|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
無線電子工学および電気工学の百科事典 広帯域アンテナ用のアンテナアンプ。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
この記事では、ブロードバンド テレビ アンテナの増幅モジュールのデバイスと動作原理について詳しく説明します。 テレビ受信アンテナのアンプは、主にノイズによって制限される感度を高め、次に同軸ケーブルでの受信信号の損失を補償するように設計されています。 テレビ自体は、それ自体の増幅に非常に大きなマージンを持っています。 ゲインによって制限される高感度を持っています。 それらは同期によって制限され、感度がやや悪くなります。 そして最後に、最も低いのはノイズによって制限される感度です。 したがって、長距離受信を決定する要因は、ゲインではなく、リニア パスのノイズ フロアのレベルである必要があります。 ノイズの影響は信号対ノイズ比で推定され、その最小値は 20 です。第 50 世代から第 100 世代のテレビでは、ノイズによって制限される感度は 20 ～ 4 μV です。 ただし、信号対雑音比 (S/N) が 80 の場合、画質が低下し、大きな詳細しか理解できません。 良好な品質の画像を得るには、有効な信号を TV 入力に約 XNUMX 倍大きく適用する必要があります。 s / w比が約XNUMXであることを確認してください。 誘電体の設計と品質に応じて、現在使用されている75オームの波インピーダンスを持つケーブルは、メートルで0,07 - 0,18 dB / m、デシメートル波範囲で0,25 - 0,6 dB / mの特定の減衰を持っています。 ケーブル長が 2 ～ 4 m の場合、総減衰量は 1,2 ～ 2,4 dB になります。 これに関して、増幅器は、典型的な受信条件に対して約 3 dB のゲインを持つ必要があります。 広帯域の小型受信アンテナの効率が低いために必要な弱い信号を増幅するために、12 ... 14 dB のマージンがそれに追加されます。 どのアンプにも独自のノイズがあり、有用な信号とともに増幅され、信号対ノイズ比が低下します。 したがって、増幅素子の最も重要なパラメータは、その雑音指数 K と見なす必要があります。ш. 多段経路の騒音を統一的に評価するために、低減された騒音指数 K の指標があります。шこれは、出力ノイズ レベルを合計ゲインで割った値に等しくなります。つまり、 にш = Kw.out / にУ。 出力ノイズレベルKからw.out は最初のトランジスタのノイズレベルに大きく依存し、後続のすべてのステージによって増幅され、残りのステージのノイズは無視できます。 それからKw.out= Kw1КУ、ここで Kw1 は最初のトランジスタの雑音指数です。 したがって、Kを取得しますш= Kw1、つまり増幅部のノイズ指数の低減は、主に第XNUMXトランジスタのノイズ指数によって決まります。 これは、アンプの最初のトランジスタのノイズ指数がテレビの最初のステージのノイズ指数よりも小さい場合、アクティブ部分を使用すると肯定的な結果が得られるという結論につながります。 雑音指数は、アンプの入力でのマッチングの質と最初のトランジスタの動作モードにも依存します。 増幅器の周波数範囲は、テレビ放送の周波数帯域 f = 48-790 MHz で信号増幅を提供する必要があります。 ダイナミック レンジを拡大するには、アンプに負帰還が必要です。 図1は、トランス入力とオープン非対称出力を備えたシングルステージアンプの図を示しています。これにより、信号ケーブルを介してリモートでアンプモジュールに電力を供給することができます。 このシングルステージ回路は安定性が高く、カスケード接続が容易です。
アンテナの励起点は、トランス Tr1 の平衡セクションに直接接続されています。これにより、アンテナ入力と増幅段の入力の広帯域整合が実現されます。 増幅素子ＶＴ１は、スキームに従って共通エミッタに接続される。 これにより、他のスイッチング オプションと比較して、より多くのバンドパス ゲインと回路の優れたノイズ特性を実現できます。 トランジスタのカットオフ周波数が動作周波数範囲でのゲインと入力抵抗の変化の勾配に及ぼす影響は、回路内の並列型と直列型の周波数依存フィードバックを組み合わせて使用することによって補償されます。 エレメント R1、C3、L1 で並列フィードバックが行われます。 抵抗器 R1 は、メートルとデシメートル範囲の下部の接続ジョイントでの増幅モジュールのマッチングを決定します。 