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無線電子工学および電気工学の百科事典 NTV機器をセットアップするためのデバイス。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
衛星トランスポンダーを介したテレビ番組の受信は、今日の時代の象徴となっています。 静止軌道上の衛星の数と、それぞれの衛星に搭載されるプログラムの数は増加しています。 NTV 受信システムを店頭で購入することはもはや問題ではなく、価格も下がっています。 多くのアマチュア無線家は工場で製造された機器を購入し、それを実験します。 私たちには、そのような装置を自分で作る愛好家もいます。 ここでは、NTV 受信システムのすべてのコンポーネントを最適に調整するための簡単なデバイスの説明を公開します。 衛星中継器を介したテレビ番組の受信は、ますます多くの読者の関心を集めています。 たとえば、直接テレビ放送システム (NTV) の衛星を静止軌道に打ち上げる場合です。 「ハルス」と「ノットバード」、そのような受信は私たちの国の多くの居住者が利用できるようになりました（機器の低コスト、アンテナの寸法が小さい）。 同時に、他の衛星もアマチュア無線家にとって興味深いものであり、そこからの信号は非常に弱いため、満足のいく受信品質を得るには大きなアンテナを使用する必要があります。
これらの実験で解決しなければならない問題の XNUMX つは、アンテナ システムをデバッグし、最大の信号を得るために必要な衛星にアンテナ システムを調整することです。 比較的強力な送信機を使用する NTV システムの場合、放物面鏡の直径が小さいアンテナを使用できるため、この問題は簡単に解決されます。 このようなアンテナの場合、放射パターンの幅は数度であるため、アンテナを向ける際の多少の誤差はまったく許容され、最終結果に大きな影響を与えることさえありません。 もう一つは、大きなアンテナを使用し、弱い信号を受信した場合です。 この場合、非常に注意深く慎重なチューニングが必要です。 以下に説明する組み合わせ機器は、このプロセスの複雑さを大幅に軽減し、単純化して視覚的に明確にするのに役立ちます。オシロスコープと組み合わせて、周波数範囲 0,8 ～ 2 のスペクトルのパノラマインジケーターとして使用できます。 Hz またはこの範囲の周波数応答のインジケーター。オシロスコープを使用せずに、任意の領域または範囲全体の信号レベルインジケーターとして使用します。 このデバイスの助けを借りて、ノイズレベルによってコンバータの状態を迅速に評価し、必要に応じてチューナーのパフォーマンスをチェックし（たとえば、自作または長時間動作する場合）、調整することができます。周波数応答と同調範囲。 このデバイスは、衛星信号に素早く同調し、アンテナ システムを最大信号に調整し、コンバーター (フィーダー) の位置を明確にし、その偏波を調整するのに役立ちます。 主な利便性は、操作の結果がオシロスコープの画面またはダイヤルインジケータに即座に反映されるという事実にあります。 装置のスキームとその設計は非常にシンプルであり、平均的な資格を持つアマチュア無線家でも製造することができます。 ブロック図を図1に示します。 それは、電流制御発振器（G1）-同調範囲が0,8 ... 2 GHzのマイクロ波発生器、バッファアンプA 1、その出力からスケール1の信号で構成されます。 1 は出力「GKCH 1:1」に送られ、抵抗減衰器 A2 を通って出力「GKCh 1:10」に送られます。 三角電圧ドライバー (G2) と電圧/電流コンバーター (U1) は、発電機を制御するように設計されています。 スイング範囲の上限周波数と下限周波数を可変抵抗器で独立して設定できるので、運用時に便利です。 アンプ AZ は、オシロスコープのスイープに信号を供給する役割を果たします。 これらのノードは主電源 (U2) から電力を供給されます。
これらの要素は、検出器ヘッドとともに、周波数応答のパノラマ表示を提供します。 これを行うには、オシロスコープの入力「Y」には検出器ヘッドの出力からの信号が供給され、入力「X」にはアンプ AZ の出力からのスイープ信号が供給されます。 スペクトラム アナライザー モードを実装するために、デバイスにはミキサー (U3) があり、ジェネレーターからの信号は「GKCh」出力から「GKCh」入力を介して通過し、マイクロ波コンバーターの出力からの信号は「GKCh」入力を介して通過します。 IF」を入力します。 ミキサーの出力信号はビデオアンプ (A4 および A5) によって増幅され、振幅検出器 (U4) によって検出され、その出力から信号がオシロスコープの「Y」入力またはダイヤルに供給されます。インジケータ。 このデバイスには、コンバータに電力を供給するためのソケットが付いています。 スペクトラム アナライザはいわゆる「ゼロ IF」で動作するため、満足のいく品質でデバイスの構造を簡素化することができました。 構造的には、このデバイスは、高周波ユニット、制御電圧および電流ドライバー、ビデオアンプ、および電源の XNUMX つの主要コンポーネントで構成されています。 各ブロックは別個のプリント基板上に組み立てられます。 これにより、それらを別々に製造して調整し、その後にのみ機器ケースに取り付けることが可能になりました。 高周波ユニットの構成を図2に示します。 トランジスタVT1とVT2ではマイクロ波発生器が作成され、その発生周波数は電流を使用して制御でき、VТЗではバッファアンプが作成されます。 アンプの出力からの信号は、ソケット ХS1 "1:1" および ХS2 "1:10" に供給されます。 これらのノードについては、[1] で以前に詳しく説明しました。
