|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Нові антенні підсилювачі. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Антенні підсилювачі У 90-х роках у зв'язку з розширенням мережі ефірного телемовлення та збільшенням числа діючих каналів різко зріс інтерес користувачів до багатоканальних телевізійних антен, здатних без будь-яких перемикань приймати осі програми в діапазонах MB та ДМВ. З середини десятиліття на ринок стали надходити польські малогабаритні телевізійні антени ASP-4WA, ASP-8WA (CX-8WA) фірм ANPREL, DIPOL, ELECTRONICS та ін. Антени швидко завоювали популярність, і зараз в експлуатації досить велика їх кількість. Індивідуальні телевізійні антени ASP-4WA, ASP-8WA є плоскими вібраторними конструкціями із загальним сітчастим екраном-рефлектором. Вони активні, т. е. забезпечені електронними підсилювачами, встановленими безпосередньо на антенах і живляться по фідер зниження. Багато характеристик антен, такі, зокрема, як коефіцієнт посилення та смуга пропускання, отримані завдяки використанню саме антенних підсилювачів. Отже, від параметрів останніх багато в чому залежить якість телевізійного зображення, що відтворюється. Для активних антен ASP різні виробники випускають цілу гаму уніфікованих підсилювачів антен під різними торговими марками і номерами. Конструктивно всі вони оформлені однаково: у вигляді невеликої друкованої плати (приблизно 60х40 мм) з поверхневим монтажем мікроелементів. Плати виготовлені за автоматизованою технологією SMD і цілком надійні завдяки багаторазовому контролю. Через характерне конструктивне виконання ці антенні підсилювачі називають пластинчастими. Про схемотехніку, параметри, недоліки та ремонт великої кількості антенних підсилювачів SWA докладно розказано в [1]. Проте фірми, що випускають такі підсилювачі, удосконалюють свою продукцію, і на цей час з'явилося багато нових моделей: SWA. S&A, GPS, РАЄ та ін. Їх параметри, безсумнівно, становлять великий практичний інтерес як для власників, які вже експлуатують антени та бажають покращити якість зображення, так і для тих, хто вирішив купити нову антену. Крім того, підсилювачі можуть працювати і з іншими типами антен, наприклад, логоперіодичними, хвильовий канал тощо (за умови узгодження вхідних опорів). Антенні підсилювачі мають ряд характерних параметрів, які умовно можна поділити на дві групи: загальні та індивідуальні. До загальних відносяться: вхідний та вихідний опори (300 та 75 Ом відповідно), напруга живлення (9...15 В при номінальному 12В), робочий інтервал частот-каналів (1-68 телеканали, за рідкісним винятком). Завдяки загальним параметрам забезпечується взаємозамінність підсилювачів. Однак для оцінки якості підсилювача важливі також індивідуальні параметри, що відрізняють один підсилювач від іншого, зокрема шумові та підсилювальні. Інформація про них не завжди доступна, хоча останнім часом її почали частково поміщати у торговій документації до антен. Цілком вона вказана у фірмових каталогах, придбати які важко навіть у фірм, які торгують антенами оптом. З метою правильного вибору антенного підсилювача обов'язково потрібно знати два його індивідуальні параметри: коефіцієнт шуму та наведений коефіцієнт посилення Ку. Дуже бажано представляти і вид його АЧХ. Першорядне значення при виборі підсилювача має коефіцієнт шуму: він повинен бути якнайменше і неодмінно нижче, ніж у вхідного каскаду телевізора [1]. Сучасний антенний підсилювач повинен мати коефіцієнт шуму трохи більше 2 дБ. Другий параметр (коефіцієнт посилення) розраховують за методикою, описаною в [1], виходячи із втрат сигналу в кабелі та пасивних розгалужувачах (якщо вони є). Вибирають антенний підсилювач за найближчим до розрахункового значення коефіцієнта Ку. Його збільшення понад розрахункового дає ефект при одночасному зниженні рівня шуму, інакше тільки підвищується небезпека самозбудження та перевантаження підсилювача потужними сигналами від станцій, що розташовані поблизу. Необхідно враховувати також залежність коефіцієнта Ку від частоти, що визначається реальною АЧХ підсилювачів. Кожен з них має свій характерний вид АЧХ. Так, підсилювачі SWA та РАЄ мають один плавний максимум (горб) на частоті приблизно 600 МГц (підйом посилення досягає 6...10 дБ). У підсилювачів S&A та РА характеристика двогорба: другий підйом посилення на 3...5 дБ розташований на частоті приблизно 100 МГц, тобто на MB. Вид АЧХ дозволяє вибрати підсилювач залежно від умов прийому з метою покращення стійкості та перешкодозахищеності за рахунок зниження посилення на неробочих ділянках діапазону. Вказаний у документації коефіцієнт посилення, як правило, відноситься до діапазону ДМ, на частотах MB він може бути істотно нижче. Більшість нових підсилювачів зібрано за традиційною двокаскадною схемою ОЕ-ОЕ. Розглянемо схемотехніку, параметри та АЧХ деяких нових моделей підсилювачів різних марок. Підсилювач SWA-555, важлива схема якого зображена на рис. 1 являє собою двокаскадний аперіодичний підсилювач ВЧ на біполярних мікротранзисторах Т67 (BFG-67) або BFR-91A.
