Site Loader

Содержание

Сумматор для головной станции или как сложить большое количество тв каналов и не потерять качество.

Сумматор цифрового и аналогового тв сигналов МКФС при сложении большого количества каналов позволяет:

 

1. Повысить уровень сигнала на выходе головной станции без применения усилителей.

 

2. Устранить взаимное  влияние между каналами.

 

3. Улучшить соотношение сигнал/шум.

 

Рассчитать стоимость и срок изготовления:

       

Операторы кабельного вещания разные, но проблемы с которыми они сталкиваются во многом похожи.

 

  При сложении каналов штатным, широкополосным сумматором головной станции уровень сигналов может снизиться на 30 дБ! Если в качестве сумматора применить МКФС то потери при сложении 99 каналов составят не более 14 дБ (типовое значение 10…13 дБ). Таким образом выходной уровень вашей головной станции увеличится на 16…20 дБ без применения усилителей.

   Если после подключения очередного канала на раннее подключенном канале

появляются “снег”, полосы или сетка, то это значит что на выходе каналообразующего модуля помимо полезного сигнала есть и внеполосные излучения (помехи). Благодаря применению в МКФС добротных полосовых фильтров сигнал очищается от помех и взаимное влияние каналов исчезает.

 При сложении большого количества каналов штатным широкополосным сумматором (по сути- сплиттером) происходит снижение соотношения сигнал/шум в каждом канале. Чем больше каналов складывается  тем хуже становиться качество каждого канала. МКФС решает эту проблему, и при сложении даже 99 каналов соотношение сигнал/шум в каждом канале, практически, не ухудшается.

Итак, МКФС позволит сложить любое, нужное вам, количество тв каналов и при этом избежать появления шумов и помех, а, так же  снижения уровней сигналов.

 

МКФС- второе дыхание вашей головной станции.   

 

Логика развития систем кабельного телевидения диктует необходимость постоянного увеличения  количества транслируемых каналов. Для операторов кабельного вещания становится доступным   всё более качественный и разнообразный контент. 

Сегодня избалованный абонент уже не удовлетворится тремя десятками каналов в своём телевизоре. Потенциально частотный диапазон, отведённый для телевизионных кабельных сетей, способен вместить до 99 аналоговых каналов. Казалось бы, чего проще, принял из эфира и со спутников 99 интересных для клиентов каналов, сконвертировал, отнормировал по уровню, сформировал групповой сигнал и в кабельную сеть!  Но тут начинаются чудеса.

Каждый из 99 сигналов по отдельности идеален, уровень под 90 дБ/мкВ, соотношение сигнал/шум больше 55 дБ, внеполосных составляющих в спектрах не наблюдается, но собрать всю эту красоту вместе, в одном кабеле не удаётся. Причём проблемы начинаются уже при попытке объединить 30 качественных  каналов. Ситуация до боли знакомая многим операторам кабельного вещания, которые пытались увеличить число транслируемых каналов. При подключении каждого нового канала ранее подключенные каналы начинали буквально рассыпаться, не смотря на то, что уровни сигналов оставались приемлемыми.

Практически каждый каналообразующий модуль головной станции имеет на выходе широкополосный усилитель, который не только усиливает полезный сигнал, но и является источником шума в широкой полосе частот, перекрывающей весь телевизионный диапазон. И вот представьте, что такие генераторы шума вы подключаете к кабельной сети. Суммарный уровень широкополосного шума на выходе головной станции увеличивается пропорционально логарифму количества каналов. Это значит, что при суммировании 30 каналов шумовая дорожка поднимается на 14,8 дБ, а уровень широкополосного шума с -60 дБ (относительно уровня полезного сигнала) поднимается до -43,2 дБ. В рабочей полосе частот типового модуля головной станции уровень шумового пьедестала составляет -50…-55 дБ относительно уровня полезного сигнала и когда широкополосный шум достигает этой величины, качество сигнала начинает заметно ухудшаться. При сложении 60 каналов шумовая дорожка поднимается уже на 18 дБ, а при попытке сложить 99 каналов на 19,9 дБ! Все 99 каналов будут поражены широкополосным шумом. Гарантированно! В головных станциях 2 и 3 класса (а их у нас подавляющее количество) суммирование сигналов каналообразующих модулей осуществляется на широкополосных элементах (сплиттеры, направленные ответвители). Этот способ дёшев, универсален, но для работы с большим количеством каналов малопригоден из-за больших потерь уровня сигнала.  Конечно, можно объединять каналообразующие модули на группы по частоте и использовать для сложения частотные диплексеры.     Но для этого придётся между группами каналов оставлять частотные зазоры, а значит, каналов вещания станет меньше. Можно использовать усилители для компенсации потерь, но это может привести к появлению перекрёстных искажений.

