в 4 раза больший, т.е. обеспечить отношение с/ш около 80.
Используемые в настоящее время кабели с волновым сопротивлением 75 Ом в зависимости от конструкции и качества диэлектрика имеют погонное затухание 0,07 — 0,18 дБ/м в метровом и 0,25 — 0,6 дБ/м в дециметровом диапазоне волн. При длине кабеля 2…4 м общее затухание может составлять 1,2 — 2,4 дБ. В связи с этим антенный усилитель должен иметь коэффициент усиления порядка 3 дБ для типичных условий приема. К нему прибавляют запас в 12…14 дБ для усиления слабых сигналов, что необходимо из-за низкой эффективности широкополосных малогабаритных приемных антенн.
Любой усилитель имеет собственные шумы, которые усиливаются вместе с полезным сигналом и ухудшают отношение сигнал/шум. Поэтому важнейшим параметром усилительного элемента следует считать его коэффициент шума Кш.
Для единой оценки шумов многокаскадного тракта существует показатель приведенного 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 Кш1 — коэффициент шума первого транзистора. Следовательно, получим Кш= Кш1, т.е. приведенный коэффициент шума усилительной части в основном определяется коэффициентом шума первого транзистора. Отсюда вытекает вывод — применение активной части может дать положительный результат тогда, когда коэффициент шума первого транзистора усилителя меньше коэффициента шума первого каскада телевизора. Коэффициент шума зависит также от качества согласования на входе усилителя и режима работы первого транзистора.
Частотный диапазон антенного усилителя должен обеспечить усиление сигнала в полосе частот вещательного телевидения f = 48-790 МГц. Для увеличения динамического диапазона усилитель должен иметь отрицательную обратную связь.
На рисунке 1 представлена схема однокаскадного антенного усилителя с трансформаторным входом и открытым асимметричным выходом, обеспечивающим возможность дистанционной запитки усилительного модуля по сигнальному кабелю. Такая однокаскадная схема обладает высокой устойчивостью и легко каскадируется.
Для просмотра нажмите на рисунок.
Рис. 1. Схема однокаскадного антенного усилителя.
Точки возбуждения антенны подключаются непосредственно в балансное сечение трансформатора Тр1, который обеспечивает широкополосное согласование входа антенны с входом усилительного каскада. Усилительный элемент VT1 включен по схеме с общим эмиттером. Это позволяет реализовать большее полосовое усиление и лучшие шумовые свойства схемы сравнительно с другими вариантами включения. Эффекты влияния граничной частоты транзистора по крутизне на изменение коэффициента усиления и входного сопротивления в диапазоне рабочих частот компенсируются за счет использования в схеме комбинированных частотно-зависимых обратных связей параллельного и последовательного типа. Параллельная обратная связь выполнена на элементах R3, C1, L1. Резистор R3 определяет согласование усилительного модуля в присоединительных стыках в метровом и нижней части дециметрового диапазона.
В верхней части рабочего диапазона, где усиление спадает на 2-4 дБ, индуктивность L1 ослабляет действие этой обратной связи, выравнивая амплитудно-частотную характеристику (АЧХ). Конденсатор C1 обеспечивает развязку цепи обратной связи с контуром питания и одновременно формирует низкочастотный срез передаточной характеристики устройства. Цепь R4, C3 является элементом последовательной обратной связи по току, определяющей основные параметры каскада в малосигнальном режиме: резистор R4 задает номинальный коэффициент усиления каскада, а настройкой C3 регулируется подъем АЧХ в верхней части рабочего диапазона. Заданные параметры динамического диапазона обеспечиваются выбором типа транзистора и его режимом работы. В представленной схеме режим работы каскада по постоянному току задается R4 совместно с элементами базового делителя R1 и R2. Конденсатор С2 шунтирует R1 и обеспечивает асимметричность подключения Тр1 в схему модуля. Усилительный модуль, реализованный на среднемощном транзисторе третьего поколения, обеспечивает коэффициент усиления 15 дБ в полосе частот 40-800 МГц, коэффициент шума устройства не превышает 3,5 дБ, а динамический диапазон для телевизионных сигналов составляет 75 дБ. Снижение коэффициента шума и реализация большей линейности устройства возможны при использовании в схеме сложных активных элементов с каскодным включением либо при переходе к двухтранзисторным каскадам.
