新しいアンテナアンプ。スキーム、説明

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新しいアンテナアンプ。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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90年代、オンエアテレビネットワークの拡大とアクティブチャンネル数の増加に伴い、MBおよびUHF帯の軸番組を切り替えなしで受信できるマルチチャンネルテレビアンテナにユーザーの関心が高まりました。、大幅に増加しました。 4 年代半ば以降、ポーランドの ANPREL、DIPOL、ELECTRONICS などの小型テレビアンテナ ASP-8WA、ASP-8WA (CX-XNUMXWA) が市場に参入し始め、(ある程度は) の要件を満たしました。そんな受付。アンテナはすぐに普及し、現在ではかなりの数が稼働しています。

個々のテレビアンテナ ASP-4WA、ASP-8WA は、共通のメッシュ反射スクリーンを備えたフラットバイブレーター構造です。それらはアクティブです。つまり、アンテナに直接取り付けられた電子アンプが装備されており、ドロップフィーダーによって電力が供給されます。特にゲインや帯域幅などのアンテナの多くの特性は、アンテナアンプを使用することで得られます。したがって、再生されるテレビ画像の品質は、後者のパラメータに大きく依存します。

アクティブ ASP アンテナの場合、さまざまなメーカーがさまざまなブランドと番号であらゆる種類の統合アンテナアンプを製造しています。構造的には、それらはすべて同じ方法で設計されており、表面実装マイクロ素子を備えた小さなプリント基板 (約 60x40 mm) の形で設計されています。ボードは自動化された SMD テクノロジーを使用して製造されており、繰り返し制御されるため非常に信頼性が高くなります。その特徴的な設計により、これらのアンテナアンプはプレートアンプと呼ばれます。

多数の SWA アンテナ増幅器の回路、パラメータ、欠点、修理については、[1] で詳しく説明されています。しかし、そのようなアンプを製造する会社は製品を改良しており、現在では多くの新しいモデル、SWAが登場しています。 S&A、GPS、PAE など。これらのパラメータは、すでにアンテナを運用していて画質を向上させたいと考えている所有者にとっても、新しいアンテナの購入を決定している所有者にとっても、間違いなく非常に実用的な興味深いものです。さらに、アンプは、対数周期アンテナ、ウェーブチャネルなどの他のタイプのアンテナでも動作できます (入力インピーダンスが一致している場合)。

アンテナアンプには多数の特徴的なパラメータがあり、条件に応じて一般と個別の 300 つのグループに分けることができます。一般的なものには、入力抵抗と出力抵抗 (それぞれ 75 および 9 オーム)、電源電圧 (公称 15 V で 12 ... 1 V)、動作周波数チャネル間隔 (まれな例外を除き、68 ～ XNUMX TV チャネル) が含まれます。共通パラメータのおかげで、アンプの互換性が保証されます。

ただし、アンプの品質を評価するには、アンプを別のアンプから区別する個々のパラメータ、特にノイズと増幅も重要です。それらに関する情報は常に入手できるわけではありませんが、最近ではアンテナの販売書類に部分的に記載されています。会社のカタログにもしっかりと記載されており、アンテナを一括販売している会社からでも購入するのは難しいです。

適切なアンテナアンプを選択するには、その個別のパラメータのうち XNUMX つ、雑音指数と低減ゲイン Ku を知る必要があります。また、その周波数応答のタイプを表すことも非常に望ましいです。

アンプを選択する際に最も重要なのは雑音指数です。雑音指数はできる限り小さく、TV の入力段の雑音指数より確実に低くなければなりません [1]。最新のアンテナアンプの雑音指数は 2 dB 以下でなければなりません。

1 番目のパラメーター (ゲイン) は、ケーブルおよびパッシブスプリッター (存在する場合) での信号損失に基づいて、[XNUMX] で説明されている方法に従って計算されます。アンテナ増幅器は、計算された係数Ｋｕの値に最も近いものに従って選択される。計算値を超えて増加すると、ノイズレベルを低減しながら効果が得られます。そうでない場合は、近くの局からの強力な信号によって増幅器が自己励起して過負荷になる危険性が高まるだけです。

