Простой антенный усилитель для приемника. Усилитель радиочастоты для укв приемника. рис.2 Расположение платы усилителя - c лева вход
Для увеличения чувствительности радиоприемных средств - радиоприемников, телевизоров, радиопередатчиков используют различные усилители высоких частот (УВЧ). Помещенные 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 радиостанций (приемо-передающих устройств -приемопередатчиков) либо увеличить дальность работы, либо при сохранении той же дальности уменьшить мощность излучения радиопередатчика.
Сравнение некоторых распространенных усилителей антенн
Показатель шума - это номер, который вы должны вычесть из коэффициента усиления антенны. Показатель шума показывает, сколько усиления антенны вы выбрасываете, не покупая более тихий усилитель. Он исчез и не может быть составлен позже. Следующие показатели шума были измерены.
Примечание 3: переменный аттенюатор 10 дБ находится в силовом модуле. Будьте осторожны при настройке аттенюатора. Это хороший 2-й усилитель в очень длинном кабеле. Он часто колеблется непредсказуемо. «Длина кабеля» из приведенной выше таблицы является достоверной статистикой.
На рис.2.1 приведены примеры схем УВЧ, часто используемых для увеличения чувствительности радиосредств. Значения используемых элементов зависят от конкретных условий: от частот (нижней и верхней) радиодиапазона, от антенны, от параметров последующего каскада, от напряжения питания и т.д.
На рис.2.1 .а 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.
Устройство обычно поставляется с переключателем в положении «отдельный вход». Для доступа к переключателям вы должны удалить 4 базовых винта. Сигнальные усилители должны быть линейными. То есть, выход представляет собой увеличенную, но в остальном неизмененную версию ввода. Но слишком большой сигнал может сделать усилитель нелинейным, обычно отсекая вершины и днища синусоидальных волн. Когда это происходит, затрагиваются все каналы, а не только слишком сильные.
Если вы добавите хороший усилитель в свою антенную систему, и ваши результаты ухудшатся, а не лучше, тогда у вас есть перегрузка, и вам нужно более тщательно пересмотреть то, что вы делаете. Перегрузка никогда не вызывает повреждения оборудования. Аттенюатор - это резисторная сеть, которая может использоваться для уменьшения усиления усилителя. Обычно доступны аттенюаторы. 3 дБ и 6 дБ. Если антенной системе нужны два усилителя, где выход одного усилителя подается на другой усилитель, может получиться слишком большое усиление, и аттенюатор, как правило, является самым простым решением.
Необходимо напомнить, что в справочных данных на транзисторы приводятся предельные частотные параметры. Известно, что при оценке частотных возможностей транзистора для генератора, достаточно ориентироваться на предельное значение рабочей частоты, которое должно быть. как минимум, в два-три раза ниже предельной частоты, указанной в паспорте. Однако для ВЧ-усилителя, включенного по схеме ОЭ, предельную паспортную частоту уже необходимо уменьшать, как минимум, на порядок и более.
Если у вас нет двух усилителей, вряд ли вам понадобится аттенюатор. Первые менее эффективны и имеют тенденцию ослаблять канал. Молния - мощный генератор радиоволн, и любой поднятый провод является антенной для него. Молния в вашем районе может генерировать сотни вольт, даже тысячи, на коаксиальной линии. Эти напряжения могут повредить ваше оборудование.
Чтобы уменьшить эти напряжения, антенный кабель должен иметь заземляющий блок в точке, где он входит в дом, и этот заземляющий блок должен быть подключен к заземляющему стержню, приводимому в землю как можно ближе к заземляющему блоку. Эффективный стержень заземления - один, достаточно глубоко проникающий во влажную почву.
Рис.2.1. Примеры схем УВЧ.