Две принципиальные схемы антенных усилителей, представляющие собой двухкаскадный апериодический усилитель на биполярных транзисторах СВЧ, включенных по схеме с ОЭ представлены на рис. 2.
Усилитель на рис. 2,а содержит два широкополосных каскада усиления на транзисторах VT1 и VT2. Сигнал с собственно антенны через согласующий трансформатор (на схеме не показан) и конденсатор С1 поступает на базу транзистора VT1, включенного по схеме с ОЭ.
Рис. 2,а. Схема двухкаскадного антенного усилителя.
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 его усиление. Частотная коррекция в первом каскаде отсутствует. Второй каскад также выполнен на транзисторе по схеме с ОЭ и ООС по напряжению через резисторы R2 и R3, но имеет еще и токовую ООС через резистор R4 в эмиттерной цепи, стабилизирующую режим транзистора VT2. Во избежание большой потери усиления резистор R4 зашунтирован по переменному току конденсатором С3, емкость которого выбрана относительно малой (10 пФ). В результате на нижних частотах диапазона емкостное сопротивление конденсатора С3 оказывается существенным и возникающая ООС по переменному току уменьшает усиление, корректируя тем самым АЧХ усилителя. К недостаткам такой схемы усилителя 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 на рис. 2,б , который также имеет два каскада, собранные по схеме с ОЭ. Он отличается от предыдущего усилителя лучшей развязкой по цепям питания через Г-образные фильтры L1 C6, R5 C4 и повышенным коэффициентом усиления за счет наличия конденсатора С5 в цепи ООС (R3 C5 R6) второго каскада и переходного конденсатора С7 на выходе.
Рис. 2,б. Схема двухкаскадного антенного 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. В качестве мер повышения устойчивости можно предложить включение транзисторов по каскодной схеме с ОЭ-ОБ.
Каскодное включение транзисторов VT1 и VT2 (рис. 3) позволяет реализовать хорошую однонаправленность и получить большую широкополосность усилительного модуля. Это дает возможность отказаться от использования сигнальных обратных связей, стабилизирующих и корректирующих амплитудно-частотную характеристику а также входной и выходной импедансы звена. Здесь коэффициент передачи и присоединительные параметры схемы задаются режимно. Для уменьшения влияния паразитных индуктивностей общих выводов, снижающих коэффициент усиления каскада на верхних частотах, эмиттерные выводы входных танзисторов соединяются непосредственно с корпусом, а режим работы стабилизируется фиксированным током базы. Высокочастотный срез регулируется индуктивностью L1, включенной в коллекторную цепь оконечного транзистора.
Рис. 3. Схема антенного усилителя с каскодным включением VT.
Диапазонная корректировка и стабилизация выходного сопротивления модуля производятся резистивно-емкостными цепями. Каскодная схема при реализации оптимального режима работы транзисторов позволяет получить пониженные интермодуляционные искажения.
При наличии антенны МВ-ДМВ, конструктивно выполненной в виде двух электрически не соединенных антенн возможно использовать усилительный модуль, который усиливает сигналы от каждой из них, суммирует и передает к ТВ-приемнику по одному кабелю. Питание усилителя подается по этому же кабелю. Принципиальная схема такого антенного усилителя изображена на рисунке 4. Он содержит два независимых канала усиления. Сигнал с антенны МВ поступает на контакты ХТ1, ХТ2, к которым подключен входной каскад канала МВ, собранного на транзисторах VT1, VT2 по схеме дифференциального усилителя. Это позволяет получить хорошее согласование с высокоомными антеннами, а также подавить синфазные помехи.
