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無線電子工学および電気工学の百科事典 アンテナアンプの使用。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
アンテナ増幅器をテレビの近く、給電線とテレビ受信機のアンテナ入力の間で設置すると、受信経路のゲインが増加します。つまり、ゲインによって制限される感度が向上します。 最新のテレビでは、ゲインではなくノイズによって制限される感度の向上が必要であるため、この方法は長距離条件では画像の改善につながらないことがわかっています。 アンテナ増幅器は、テレビ受信機とほぼ同じレベルの固有ノイズを持っているため、ノイズによって制限される感度は向上しません。 それにもかかわらず、場合によってはアンテナアンプを使用すると受信が改善されますが、そのためには、テレビの近くではなく、アンテナの近く、アンテナとフィーダーの間のマスト上、またはフィーダーのギャップに、テレビのすぐ近くに設置する必要があります。アンテナ。 違いはなんですか？ 実際、フィーダに渡される信号は減衰を受け、そのレベルが減少します。 減衰は、フィーダーが製造されているケーブルのブランドによって異なります。 さらに、減衰が大きくなると、フィーダの長さが長くなり、信号の周波数、つまり送信が受信されるチャネルの数が大きくなります。 アンテナ アンプがテレビの近くに設置されている場合、フィーダによってすでに減衰された信号がその入力に到達し、アンテナ アンプの入力における S/N 比は、アンテナ アンプをアンテナの近くに設置した場合よりも低くなります。信号はフィーダによって減衰されません。 この場合、フィーダを通過することで信号も当然減衰しますが、ノイズも同じ倍率で減衰します。 その結果、信号対雑音比は劣化しません。 さまざまなブランドのテレビ ケーブルは、固有の減衰が周波数に依存するという特徴があります。 特定の周波数の信号が長さ 1 m のケーブルを通過するときの同軸ケーブルの比減衰を「比減衰」と呼ぶのが通例です。比減衰は dB/m で測定され、参考書ではグラフの依存関係の形で示されています。周波数またはテーブル形式での特定の減衰。 図上。 2 は、いくつかのブランドの 1 オーム同軸ケーブルのそのような曲線を示しています。 これらを使用すると、メートルまたはデシメートル範囲の任意の周波数チャネルで、特定の長さのケーブル内の信号減衰を計算できます。 これを行うには、図から得られる特定の減衰の値に、フィーダの長さ (メートル単位) を掛ける必要があります。 結果は信号の減衰をデシベル単位で表します。 フィーダ用のケーブルの最も一般的なタイプは RK 75-4-11 で、その固有の減衰はチャネル 0 ～ 05 の範囲で 0 ～ 08 dB / m、チャネル 1 ～ 5 の範囲で 0 ～ 12 dB / m です。チャンネル 0 ～ 15 およびチャンネル 6 ～ 12 の範囲で 0 ～ 25 dB/m。 したがって、フィーダ長が 0 m の場合、37 番目のチャネルのフィーダでの信号の減衰はわずか 21 dB になります。これは、信号電圧の 69 倍の減少に相当します。また、フィーダ長が 20 m の場合、 12 番目のチャネルの減衰は 3 dB (1 倍の減少) になります。 デシメートル範囲では、フィーダ長が 41 m の場合、減衰はチャネル番号に応じて 50 ～ 12 dB に等しくなります。これは信号電圧の 7 ～ 5 倍の減少に相当します。フィーダ長 2 m - 38 ... 20 dB (信号は 5 ... 0 倍に減少)。 したがって、フィーダ長が 50 m の場合、チャンネル 12 であっても、フィーダを通過する信号は半分以上になり、TV 入力での S/N 比も半分以上になります。 信号がフィーダに入る前にアンテナ アンプを設置し、アンテナ アンプの入力ノイズ レベルがテレビの入力ノイズ レベルと同じであれば、信号対ノイズ比は XNUMX 倍以上になります。 フィーダ長が長い場合、またはデシメートル範囲の信号を受信する場合には、さらに大きな利得が得られます。 アンテナ増幅器の必要かつ十分な利得は、フィーダ内の信号の減衰と等しくなければなりません。 必要以上に高いゲインのアンテナ アンプを使用するのは意味がありません。 いくつかのタイプのアンテナ増幅器が利用可能です。 最も広く使用されているのは、UTDI-I-III タイプのメーター範囲のアンテナ増幅器 (I-III 範囲の周波数用の個別のテレビ帯域増幅器) です。 これらは、メーター範囲の 12 チャンネルすべて用に設計されており、電圧 220 V の AC 電源ユニットが内蔵されています。アンプの設計により、フィーダーから電力供給されるアンテナの近くのマストに敷設することなく取り付けることができます。追加のワイヤー。 