また、係数 Ku の周波数依存性も考慮する必要があり、これはアンプの実際の周波数応答によって決定され、それぞれのアンプには独自の周波数応答特性があります。したがって、SWA および PAE アンプには、約 600 MHz の周波数で 6 つの滑らかな最大値 (こぶ) があります (ゲイン上昇は 10 ... 3 dB に達します)。 S&A および PA アンプには 5 つのこぶ特性があります。100 ～ XNUMX dB 増加する XNUMX 番目のゲインは、約 XNUMX MHz、つまり MB の周波数にあります。周波数応答のタイプにより、受信条件に応じてアンプを選択し、範囲内の非動作部分のゲインを低減することで安定性とノイズ耐性を向上させることができます。ドキュメントで指定されているゲインは、原則として DM V 範囲を指しますが、MB 周波数では大幅に低くなる可能性があります。

新しいアンプのほとんどは、伝統的な XNUMX 段 OE-OE スキームに従って組み立てられています。さまざまなブランドのいくつかの新しいモデルのアンプの回路、パラメーター、周波数応答を検討してください。

アンプSWA-555の回路図を図に示します。図１は、Ｔ６７（ＢＦＧ－６７）またはＢＦＲ－９１Ａバイポーラマイクロトランジスタに基づく２段非周期ＲＦ増幅器である。

新しいアンテナアンプ

最初の段階は補正なしのブロードバンドです。第 5 段階では補正があります。トランジスタ VT2 の電流フィードバック回路のコンデンサ C1 は、動作範囲の低い周波数で周波数応答を低下させます [4]。電圧フィードバック回路のコンデンサ C2 はゲインを制限します。高周波および動作帯域外では。アンプの周波数応答を図に示します。 XNUMX.

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一般に、SWA-555 アンプと SWA-9 アンプの方式はほぼ同じです (最初のアンプには電源回路に LC フィルターが欠けているだけで、受動素子の定格が一部変更されています)。したがって、アンプの周波数応答は近くなります。ただし、初段で BFR-91A 低雑音トランジスタ (Ksh = 1,6 dB) を使用すると、SWA-555 アンプの雑音指数が低くなります。

S&A アンプには、両方のステージにさらに複雑なイコライゼーション回路があります。モデル S&A-130、S&A-140 の概略図を図に示します。図３において、直列回路Ｌ１Ｃ２は、トランジスタＶＴ１のカスケードの電圧のためにＯＯＳ回路に導入されている。その共振周波数は、初段のゲインが範囲の上部周波数で減少するように選択され、これがアンプの安定性に貢献します。補正帯域を拡大するために、L3C1 回路の品質係数は抵抗 R1、R2 によって低減されます。これらは、トランジスタ VT1 の必要な定電流ベースを提供します。

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6段目はトランジスタVT7のエミッタ回路にダブルRC回路R6、R7、C4とR5、C2、C4を設け、低周波領域の周波数特性を変化させます。その結果、アンプの特性は図のように双峰になります。 XNUMX.

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100 MHz の周波数でのゲインの増加は 3 ～ 4 dB に達します。こぶ間のギャップは、地上波テレビチャンネルでは使用されていない 230 ～ 400 MHz の周波数にあります。この形式の周波数応答により、アンプの安定性とノイズ耐性が向上します。

S&A アンプのその他の機能には、入力での雷保護ダイオード VD1 の使用が含まれます。効率はあまり高くないため、アンテナを接地することをお勧めします。

PAE アンプでは、S&A と同様に、LC 補正が両方のステージで適用されます。 RAE-45アンプの回路図を図に示します。図５に示すように、１段目と２段目の電圧用のＯＯＳ回路にそれぞれ含まれる２つの直列回路Ｌ１Ｃ３、Ｌ２Ｃ５によって提供される。

新しいアンテナアンプ

さらに、コンデンサ C2、C8 と周波数応答の形成に影響します。その結果、図に見られるように、このアンプの周波数応答のこぶはより鋭くなり、700 MHz を超える周波数で急激に低下します。 6.