Рис. 4. Схема антенного усилителя с раздельными входами МВ и ДМВ
На входе каскада установлены катушки L1, L2, устраняющие накопление зарядов статического электричества на некоторых антеннах, а также диоды VD1 — VD4, защищающие усилитель от грозовых разрядов. На транзисторе VT5 собран дополнительный усилительный каскад. Коэффициент передачи канала равен 15…20 дБ. Сигналы МВ проходят на кабель через фильтр НЧ L6 C19 L7 с частотой среза 250 МГц. Через этот же фильтр и дроссель L5 на канал приходит питающее напряжение с кабеля снижения. Кроме того, фильтр не пропускает сигналы ДЦВ.
Канал усиления ДМВ представляет собой два последовательно включенных однотипных усилительных каскада. Первый из них собран на транзисторах VT3, VT4 по схеме с гальванической связью, благодаря чему происходит автоматический выход на заданный рабочий режим и его поддержание при изменении температуры и питающего напряжения. На входе каскада установлен фильтр ВЧ C1 L3 C2 с частотой среза 450 МГц, который подавляет низкочастотные сигналы и помехи. Аналогичный фильтр ВЧ C21 L9 C22 на выходе второго каскада пропускает сигналы ДМВ и не пропускает сигналы МВ. Следовательно, фильтры на выходах каналов взаимно их развязывают. Катушка L4 обеспечивает согласование между каскадами канала ДМВ и коррекцию суммарной АЧХ. Общее усиление канала равно 32…36 дБ. Канал ДМВ питается через дроссель L8 с кабеля снижения. Усилительный модуль питается напряжением 12 В при токе не менее 70 мА.
Важно отметить, что модули с каскадно-цепочечной структурой обычно обеспечивают большую линейность передаточной характеристики, что связано, в первую очередь, с возможностью раздельной настройки каскадов (оптимизация передаточной характеристики, режимов согласования и параметров динамического диапазона), при которой пороги перегрузки наращиваются эстафетно и пропорционально увеличению коэффициента передачи.
Сравнительный анализ технических решений и функционально-энергетических характеристик модулей показывает, что в качестве базовых структур при проектировании усилительных модулей для активных широкополосных антенн целесообразно выбирать схемы с цепочечным включением каскадов с комбинированными частотно-зависимыми обратными связями. Причем, в первом каскаде глубина обратной связи выбирается исходя из требуемого значения коэффициента шума и стабильности присоединительного импеданса. Режим работы и тип транзистора выходного каскада в основном определяются требуемой нагрузочной способностью модуля.
Читать далее — Простой широкополосный усилитель для антенны
Популярные схемы антенн:
Простая ДМВ антенна
Антенна ДМВ с большим усилением
Селективный антенный усилитель ДМВ диапазона
Селективный антенный усилитель ДМВ диапазона
категория
Самодельные антенны
материалы в категории
И. НЕЧАЕВ, г. Курск
Радио, 2000 год, №8
Передача телевизионного сигнала нередко может производится от нескольких разных источников, с разных направлений и с разной мощностью. Это очень часто вызывает проблемы с их приемом и заставляет многих пользователей устанавливать по несколько антенн.
Кроме того что это не совсем удобно возникает еще одна проблема- последующее суммирование сигналов на входе телевизионного приемника.
В такой ситуации решить проблему поможет антенный усилитель, обеспечивающий не только усиление сигналов, но и их фильтрацию.
Одна из проблем, с которой телезрителям приходится иметь дело при просмотре телевизионных программ, — необходимость приема сигналов с разных направлений и с различными уровнями. Это вынуждает их применять две и более направленные антенны, а при малом уровне сигнала — активные антенны [1, 2] или антенные усилители [3— 5], приходится включать сумматоры или разветвители телесигналов [6]. К сожалению, все это часто не обеспечивает желаемое качество приема.
Причина этого не обязательно кроется в плохом фидере или неудачном его согласовании. Если, например, у вас есть несколько антенн, рассчитанных на работу в одном диапазоне, то прием одного и того же сигнала, особенно мощного, будет возможен двумя и большим числом антенн. Однако в этом случае из-за различного времени распространения сигнала в фидерах появляется многоконтурность или размытость изображения, хотя уровень сигнала вполне достаточен для высококачественного приема.
