調整可能な周波数応答を備えた狭帯域アンテナアンプ。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

無線電子工学と電気工学の百科事典 / アンテナ。 測定、調整、調整

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提案されたアンテナ増幅器は、メートル範囲で送信を受信するテレビ受信機の感度を向上させるように設計されています。 アンプのゲインは 22 ～ 24 dB で、同調コンデンサを使用すると、約 8 MHz の帯域幅をテレビ チャンネルの XNUMX つに簡単に同調できます。

１から１２のテレビチャンネルの周波数範囲における狭帯域の同調可能増幅器の構築は、５から６のテレビチャンネルの間にギャップがあるという事実のため、大きな困難を伴う。 したがって、1 ～ 12 または 5 ～ 6 のテレビ チャンネルの 1 つのサブバンドのうちの 5 つで動作する増幅器が提案されています。 アンプ内で低ノイズ トランジスタを使用し、その DC モードの最適化と組み合わせることで、十分に高いゲインでアンプの固有ノイズの低レベルを確保することが可能になりました。

提案されたアンテナ増幅器の使用は、テレビ受信機がカバーエリア外のテレビ番組を安定して受信するための十分な利得余裕を持たない場合に最も効果的である。 また、長期使用によりゲイン余裕がなくなったテレビで送信を受信する場合、ゲイン制限された感度を改善するためにアンプを使用することも合理的と思われます。 説明した増幅器は、テレビセンターや中継器から離れた地域、たとえば、ほとんどの場合集中受信アンテナシステム（集合アンテナ）がない田舎などでテレビ番組を受信するために使用することもできます。 この場合、１つの受信アンテナに複数のテレビ受信機が接続されている場合に、アンプを使用することが可能である。

実際には、テレビ受信機のアンテナ入力がアンプの出力と一致していれば、このデバイス全体の実装が可能です。 また、この増幅器により、狭帯域で指向性の高いアンテナと高利得のアンテナ システムを使用する場合、信頼性の高い受信ゾーンの外側にあるテレビ センターからのテレビ番組を長距離で確実に受信することができます。 この場合、アンテナ フィーダでの信号減衰を補償するために、アンプをアンテナのすぐ近くのマストに配置することをお勧めします。ドロップ ケーブルの長さが長くなると、減衰が大きくなります。 この場合、提案された増幅器を使用すると、テレビ受信機の入力における信号対雑音比が改善されます。

開発された 1 段アンプは、[1] で説明されている 3 段アンプと比較して、設計と回路実装がはるかに単純であることが特徴です。 [XNUMX] のアンプでは、振幅周波数特性 (AFC) を範囲内のテレビ チャンネルの XNUMX つに調整することができず、固定されている平均周波数に対して限られた周波数調整のみが可能です。 ±XNUMX MHz。温度ドリフトアンプの帯域幅のみを補償できます。 指定されたアンプのケースに対するマイナス電源は、真空管テレビの電源からの動作の可能性を排除します。

提案されたアンプの主な利点は、メーター範囲内のさまざまなテレビチャンネルに対する周波数応答をスムーズに調整できることであり、これにより、比較的単純な回路ソリューションで目的のチャンネルで高いゲインを得ることが可能になります。 アンプ初段の振幅周波数特性は、1次から5次（48,5～100MHz）までの6つ、または12次から174次（230MHz）までのXNUMXつを含む広い周波数範囲で均一です。 ... XNUMX MHz) - テレビチャンネル。

この増幅器には、エミッタ接地回路とベース接地回路に従ってそれぞれ接続されたトランジスタ VT1 と VT2 (図 1) に組み立てられた 1 つの増幅段があります。 トランジスタＶＴ１およびＶＴ２のこのようなカスコードの組み込みは、増幅器全体の雑音指数を低減したいという要望によるものである。 アンプの周波数チューニングは、第 2 増幅段の同調コンデンサ C10 を滑らかに調整することによって実行されます。その周波数応答は、幅約 8 の狭い範囲で最大ゲインを持つベル型ピークの形状を持ちます。 MHz。 入力回路 L1C1L2C2 は、最初のサブバンドのカットオフ周波数が約 48,5 MHz、160 番目のサブバンドのカットオフ周波数が約 1 MHz のハイパス フィルターです。 直流用トランジスタＶＴ１の動作モードは、約５ｍＡのコレクタ電流で＋５Ｖに等しいコレクタ電圧が得られるように、抵抗Ｒ１およびＲ２によって設定される。 このモードでは、KT1A シリーズ トランジスタのノイズ指数は 2 MHz の周波数で 5 ～ 5 dB であり [371]、3,4 MHz 未満の周波数ではトランジスタのノイズは小さくなります。 コンデンサ C4,7 の静電容量は、トランジスタ VT400 の入力静電容量とともに、サブバンドの最高周波数における初段の利得を制限します。 最初のステージの測定されたゲインは、両方のサブバンドで 2...400 dB です。