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PA アンプは、入力で VD1 ダイオードの代わりにコイルを使用することを除いて S&A アンプに似ているため、詳細に検討することは意味がありません。 RA アンプと S&A アンプの周波数応答はほぼ同じです。

GPS モデルは SWA-455、SWA-555 アンプに似ており、第 100 段階の補正要素の値のみが異なります。 400 番目のトランジスタのエミッタ回路内のブロッキングコンデンサの容量を増やすことにより、XNUMX ～ XNUMX MHz の周波数範囲でゲインの増加が達成されました。

いくつかの新しいモデルのアンプでは、直列接続された同調抵抗、定抵抗、およびコンデンサからなる追加回路が 1 番目のトランジスタのエミッタに接続されています (図 XNUMX に破線で示されています)。この場合、トリマー抵抗は低い周波数範囲のゲインを変更し、その結果アンプの周波数応答を変更する可能性があります。残念ながら、アンテナを上げるとアンプにアクセスするのが難しいため、このような補正レギュレーターの価値は小さくなります。

もちろん、回路と周波数応答の解析は完全ではありません。補正回路に加えて、周波数応答は部品の相対位置、実装静電容量、ストリップラインの存在などによって影響を受けるからです。著者にとっては、周波数応答のタイプに応じてアンプを正しく選択するのに十分であり、場合によっては、補正要素を選択することによる自己調整にも十分です。

分析から次の実践的な推奨事項が得られます。 SWA および PAE アンプの周波数応答の実際の形式は、主に UHF 範囲の遠隔局の受信に最適です。アンプのゲインが最大になる値です。 MB 領域ではゲインが低下するため、このようなアンプ (特に PAE) はより安定し、これらの周波数での干渉からよりよく保護されます。

弱い MB 信号を受信するには、MB のゲインを高めた S&A、PA、および GPS アンプを優先する必要があります。小型 ASP アンテナの MB 帯域での固有利得が非常に低いことを考えると、これは特に重要です。たとえば、ASP-50WA アンテナの場合、周波数 8 MHz では、利得は 1 dB を超えません [2]。

新しいSWAモデルの主なパラメータ。 S&A。インターネット [2] および企業カタログから取得した PA、GPS、PAE (動作周波数間隔 f、雑音指数 Ksh およびゲイン係数 Ku) が、ここにある表に示されています。情報に齟齬がある場合は最悪の値も記載しております。明らかに、いくつかの新しいモデルはある程度のノイズ低減 (最大 1,5 dB) を達成していますが、NR1 が 3 ... 3.9 dB に等しいかなり「ノイズの多い」アンプ (SWA-31、SWA-32、S&A-110. S&A-120.RA-10)、推奨されません。

新しいアンテナアンプ

メーカーは、ほとんどのアンプのノイズ特性を大幅に改善することにまだ成功していません。以前の最高のモデル SWA-7、SWA-9 は Ksh = 1,7 dB でした [1]。 SWA-47(AST)、SWA-49(AST)モデルを除き、新しいアンプではほぼ同じか、わずかに減少しました。これは主に、使用される回路とトランジスタが変更されていないという事実によるものです。67 GHz の制限周波数と最大 3 dB の雑音指数 [415] を持つ同じマイクロ波トランジスタ T7,5、V3、2 が入力に使用されています。ステージ、そして時々のみ - ノイズの少ないBFR-91A。

増幅器の特性は、第１のトランジスタの種類だけでなく、動作モードにも影響されることに留意されたい。固有ノイズのレベル、ゲイン、および入力整合の程度に影響を与える入力導電率の有効成分の値は、コレクタ電流に依存します。