Этот недостаток можно устранить, применив полосовые фильтры или селективные усилители, которые выделяют один или несколько сигналов, принимаемых одной из антенн, и подавляют мешающие. И так — после каждой антенны, фильтруя при этом разные каналы. Затем все сигналы суммируют. Для диапазона MB эту задачу решают использованием усилителей и фильтров, рассмотренных в [7]. Для диапазона ДМВ описаний таких конструкций почти нет. Поэтому здесь описаны варианты селективных усилителей именно для диапазона ДМВ.
Следует, однако, обратить внимание на то, что применение фильтров не всегда целесообразно (хотя и допустимо). Дело в том, что, во-первых, фильтры вносят затухание, и при приеме слабых сигналов это может сказаться на качестве изображения. Во-вторых, АЧХ фильтров, особенно узкополосных, существенно зависит от их согласования с соединительными кабелями. Поэтому даже небольшие изменения в сопротивлении нагрузок могут сильно менять АЧХ и снижать качество приема. Чтобы устранить этот нежелательный эффект, на входе и выходе фильтра нужно установить усилительные каскады.
Принципиальная схема селективного усилителя для выделения одного или нескольких близко расположенных сигналов показана на рис. 1.
Селективный антенный усилитель ДМВ диапазона. схема
В устройстве применен полосовой фильтр из двух связанных контуров L2C7 и L3C9. На входе фильтра установлен усилительный каскад на транзисторе VT1, а на выходе — два каскада на транзисторах VT2 и VT3. Общий коэффициент усиления достигает 20…23 дБ, а полоса пропускания определяется полосовым фильтром.
Сигналы, принятые антенной, поступают на фильтр C1L1C2, который подавляет сигналы с частотой менее 450 МГц. Диоды VD1, VD2 защищают транзистор VT1 от мощных сигналов и электрических наводок от грозовых разрядов. С входного каскада сигнал проходит в первый контур L2C7. Чтобы получить необходимую его добротность, применено частичное включение (к отводу катушки L2). Для связи с контуром L3C9 включен конденсатор С8 (емкостная связь). Сигнал с части витков катушки L3 приходит на базу транзистора VT2, а после усиления — на базу транзистора VT3. АЧХ выходного усилителя с целью дополнительного повышения его избирательности можно скорректировать настройкой контура L4C11 в цепи обратной связи.
Диоды VD3, VD4 защищают усилитель от электрических разрядов со стороны телевизора. Они могут возникать из-за того, что импульсный блок питания современных аппаратов через конденсаторы небольшой емкости соединен с сетью 220 В. Питается усилитель от стабилизированного источника напряжения 12 В и потребляет ток около 25 мА. Диод VD5 защитит усилитель при подключении к нему источника питания в неправильной полярности. Если его планируется питать по отдельному проводу, то напряжение подают непосредственно на диод VD5, а если по кабелю снижения, вводят в усилитель развязывающие элементы L5, С16.
Все детали усилителя размещают на одной стороне печатной платы из двустороннего фольгированного стеклотекстолита, изображенной на рис. 2
Вторая сторона платы оставлена почти полностью металлизированной. На ней лишь вырезаны площадки для входа, выхода и питающего напряжения (на рисунке они показаны штриховой линией). Металлизацию обеих сторон соединяют одну с другой по контуру платы припаянной фольгой. После настройки усилителя плату со стороны деталей закрывают металлической крышкой, припаяв ее к ней.
В усилителе можно применить транзисторы КТ382А.Б, а если не требуется высокой чувствительности, подойдет и КТ371А; диоды КД510А, КД521А.
Конденсаторы С7, С9, С11 — КТ4-25, остальные — К10-17, КМ, КЛС; рези-сторы — МЛТ, С2-10, С2-33, Р1-4. Выводы всех деталей должны быть минимальной длины.