ゲインが2〜4 dB低下する動作範囲の上部では、インダクタンスL1がこのフィードバックの効果を弱め、振幅-周波数特性（AFC）を等しくします。 コンデンサC1は、フィードバック回路を電源回路から分離すると同時に、デバイスの伝達特性の低周波カットオフを形成します。 回路R4、C3は、小信号モードでカスケードの主なパラメータを決定する直列電流フィードバックの要素です。抵抗R4はカスケードの公称ゲインを設定し、C3を設定すると上部の周波数応答の上昇を制御します。動作範囲の。 ダイナミックレンジの指定されたパラメータは、トランジスタのタイプとその動作モードの選択によって提供されます。 提示された回路において、ＤＣカスケード動作モードは、ベース分周器Ｒ１およびＲ２の要素と共にＲ４によって設定される。 コンデンサC4はR1をシャントし、モジュール回路へのTr2の非対称接続を提供します。 第2世代の中電力トランジスタに実装された増幅モジュールは、1〜1MHzの周波数帯域で15dBのゲインを提供し、デバイスの雑音指数は40 dBを超えず、テレビ信号のダイナミックレンジを提供します。 800dBです。 回路にカスコードスイッチングを備えた複雑なアクティブエレメントを使用する場合、または3,5トランジスタカスケードに切り替える場合は、雑音指数を低減し、デバイスの線形性を高めることができます。 OE回路に従って接続された、マイクロ波バイポーラトランジスタに基づく2段非周期増幅器であるXNUMXつの回路図を図XNUMXに示します。 XNUMX. 図のアンプ。 図２ａは、トランジスタＶＴ１およびＶＴ２上に２つの広帯域増幅段を含む。 アンテナ自体からの信号は、マッチングトランス（図には示されていません）とコンデンサC2を介して、OE回路に従って接続されたトランジスタVT1のベースに入ります。
トランジスタの動作点は、抵抗 R1 によって決定されるバイアス電圧によって設定されます。 この場合に作用する負電圧フィードバック (NFB) は、初段の特性を線形化し、動作点の位置を安定させますが、そのゲインを低下させます。 最初の段階では周波数補正はありません。 第2段階も、抵抗R3とR4を介した電圧のOEとOOSを使用したスキームに従ってトランジスタで作成されますが、エミッタ回路の抵抗R2を介して電流OOSもあり、トランジスタVT4のモードを安定させます。 大きな利得損失を回避するために、抵抗 R3 はコンデンサ C10 によって交流電流でシャントされます。コンデンサ C3 の容量は比較的小さく (5 pF) 選択されます。 その結果、範囲のより低い周波数では、コンデンサ CXNUMX の静電容量が重要であることが判明し、結果として生じる AC フィードバックによってゲインが低下し、それによってアンプの周波数応答が補正されます。 このような増幅回路の欠点には、一定の電源電圧と信号電圧の両方がその両端で降下するように接続されている抵抗RXNUMXの出力回路の受動損失が含まれます。 図のアンプです。 これには、OE を使用したスキームに従って組み立てられた 2 つのカスケードもあります。 以前のアンプとの違いは、L1 C6、R5 C4 L 字型フィルターによる電源回路のデカップリングの改善と、5 段目の OOS 回路 (R3 C5 R6) 内のコンデンサ C7 と遷移コンデンサの存在によるゲインの増加です。出力にCXNUMX。
OE回路に従って接続されたトランジスタのカスケードでは、トランジスタ接合部の内部接続と静電容量の影響が最も大きくなります。 それは、帯域幅の制限とアンプの自己励起傾向に現れます。その確率は、ゲインが高いほど高くなります。 それを評価するために、安定性しきい値の概念が知られています-ゲインの限界値であり、それを超えるとアンプがジェネレーターになります。 安定性を向上させる手段として、OE-OB を使用したカスコード回路にトランジスタを含めることを提案できます。 トランジスタVT1とVT2のカスコード接続（図3）により、良好な一方向性を実現し、増幅モジュールの広い帯域幅を得ることができます。 これにより、リンクの入力および出力インピーダンスだけでなく、振幅周波数特性を安定化および修正する信号フィードバックの使用を放棄することが可能になります。 ここでは、回路の伝達係数と接続パラメータをモードで設定します。 高周波でカスケードのゲインを低下させる共通端子の寄生インダクタンスの影響を低減するために、入力トランジスタのエミッタ端子はケースに直接接続され、動作モードは固定ベース電流によって安定化されます。 高周波カットオフは、終端トランジスタのコレクタ回路に含まれるインダクタンス L1 によって制御されます。
