Amplificatore d'antenna UHF su un microcircuito. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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L'amplificatore dell'antenna della gamma decimale (dal 21° al 69° canale televisivo) proposto per la ripetizione dai radioamatori ha dimensioni molto ridotte dovute all'utilizzo di un microcircuito in miniatura. Ciò lo rende notevolmente diverso da quelli discussi in precedenza sulle pagine della rivista.

Con lo sviluppo delle trasmissioni televisive su UHF, l'interesse dei radioamatori per le antenne e gli amplificatori di antenna di questa gamma è in aumento e la disponibilità di una base di elementi diversificata in vendita consente lo sviluppo di amplificatori di antenna molto miniaturizzati. Di norma, vengono eseguiti su bipolari a basso rumore, meno spesso - su transistor ad effetto di campo. Attualmente sono disponibili anche circuiti integrati sui quali è possibile assemblare amplificatori di antenne UHF subminiaturizzati a basso rumore.

Un esempio è il circuito integrato monolitico all'arseniuro di gallio MGA86563, prodotto da HEWLETT-PACKARD. È un amplificatore a microonde a banda larga con una banda di frequenza operativa da 0,5 a 6 GHz.

I parametri principali del microcircuito

• Guadagno (a una frequenza di 2,4 GHz), dB......21,8
• Figura di rumore (a una frequenza di 2,4 GHz), dB......1,6
• Tensione di alimentazione, V ...... 5
• Consumo di corrente, mA......14

Potenza in uscita con compressione del guadagno di 1 dB, mW (più di 0,3 V su un carico di 50 Ohm) 2

Il microcircuito è prodotto in due pacchetti: SOT-143 e SOT-363 subminiatura. Il costo di un microcircuito in un pacchetto subminiatura è inferiore e ammonta a diversi dollari. È vero, in questo progetto è difficile ottenere un guadagno uniforme sull'intera gamma di frequenze operative del microcircuito (fino a 6 GHz), ma ciò non è richiesto per l'amplificatore dell'antenna UHF (fino a 900 MHz).

Una caratteristica speciale del microcircuito è che la tensione di alimentazione gli viene fornita attraverso il pin di uscita. Ciò ne consente l'utilizzo in un amplificatore d'antenna con tensione di alimentazione fornita tramite il cavo di uscita senza soluzioni circuitali speciali.

Per costruire un amplificatore di antenna a basso rumore su un tale chip, in generale, è necessario un minimo di parti. Tuttavia, questo approccio, secondo l'autore, non può essere considerato corretto. Il fatto è che, come tutti i microcircuiti a microonde, MGA86563 è molto sensibile alle cariche di elettricità statica, ai sovraccarichi di ingresso e alla tensione di alimentazione in eccesso. Questo è tipico degli amplificatori di antenne, quindi è necessario adottare misure per proteggere il microcircuito da fattori dannosi. In questo caso, l'amplificatore diventerà ovviamente un po 'più complicato, ma aumenterà l'affidabilità del suo funzionamento.

Lo schema schematico dell'amplificatore proposto dall'autore è mostrato in Fig. 1. Al suo ingresso sono installati diodi VD1, VD2 che proteggono il microcircuito da scariche elettriche e potenti segnali radio. Il filtro passa-alto C2L1C3 con una frequenza di taglio di circa 450 MHz sopprime i segnali con frequenze più basse e protegge quindi il chip anche dai potenti segnali a bassa frequenza. L'uscita del microcircuito è collegata direttamente all'uscita dell'amplificatore e al cavo di riduzione (pin X3, X4). Per proteggere il circuito di uscita da sovratensione o tensione di polarità negativa, il condensatore C2 e il diodo zener VD4 sono collegati all'uscita tramite l'induttore L3. Queste piccole complicazioni dell'amplificatore hanno permesso di proteggere in modo significativo il microcircuito dagli effetti di fattori dannosi.

Se si prevede di posizionare l'amplificatore in prossimità dell'antenna, è consigliabile alimentarlo tramite un cavo riduttore da una fonte di alimentazione stabilizzata (9...15 V), sempre tramite un resistore limitatore di corrente, come mostrato in Fig. 2.

Quando si posiziona l'amplificatore vicino al televisore o in un altro punto del soggiorno, la tensione di alimentazione viene fornita secondo lo schema di Fig. 3.

Tutte le parti dell'amplificatore possono essere posizionate su un circuito stampato in fibra di vetro a doppia faccia con uno spessore di 1 mm e dimensioni di 5x(25...40) mm. Uno schizzo dei conduttori del PCB è mostrato in Fig. 4, posizionamento degli elementi - in Fig. 5.

Un lato della scheda viene lasciato metallizzato e collegato al filo comune dell'altro lato con un foglio lungo il bordo della scheda (indicato dalla linea tratteggiata). La maggior parte delle parti sono posizionate su un lato della scheda, mentre gli elementi L2, C4 e VD3 sono sull'altro e sono collegati al resto tramite un foro. L'aspetto di entrambi i lati del tabellone è mostrato in Fig. 6.

L'amplificatore può utilizzare condensatori a montaggio superficiale di piccole dimensioni K10-17, K10-42 o condensatori simili di fabbricazione estera. La bobina L1 contiene quattro spire e L2 - 15 spire di filo PEV-2 0,2, avvolte su un mandrino con un diametro di 1,5 mm. I condensatori C1 - C3 sono installati sulla scheda "sdraiata" e C4 - "in piedi". A quest'ultimo sono saldati i terminali del diodo zener VD3 e della bobina L2.

Poiché le dimensioni della scheda e di tutti gli elementi sono molto ridotte, l'installazione deve essere eseguita con un saldatore leggermente riscaldato, la cui punta è affilata, e preferibilmente con lega per saldatura a basso punto di fusione. Il saldatore, la scheda e l'installatore devono essere "messi a terra" per evitare danni al microcircuito dovuti a cariche di elettricità statica. Se risulta che la frequenza inferiore dell'intervallo ricevuto sarà superiore a 500 MHz, è necessario aumentare il numero di spire della bobina L1.

Dopo l'installazione e il collaudo del funzionamento dell'amplificatore, tutte le parti sono rivestite con uno strato di colla epossidica per resistenza e protezione dagli influssi ambientali. Quando si utilizza l'amplificatore all'aperto, viene collocato in una custodia protettiva sotto forma di un tubo di plastica con un diametro interno di 5, un diametro esterno di 7...8 e una lunghezza di 18...25 mm. L'alloggiamento viene posizionato sulla tavola con poco attrito in modo da coprire le parti. Successivamente, i vuoti all'interno del tubo vengono accuratamente riempiti con colla epossidica, quindi l'intero amplificatore, ad eccezione dei punti in cui i cavi sono saldati, viene coperto con uno strato di vernice o vernice resistente all'umidità.

Un amplificatore assemblato secondo questo circuito e su tale scheda ha fornito un guadagno di 19...20 dB con un coefficiente di trasmissione irregolare sull'intera gamma UHF non superiore a 3 dB.

L'amplificatore può essere installato ovunque nello spazio vuoto del cavo di riduzione dell'antenna. In questo caso, i punti di saldatura e le parti aperte del cavo devono essere protetti in modo affidabile dall'ossidazione e dall'umidità con vernice o vernice resistente all'umidità.

In conclusione, va notato che l'ambito di applicazione di questo microcircuito non è limitato al caso in esame. Può essere utilizzato in numerosi altri design.

Autore: I. Nechaev, Kursk

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