Катушка L1 намотана проводом ПЭВ-2 0,4 на оправке диаметром 2,5 мм и содержит 2,8 витка. Катушки L2, L3 выполнены проводом ПЭВ-2 0,7 на оправке диаметром 3 мм. Длина намотки — 7 мм. Они имеют по три витка с отводом от середины первого витка. Катушка L4 намотана тем же проводом и содержит два витка, а катушка L5 — проводом ПЭВ-2 0,4 и имеет 15 витков, обе — на оправке диаметром 4 мм.
Конструкция конденсатора С8 показана на рис. 3. Он выполнен из двух пластин из жести или толстой фольги, которые припаивают к контактным площадкам платы. Изменяя расстояние между пластинами, меняют емкость конденсатора.
Налаживание усилителя начинают с установки и проверки необходимых режимов по постоянному току. Подбором резистора R1 добиваются напряжения 4…5 В на коллекторе транзистора VT1. Режим транзисторов VT2, VT3 получается автоматически.
Для настройки АЧХ усилителя используют панорамный индикатор. Конденсаторами С7 и С9 настраивают контуры на желаемые частоты. При указанных номиналах центральную частоту фильтра можно изменять от 500 до 700 МГц. Полосу пропускания устанавливают регулировкой емкости конденсатора С8. При этом в небольших пределах изменяется и коэффициент усиления усилителя. Подстройкой конденсатора С11 получают максимальный коэффициент усиления на требуемой частоте.
Изменением емкости конденсатора С8 можно добиться минимальной полосы пропускания усилителя в 10…12 МГц при одногорбой АЧХ. Это необходимо для выделения сигнала только одного телевизионного канала. Если же нужно выделить два смежных канала, то полосу пропускания увеличивают до 40…50 МГц (сближают пластины конденсатора С8) при двугорбой АЧХ с небольшой неравномерностью. Кроме того, на АЧХ фильтра оказывает влияние и расположение отводов катушек L2, L3.
Однако эфирная обстановка бывает сложной. Например, в Курске в диапазоне ДМВ вещание ведется на 31-м и 33-м каналах из одного места и с большой мощностью, а на 26-м и 38-м каналах — из другого места и с меньшей мощностью. Такой вариант довольно типичен для большинства городов страны. Поэтому для приема и выделения сигналов 31 -го и 33-го каналов можно применить уже описанный усилитель. Для приема же сигналов 26-го и 38-го каналов (или двух других с большим частотным разносом) такой усилитель не годится. Здесь необходим другой, который имеет две полосы пропускания, т. е. содержит два фильтра.
Принципиальная схема такого усилителя показана на рис. 4.
Сигнал с антенны через фильтр C1L1C2 поступает на первый усилительный каскад на транзисторе VT1. С его выхода сигнал разделяется и приходит на два независимых каскада на транзисторах VT2 и VT3, каждый из них нагружен на свой полосовой фильтр: L2C10—С12L3 и L4C13—C15L5. К фильтрам подключены усилительные каскады на транзисторах V4 и VT5, выходы которых работают на одну и ту же нагрузку. Общий коэффициент усиления этого устройства — 18…20 дБ, а потребляемый ток — примерно 40 мА.
В таком усилителе применяют те же детали, что и в рассмотренном выше. Чертеж его печатной платы с размещением деталей представлен на рис. 5.
Налаживание проводят аналогично. Подбором резисторов R11 и R12 устанавливают постоянное напряжение около 5 В на коллекторах транзисторов VT4 и VT5. Фильтры настраивают на желаемые частоты. Подстройкой конденсаторов С6 и С7 получают максимальное усиление на выбранных частотах.
Если необходимо сузить полосу пропускания и повысить избирательность фильтра, добиваются увеличения добротности контуров, используя более толстый посеребренный провод в катушках и подстроенные конденсаторы с воздушным диэлектриком, или увеличивают число контуров.
ЛИТЕРАТУРА
1. Нечаев И. Активная антенна диапазона MB. — Радио, 1997, № 2, с. 6, 7.
2. Нечаев И. Активная антенна МВ-ДМВ. — Радио,1998, № 4, с. 6 — 8.