Радиоэлементы для схемы на рис.2.1.а:
Я 1=51 к (для кремниевых транзисторов), R2=470. R3=100, R4=30-100;
С1=10-20, С2=10-50. С3=10-20, С4=500-3н;
Т1 - кремниевые или германиевые ВЧ-транзисторы, например, КТ315, КТ3102, КТ368, КТ325, ГТ311 и т.д.
Значения конденсаторов приведены для частот УКВ-диапазона.
Конденсаторы типа КЛС. КМ, КД и т.д.
Шток заземления также должен соединяться с мачтой через тяжелую проволоку. Для этого легко доступна алюминиевая проволока # 8. Провода заземления должны быть как можно короткими и прямыми. Повороты должны быть кривыми с радиусом 6 дюймов. Провода заземления не требуют изоляции.
Некоторые люди скажут вам: Не заземляйте коаксиальный кабель. Это просто делает антенну громоотводом. Но коаксиальный кабель уже заземлен через шнур питания вашего приемника, поэтому вы не можете помешать ему стать громоотводом. Все, что вы можете контролировать, это то, как много вашего дома будет проходить большой ток, прежде чем он достигнет земли.
Транзисторные каскады, как известно, включенные по схеме с общим эмиттером (ОЭ), обеспечивают сравнительно высокое усиление, но их частотные свойства относительно невысоки.
Транзисторные каскады, включенные по схеме 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.
Метод заземления, описанный выше, часто устраняет это. Национальным электрическим кодам необходимо добавить другой провод к заземлению, описанному выше. Этот 6-проводный провод, показанный красным цветом, соединяет новый стержень заземления с коробкой выключателя. Этот провод поможет поглотить низкочастотные составляющие прямого удара. Если это кажется слишком большой работой для слишком мало пользы, не следует обескураживать, по крайней мере, установку заземляющего стержня. Но если ваша антенна расположена там, где вероятен прямой удар, тогда установка этого провода настоятельно рекомендуется.
На рис. 2.1.6 приведена схема широкополосного УВЧ на одном транзисторе, включенном по схеме с общей базой. В коллекторной цепи (нагрузка) включен LC-контур. В зависимости от используемого тран- V зистора данная схема может успешно применяться до частот в сотни мегагерц.
Радиоэлементы для схемы на рис.2.1.6:
Rl=lK, R2=10K. К3=15к. R4=51 (для напряжения питания ЗВ-5В). Р4=500-3к (для напряжения питания 6В-15В);
Провод должен работать близко к земле, так что боковые вспышки, скорее всего, окажутся на земле. В этом случае лучше всего удерживать провод от 6 до 12 над землей. Длина этого провода менее важна, но повороты все равно должны быть кривыми большого радиуса.
Многие люди были убиты, когда их антенна попала в линии электропередачи. Вне здания коаксиальные и заземляющие провода антенны не должны быть ближе, чем: в 2 футах от внешних линий электропередачи 250 В или менее. 10 футов от внешних линий электропередачи более 250 вольт. 1 фут от подземных линий электропередачи. 6 футов от проводов громоотвода. Если антенная мачта или провода находятся в пределах 5 футов от бассейна, они должны быть соединены с сеткой для склеивания бассейна. Заземляющие соединения должны быть сконструированы таким образом, чтобы они не разрывались и не разъедались. Внутренняя труба холодной воды приемлема в качестве заземляющего стержня, если точка подключения находится в пределах 5 футов от того места, где труба попадает на землю. В таких случаях блок заземления не требуется по правилам, но, вероятно, это хорошая идея, когда кабель длиннее 30 футов.
- Не подключайте антенну к силовому мачту с электроприводом.
- Заземляющим проводам и заземляющим блокам разрешено находиться внутри здания.
- Внутренние антенны обычно не подвержены прямым ударам.
С1=10-20, С2=10-20, С3=1н, С4=1н-3н;
Т1 - кремниевые или германиевые ВЧ-транзисторы, например, КТЗ 15. КТЗ 102. КТ368. КТ325. ГТЗ 11 и т.д.
