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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Amplificatore d'antenna a banda stretta con risposta in frequenza sintonizzabile. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Antenne. Misure, regolazione, coordinamento L'amplificatore dell'antenna che portiamo alla vostra attenzione è progettato per migliorare la sensibilità dei ricevitori televisivi che ricevono trasmissioni nella portata del metro. Il guadagno dell'amplificatore è di 22...24 dB, la larghezza di banda di circa 8 MHz può essere facilmente sintonizzata su uno dei canali televisivi utilizzando un condensatore sintonizzato. La costruzione di un amplificatore sintonizzabile a banda stretta nella gamma di frequenze da 1 a 12 canali televisivi è associata a grandi difficoltà a causa del fatto che esiste un divario tra 5 e 6 canali televisivi. Pertanto, viene proposto un amplificatore che opera in uno dei due sottointervalli: da 1 a 5 o da 6 a 12 canali televisivi. L'uso di transistor a basso rumore nell'amplificatore in combinazione con l'ottimizzazione delle loro modalità DC ha permesso di garantire un basso livello di rumore proprio dell'amplificatore con un guadagno sufficientemente ampio. L'uso dell'amplificatore d'antenna proposto risulta essere più efficace nei casi in cui il ricevitore televisivo non dispone di un margine di guadagno sufficiente per una ricezione stabile dei programmi televisivi al di fuori dell'area di ricezione affidabile. Sembra inoltre consigliabile utilizzare un amplificatore per migliorare la sensibilità con guadagno limitato quando si ricevono trasmissioni su televisori che hanno perso il margine di guadagno a causa del funzionamento a lungo termine. L'amplificatore descritto può essere utilizzato anche per ricevere programmi televisivi in zone lontane da centri televisivi e ripetitori, ad esempio in zone rurali, dove nella maggior parte dei casi non sono presenti sistemi di antenne di ricezione centralizzati (antenne collettive). In questo caso, è possibile utilizzare un amplificatore quando si collegano più ricevitori televisivi a un'antenna ricevente. In pratica, la realizzazione dell'intero dispositivo è possibile a condizione che gli ingressi dell'antenna dei ricevitori televisivi siano abbinati all'uscita dell'amplificatore. L'amplificatore consente inoltre, quando si utilizzano antenne a banda stretta e altamente direzionali e sistemi di antenne ad alto guadagno, una ricezione affidabile a lunga distanza di trasmissioni televisive da centri televisivi situati al di fuori della zona di ricezione affidabile. In questo caso si consiglia di posizionare l'amplificatore sul palo, in prossimità dell'antenna, in modo da compensare l'attenuazione del segnale nell'alimentatore dell'antenna, che sarà tanto maggiore quanto più lungo sarà il cavo di riduzione. In questo caso, l'utilizzo dell'amplificatore proposto migliorerà il rapporto segnale-rumore all'ingresso del ricevitore televisivo. L'amplificatore a due stadi sviluppato è caratterizzato da un design e da un'implementazione circuitale molto più semplici rispetto all'amplificatore a tre stadi descritto in [1]. L'amplificatore di [1] non offre la possibilità di regolare la risposta in ampiezza-frequenza (AFC) su uno dei canali televisivi della gamma e ha solo una regolazione di frequenza limitata rispetto alla frequenza media su cui è fissato, entro ±3 MHz, che consente la compensazione solo per la larghezza di banda dell'amplificatore della deriva termica. L'alimentazione negativa dell'amplificatore specificato rispetto all'alloggiamento esclude la possibilità del suo funzionamento dalla fonte di alimentazione di un televisore a tubo. Il vantaggio principale dell'amplificatore proposto è la capacità di regolare agevolmente la sua risposta in frequenza a vari canali televisivi nella gamma dei metri, il che consente di ottenere un guadagno elevato sul canale richiesto con soluzioni circuitali relativamente semplici. La risposta in ampiezza-frequenza del primo stadio amplificatore è uniforme su un'ampia gamma di frequenze, di cui cinque - dal 1° al 5° (48,5...100 MHz) - o sette - dal 6° al 12° (174...230 MHz) - canali televisivi.