3. Нечаев И. Телевизионный антен* ный усилитель. — Радио, 1992, № 6, с. 38,39.
4. Нечаев И. Комбинированные усилители ТВ сигналов. Радио, 1997, №10, с. 12, 13.
5. Нечаев И. Антенный усилитель ДМВ на микросхеме. — Радио, 1999, № 4, с. 8, 9.
6. Нечаев И. Сумматоры телесигналов. — Радио. 1996, № 11, с. 12, 13.
7. Нечаев И. Корректирующий антенный усилитель. — Радио, 1994, № 12, с. 8 —10.
Антенный усилитель — RadioRadar
Антенны
Главная Радиолюбителю Антенны
Оглавление
Антенный усилитель МВ-диапазона
Схема антенного усилителя для диапазона частот 150-210 МГц приведена на рис.1.а.
Радиоэлементы:
R1=47к, R2=470, R3=110, R4=47к, R5=470, R6=110, R7=47к, R8=470, R9=110, R10=75; Cl=15, С2=1н, С3=15, C4=22, C5=15, C6=22, C7=15, C8=22, T1,T2,T3 — 1Т311(Д,Л), ГТ311Д, ГТ341 или аналогичные. Конденсаторы типа КМ, КД и т.д.
Полосу частот данного антенного усилителя можно расширить в области низких частот соответствующим увеличением емкостей, входящих в состав схемы.
Радиоэлементы для варианта антенного усилителя для диапазона 50-210 МГц:
R1=47K, R2=470, R3=110, R4=47к, R5=470, R6=110, R7=47к, R8=470. R9=110, R10=75; Cl=47, С2=1н, C3=47, C4=68, C5=47, C6=68, C7=47, C8=68; T1,T2,T3 — ГТ311А, ГТ341 или аналогичные.
Конденсаторы типа КМ, КД и т.д.
При повторении данного устройства необходимо соблюдать все требования, предъявляемые к монтажу ВЧ-юнструкций: минимальные длины соединяющих проводников, экранирование и т.д.
Антенный усилитель, предназначенный для использования в диапазонах телевизионных сигналов (и более высоких частот) может перегружаться сигналами мощных СВ-, КВ-, У KB-радиостанций. Поэтому широкая полоса частот может быть неоптимальной, т.к. это может мешать нормальной работе усилителя. Особенно это сказывается в нижней области рабочего диапазона усилителя. Для схемы приведенного антенного усилителя это может быть существенно, т.к. крутизна спада усиления в нижней части диапазона сравнительно низка.
Повысить крутизну амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) данного антенного усилителя можно применением фильтра верхних частот 3-го порядка. Для этого на входе указанного усилителя можно применить дополнительную LC-цепь.
Схема подключения дополнительного LC-фильтра верхних частот к антенному усилителю приведена на рис.1.б.
|
Параметры дополнительного фильтра (ориентировочные):
С=5-10, L — 3-5 витков ПЭВ-2 0.6, диаметр намотки 4 мм.
Настройку полосы частот и формы АЧХ целесообразно проводить с помощью соответствующих измерительных приборов (генератор качающейся частоты и т.д.)- Форму АЧХ можно регулировать изменением величин емкостей С, С1, изменением шага между витками L1 и числа витков.
Используя описанные схемотехнические решения и современные, высокочастотные транзисторы (сверхвысокочастотные транзисторы — СВЧ-транзисторы) можно построить антенный усилитель ДМВ-диапазона. Этот усилитель можно использовать как с УКВ-радиоприемником, например, входящим в состав УКВ-радиостанции, или совместно с телевизором.
Антенный усилитель ДМВ-диапазона
На рис.2.а приведена схема антенного усилителя ДМВ-диапазона.
Полоса частот 470-790 МГц, усиление — 30 дБ. коэффициент шума -3 дБ, Входное и выходное сопротивления — 75 Ом, ток потребления — 12 мА. Одной из особенностей данной схемы является подача напряжения питания на схему антенного усилителя по выходному кабелю, по которому осуществляется подача выходного сигнала от антенного усилителя к приемнику радиосигнала — УКВ-радиоприемника, например, приемника У KB-радиостанции или телевизора.