Перший каскад – широкосмуговий, без корекції. У другому каскаді є корекція: конденсатор С5 ланцюга струмової ООС транзистора VT2 забезпечує спад АЧХ на нижніх частотах робочого діапазону [1], а конденсатор С4 ланцюга ООС по напрузі обмежує посилення на верхніх частотах і за межами робочої смуги. АЧХ підсилювача показано на рис. 2.
Загалом схеми підсилювачів SWA-555 та SWA-9 практично повністю збігаються (у першого лише відсутній LC-фільтр у ланцюзі живлення та змінені деякі номінали пасивних елементів). Тому й АЧХ підсилювачів близькі. Однак при використанні в першому каскаді малошумного транзистора BFR-91A (Кш=1,6 дБ) підсилювач SWA-555 має менший коефіцієнт шуму. У підсилювачів S&A складніші ланцюги частотної корекції в обох каскадах. У моделях S&A-130, S&A-140, принципова схема яких представлена на рис. 3, ланцюг ООС по напрузі каскаду на транзисторі VT1 введений послідовний контур L1C2. Його резонансну частоту вибирають такою, щоб посилення першого каскаду зменшувалося на верхніх частотах діапазону, що сприяє стійкості підсилювача. Для розширення лінії корекції добротність контуру L1C2 зменшена резисторами R1, R3. що забезпечують необхідний постійний струм бази транзистора VT1.
Другий каскад забезпечений подвійними RC-ланцюгами R6, R7, С6 і R7, С4, С5 в емітерному ланцюгу транзистора VT2, що змінюють АЧХ низькочастотної області. В результаті характеристика підсилювачів виходить двогорбою, як зображено на рис. 4.
Підйом посилення на частоті 100 МГц сягає 3...4 дБ. Провал між горбами посідає частоти 230...400 МГц, не використовувані ефірними каналами телебачення. Така форма АЧХ покращує стійкість і схибленість підсилювача. З інших особливостей підсилювачів S&A слід відзначити застосування на вході діода грозозахисту VD1. Ефективність його дуже висока, тому антену рекомендується заземлювати. В підсилювачах РАЕ, як і в S&A, застосована корекція LC в обох каскадах. У підсилювачі РАЕ-45, важлива схема якого показана на рис. 5 вона забезпечується двома послідовними контурами L1C3 і L2C5, включеними в ланцюгах ООС по напрузі першого і другого каскадів відповідно.
Крім того, впливають на формування АЧХ та конденсатори С2, С8. В результаті горб на АЧХ цього підсилювача виходить гострішим, з різким спадом на частотах понад 700 МГц, що видно на рис. 6.