要素 C5、L3、C6 は 2 段目の入力ハイパス フィルターで、低周波信号を抑制するために使用されます。 L4C10 回路が含まれるコレクタ回路内のトランジスタ VT4 は共振増幅器です。 L10C2 回路素子のパラメータは 346 段目の狭い周波数応答を決定し、パラメータを変更することで広い周波数範囲にわたって周波数応答を調整することが可能になります。 ベース接地回路に従って接続された GT3A シリーズのトランジスタを VT5 として使用するのは、このスイッチング回路ではトランジスタのスループット容量が小さいという事実によるものです。 抵抗 R2 ～ R10 は、直流用のトランジスタ VT1 の次のモードを提供します: コレクタ電圧 346 V、エミッタ電流 - 約 4 mA。 この場合、GT2A トランジスタの雑音指数は 12 dB を超えません [14]。 8 段目のゲインは XNUMX ～ XNUMX dB、帯域幅は XNUMX MHz です。

コンデンサ C4、C8 は、電源電圧のリップルを平滑化し、アンプの自励を防ぐために必要です。

合理的な設置と最適化された設計により、高ゲインでのアンプの信頼性と安定した動作が保証されます (図 2)。

不均一な周波数応答によって引き起こされる、各サブバンド内の範囲にわたるゲインの変化は 3 dB を超えません。 したがって、アンプが同じサブバンド内の異なるチャネルに同調された場合、ゲイン値の違いは 3 dB 以内です。 一方、最初のサブバンドのゲインは 2 番目のサブバンドより 3 ～ XNUMX dB 高くなります。

アンプにはKT371Aトランジスタの代わりにKT382A、KT382B、KT367Aシリーズのトランジスタ、GT346Aトランジスタの代わりにGT346Bを使用することもできますが、後者を使用するとアンプ自身のノイズレベルが増加します。 。 同時に、KT371A トランジスタの代わりに任意の文字インデックスを持つトランジスタ KT372、KT3101、KT3115、KT3132 を使用することにより、固有ノイズのレベルを低減できます。 この場合、コレクタ電流が 1 V のときにトランジスタ VT100 のコレクタに 2 V に等しい電圧を供給するには、抵抗器 R3,2 の抵抗値を 1 kΩ に下げ、抵抗器 R5 の抵抗値を 3 kΩ に増やす必要があります。約346mA。 トランジスタを交換する場合、コンタクトパッドがトランジスタの対応する電極の下に配置されるように、プリント回路基板の設計も若干変更する必要がある。 アンプの 3123 段目では、GT3A トランジスタを KT750A に置き換えることができます。 この場合、約 10 mA のコレクタ電流で 1 V に等しいトランジスタのエミッタ電圧を得るには、抵抗 RXNUMX の抵抗値を XNUMX オームに下げる必要があります。

インダクタは銀メッキ線でできています。 コイル巻線はフレームレスです。 各サブ範囲の線径、巻線ピッチ、コイル内径を表に示します。 1.

サブレンジに応じたアンプのコンデンサの静電容量 (pF) を表に示します。 2.