Итак, у оператора кабельного вещания есть аппаратный комплекс, формирующий 99 каналов, есть кабельная сеть, рассчитанная напередачу этого сигнала, есть несколько тысяч абонентов, готовых платить, и есть желание связать всё это в единую жизнеспособную систему. Многочисленные обращения партнёров «НПК Микротех» позволили сформулировать концепцию устройства, способного, в большинстве случаев, решить проблему формирования группового сигнала головной станции кабельного телевидения.

  1. Минимальное проходное затухание. Не более 15дБ, а лучше ещё меньше.
  2. Минимальная неравномерность АЧХ. Не более 1дБ.
  3. Подавление внеполосных составляющих не менее 20дБ через 16 МГц.
  4. Возможность работы на любом ТВ канале.
  5. Отсутствие в тракте нелинейных элементов (диоды, транзисторы, усилительные модули ит.д.).
  6. Небольшие габариты и вес.
  7. Доступная цена.

Нам удалось совместить эти, во многом противоречивые требования, в одном изделии и теперь любой желающий может заказать для своей головной станции моноблок канальных фильтров сложения (МКФС).

МКФС — это пассивное устройствопозволяющее объединить сигналы от большого количества (до 103) каналообразующих модулей с минимальными потерями и минимальным ухудшением соотношения сигнал/шум. Функционально МКФС — это компактная комбинация канальных полосовых фильтров.

Типовая АЧХ канального фильтра МКФС.


При суммировании 99 каналов на МКФС уровень сигнала уменьшиться всего на 8…12дБ. Такие же потери, при использовании сплиттеров, будут при суммировании всего 8 каналов.Благодаря малой неравномерности АЧХ (типовое значение < 1дБ) на любой вход может быть подан как аналоговый, так и цифровой сигнал. Максимальный эффект от использования МКФС достигается при подключении к входным разъёмам непосредственно выходов канальных модулей, минуя элементы штатных устройствсложения головной станции.Если увеличение числа каналов вещания не планируется, то количество входов МКФС при заказе может быть сокращено до необходимого минимума.

МКФС изготавливается в корпусе под 19”стойку высотой 1U, 2U или 3U в зависимости от количества входов. Корпус может быть пластмассовым или алюминиевым (в последнем случае сумматор будет процентов на 10 дороже).

 

 МКФС в пластиковом корпусе 3U

МКФС в алюминиевом корпусе 3U

МКФС в корпусе 1U может иметь до 33 входов.
В корпусе 2U — до 68 входов.
В корпусе 3U — до 103 входов.
Входные и выходные разъёмы могут быть выведены на переднюю или заднюю панель корпуса:

   
 Разъемы на задней панели корпуса 2U Разъемы на передней панели корпуса 3U 

Для заказа доступны несколько модификаций устройства.
В версии МКФСР по каждому входу устанавливается регулируемый аттенюатор -20 дБ:

 
 Регулируемые входы МКФС

МКФСР в корпусе 1U может иметь до 16 регулируемых входов.
В корпусе 2U — до 34 регулируемых входов:

 
 МКФСР в корпусе 2U

В корпусе 3U — до 52 регулируемых входов:

 
МКФСР в корпусе 3U

 МКФСР на количество входов более 52 собирается из двух блоков, соединённых кабельными перемычками:

 
 Двухблочный МКФСР-88

В версии МКФСП на каждый входной разъём (или на отдельные входы) может быть подано питание от внешнего источника. Питание на каждый разъём подаётся через отдельный тумблер со светодиодной индикацией состояния. Это позволяет дистанционно питать усилители, включенные между выходом канального модуля и входом фильтра сложения.

 
 МКФСП-59 в пластиковом корпусе 3U

Также наряду с одноканальными входами (рабочая полоса частот 8 МГц) МКФС может иметь:

  1. Двухканальные входы для сигналов сразу на двух  любых смежных ТВ каналах.
  2. Диапазонные входы (рабочая полоса частот > 16МГц) для подключения группового сигнала от нескольких каналообразующих модулей, работающих в ограниченном, непрерывном диапазоне частот.
  3. Сдвоенные входы для подключения двух модулей работающих на одной частоте. Это позволяет на одном и том же ТВ канале транслировать сигналы от разных источников без необходимости переключать кабели.
  4. Вход ЧМ и (или) FM для подключения сигнала радио.
 