Підсилювачі РА докладно розглядати немає сенсу, оскільки вони аналогічні підсилювачам S&A, крім застосування на вході замість діода VD1 котушки. Вид АЧХ підсилювачів РА та S&A приблизно однаковий. Моделі GPS подібні до підсилювачів SWA-455, SWA-555 і відрізняються лише номіналами коригувальних елементів у другому каскаді. За рахунок збільшення ємності блокуючого конденсатора в емітерному ланцюзі другого транзистора досягнуто підвищене посилення на ділянці частот 100...400 МГц. У деяких нових моделях підсилювачів до емітера другого транзистора підключено додатковий ланцюг із послідовно з'єднаних підстроювального та постійного резисторів та конденсатора (на рис. 1 показані штриховою лінією). Подстроечным резистором у разі можна змінювати посилення області нижніх частот діапазону і, отже, АЧХ підсилювача. На жаль, цінність такого регулятора корекції невелика, оскільки підсилювач при піднятій антені важкодоступний. Проведений аналіз схемотехніки та АЧХ, зрозуміло, не повний, оскільки, крім коригувальних ланцюгів, на АЧХ впливають взаємне розташування деталей, ємність монтажу, наявність полоскових ліній тощо. Проте він, на думку автора, достатній для правильного вибору підсилювача по виду АЧХ, а в ряді випадків і для самостійного підстроювання шляхом підбору елементів, що коректують. З аналізу випливають такі практичні рекомендації. Реальний вид АЧХ підсилювачів SWA та РАЄ такий, що їх краще застосовувати переважно для прийому віддалених станцій діапазону ДМВ. на якому підсилювачі мають максимальне посилення. За рахунок зниженого посилення в області MB такі підсилювачі (особливо РАЕ) більш стійкі та краще захищені від перешкод на цих частотах. Для прийому слабких сигналів MB перевагу слід віддати підсилювачам S&A, РА та GPS, які мають підвищене посилення на MB. Це особливо важливо з огляду на те, що у малогабаритних антен ASP дуже мало власне посилення на MB діапазоні: на частоті 50 МГц воно, наприклад, у антени ASP-8WA не перевищує 1 дБ [2]. Основні параметри нових моделей SWA. S&A. PA, GPS, РАЕ (робочий частотний інтервал f, коефіцієнт шуму Кш і коефіцієнт посилення Ку), взяті з мережі Інтернет [2], а також фірмових каталогів, представлені в таблиці, що міститься тут. При розбіжності відомостей до неї внесено найгірші значення. Очевидно, що у деяких нових моделей досягнуто деяке зниження шуму (до 1,5 дБ), проте, як і раніше, зустрічаються і досить "шумливі" підсилювачі з КШ1 рівним 3...3.9 дБ (SWA-31. SWA-32, S&A- 110. S&A-120 (РА-10), які застосовувати не рекомендується.
Фірмам-виробникам поки що не вдалося досягти істотного поліпшення шумових характеристик у більшості підсилювачів. Найкращі колишні моделі SWA-7, SWA-9 мали коефіцієнт Кш = 1,7 дБ [1]. Він і залишився приблизно таким самим у нових підсилювачів або знижений незначно, за винятком моделей SWA-47(AST), SWA-49(AST). Це перш за все тим, що схемотехніка і застосовувані транзистори не змінилися: у вхідних каскадах використовують ті ж НВЧ транзистори Т67, V3, 415 з граничною частотою 7,5 ГГц і коефіцієнтом шуму до 3 дБ [2] і лише зрідка - менш "шумливий" BFR-91A. Слід зазначити впливом геть характеристики підсилювачів як типу першого транзистора, а й режиму роботи. Від його колекторного струму залежать рівень власних шумів, коефіцієнт посилення та значення активної складової вхідної провідності, що впливає на ступінь узгодження входу. У більшості антенних підсилювачів транзистор VT1 працює при колекторному струмі 1"=8...12 мА. Це дозволяє отримати досить високий коефіцієнт підсилення та гарне узгодження з вхідним трансформатором Т1, але не оптимально для забезпечення малого рівня власних шумів. Хоча залежності Кш=f (Iк) мікрочіпів, що використовуються, невідомі, але, як правило, для біполярних кремнієвих транзисторів НВЧ мінімальний рівень шуму спостерігається при колекторному струмі 2...5 мА [3] Отже, існує ймовірність того, що при зменшенні колекторного струму транзистора VT1 можна знизити рівень шуму при збереженні гарного узгодження на вході.Побічно це підтверджується тим, що у підсилювачів РАЄ (тільки у них) струм першого транзистора зменшено до 4...5 мА. мережі Інтернет коефіцієнт Кш у цих підсилювачів досягає 0.8...1 дБ. Як зазначено в [1], багато антенні підсилювачі SWA з великим коефіцієнтом посилення схильні до самозбудження. Це тим. що забезпечити стійкість двокаскадного аперіодичного підсилювача ВЧ, зібраного за схемою ОЕ-ОЕ, у смузі частот до 900 МГц досить складно. Здавалося б, подальше збільшення числа каскадів немає сенсу, оскільки домогтися стійкості у разі практично неможливо. Тим не менш, на ринку з'явилися підсилювачі, зібрані на чотирьох транзисторах. Зацікавившись цим фактом, автор придбав підсилювач SWA-2000/4T. Його важлива схема, складена з друкованої плати, представлена на рис. 7.