Антенный усилитель представляет собой два транзисторных каскада, включенных по схеме с общим эмиттером. На входе антенного усилителя предусмотрен фильтр верхних частот 3-го порядка, ограничивающий диапазон рабочих частот снизу. Это увеличивает помехозащищенность антенного усилителя.
Радиоэлементы:
R1=150к, R2=1к, R3=75к, R4=680; С1=3.3, С10=10, С3=100, С4=6800, С5=100; Т1,Т2 — КТ3101А-2, КТ3115А-2, КТ3132А-2.
Конденсаторы С1,С2 типа КД-1, остальные — КМ-5 или К10-17в.
L1 — ПЭВ-2 0.8 мм, 2.5 витка, диаметр намотки 4 мм. L2 — ВЧ-дроссель, 25 мкГн.
На рис.2.б приведена схема подключения антенного усилителя к антенному гнезду ТВ-приемника (к селектору ДМВ-диапазона) и к дистанционному источнику питания 12 В. При этом, как видно из схемы, питание на схему подается через коаксиальный кабель, используемый и для передачи усиленного ДМВ-радиосигнала от антенного усилителя к приемнику — УКВ-радиоприемнику или к телевизору.
Радиоэлементы подключения, рис.2.б:
С5=100; L3 — ВЧ-дроссель, 100 мкГн.
|
Монтаж:
на двустороннем стеклотекстолите СФ-2 навесным способом, длина проводников и площадь контактных площадок — минимальные, необходимо предусмотреть тщательное экранирование устройства.
Регулировка:
токи коллекторов регулируются R1 и R3, Т1 — 3.5 мА, Т2 — 8 мА; форму АЧХ можно регулировать подбором С2 в пределах 3-10 пФ и изменением шага между витками L1.
Дата публикации: 24.06.2003
Оглавление
Мнения читателей
- Влад / 20.11.2015 — 19:33
Как к телевизору самсунг A48KRD82X можно подключить видео плеер - боря / 19.08.2014 — 10:53
чушь полная, ни каким широкополосным фильтром не уберёшь заразы , что «летает в эфире». иногда пробовали принимать укв-фм в отдалении на 80…100 км от населённых мест. результаты — «ниже плинтуса». - радиомеханик / 29.06.2014 — 08:51
забавно,и сейчас ведуться на такой бред, как апериодический увч. - Сергей / 26.05.2014 — 22:56
Даже странно господа-товарищи.За окошком XXI-й (извините) век, а народ наш (технически сильно грамотный и продвинутый) норовит ставить усилители с по-сути открытым всем помехам входом. Да подобное было практически неупотребимо еще при генсеках. Формально он усиливает и даже шумит мало . Но принять что-то слабенькое и издалека это ни-как. Для того они (как понимаю) и выпускались. Что бы отбить охоту принимать что-то забугорное на ТВ-ящик или слушать (не дай бог) какое то UKW-FM-ское.В продаже появлялись очень неплохие, по формальным параметрам усилители. Умельцы умудрялись что-то принимать, но это единицы (на то они и умельцы). Предварительная селекция сигнала по входу ОБЯЗАТЕЛЬНА ! И такие простенькие схемки вполне станут полезны где-то на просторах России-матушки! - ник / 08.09.2012 — 13:43
А на каких частотах работают ТВ программы которые не ловит JTC может в этом все дело2736 - ник / 08.09.2012 — 13:35
А может просто не тот стандарт, - Марго / 04.04.2012 — 18:50
Добрый день. Да паять для меня это слишком круто. Я только выжигать по дереву умею. У меня старенький LG. Программ больше чем 6, но хорошо показывает только одна. (Кто больше???) Думаю купить переносную внутреннюю антенну, я не богачка на тарелку денег нет. Кто посоветует что взять-то??? Усилитель это круто, а какой все-таки взять-то??? - Гейза / 02.11.2011 — 11:22
Простого антенна усилитель нужен для приёма GSM сигнала на эл. адрес: [email protected] - адд / 26.10.2011 — 04:28