L'amplificatore ha due stadi di amplificazione assemblati sui transistor VT1 e VT2 (Fig. 1), collegati rispettivamente secondo un circuito di emettitore comune e un circuito di base comune. Questa connessione cascode dei transistor VT1 e VT2 è dovuta al desiderio di ridurre la figura di rumore dell'amplificatore nel suo complesso. La sintonizzazione della frequenza dell'amplificatore viene effettuata regolando dolcemente il condensatore di sintonizzazione C10 nel secondo stadio di amplificazione, la cui risposta in frequenza ha la forma di un picco a campana con un guadagno massimo in un intervallo ristretto di circa 8 MHz di larghezza. Il circuito di ingresso L1C1L2C2 è un filtro passa-alto con una frequenza di taglio di circa 48,5 MHz per la prima sottobanda e di circa 160 MHz per la seconda. La modalità operativa in corrente continua del transistor VT1 è impostata dai resistori R1 e R2 in modo tale da ottenere una tensione sul suo collettore pari a +5 V con una corrente di collettore di circa 5 mA. In questa modalità, la figura di rumore del transistor della serie KT371A è 3,4...4,7 dB ad una frequenza di 400 MHz [2], e a frequenze inferiori a 400 MHz il rumore del transistor sarà inferiore. La capacità del condensatore C3, insieme alla capacità di ingresso del transistor VT1, limita il guadagno del primo stadio alla frequenza più alta della sottobanda. Il guadagno misurato del primo stadio è di 13...15 dB in entrambi i sottocampi. Gli elementi C5, L3, C6 rappresentano il filtro passa-alto di ingresso del secondo stadio e servono a sopprimere i segnali passa-basso. Il transistor VT2, nel circuito del collettore a cui è collegato il circuito L4C10, è un amplificatore risonante. I parametri degli elementi del circuito L4C10 determinano la ristretta risposta in frequenza del secondo stadio e la loro modifica consente di regolare la risposta in frequenza in un'ampia gamma di frequenze. L'utilizzo di un transistor della serie GT2A come VT346, collegato secondo un circuito con una base comune, è dovuto al fatto che in questo circuito il transistor ha una piccola capacità di throughput. I resistori R3 - R5 forniscono la seguente modalità CC per il transistor VT2: tensione del collettore 10 V, corrente dell'emettitore - circa 1 mA. In questo caso, la figura di rumore del transistor GT346A non supera i 4 dB [2]. Il guadagno del secondo stadio è di 12...14 dB con una larghezza di banda di 8 MHz. I condensatori C4, C8 sono necessari per attenuare l'ondulazione della tensione di alimentazione e prevenire l'autoeccitazione dell'amplificatore. L'installazione razionale e il design ottimizzato garantiscono un funzionamento affidabile e stabile dell'amplificatore ad alto guadagno (Fig. 2).
La variazione del guadagno nell'intervallo all'interno di ciascun sottointervallo, causata dall'irregolarità della risposta in frequenza, non supera i 3 dB. Pertanto, quando l'amplificatore è sintonizzato su canali diversi all'interno dello stesso sottointervallo, i valori di guadagno differiscono di non più di 3 dB; in questo caso il guadagno nella prima sottobanda è 2...3 dB più alto che nella seconda. Invece del transistor KT371A, l'amplificatore può utilizzare i transistor delle serie KT382A, KT382B, KT367A e invece del transistor GT346A, è possibile utilizzare il GT346B, ma se viene utilizzato quest'ultimo, il livello del rumore dell'amplificatore aumenta. Allo stesso tempo, il livello di rumore intrinseco può essere ridotto utilizzando i transistor KT371, KT372, KT3101, KT3115 con qualsiasi indice di lettere al posto del transistor KT3132A. In questo caso, la resistenza del resistore R1 dovrebbe essere ridotta a 100 kOhm e la resistenza del resistore R2 dovrebbe essere aumentata a 3,2 kOhm per garantire una tensione sul collettore del transistor VT1 pari a 5 V con una corrente di collettore di circa 3 mA . Quando si sostituisce un transistor, anche la struttura del circuito stampato deve essere leggermente modificata in modo che i contatti si trovino sotto i corrispondenti elettrodi dei transistor. Nel secondo stadio di amplificazione il transistor GT346A può essere sostituito con un KT3123A; in questo caso la resistenza del resistore R3 va ridotta a 750 Ohm per ottenere una tensione sull'emettitore del transistor pari a 10 V con una corrente di collettore di circa 1 mA. Gli induttori sono realizzati in filo argentato; l'avvolgimento della bobina è senza cornice. Nella tabella sono riportati il diametro del filo, il passo dell'avvolgimento e il diametro interno delle spire per ciascuno dei sottointervalli. 1.
Le capacità dei condensatori dell'amplificatore (in pF) a seconda del sottointervallo sono riportate nella tabella. 2.
L'amplificatore utilizza condensatori C4, C8 di tipo KM-5, il resto è KD-1, KD-2. Condensatore passante C7 - K.10-51; condensatore di sintonia C10 - KT4-23. Tutti i resistori nell'amplificatore sono MLT-0,125. L'amplificatore è assemblato in una custodia metallica rettangolare di dimensioni 70x45x15 mm. La custodia è chiusa nella parte superiore e inferiore con coperture facilmente rimovibili, che vengono saldate alla custodia dopo la regolazione finale. Le parti del design dell'amplificatore sono realizzate in rame stagnato di spessore 0,5 mm; È possibile utilizzare anche lamiera di ottone o stagno (Fig. 3, 4).