アンプはコンデンサC4、C8タイプKM-5、残りはKD-1、KD-2を使用します。 パスコンデンサ C7 - K.10-51; 同調コンデンサC10 - KT4-23。 アンプ内の抵抗はすべて MLT-0,125 です。

アンプは、寸法が 70x45x15 mm の金属製の長方形のケースに組み込まれています。 本体は簡単に取り外し可能なカバーで上下から密閉されており、最終調整後に本体に半田付けされます。 アンプの設計の詳細は、厚さ 0,5 mm の錫メッキ銅で作られています。 真鍮板やブリキ板も使用できます（図3、4）。

増幅器の基礎は、厚さ 1 mm の片面箔ガラス繊維で作られたプリント回路基板 1,5 であり、構造の残りの部分ははんだ付けされています。 両面グラスファイバーを使用する場合、ボードの裏側の箔は剥がされます。 図に破線で示されているボードのセクションのフォイルは、組み立て前に取り外す必要があります。 箔の除去は、機械的またはエッチングによって実行できます。 図上。 図２は、ケース内の増幅素子の配置を示しており、ケースの最終組み立て後にのみ所定の位置に設置される必要がある。 設置の寄生容量を最小限に抑えるために、ハウジング内の素子はリード線の長さをできる限り短くして設置されます。 要素をはんだ付けするときは、ヒートシンクを使用する必要があります。 アンプの入力はアンテナ ソケットにはんだ付けされており、アンテナ ソケットは 2 本のネジとナットでハウジングの側壁に取り付けられています (図 6 の詳細 3)。 特性インピーダンスが75オーム、長さが0,7 ... 1 mのテレビケーブルがアンプの出力にはんだ付けされており、これを利用してアンプの出力がテレビ受信機のアンテナ入力に接続されています。

アンプを適切に設置し、正常な部品を使用してセットアップするには、結局のところ、トランジスタ VT1 と VT2 の直流モードをチェックする必要があります。 トランジスタ端子の電圧偏差は、図 (図 1 を参照) に示されている電圧から ± 5% を超えてはなりません。 コンデンサ C10 の助けを借りて、アンプは、テレビ受信機の画面上のコントラストと画像の安定性を最大化するために、メーター範囲のテレビ チャンネルの 1 つに同調されます。 次に、コイル L2、L3 (4 段目のハイパス フィルター用) とコイル L10、LXNUMX (XNUMX 段目のハイパス フィルター用) の巻き数を伸縮することで、最高品質の画像が得られ、調整されます。ハイパスフィルターのカットオフ周波数。 これにより、素子のパラメータと設備の静電容量のばらつきに起因する両方のハイパス フィルタのカットオフ周波数の偏差が補償されます。 最終調整は、上部カバーと下部カバーをはんだ付けして組み立てたアンプのコンデンサ CXNUMX を、誘電体材料で作られたコンタードライバーを使用して滑らかに調整することで行うことが望ましいです。

アンプは通常、テレビ受信機のすぐ近くに配置されます。 テレビのドロップ ケーブルの長さが 15 ～ 20 m を超える場合、テレビ受信機の入力における S/N 比を改善するために、アンプを受信アンテナの近くに配置することをお勧めします。防湿・断熱対策を講じております。 アンプを屋外アンテナのマストに設置する場合、大気による有害な影響を排除するために、ハウジングのカバーを全周にわたって注意深くハウジングに半田付けし、チューニング穴を半田付けする必要があります。ハウジングがしっかりしていること。 また、アンプを湿気の侵入からさらに保護するために、複数のビニール袋を重ねて、各袋の開いた側を下に向けて置くことをお勧めします。 この場合、アンプに接続されている入出力ケーブルは、アンプに下から近づくように曲げる必要があります。 これにより、パッケージのキャビティへの大気中の降水物の侵入が防止され、アンプが湿気から確実に保護されます。 気温が大きく変動する場合は、アンプを、たとえば適切な分割フォームボックスで作った単純なパッシブサーモスタット内に置くことをお勧めします。

このアンプは、12 mA の負荷電流で +10 V の定電圧を供給する任意の電源で動作できます。 ただし、リップルレベルは 10 mV を超えてはなりません。 アンプには +12 V を供給でき、テレビ受信機のデシメートル チャネル セレクター (ACS ユニット) に電力を供給します。

文学

1. 1. Genshenza I.、Kolomiets V.、Savenko I. リモートチューニング付きアンテナアンプ。 - ラジオ、1975 年、第 4 号、p. 15～16。
2. 2. 幅広い用途の機器用トランジスタ：ハンドブック / 編B.L.ペレルマン。 - M.: ラジオと通信、1981 年、p. 272、275、243、245。

著者：O。Prystaiko、Yu。Pozdnyakov

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