 

В типовой версии МКФС помимо основного выхода есть контрольный выход с ослаблением -20дБ.При необходимости ослабление на контрольном выходе может быть -10 или -30дБ

 

Если структура вашей головной станции потребует изменения параметров и конструктивных особенностей МКФС, то мы готовы обсудить варианты адаптации типового изделия под ваши задачи. Операторы кабельного вещания разные, но проблемы, с которыми они сталкиваются, во многом похожи. Многолетний опыт изготовления и эксплуатации различных модификаций МКФС доказал высокую эффективность этого технического решения. Обращайтесь и мы поможем решить проблемы, которые у вас есть сейчас и те которые могут возникнуть в будущем.

 

Если вы решили модернизировать свою головную станцию, то МКФС позволит вам:

1. Увеличить количество транслируемых каналов  без потери качества.

2. Повысить уровень сигнала на выходе ГС без применения усилителей.

3. Устранить  взаимное влияние между каналами.

4. Улучшить  соотношение сигнал/шум.

Рассчитать стоимость и срок изготовления:

 МКФС в нашем каталоге

Аналоговый сумматор — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 10 января 2015; проверки требуют 4 правки. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 10 января 2015; проверки требуют 4 правки. Рис. 2. Электронный аналоговый параллельный сумматор на операционном усилителе.

Ана́логовый сумма́тор — устройство, выполняющее операцию вида:

Y=k1⋅X1+k2⋅X2+…+kn⋅Xn,{\displaystyle Y=k_{1}\cdot X_{1}+k_{2}\cdot X_{2}+…+k_{n}\cdot X_{n},}

где X1,X2,…Xn{\displaystyle X_{1},X_{2},…X_{n}} — некоторые входные аналоговые величины, k1…kn{\displaystyle k_{1}…k_{n}} — действительные числа, весовые коэффициенты, Y{\displaystyle Y} — выходная аналоговая величина, результат суммирования. Наиболее часто аналоговые сумматоры используются в электронной технике.

Сумматоры на операционных усилителях[править | править код]

Схема простейшего аналогового сумматора на операционном усилителе приведена на рис. 1[1]. В качестве суммируемых величин выступают входные напряжения U1Un, в качестве результата — выходное напряжение схемы UВЫХ.

Принцип действия[править | править код]

Полагая, что операционный усилитель является идеальным (с бесконечным коэффициентом усиления и нулевыми входными токами), из первого правила Кирхгофа получаем, что ток через резистор RОС равен сумме токов через резисторы R1Rn:

IOC=I1+I2+…+In.{\displaystyle I_{OC}=I_{1}+I_{2}+…+I_{n}.}

Так как потенциал инвертирующего входа ОУ в идеальном случае равен 0 из-за действия отрицательной обратной связи (практически весьма близок к 0, т. н. «виртуальная земля»), и, выражая токи через напряжения и сопротивления резисторов, приходим к соотношению:

−UOUTROC=U1R1+U2R2+…+UnRn.{\displaystyle -{\frac {U_{OUT}}{R_{OC}}}={\frac {U_{1}}{R_{1}}}+{\frac {U_{2}}{R_{2}}}+…+{\frac {U_{n}}{R_{n}}}.}

Таким образом, схема рис. 1 выполняет над входными напряжениями операцию суммирования с отрицательными весовыми коэффициентами:

UOUT=−U1ROCR1−U2ROCR2−…−UnROCRn.{\displaystyle U_{OUT}=-U_{1}{\frac {R_{OC}}{R_{1}}}-U_{2}{\frac {R_{OC}}{R_{2}}}-…-U_{n}{\frac {R_{OC}}{R_{n}}}.}

В случае, если ROC=R1=R2=…=Rn{\displaystyle R_{OC}=R_{1}=R_{2}=…=R_{n}}, схема является инвертирующим сумматором со всеми весовыми коэффициентами равными −1, если же сопротивления резисторов имеют разные значения, получается взвешивающий сумматор, причём весовые коэффициенты для каждой входной переменной равны

ki=−ROCRi.{\displaystyle k_{i}=-{\frac {R_{OC}}{R_{i}}}.}

Параллельный сумматор[править | править код]

Подключая входные сигналы к инвертирующему и неинвертирующему входам операционного усилителя, можно получить схему, реализующую одновременно сложение и вычитание аналоговых сигналов. Эта схема, называемая параллельным сумматором, изображена на рис. 2. Принцип действия схемы аналогичен принципу действия простейшего сумматора.