La base dell'amplificatore è il circuito stampato 1, realizzato in fibra di vetro su un lato di 1,5 mm di spessore, a cui sono saldate le restanti parti strutturali. Se viene utilizzata la fibra di vetro su entrambi i lati, la pellicola sul retro della tavola viene rimossa. La pellicola dalle zone del pannello indicate con linee tratteggiate nella figura deve essere rimossa prima del montaggio. La rimozione della pellicola può essere eseguita meccanicamente o mediante incisione. Nella fig. La Figura 2 mostra il posizionamento degli elementi dell'amplificatore nell'alloggiamento, che devono essere installati in posizione solo dopo l'assemblaggio finale dell'alloggiamento. Per garantire una capacità di installazione parassita minima, gli elementi nell'alloggiamento vengono installati accorciando il più possibile la lunghezza dei relativi conduttori; Quando si saldano gli elementi, è necessario utilizzare un dissipatore di calore. L'ingresso dell'amplificatore è saldato alla presa dell'antenna, che è fissata alla parete laterale dell'alloggiamento mediante due viti e dadi (parte 6 in Fig. 3). All'uscita dell'amplificatore viene saldato un pezzo di cavo televisivo con un'impedenza caratteristica di 75 Ohm, lungo 0,7...1 m, dotato di una spina per antenna unificata, con l'aiuto del quale si collega l'uscita dell'amplificatore a l'ingresso dell'antenna del ricevitore televisivo. Configurare l'amplificatore con un'installazione corretta e utilizzare componenti noti e funzionanti si riduce al controllo delle modalità CC dei transistor VT1 e VT2. La deviazione delle tensioni ai terminali del transistor da quelle indicate nello schema (vedi Fig. 1) non deve superare il ± 5%. Utilizzando il condensatore C 10, l'amplificatore è sintonizzato su uno dei canali televisivi a onde metriche per il massimo contrasto e stabilità dell'immagine sullo schermo del ricevitore televisivo. Quindi, allungando e comprimendo le spire delle bobine L1, L2 (per il filtro passa-alto del primo stadio) e delle bobine L3, L4 (per il filtro passa-alto del secondo stadio), si ottiene l'immagine della massima qualità, regolando così le frequenze di taglio dei filtri passa-alto. In questo caso, viene compensata la possibile deriva della frequenza di taglio di entrambi i filtri passa-alto dovuta alla dispersione dei parametri degli elementi e delle capacità di installazione. Si consiglia di eseguire la regolazione finale regolando dolcemente il condensatore C10 nell'amplificatore assemblato con i coperchi superiore e inferiore saldati utilizzando un cacciavite sagomato in materiale dielettrico. L'amplificatore si trova solitamente nelle immediate vicinanze del ricevitore televisivo. Se la lunghezza del cavo di riduzione televisiva supera i 15...20 m, per migliorare il rapporto segnale-rumore all'ingresso del ricevitore televisivo, è consigliabile posizionare l'amplificatore in prossimità dell'antenna ricevente, adottando misure isolarlo dall'umidità e dal calore. Quando si posiziona l'amplificatore su un palo dell'antenna esterno, per evitare l'influenza dannosa dell'atmosfera su di esso, i coperchi dell'alloggiamento devono essere accuratamente saldati all'alloggiamento lungo l'intero perimetro e il foro di sintonizzazione deve essere sigillato per rendere l'alloggiamento ermetico. Si consiglia inoltre di proteggere ulteriormente l'amplificatore dall'umidità mettendovi sopra diversi sacchetti di plastica in modo che un sacchetto sia sovrapposto all'altro e il lato aperto di ciascuno di essi sia rivolto verso il basso. In questo caso i cavi di ingresso e uscita collegati all'amplificatore devono essere piegati in modo che si avvicinino all'amplificatore dal basso. Ciò impedirà alle precipitazioni di penetrare nella cavità dei sacchetti e proteggerà in modo affidabile l'amplificatore dall'umidità. In caso di variazioni significative della temperatura dell'aria, è consigliabile posizionare l'amplificatore in un semplice termostato passivo, costituito, ad esempio, da una scatola di schiuma staccabile di dimensioni adeguate. L'amplificatore può funzionare con qualsiasi fonte di alimentazione fornendo una tensione costante di +12 V con una corrente di carico di 10 mA; in questo caso il livello di ondulazione non deve superare i 10 mV. L'amplificatore può essere alimentato con una tensione di +12 V, che alimenta il selettore di canale decimale (unità CA) del ricevitore televisivo. Letteratura
Autori: O. Prystaiko, Yu. Pozdnyakov
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