Значения конденсаторов и контура приведены для частот УКВ-диа- j пазона.
L1 - 6-8 витков ПЭВ 0.51, латунные сердечники длиной 8 мм с резьбой МЗ, отвод от 1/3.
На рис. 2.1. в приведена еще одна схема широкополосного УВЧ на одном транзисторе, включенном по схеме с общей базой. В коллекторной цепи включен ВЧ-дроссель. В зависимости от используемого транзистора данная схема может успешно применяться до частот в сотни мегагерц.
Если у вас есть какая-либо неопределенность в отношении проблемы безопасности, обратитесь за советом к зарегистрированному электрику. Эта честь обычно предоставляется трем людям. Изучение его «уравнений Максвелла» убедило его в этом. Но Герц был профессором, который просто пытался доказать утверждение Максвелла. Похоже, ему не приходило в голову, что радиоволны полезны.
Он посвятил всю оставшуюся жизнь развитию практического оборудования. Его часто называют «отцом радио». Многие люди убеждены, что эксперименты Никола Тесла предшествовали Маркони на несколько месяцев. Но Тесла был дезорганизован, и его работа в этой области не имела никакого влияния. Они не считаются первооткрывателями, потому что, осознавая, что они видят что-то новое, они не могли предоставить описания, которые были бы полезными или правдоподобными.
Радиоэлементы:
Rl=lK, Р2=33к. R3=20K, К4=2к (для напряжения питания 6В): .
С1=1н. С2=1н, С3=10н, С4=10н-33н:
Т1 - кремниевые или германиевые ВЧ-транэисторы, например, j КТ315, КТ3102. КТ368, КТ325, ГТ311 и т.д.
Значения конденсаторов и контура приведены для частот СВ-, КВ-диапазона. Для более высоких частот, например, для УКВ-диапазона, значения емкостей должны быть уменьшены. В этом случае могут быть использованы дроссели Д01.
Бен Франклин в радиоволнах - наиболее вероятное объяснение. Говорят, что Малон Лумис в Лумисе создал рабочий радиотелеграф с использованием воздушных змеев. И Франклин, и Лумис подумали, что нашли атмосферопроводящий слой в атмосфере на высоте, достигаемой кайтом.
Транзисторный широкополосный усилитель
Изобретения Эдвина Армстронга. Как вы можете видеть, это электронный радиус набора, состоящий из частотомера, который измеряет частоту передатчика. Это имеет большое преимущество; Когда радио выключено, на дисплее может отображаться время. И как только часы разработаны, очень легко выключить или выключить радио в определенное время. Объем по-прежнему контролируется потенциометром или в некоторых более сложных моделях с электронным аттенюатором, которым управляют громкоговорители. По этой причине вокруг дисплея видно большое количество маленьких кнопок. . Биполярный транзистор представляет собой компонент усилителя тока или напряжения питания.
Конденсаторы типа КЛС, КМ, КД и т.д.
L 1 - дроссели, для СВ-диапаэона это могут быть катушки на кольцах 600НН-8-К7х4х2, 300 витков провода ПЭЛ 0.1.
Большее значение коэффициента усиления может быть получено за счет применения многотранзисторных схем. Это могут быть различные схемы, например, выполненные на основе каскодного усилителя ОК-ОБ на транзисторах разной структуры с последовательным питанием. Один из вариантов такой схемы УВЧ приведен на рис.2.1 .г. 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-диапаэона. Однако при использовании транзисторов сверхвысокой частоты и тщательном исполнении такие схемы могут успешно применяться до частот в десятки мегагерц. Радиоэлементы:
Его можно рассматривать как черный ящик с четырьмя терминалами, двумя входами и двумя выходами. В транзисторе черный ящик является токовым усилителем. То есть мы помещаем небольшой сигнал тока на входе и получаем большой сигнал тока на выходе. Фактический транзистор не имеет четырех ножек, но три базы вызовов, излучатель и коллектор и имеет три так называемых соединения: общий эмиттер; общего и общего базового коллектора. Общим электродом является то, что является частью входа и выхода и может быть заземляющим контактом.