信号ミキサーは VT4 トランジスタ上に組み込まれており、スペクトラム アナライザー モードで動作します。 マイクロ波コンバータからの信号は XS3 ソケットを介してベースに到達し、ジェネレータからの信号は XS4 ソケットを介してエミッタに到達します。 これを行うには、ソケット XS1 と XS4 を同軸ケーブルで接続します。 差分信号はトランジスタ VT4 のコレクタから取り出され、ビデオアンプの入力に供給されます。一方、コンデンサ C14 は差分信号の高周波成分を抑制します。 マイクロ波コンバータには、ローパス フィルター L2C3 を通して電力が供給されます。 制御電圧と電流のシェーパのスキームを図 3 に示します。 三角電圧ドライバーは DA1 ～ DAZ および DD1 マイクロ回路に組み込まれ、DA4 マイクロ回路および VT5 トランジスタ上の制御電流スタビライザーと連携して動作し、オシロスコープのスイープ信号アンプは DA5 に組み込まれます。 この電圧の振幅は可変抵抗器 R27 によって調整できます。 抵抗 R17 と R20 は、それぞれマイクロ波発生器のスイング周波数範囲の下限周波数と上限周波数を設定します。 このノードはスキーム [2] に従って作成されるため、ここでも詳細には説明しません。
ビデオアンプ回路を図4に示します。 彼は二段階です。 それぞれが高速オペアンプで作られています。 各ステージのゲインは 38 ～ 40 dB で、スペクトラム アナライザに必要な感度を提供します。 ゲイン調整は可変抵抗器R32で行います。
各段の入力には、低周波干渉や干渉の影響を軽減するように設計されたハイパスフィルターC19 R29およびC23 R33が設置されています。 ビデオアンプには特別なハイパスフィルターはありません。 その役割はオペアンプ自体によって果たされ、数百 kHz のアナライザの通過帯域幅を提供します。 2 段目の出力には、信号の負の半波を遮断する検波ダイオード VDXNUMX が取り付けられ、信号の交流電圧の正の半波が入力「Y」またはポインタに供給されます。インジケータ。 電源は従来の方式 (図 5) に従って組み立てられており、降圧電源トランス T1、ダイオード マトリックス VDZ 上の全波整流器、および平滑コンデンサ C27 および C28 が含まれています。 電圧安定器はよく知られたスキームに従って作成されているため、説明する必要はありません。
基板間の接続方式を図6に示します。 デバイスは SA1 スイッチによってオンにされ、動作モードは SA2 スイッチによって切り替えられます。 これらのスイッチと可変抵抗器 R17、R20、R27、R32 はデバイスのフロント パネルにあります。 そして図では。 図７は、検出器ヘッドの図を示す。 その主な目的はマイクロ波信号を検出することです。
上で述べたように、このデバイスは周波数応答インジケーター、スペクトラム アナライザー、または信号レベル インジケーターとして使用できます。 最初のケースでは、デバイスは「X」入力を持つオシロスコープと連携して動作します。 信号はデバイスの出力 XS6 (「Exit X」) から入力に供給され、スイープは全画面に設定されます。 この場合、「ゼロ」と呼ばれる明るい水平線がオシロスコープ上に表示され、画面グリッドの一番下の線に設定されます。 検出器ヘッドの出力はオシロスコープの入力「Y」に接続され、その入力は出力ソケット XS1 (「GKCh 出力 1:1」) に接続されます。 この場合、傾いた線または多少曲線が画面上に表示され、ゼロ線に対するその高さはマイクロ波発生器の信号レベルに比例し、この線が基準線となります。 次に、検出器ヘッドが調査中のデバイスの出力または制御ポイントに接続され、XS1 ソケット (「GKCh 出力」1; 1 または 1:10) からの信号がデバイスの入力に供給されます。 基準線の位置とこの場合に得られる線を比較することで、マイクロ波信号がこのデバイスを通過するかどうか、信号が増幅されるか減衰されるか、またその周波数応答がどのようなものであるかを判断できます。 したがって、チューナー、アンプ、信号スプリッターなどの状態をチェックできます。 これらのパラメータが調査される範囲は、抵抗 R17 および R20 (整形ユニット、図 7) によって設定され、数十 MHz から全範囲までの範囲になります。 このモードでは、ミキサーとビデオアンプには電力が供給されていないため、動作しません。