Аналіз схемотехніки цього підсилювача показав, що він зібраний за звичайною схемою двох транзисторах VT1 і VT2, включених з ОЕ. Вхідний сигнал надходить на базу транзистора VT1, посилюється у двокаскадному тракзі та знімається з колектора транзистора VT2. надходячи через перехідний конденсатор С9 коаксіальний кабель. Додаткові транзистори VT3 і VT4 входять в активні ланцюги, що задають напругу зміщення на базах транзисторів VT1 і VT2. Так як транзистори VT3, VT4 не посилюють корисний сигнал, для цієї мети використовують низькочастотні та дешеві чіпи 3F. Очевидно, що при такій побудові характеристики підсилювача SWA-2000/4T не можуть суттєво перевершувати параметри двокаскадних підсилювачів з аналогічною корекцією (SWA-7, SWA-9. SWA-555 та ін), що і підтвердили порівняльні випробування. Резюмуючи, приходимо до таких висновків. По-перше, багато нових підсилювачів повторюють схемотехніку і відповідно характеристики старих моделей. При цьому солідний номер нової розробки зовсім не свідчить про вищу її якість. Наприклад, підсилювач SWA-555 за параметрами та схемотехнікою є той же підсилювач SWA-9. Те саме стосується й підсилювачів, зібраних на чотирьох транзисторах. По-друге, серед нових підсилювачів зустрічаються моделі з дійсно покращеними характеристиками, що передбачає і можливість підвищення якості прийому. За шумовими параметрами найкращими можна визнати підсилювачі SWA-47 (AST), SWA-49 (AST), а також, судячи з інформації в Інтернеті, підсилювачі типу РАЄ. По-третє, заміна антенного підсилювача призведе до позитивного ефекту тільки у разі застосування нової моделі з меншим рівнем шуму, розрахунковим значенням коефіцієнта посилення та відповідної АЧХ. Насамкінець скажемо, що моделі антенних підсилювачів фірми-виробники розробляють досить швидко і не виключено, що до моменту виходу у світ журналу з цією статтею, напевно, з'являться і нові, удосконалені підсилювачі. У будь-якому разі критерії визначення їх якості та рекомендації щодо вибору, розглянуті тут і в [1], не змінюються. література
Автор: А.Пахомов, канд. техн. наук, м.Зерноград Ростовської обл.
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Загальна увага синхронізує мозок ▪ Оверклокерська пам'ять Kingston FURY Beast DDR5 RGB ▪ У Каліфорнії заборонили пластикові соломинки ▪ Перетворення вуглекислого газу на спирт
▪ Розділ сайту Типові інструкції з охорони праці (ТОІ). Добірка статей ▪ Змінний рельєф і перспектива. Енциклопедія зорових ілюзій ▪ стаття Які види спорту вважаються олімпійськими? Детальна відповідь ▪ стаття Начальник відділу патентної роботи. Посадова інструкція ▪ стаття Установка сонячного гарячого водопостачання. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки ▪ стаття Поява чарівної палички. Секрет фокусу
Коментарі до статті: Лео Зменшіть живлення до 5 вольт і зменшиться шум.
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page