Устройство усилителя напряжения - это устройство общего излучателя и показано на рисунке. Вертикальная линия соответствует основанию и наклонной линии без стрелки к коллектору. Транзистор имеет два диодных контакта. Базовый излучатель и базовый коллектор. Когда транзистор смещен, чтобы усилить базовый барьер эмиттера, он должен быть осторожно в прямом и базовом коллекторе в обратном порядке.
К1=33к, Р2=33к, R3=39K, К4=1к, R5=91, Р6=2.2к;
С1=10н, С2=100, С3=10н, С4=10н-33н, С5=10н;
Т1 -ГТ311, КТ315. КТ3102, КТ368, КТ325 и т.д.
Т2 - ГТ313, КТ361, КТ3107 и т.д.
Значения конденсаторов и контура приведены для частот СВ-диапа-зона. Для более высоких частот, например, для КВ-диапазона, значения емкостей и индуктивность контура (число витков) должны быть соответствующим образом уменьшены.
В нашей цепи базовый делитель устанавливает базовое напряжение и, следовательно, напряжение излучателя изменяется в зависимости от температуры. Для того, чтобы такое изменение было малым, должно возникать напряжение эмиттера порядка барьера, как в нашей цепи, а сопротивление основания к земле не должно превышать 100-кратное сопротивление эмиттера. Все это можно продемонстрировать математически, но мы согласимся принять его в качестве правила проектирования.
Проанализируем циркуляцию токов через контур. Весь ток, поступающий в коллектор, заканчивается тем, что излучатель заземляется. В схеме мы видим, что это ток 5, 51 мА. Поскольку транзистор имеет относительно высокое базовое сопротивление, он потребляет ток только 8, 14 мкА. Этот ток также достигает излучателя и оставляет объект с массой, добавляя к току коллектора. То есть, в этом положении выполняется, что.
Конденсаторы типа КЛС, КМ, КД и т.д.
L1 - для СВ-диапазона содержит 150 витков провода ПЭЛШО 0.1 на каркасах 7 мм, подстроечники М600НН-3-СС2,8х12.
При настройке схемы на рис.2.1.г необходимо подобрать резисторы Rl, R3 так, чтобы напряжения между эмиттерами и коллекторами транзисторов стали одинаковыми и составили 3 В при напряжении питания схемы 9 В.
Вы можете легко рассчитать, как. Как можно заметить, напряжение коллектора переместилось только с 4, 45 до 5, 69 В, что вполне приемлемо в схеме с транзисторами. Если требуется большая стабильность, на излучателе должно быть оставлено большее напряжение, но это приведет к потере выходного напряжения, как мы увидим ниже. У нас уже есть поляризованный транзистор. Мы будем тестировать его как усилитель, и мы будем измерять его характеристики, так как это его коэффициент усиления и его частотная характеристика.
Нам нужно только добавить конденсаторы на входе и выходе, которые отвечают за передачу сигнала, не влияя на поляризацию, как видно на рисунке. Почему мы выбираем входной сигнал пика 200 мВ? Поскольку транзистор не имеет бесконечной емкости для поглощения входных сигналов. По сути, предположим, что вы применяете вход 1 В; если коэффициент усиления равен 10 раз, выход должен составлять 10 В, т.е. 20 В от пика до пика. С другой стороны, когда речь идет об удалении сигналов коллектора от источника напряжения к напряжению источника, существует риск искажения сигналов.
Использование транзисторных УВЧ позволяет усиливать радиосигналы. поступающие от антенн, в теледиапазонах - метровые и дециметровые волны. При этом наиболее часто применяются схемы антенных усилителей, построенные на основе схемы 2.1 .а.