UTDI-I-III アンプのゲインは 12 dB (電圧で 4 倍) 以上であり、アンプ自身のノイズのレベルは白黒およびカラー テレビ受信機のノイズのレベルよりわずかに低くなります。 UTDI-I-IIIアンプがレンジであり、メーターレンジの12チャンネルのいずれかでテレビ信号を増幅するように設計されている場合、UTKTIタイプのアンテナアンプ（個別テレビチャンネルトランジスタアンプ）はシングルチャンネルです。また、メーター範囲の明確に定義された 1 つの周波数チャネルのみの信号を増幅するように設計されています。 チャンネル番号はアンプの種類名の後に表示されます。 したがって、UTKTI-8 は、アンプが最初の周波数チャネルの信号を増幅するように設計され、UTKTI-220 は 1 番目の周波数チャネルの信号を増幅するように設計されていることを意味します。 UTKTI タイプのアンプには 5 V AC 電源も内蔵されています。 このタイプのアンプの固有ノイズ レベルは、UTDI-I-III タイプのアンプよりも若干低くなります。 交流ネットワークUTDI-I-IIIから消費される電力は15 Wを超えず、UTKTI-6 Wを超えません。 現在、デシメートル範囲のテレビ放送がより普及しており、この範囲ではフィーダ内の信号の減衰が大きくなっているため、この範囲用に設計されたアンテナ増幅器の使用が重要になっています。 たとえば、21 ～ 41 MHz の周波数範囲で少なくとも 21 dB のゲインを持つ UTAI-41-14 タイプのアンプ (470 ～ 638 チャンネル用に設計された個別のテレビ アンテナ アンプ)。 以前は、産業用アンテナアンプのリリースにもかかわらず、雑誌「ラジオ」やコレクション「アマチュア無線を助ける」に、自作用のアンテナアンプの説明と図が多数掲載されていました。 近年、このような出版物は少なくなりました。 それで、コレクション「アマチュア無線を助けるために」第101号、p.24にあります。 図２４〜３１には、Ｏ．ＰｒｙｓｔａｉｋｏおよびＹｕ．Ｐｏｚｄｎｙａｋｏｖによる、調整可能な振幅周波数特性を備えた狭帯域アンテナ増幅器の非常に詳細な説明が与えられている。 アンプはトリマー コンデンサによってメーター範囲のチャンネルの 31 つに調整され、アンプの帯域幅は 8 MHz、ゲインは 22 ～ 24 dB です。 アンプは 12 V の定電圧で駆動されます。マストに設置されたアンプを再構築することはできないため、送信が XNUMX つの特定のチャネルを介して受信される場合にのみこのようなアンプを使用するのが理にかなっています。
アンテナで受信したすべてのテレビ番組の信号を増幅できる広帯域アンテナ増幅器が必要になることがよくあります。 図上。 7は、I. Nechaevによって開発された、1のメーターチャンネルすべてを増幅するように設計されたアンテナ増幅器の概略図を示しています。 電圧 12 V で、消費電流 12 mA でゲインは 25 dB です。 このアンプは、雑音指数が約 3 dB の低雑音トランジスタで組み立てられています。 入力に逆並列接続されたダイオードがアンプのトランジスタを雷放電による損傷から保護します。 両方のステージは、共通のエミッターを備えたスキームに従って組み立てられます。 コンデンサ C6 は、より高い周波数におけるアンプの周波数応答を補正します。 トランジスタモードを安定させるために、アンプは 4 番目のトランジスタのエミッタから 1 番目のトランジスタのベースへの負帰還によってカバーされます。 電源を介した段間の寄生フィードバックによるアンプの自励を回避するために、分離フィルタ RXNUMX、CXNUMX が使用されます。 アンプの入力端子はアンテナのすぐ近くのフィーダーに接続されており、信号はフィーダーを通過することによってまだ弱まっていません。 アンプの出力はテレビにつながるフィーダーに接続されています。 フィーダのこの部分の中心コアを介して、電源電圧がチョーク L1 を介してアンプに供給されます。 同じインダクタを介して、+ 12 V の電圧が TV のアンテナ ジャックの中心導体に供給されます。TV のアンテナ ジャックからチャンネル セレクターの入力への信号は、3000 pF の絶縁コンデンサを介して供給される必要があります。 インダクタは、直径 3 mm、長さ 10 mm の円筒形フェライト コア上に、直径 0 mm の PEL または PEV ワイヤが交互に巻かれています。 各インダクタには 2 巻が含まれています。 巻く前に、コアを20層のラブサンフィルムで包み、巻いた後、ターンをポリスチレンワニスまたはエナメルで固定する必要があります。 増幅器のより詳細な説明、プリント回路基板の図、およびその上の部品の配置は、『ラジオ』誌、1992 年、第 6 号、p.38 に記載されています。 39-XNUMX。 470 ～ 790 MHz (21 ～ 60 チャネル) のデシメートル範囲用に設計された別のアンテナ アンプが、A. Komok によって提案されました。 その概略図を図に示します。 7.