если неможите держать в руках паяльник и дубы в электронике то покупайте дерьмовые польские усилители или турецкие а старый конь борозды не портит - дд / 13.09.2011 — 13:21
настраивай птк - Михаил / 30.08.2011 — 11:44
Согласен — статья морально устарела и посвящается только фанатам паяльника, коих все меньше и меньше, и мозг включается все реже и реже… - user / 02.02.2011 — 12:21
2 galunko Ну, не Калиостро а профф. Ф.Ф.Преображенский (: В остальном согласен — незачем изобретать велосипед. - Андрей / 05.01.2011 — 19:44
2 galunko — полностью с Вами согласен!!! - galunko / 14.07.2010 — 14:21
купите SWA-3 или подобный польский усилитель а освободившееся время потратьте на разработку чего-нибудь стоящего.Чтобы я за полтора бакса травил и паял всякий бред…На дворе не 1975 год.Зачем нам изобретать искусственного человека если любая баба его может запросто родить…(граф Калиостро в небезызвестном вам фильме) - илья / 25.12.2009 — 14:00
а схемы работать будут - Сергей / 08.11.2009 — 13:39
У меня такой вопрос. У меня телевизоры горизонт, рубин и антена от которой они показывают хорошо без усилителя 6 каналов орт, россия, стс, культура, спорт, рен тв. И есть ещё телевизор JTC он от этой же антены показывает только орт, россия и стс а те не ловит не могу понять почему. Поможет ли антенный усилитель если нет тогда что мне надо какую схему собрать чтоб поймать каналы ? Зараннее спасибо. - Вадя / 23.08.2008 — 18:17
Чем заменить т-р BUZ 350
Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному вышематериалу:
Антенный усилитель ДМВ — «невидимка»
Об антенных усилителях в розных журналах написано много. Но, несмотря на это, предлагаемый мною вариант антенного усилителя может представлять интерес.
При его реализации преследовалось две цели:
1) получить приемлемый коэффициент усиления для дальнейшего приема ДМВ;
2) сделать его незаметным для похитителей антенных усилителей, т.е. его размеры должны быть сведены до минимума, что позволяет поместить его вместе с кабелем снижения внутрь трубы-стойки крепления антенны.
Для миниатюризации использованы конденсаторы типа К10-17, резисторы типа ОМЛТ- 0,125, соответствующие транзисторы и печатный монтаж.
Принципиальная схема показана на рис.1 и особых пояснений не требует. Транзисторы VT1, VT2 типа 2Т3101А, 2Т31 ISA, 2T391A, 2Т3123А, 2Т3124А (т.е. с минимальным коэффициентом шума). Транзистор VT3 типа 2Т640, 2Т642, 2Т648 (буква особой роли не играет). Данные катушек индуктивности: L1 — 3 витка провода 0,6 мм (посеребренный или луженый) на оправке 2,5 мм; L2 — 4 витка того же провода на оправке 1,8 мм; 13 — аналог L1.
Зависимость коэффициента усиления от частоты показана на рис.2. Коэффициент усиления для трехкаскадного усилителя около 35 дБ, коэффициент усиления для двухкаскадного усилителя 20 — 23 дБ.
Эскизное расположение деталей показано на рис.3. Собранный антенный усилитель помещают в собственный корпус. Удобнее всего для этого использовать трубку из меди или латуни соответствующего диаметра, которая затем вставляется внутрь трубы-стойки. Корпус-трубка должна быть луженой или выполнена из луженой жести. Усилитель тщательно герметизируют от попадания влаги путем аккуратной пайки корпуса, кабелей (или в дополнение к этому клеем БФ, эпоксидным клеем и т.п.).
Питание подается по тому же кабелю, что и снижение антенны. Режимы транзисторов при разных напряжениях питания сведены в таблицу.
ГА Попов, г. Хмельницкий