Пример схемы антенного усилителя для диапазона частот 150-210 МГц приведена на рис.2.2.а. Радиоэлементы:
Поэтому мы применяем только напряжение 400 мВ или пик 200 мВ. Мы полагаем, что читатель заметил, что входной сигнал и выходной сигнал инвертированы или смещены на 180 °. Это характерно для общей схемы эмиттера и связано с тем, как токи преобразуются в напряжения на эмиттер и коллекторные резисторы. Входной сигнал и сигнал эмиттера, очевидно, находятся в фазе, поскольку входной ток протекает через основной эмиттерный диод и непосредственно генерирует напряжение на эмиттере, за исключением падения 600 мВ из-за диодного барьера.
Ток коллектора увеличивается по мере увеличения базового тока. Но коллекторный резистор висит от источника, и его падение напряжения вычитается из него. Это означает, что более высокий коллекторный ток создает более низкое напряжение коллектора. Здесь происходит инверсия фазы.
R1=47K, R2=470, R3=110, К4=47к, R5=470, R6=110. R7=47n, R8=470. R9=110,R10=75;
C1=15, С2=1н, С3=15, С4=?22, С5=15, C6=22, C7=15, C8=22;
T1,T2,T3 - 1Т311(Д,Л), ГТ311Д, ГТ341 или аналогичные.
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 50-210МГц:
R1=47K, R2=470, R3=110, Р4=47к. R5=470, R6=110. Р7=47к, R8=470. R9=110,R10=75:
C1=47, С2=1н. C3=47, C4=68, C5=47. C6=68, C7=47, C8=68.
T1,T2,T3 - ГТ311А, ГТ341 или аналогичные.
Конденсаторы типа KM, КД и т.д.
При повторении данного устройства необходимо соблюдать все требования, предъявляемые к монтажу ВЧ-конструкций: 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-, KB-, УКВ-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.2.2.б.
Параметры дополнительного фильтра (ориентировочные):
L - 3-5 витков ПЭВ-2 0.6, диаметр намотки 4 мм.
Настройку полосы частот и формы АЧХ целесообразно проводить с
Рис.2.2. Схема антенного усилителя МВ-диапазона.
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.
На рис.2.3 приведена схема антенного усилителя ДМВ-диапачона.
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 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, ограничивающий диапазон рабочих частот снизу. Это увеличивает помехозащищенность антенного усилителя. Радиоэлементы:
К1=150к, R2=1.K. R3=75K. R4=680:
C1=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.2.3.6 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.2.3.6:
L3 - ВЧ-дроссель. 100 мкГн.
Рис.2.3. Схема антенного усилителя ДМВ-диапазона, б - схема подключения.
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. И коротко об антеннах.
Хорошая антенна - одно из основных условии эффективной работы радиосредств: передатчиков, радио и телеприемников. Существуют разные антенны и их конструированию и эксплуатации посвящены специализированные издания. Здесь же необходимо отметить некоторые основные положения.
Антенны для передатчиков.
Простейшая антенна - штырь из толстой медной проволоки. Удобно в качестве штыревой антенны использовать телескопическую антенну. Оптимальная длина антенны данного типа соответствует четверти длины радиоволны (L/4, где L - длина волны ВЧ-иэлучения). Например, для частоты 74 МГц (верхняя частота отечественного УКВ-диапазона) длина антенны передатчика - 1 м, для частот 87-108 МГц - 0.6-0.8 м, для частоты 144-145 МГц - 0.5 м, для 430 МГц - 15 см, а для 900 МГц - 7-8 см. Однако для диапазона 27 МГц четверть длины волны составляет примерно 2.5 м. Антенна такой величины, конечно, неудобна в эксплуатации. В этом случае приходится уменьшать ее длину, но при этом используют различные схемотехнические решения, компенсирующие данное уменьшение.