スペクトラム アナライザ モードでは、デバイスのすべてのコンポーネントが動作し、ソケット XS1 と XS4 がケーブルで接続され、マイクロ波コンバータの出力がソケット XS3 (「IF 入力」) に接続されます。 この場合、オシロスコープの画面上でぼやけた線、いわゆる「ノイズ トラック」が観察されるはずです。 コンバータ (ジャック XS5) に電源電圧を印加すると、ノイズ レベルが大幅に増加しますが、その振幅は抵抗 R32 (ビデオ アンプ ユニット) によって調整できます。 衛星に合わせてアンテナを宇宙で動かすと、ノイズのような信号のバーストがオシロスコープの画面に表示されます。この信号の周波数に対応する掃引ポイントに発生します。 可変抵抗器を使用して周波数スイング範囲を設定すると、この信号をフルスクリーンに「拡張」できます。 その後、受信信号の最大振幅が得られるまで、アンテナ システムを調整し、偏波と設置角度を変更します。 この設定により、システムから可能な限り最大値を「絞り出す」ことができます。 周波数範囲内の信号の分布とその相対的なパワーによって、アンテナがどの衛星に同調しているかが決まります。 このモードの場合、ポインター測定インジケーターがデバイスの「出力 Y」に接続されます。たとえば、合計偏向電流が 100 μA のマイクロ電流計です。 矢印のずれによって、受信信号のレベルの変化を判断できます。これは、アンテナ システムを最大信号に調整するのが便利であることを意味します。 高周波部のプリント基板のスケッチを図に示します。 8. 両面フォイルグラスファイバー製です。 導体はその片側に配置され、もう一方はメタライズされたまま（スクリーンとして機能します）、輪郭に沿って最初の側の共通電源バスに接続されます。 ボードはデバイスのハウジングの側壁に配置され、XNUMX つの出力マイクロ波ソケットが取り付けられています。 これにより、高周波コネクタと基板上の要素間の最小距離が確保されます。
シェーパー、ビデオアンプ、電源のプリント基板のスケッチを図に示します。 それらの製造には、片面箔材料を使用することができる。 これらのボードは、デバイス ケースの底部の金属プレート (または片面フォイル グラスファイバー、getinax) 上に配置されます。このプレートは共通ワイヤとして機能し、すべてのボードの共通電源バスが接続されます。
デバイス内で次のタイプの要素を使用することが許可されます: マイクロ回路 DA1 ～ DA5 ～ K140UD6、K140UD7、DA6.DA7 ～ K544UD2A、K544UD2B、DD1 ～ K561TM1、または RS フリップフロップを含むその他。 トランジスタ VT1 - VT4 - KT3124A - 2、KT3124B - 2、KT3124V - 2、KT3132A - 2、KT3132B - 2、KT3132V - 2; VT5 - A ～ G の文字インデックスを持つ KT608A、KT608B、KT603、KT503 (A ～ E)。 VT6 - KT603(A - G)、KT608A、KT608B、KT602A、KT602B; VT7 - KT315(A - I)、KT312(A - B)、KT3102(A - E); VT8 - KT208(A - M)、KT209(A - M); VT9～KT208(A～M)、KT209(A～M)、KT203(A～B)、KT361(A～E)。 ダイオード VD1 - KS156A; VD2 - 任意の文字インデックス付きの D9、D18、D20、D310、D311A、D311B、D312A、D312B。 VD3 ブリッジを、KD102B、KD103B、KD105B、KD106A、KD509A、KD510A タイプの 4 つのダイオードに置き換えます。 VD5、VD814 - D211G、KS211Zh、KS510Ts、KS1A; LED HL307 - AL341 (A ～ G の文字インデックス付き) または AL50 (A ～ D) - 酸化物 K6-50、K24 - 53、K1 - 1。 C14 ～ C10 としては、フレームレスの K42 ～ 10、K17 ～ XNUMX などを使用することが望ましいですが、それらが存在しない場合 (極端な場合)、リードの長さが最小限の KM、KD が適しています。 残り - KLS、KD、CT、KM。 可変抵抗器 - SPO、SP4、任意の変更の SP、チューニング (R6) - SDR - 19、残り - MLT、S2-33。 デバイス設計の高周波部分では、抵抗 C2 ～ 10 を使用することが望ましいです。 インダクタ L2 - DM - 0,1、インダクタンスは 20 ～ 100 μH。 降圧トランスは、最大 12 mA の電流で 15 ～ 70 V の電圧に対応する XNUMX つの二次巻線を備えた小型のトランスです。 検出器ヘッドでは、デバイスの高周波部分と同様に、マイクロ波検出器ダイオード、コンデンサ、および抵抗器C2〜10を使用する必要があります。 