このアンプの通過帯域でのゲインは、30 V の電圧で駆動された場合に 12 dB で、消費電流は 12 mA を超えません。 どちらのステージも、低レベルの固有ノイズを備えたマイクロ波トランジスタのエミッタ接地回路に従って組み立てられています。 アンプの帯域幅の下限は入力ハイパスフィルターによって制限され、上限はトランジスタや配線の寄生容量によって制限されます。 抵抗 R1 と R3 のおかげで、トランジスタ モードの温度補償が提供されます。 ハイパス フィルター コイル L1 は、直径 2 mm の PEV-0 ワイヤーで 8 回巻かれています。 巻線は直径 2 mm のマンドレル上でターンツーターンで実行され、その後コイルがマンドレルから取り外されます。 Nechaev アンプの場合と同様に、電力は、上記の設計のチョークを介してフィーダーを介して供給されます。 著者はアンプにパッケージレスのトランジスタを使用しましたが、これには慎重な封止が必要です。 より手頃な価格で気候条件の変化に強いケーストランジスタ KT5A の使用もお勧めします。 この増幅器の詳細な説明は、ジャーナル「Radio Amather」、4 年、第 399 号、p.1993 に掲載されています。 5. 前述したように、アンテナ増幅器の主な目的は、フィーダ内の信号減衰を補償することです。 アンテナアンプを使用する場合、ノイズ制限された感度、つまり弱い信号を受信する能力は、テレビ受信機の入力ではなく、アンテナアンプの入力における信号対ノイズ比によって決まります。 したがって、アンテナアンプをアンテナの近くに設置すると、テレビの近くに設置する場合よりも、ノイズを制限した一定の感度を達成するために、より低い入力信号レベルが必要になります。 したがって、より弱い信号をより良い品質で受信することが可能になります。 アンテナ増幅器を使用すると、増幅器がないと信号レベルが許容できないレベルまで減衰するような長いフィーダを意図的に使用することが可能になります。 テレビ受信機が空洞に設置され、家の近くに設置された受信アンテナが送信機に向かう途中の丘に覆われている場合、閉鎖されたエリアで長いフィーダを使用する必要性が生じることがあります。 同時に、この建物から100 ... 200 mの距離に設置されたテレビアンテナは、ローカルバリアで覆われていないため、良好な画質で非常に自信を持って受信できます。 このような状況下では、通常の受信は 100 つの方法のいずれかで実現できます。アンテナ マストの高さを上げる (通常は非常に困難な作業です)。もう 200 つは、アンテナを XNUMX メートル離れた空き地に設置することです。 . 家からXNUMXメートル。 次に、アンテナをテレビ受信機に接続するには、長いフィーダーを使用する必要があります。 フィーダ長が 200 m の場合、ケーブル ブランド RK 75-4-11 は 12 番目のチャネルの周波数で 30 dB の減衰を生じ、これは信号電圧の 31 倍の減少に相当することを計算するのは簡単です。は、通常、テレビ受信機の感度しきい値を下回ります。 アンテナ出力に少なくとも同じゲインを持つアンテナ アンプを取り付けると、長いフィーダでの信号の減衰が補償され、テレビの正常な動作が保証されます。 6 つのアンプのゲインが十分でない場合は、XNUMX つのアンプを直列に順番にオンにすることができます。 この場合、結果として得られるゲインは、アンプのゲインをデシベルで表すと、それらの合計に等しくなります。 フィーダーが非常に長く、30 つ以上のフィーダーを使用する必要がある場合、信号を XNUMX dB 以上増幅する必要がある場合 アンテナアンプの過負荷や自己励起を避けるため、すべてのアンプを XNUMX か所に設置しないでください。 これらの条件下では、最初の増幅器はアンテナの出力、つまりフィーダの入力に設置され、後続の増幅器は互いにほぼ同じ距離でフィーダに設置されます。 これらの距離は、XNUMX つの増幅器間のフィーダ部分での信号の減衰が増幅器のゲインとほぼ等しくなるように選択されます。 さまざまなブランドの同軸ケーブルの比減衰の周波数依存性 (図 2) から、一定の結論を導き出すことができます。 RK 1-75-2 および RK 13-75-2 ブランドのケーブルは、メートル波範囲でも十分に大きな比減衰を持っているため、デシメートル範囲では使用しないでください。 ブランド RK 21-75-7、RK 15-75-9、RK 13-75-13、および RK 11-75-17 のケーブルは比減衰が低くなりますが、RK 17-75-4 と比較すると、特にデシメートル範囲で顕著です。 。 周波数 11 MHz (チャネル 50) でフィーダ長 620 m の場合、RK 39-75-4 ケーブルが 11 dB の減衰 (信号電圧の 16 倍の減衰) を導入すると、同じ条件下では、 RK 6-3-75 では 9 dB (13 倍の減衰)、RK 9-5-3 - 75 dB (13 倍の減衰) の減衰が生じます。 したがって、デシメートル範囲のフィーダのケーブル ブランドを適切に選択すると、アンテナ アンプを使用しなくても、TV 入力の信号レベルを数倍上げることができます。 ケーブルの選択については、非常に簡単なアドバイスを提供できます。ケーブルの直径が大きいほど、ケーブルによる減衰が少なくなります。 テレビの給電線としては、特性インピーダンスが 75 オームの同軸ケーブルが常に使用されます。
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