При уменьшении длины штыревой антенны менее оптимальной величины излучаемая мощность уменьшается, а ток выходного каскада передатчика может значительно увеличиться. Это уменьшает мощность излучения, эффективность работы (отношение мощности излучения к мощности потребления энергии от источника питания), дальность, время функционирования автономного источника питания (сухих элементов, аккумуляторов), увеличивает нагрев выходного транзистора, что может привести к выходу его из строя и прекращению работы передатчика.
Антенну необходимо согласовывать с выходным каскадом радиопередатчика. Для мощного передатчика использование несогласованной антенны или его включение вообще без антенны (без нагрузки) может привести к выходу из строя транзистора оконечного каскада передатчика.
Рис.2.4. Схемы измерителей, используемых для настройки антенн передатчиков.
Согласование антенны с выходным каскадом передатчика осуществляется с помощью специальных LC-фильтров различной конструкции. , Это может быть, например, П-фильтр. Меняя величины емкостей и ин-дуктивностей (одной или нескольких) выходного (согласующего) фильт- ра добиваются максимальной величины излучаемой мощности. J
Кроме этого в радиопередатчиках и радиостанциях вместо традици- онных штыревых антенн используют антенны других конструкций, позволяющие уменьшить их физические размеры. Например, применяют спиральные антенны, отличающиеся значительно меньшими габаритами, чем телескопические. Это особенно важно для сравнительно низ- i ких частот, например, для диапазона 27 МГц. ¦
Контроль величины излучаемой мощности при согласовании (при настройке) выходного фильтра можно выполнить с помощью специ- ¦ альных схем-индикаторов. Данные схемы предназначены для измерения напряженности ВЧ-поля, генерируемого излучающей антенной ра- * диопередатчика. Антенну измерителя сначала располагают вблизи с антенной передатчика. По мере настройки излучающей антенны (согласования) передатчика и роста мощности излучения необходимо постепенно удалять антенну индикатора-измерителя напряженности ВЧ-поля от антенны передатчика.
Примеры схем индикаторов-измерителей, облегчающих процесс настройки передатчиков, приведены на рис.2.4:
на рис.2.4.а - простейшая схема (С1=10, С2=1н; D1.D2 - Гp.50^).
на рис.2.4.6 - схема с усилителем на ОУ (С1=10, С2=1н; D1.D2 -ГД507, R1=100K-1M, R2=100-lK, К3=10к-100к, К4=100-10к, R5=100-Юк, ОУ - любой, например, серии 140, R3 - установка коэффициента усиления, R5 - установка нуля). Второе устройство обладает значительно большей чувствительностью.
Использование индикаторов-измерителей.
Использование данных устройств, как это уже отмечалось, сводится к достижению максимальных показаний измерительных приборов в процессе согласования антенн передатчиков (настройки фильтров согласования). При этом на начальном этапе настройки антенны передатчика обе антенны - передатчика и индикатора, как уже отмечалось, располагают в непосредственной близости друг к другу. В дальнейшем по мере роста мощности излучения (в процессе настройки) расстояние между антеннами постепенно увеличивают. Антенны для приемников.
Рис.2.5. Схемы подключения к антенне нескольких приемников (УКВ и ТВ):
б - трех и более,
в - двух при низком затухании сигнала.
Для низких частот (ДВ-, СВ-, реже КВ-диапазон), как правило, используют - магнитные антенны (входные контурные катушки на ферритовых стержнях), для высоких частот (KB-, УКВ-диапазон) - телескопические антенны (в простейших случаях) и различные сложные антенные конструкции (чаще для ТВ-приемников).
Как правило, согласование штыревой антенны не представляет большой проблемы. Основная задача - обеспечить минимальное влияние антенны на параметры входного контура приемника - радиоприемника и телевизора. Но при этом необходимо передать от антенны на вход приемника максимальное значение полезного сигнала. С повышением частоты радиосигнала сложность этой проблемы возрастает. Усложняется схема согласующего устройства и при увеличении числа потребителей (радиоприемников) сигнала от антенны.