デバイスのセットアップは、デバイスの個々のボードの動作を調整することから始まります。 通常、電源を設定する必要はありません。 性能をチェックするだけで済みます - 出力電圧は 11 ... 13 V 以内である必要があります。同じ電源からコンバータに電力を供給する予定の場合は、少し電力を供給する必要があります - 変圧器は電流を供給する必要があります200mAまで。 スタビライザーは同じように動作しますが、VT6 トランジスタのみが動作します。非常に熱くなり始めた場合は、小さなラジエーター上にスタビライザーを配置する必要がある場合があります。 制御電圧ドライバの事前チェックは以下のように行います。 抵抗 R16 ～ R21 はフロント パネルにあるボードに接続されています。 ボード出力 2 と 4 は一時的に閉じられ、追加の 200 オーム抵抗がそれらと共通ワイヤの間に取り付けられ、その後電源電圧が適用されます。 抵抗器 R17 と R20 を追加の抵抗器で回転させると、三角波振動がオシロスコープでチェックされ、その最大振幅は少なくとも 1 ... 1,5 V である必要があります。 次に、ビデオアンプボードをチェックします。R2 抵抗スライダーのどの位置でも励起されてはなりません。 このような場合は、コンデンサ C20 を並列接続する必要がある場合があります。 C21、C25、C26には、容量0,047～0,1uFのセラミックコンデンサを取り付けます。 このような接続で効果が得られない場合は、コンデンサ C22、C24 の容量を 50 ～ XNUMX 倍に大きくする必要があります。 約 XNUMX kHz の周波数におけるビデオ アンプのゲインは数千倍になるはずです。 高周波基板の設定は以下の手順で行います。 ボードのピン 1 には電源電圧 (12 V) が供給され、ピン 2 には調整可能な安定化電源からの電圧が供給されます。 1 ～ 0,7 GHz の範囲で動作する周波数計が XS2 ソケットに接続されています。 2 V の電圧がピン 0,5 に印加され、徐々に電圧を上げていくと、電圧が発生します。 次に、ピン 3 で定電圧が制御され、ピン 2 の電圧を変更することでピン 3 の電圧が固定され、下位 0,7 ～ 0,9 GHz と上位 1,9 ～ 2,1 GHz の世代境界に対応します。 抵抗器 R17 と R20 のエンジンの電圧が変化するのは、これらの制限内です。 このような電圧値（わずかなマージンを伴う）は、抵抗R16の場合は抵抗R18、R17、抵抗R19の場合はR21、R20の値を選択することによって設定されます。 電圧が低下すると、生成される周波数が増加することに注意してください。 その後、すべての基板をケースに置き、前述のように高周波基板をケースの側壁に取り付け、残りを90x120 mmの寸法の金属またはメタライズされたベースに置きます。ベースボードには、接着剤を使用するか、アース取り付けパッドを太い錫メッキ線ではんだ付けすることによって取り付けられます。 さらに、高周波基板は、錫メッキ銅箔のストリップを使用して、下端に沿ってベースと接続する必要があります。 ベース自体はネジでケースの底に取り付けられていますが、金属製のケースを使用することをお勧めしますが、その寸法は（約）50x105x140 mmです。 すべてのコントロールは前面カバーに配置され、ソケット XS5 - XS7 - は背面にあります。 ボードの個別調整が完了したら、可変抵抗器のスケールの校正を開始できます。 これを行うには、デバイスを「分析」モードでオンにし、オシロスコープを接続します。 画面上に狭いノイズ トラックが観察されるはずです。これは、水平方向に画面サイズよりわずかに小さくする必要があります。 次に、測定発生器 (同調範囲 3 ～ 1,2 GHz) からの周波数 1,5 ～ 30 GHz、レベル -50 ～ 0,8 dBm の信号が IF 入力 (ジャック) に供給されます。 XS2）。 機器は最大周波数掃引モードに設定されています。 画面のほぼ中央に、振幅バーストの形式の信号が表示されます。 ジェネレーターの周波数を変更すると、ジェネレーターが画面上で動き始めます。 次に、測定用発振器の信号レベルが、信号が画面上でまだ観察される最小値まで下げられ、トリミング抵抗 R6 がその最大レベルを達成するために使用されます。 ジェネレータの信号レベルは数倍に増加し、周波数は正確に、たとえば 1,5 GHz に設定されます。 可変抵抗器 R17、R20 にはポインタが付いており、画面上の信号を抵抗器 R17 でスキャンの左端に正確にシフトすると、この抵抗器のスケール上に対応するマークが作成されます。 同様に、抵抗 R20 を使用すると、信号はスイープの右端に正確にシフトされ、この抵抗のスケールにマークが付けられます。 あるいは、周波数の他の値が測定発生器に設定され、校正プロセスが繰り返されます。 文学
著者: I. Nechaev、クルスク
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