ほとんどのアンテナアンプでは、トランジスタ VT1 は 1 "= 8 ... 12 mA のコレクタ電流で動作します。これにより、かなり高いゲインと入力トランス T1 との良好なマッチングが得られますが、アンテナアンプの安定性を確保するには最適ではありません。低レベルの固有ノイズ使用されるマイクロチップ Ksh = f (Ik) の依存性は不明ですが、原則として、バイポーラシリコンマイクロ波トランジスタの場合、最小ノイズレベルはコレクタ電流 2 ～ 5 mA で観察されます [ 3]. 入力で良好なマッチングを維持しながらノイズを低減. これは、PAE アンプ (PAE アンプのみ) の場合、最初のトランジスタの電流が 1 ... 4 mA に減少するという事実によって間接的に確認されます。同じトランジスタを使用することで、ノイズレベルの大幅な低減が達成されました。インターネットネットワークからの情報によると、これらのアンプの Ksh 係数は 5 ～ 0.8 dB に達します。

[1] で述べたように、多くの高利得 SWA アンテナアンプは自己励起する傾向があります。これは、によって説明されます。 OE-OE 方式に従って組み立てられた 900 段非周期 RF 増幅器の安定性を 2000 MHz までの周波数帯域で確保することは非常に困難です。この場合、安定性を達成することは事実上不可能であるため、カスケードの数をさらに増やすことは意味がないと思われるでしょう。それにもかかわらず、4つのトランジスタで組み立てられたアンプが市場に登場しました。この事実に興味を持った筆者は、SWA-7/XNUMXTアンプを購入しました。プリント基板上に描かれた回路図を図に示します。 XNUMX。

新しいアンテナアンプ

このアンプの回路を分析したところ、OE に接続された 1 つのトランジスタ VT2 と VT1 の通常の方式に従って組み立てられていることがわかりました。入力信号はトランジスタ VT2 のベースに供給され、9 段トラックで増幅されて、トランジスタ VT3 のコレクタから除去されます。同軸ケーブル内の遷移コンデンサ C4 を介して作用します。追加のトランジスタ VT1 と VT2 は、トランジスタ VT3 と VT4 のベースにバイアス電圧を設定するアクティブ回路に含まれています。トランジスタ VT3、VTXNUMX は有用な信号を増幅しないため、この目的には低周波数で安価な XNUMXF チップが使用されます。

明らかに、このような構造では、SWA-2000/4T アンプの特性は、同様の補正を備えた 7 段アンプ (SWA-9、SWA-555、SWA-XNUMX など) のパラメータを大幅に超えることはできません。それは比較テストによって確認されました。

要約すると、次のような結論に達します。まず、新しいアンプの多くは回路を再現しており、したがって古いモデルの特性も再現しています。同時に、新規開発の堅調な数値は、その品質の高さを示すものではありません。たとえば、SWA-555 アンプはパラメータと回路の点では SWA-9 アンプと同じです。 XNUMX つのトランジスタで組み立てられたアンプにも同じことが当てはまります。

次に、新しいアンプの中には特性が大幅に改善されたモデルもあり、受信品質が向上する可能性も示唆されています。ノイズパラメータの点では、SWA-47 (AST)、SWA-49 (AST) アンプが最良であると認識できます。また、インターネット上の情報から判断すると、PAE タイプのアンプも優れています。

第三に、アンテナアンプの交換は、より低いノイズレベル、計算されたゲイン値、および適切な周波数応答を備えた新しいモデルが使用された場合にのみプラスの効果をもたらします。

結論として、メーカーはアンテナアンプのモデルを非常に迅速に開発しており、この記事が掲載されている雑誌が発行されるまでに、新しく改良されたアンプが登場する可能性があると考えてください。いずれにせよ、ここと[1]で検討した、品質を決定するための基準と選択に関する推奨事項は変わりません。

文学

PakhomovA.アンテナアンプSWA。 -ラジオ。 1999. No.1.p。 10-12。
Nesterenko I. I.、Zhuzhevich A. V. 自分でアンテナを選択してください。 - M .: ソロン。 1998年。
半導体デバイス。低電力トランジスタ。参考図書（A.A.ザイツェフ、A.I.ミルキン、V.V.モクリャコフなど）。一般編集下にあります。 A.V.ゴロメドバ。 - M. ラジオと通信、1989 年。

著者: A.Pakhomov, Ph.D. 技術。科学、ゼルノグラード、ロストフ地方

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