Необходимость в согласующих устройствах - распределителях сигналов от антенн обусловлена не только стремлением передать максимальные величины (части) полезных сигналов на приемники, но и минимизировать взаимное влияние приемников друг на друга.
На рис.2.5. приведены схемы согласования антенн с несколькими приемниками: УКВ-радиоприемниками и телевизорами. Соединение с антенной производится с помощью стандартного 75-омного коаксиального кабеля. Согласование антенны с несколькими приемниками радиосигналов возможно как с помощью достаточно простых реэистив-ных делителей, так и с помощью достаточно сложных схем, использующих в своем составе ВЧ-трансформаторы, ВЧ-дроссели и т.д.
На рис.2.5.а представлена схема оптимального подключения к антенне двух приемников (УКВ-радиоприемников и телевизоров) с помощью делителя на резисторах.
На рис. 2.5. б приведена схема оптимального подключения к антенне трех и более приемников (УКВ-радиоприемников и телевизоров) с помощью делителя на резисторах.
Схема согласования антенны и нескольких приемников с помощью делителя на резисторах, конечно, проста, но значительно ослабляет полезный сигнал. Это нередко требует последующего усиления с помощью антенного усилителя. Ослабление сигнала от антенны может быть уменьшено при использовании соответствующих схем-согласователей с ВЧ-трансформаторами.
На рис.2.5.в представлена схема оптимального подключения к антенне двух приемников (УКВ-радиоприемников и телевизоров) с помощью схемы, использующей ВЧ-трансформаторы. Данная схема обеспечивает передачу от антенны на приемники сигналов большей величины (большей доли) радиосигнала, т.е. согласование с антенной сопровождается меньшими потерями полезного сигнала.
Антенные усилители применяют для увеличения дальности приема теле- и радиопередач, причем наибольший эффект дает применение антенных усилителей совместно с приемниками невысокого класса, чувствительность которых не ограничена внутренними шумами. В качестве антенных следует применять широкополосные апериодические усилители высоких и сверхвысоких частот. Это позволит принимать сигналы многих радиовещательных и телевизионных станций без каких-либо переключений в.самом антенном усилителе.
На рис. 47 изображена принципиальная схема простого антенного усилителя для радиовещательного приемника II или III класса с диапазонами длинных, средних и коротких волн (ДВ, СВ и KB). Этот усилитель описан в журнале чехословацких радиолюбителей и собран на трех кремниевых высокочастотных транзисторах. Усилитель обеспечивает равномерное усиление напряжения сигнала на входе приемника в 3—4 раза (на 10—15 дБ) и требует для своей работы постоянного напряжения 9—12 В при потребляемом токе не более 8 мА.
Особенностью усилителя является включение первого каскада на транзисторе Т1 по схеме с общим эмиттером, а двух других (транзисторы Т2 и T3)—по схеме с общим коллектором.