モジュールの出力インピーダンスの範囲調整と安定化は、抵抗容量回路によって行われます。 カスコード回路は、トランジスタの最適な動作モードを実装する際に、相互変調歪みを低減することを可能にします。 構造的に 4 つの電気的に接続されていないアンテナの形で作られている MV-UHF アンテナが存在する場合、それらのそれぞれからの信号を増幅し、まとめて 1 本のケーブルを介して TV 受信機に送信する増幅モジュールを使用することができます。 . アンプは同じケーブルで給電されます。 このような増幅モジュールの概略図を図 2 に示します。これには、1 つの独立した増幅チャネルが含まれています。 MVアンテナからの信号は、差動増幅回路に従ってトランジスタVT2、VTXNUMXで組み立てられたMVチャネルの入力段が接続されている接点XTXNUMX、XTXNUMXに供給されます。 これにより、高インピーダンスのアンテナとの良好なマッチングと、コモン モード ノイズの抑制が可能になります。
コイルL1、L2はカスケードの入力に取り付けられており、一部のアンテナの静電気電荷の蓄積を排除し、ダイオードVD1 - VD4はアンプを雷放電から保護します。 追加の増幅段は、VT5 トランジスタに組み込まれています。 チャネル伝達係数は 15 ～ 20 dB です。 MV 信号は、カットオフ周波数 6 MHz の L19 C7 L250 ローパス フィルターを介してケーブルに渡されます。 同じフィルタとインダクタ L5 を介して、チャネルはドロップ ケーブルから供給電圧を受け取ります。 さらに、フィルタは LDC 信号を通過させません。 UHF 増幅チャンネルは、直列に接続された 3 つの同一の増幅ステージで構成されています。 それらの最初のものは、ガルバニック結合回路に従ってトランジスタVT4、VT1で組み立てられます。これにより、指定された動作モードへの自動終了と、温度と供給電圧が変化したときのその維持があります。 カスケードの入力には、カットオフ周波数が 3 MHz の C2 L450 C21 ハイパス フィルターが取り付けられており、低周波信号とノイズを抑制します。 9 段目の出力にある同様のハイパス フィルター C22 L4 C32 は、UHF 信号を通過させ、VHF 信号を通過させません。 その結果、チャネルの出力のフィルタはチャネルを相互に分離します。 コイル L36 は、UHF チャネルのカスケード間の調整と全体の周波数応答の補正を提供します。 合計チャネル ゲインは 8 ～ 12 dB です。 UHF チャネルは、ドロップ ケーブルから L70 インダクタを介して供給されます。 増幅モジュールには、少なくとも XNUMX mA の電流で XNUMX V が供給されます。 カスケードチェーン構造を持つモジュールは、通常、伝達特性のより優れた線形性を提供することに注意することが重要です。これは、まず第一に、カスケードの個別の調整の可能性に関連しています（伝達特性の最適化、モードのマッチング、およびダイナミック レンジ パラメータ) で、過負荷しきい値がリレー レースを増加させ、それに比例して伝達係数が増加します。 モジュールの技術的解決策と機能およびエネルギー特性の比較分析は、アクティブブロードバンドアンテナ用の増幅モジュールを設計する際の基本構造として、周波数依存フィードバックを組み合わせたチェーン接続カスケードを備えたスキームを選択することが適切であることを示しています。 さらに、最初の段階では、必要な雑音指数の値と接続インピーダンスの安定性に基づいてフィードバックの深さを選択します。 動作モードと出力段のトランジスタのタイプは、主にモジュールに必要な負荷容量によって決まります。 出版物: library.espec.ws
庭の花の間引き機
02.05.2024 最先端の赤外線顕微鏡
02.05.2024 昆虫用エアトラップ
01.05.2024
▪ SanDisk X210 505MB/s 読み取り速度 SSD ▪ 水素を金属に変換
▪ 記事 自律生存条件における狩猟の基本。 安全な生活の基本 ▪ 記事高所での作業や尖塔修理作業の際に、接触ネットワーク領域の架空送電線を修理するための電気技師。 労働保護に関する標準的な指導 ▪ 記事 外部避雷システム。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典 ▪ 記事 電子彫刻。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
ホームページ | 図書館 | 物品 | サイトマップ | サイトレビュー
www.diagram.com.ua |
他の記事も見る セクション 
科学技術の最新ニュース、新しい電子機器：
このページのすべての言語