Это сделано для повышения устойчивого усиления при колебаниях напряжения питания и температуры окружающего воздуха. Выравнивание усиления на различных диапазонах достигается применением двух общих отрицательных обратных связей (цепи R3С4 и R7C3). Использование транзисторов с большой граничной частотой позволяет получить нужное усиление при непосредственной связи между транзисторами без применения катушек индуктивности. При этом усиление на самых низких частотах выравнивается в результате влияния емкостного сопротивления конденсатора С3, а на самых высоких, т. е. на коротких, волнах ввиду действия цепочки R5С4. В усилителе можно применить транзисторы KT3I5B или КТ315Г, резисторы типа ВС-0,12 или МЛТ-0,25 и конденсаторы типа КЛС-1 (кроме С4, который должен быть типа КТ-1a). Усилитель собирают на печатной плате с размерами 40X60 мм. Плату заключают в металлический экран для устранения действия на усилитель различных наводок. Питание его осуществляется от гальванической батареи, когда он находится в помещении, рядом с приемником, либо от выпрямителя с хорошим подавлением пульсации, если усилитель размещается вблизи наружной антенны. Налаживание усилителя сводится к подбору сопротивления резистора R4, при котором обеспечиваются указанные на рис. 47 режимы работы транзисторов. В случае большой неравномерности усиления на различных диапазонах необходимо подобрать детали цепей обратных связей, указанных выше. На рис. 48 приведена принципиальная схема простого широкополосного апериодического антенного усилителя, предназначенного для значительного улучшения чувствительности несложных всеволновых приемников и приемников коротковолновиков-наблюдателей. Усилитель выполнен на транзисторах Т1 и Т2. Его вход может быть подключен к комнатной антенне или фидеру наружной антенны, а выход —к антенному гнезду основного приемника. При работе от фидера используется дополнительная катушка индуктивности L1, которая вместе с конденсатором C1 и резистором Rz образует дополнительный согласующий фильтр. Наружная антенна должна иметь грозовую защиту. Волновое сопротивление фидера наружной антенны может быть в пределах от 100 до 500 Ом. Полоса усиливаемых частот перекрывает диапазон длинных, средних и коротких волн вплоть до 30 МГц. Широкополосность усилителя обусловлена применением в нем транзисторов с граничной частотой более 200 МГц и наличием корректирующего дросселя L2, а также действием отрицательной обратной связи (цепь R8C5). —
Антенный усилитель, изображенный на схеме рис. 48,
описан на страницах журнала американских радиолюбителей и рассчитан на использование в нем транзисторов, выпускаемых в США. Но его можно собрать на отечественных транзисторах КТ315Г или КТ336 с любыми буквенными индексами. Индуктивность катушек должна быть равна 1 мГ для L1 и 200 мкГ для L2. В случае возникновения самовозбуждения на коротких волнах необходимо включить параллельно резистору R10 дополнительный конденсатор емкостью 20 пФ.
Налаживание этого усилителя заключается в подборе такого ползунка переменного резистора R3, при котором наблюдается наиболее равномерное улучшение чувствительности приемника на всех диапазонах.
На рис. 49 приведена принципиальная схема антенного усилителя для телевизионного приемника , работающего на 6—12 каналах, т. е. в полосе частот 150—210 МГц, и усиливающего сигнал в среднем на 18—20 дБ. В усилителе использованы три транзистора, включенных по схеме с общим эмиттером и резистивно-емкостной межкаскадной связью. Эти транзисторы имеют граничную частоту около 1000 МГц и дают усиление 5—7 дБ на частоте 500 МГц.
Усилитель собран на монтажной плате размерами 50X80 мм. Размещение всех деталей должно геометрически повторять начертание принципиальной схемы рис. 49. В случае необходимости полоса пропускания усилителя может быть смещена в сторону более низших частот. Сделать это можно путем увеличения емкости переходных (С1 С3, С5, С7) и шунтирующих (С4, С6, С8) конденсаторов примерно в одно и то же число раз, ио не более трех. При этом усиление сигнала должно возрасти дополнительно на 4—6 дБ. Дальнейшее уменьшение частоты усиливаемых сигналов может вызвать самовозбуждение усилителя.
Антенный усилитель, схема которого дана на рис. 49 , был неоднократно описан на страницах радиолюбительских журналов Франции, США, Бразилии и ряда других стран. Он рассчитан на применение транзисторов, выпускаемых в США, но его можно собрать на отечественных транзисторах типов КТ325А—КТ325В или ГТ311Е, ГТ341А.
Конденсатор С2 может быть типа КЛС-1, все остальные — КТ-1а.
Режим работы транзисторов Т1—Т3 устанавливают, подбирая сопротивления резисторов R1, R4, R7 соответственно.
Усилитель может работать при напряжении питания от 4,5 до 12 В, причем, когда это напряжение равно 9 В, он потребляет ток около 30 мА, т. е. примерно 10 мА на каскад.
Васильев В. А. Зарубежные радиолюбительские конструкции. М., «энергия», 1977.