Полагая, что входные токи операционных усилителей пренебрежимо малы, а потенциалы на его входах равны (UP = UN), получим из первого правила Кирхгофа:

IP=∑i=1mIPi;{\displaystyle I_{P}=\sum _{i=1}^{m}I_{Pi};}
IN=∑i=1nINi;{\displaystyle I_{N}=\sum _{i=1}^{n}I_{Ni};}
UPRP=∑i=1mUPi−UPRPi;{\displaystyle {\frac {U_{P}}{R_{P}}}=\sum _{i=1}^{m}{\frac {U_{Pi}-U_{P}}{R_{Pi}}};}
UP−UOUTRN=∑i=1nUNi−UPRNi.{\displaystyle {\frac {U_{P}-U_{OUT}}{R_{N}}}=\sum _{i=1}^{n}{\frac {U_{Ni}-U_{P}}{R_{Ni}}}.}

Перенося в левые части двух последних уравнений члены, содержащие UP, принимая 1RN=1RN0;1RP=1RP0{\displaystyle {\frac {1}{R_{N}}}={\frac {1}{R_{N0}}};{\frac {1}{R_{P}}}={\frac {1}{R_{P0}}}} получим:

UP∑i=0m1RPi=∑i=1mUPiRPi.{\displaystyle U_{P}\sum _{i=0}^{m}{\frac {1}{R_{Pi}}}=\sum _{i=1}^{m}{\frac {U_{Pi}}{R_{Pi}}}.}
UP∑i=0n1RNi=UOUTRN+∑i=1nUNiRNi.{\displaystyle U_{P}\sum _{i=0}^{n}{\frac {1}{R_{Ni}}}={\frac {U_{OUT}}{R_{N}}}+\sum _{i=1}^{n}{\frac {U_{Ni}}{R_{Ni}}}.}

Из обоих уравнений найдём UP и приравняем правые части полученных выражений:

UP=∑i=1mUPiRPi∑i=0m1RPi=UOUT∑i=0nRNRNi+∑i=1nUNiRNi∑i=0n1RNi.{\displaystyle U_{P}={\frac {\sum _{i=1}^{m}{\frac {U_{Pi}}{R_{Pi}}}}{\sum _{i=0}^{m}{\frac {1}{R_{Pi}}}}}={\frac {U_{OUT}}{\sum _{i=0}^{n}{\frac {R_{N}}{R_{Ni}}}}}+{\frac {\sum _{i=1}^{n}{\frac {U_{Ni}}{R_{Ni}}}}{\sum _{i=0}^{n}{\frac {1}{R_{Ni}}}}}.}

Из последнего выражения находим выходное напряжение схемы:

UOUT=RN1RN+∑i=1n1RNi1RP+∑i=1m1RPi∑i=1mUPiRPi−RN∑i=1nUNiRNi.{\displaystyle U_{OUT}=R_{N}{\frac {{\frac {1}{R_{N}}}+\sum _{i=1}^{n}{\frac {1}{R_{Ni}}}}{{\frac {1}{R_{P}}}+\sum _{i=1}^{m}{\frac {1}{R_{Pi}}}}}\sum _{i=1}^{m}{\frac {U_{Pi}}{R_{Pi}}}-R_{N}\sum _{i=1}^{n}{\frac {U_{Ni}}{R_{Ni}}}.}

Таким образом, схема осуществляет сложение напряжений UPi и вычитание напряжений UNi с весовыми коэффициентами, равными:

kPi=RNRPi1RN+∑i=1n1RNi1RP+∑i=1m1RPi;{\displaystyle k_{Pi}={\frac {R_{N}}{R_{Pi}}}{\frac {{\frac {1}{R_{N}}}+\sum _{i=1}^{n}{\frac {1}{R_{Ni}}}}{{\frac {1}{R_{P}}}+\sum _{i=1}^{m}{\frac {1}{R_{Pi}}}}};}
kNi=−RNRNi.{\displaystyle k_{Ni}=-{\frac {R_{N}}{R_{Ni}}}.}

Широко используются в вычислительной аналоговой технике, обработке сигналов, телевидении, электроакустике, средствах связи и др. Например, микшер электроакустических сигналов представляет собой сумматор с вручную или автоматически управляемыми весовыми коэффициентами суммирования.

  1. Алексенко А. Г. и др. Применение прецизионных аналоговых микросхем / А. Г. Алексенко, Е. А. Коломбет, Г. И. Стародуб. — 2-е изд. перераб. и доп.. — М.: Радио и связь, 1985. — 256 с., ил.

Как соединить две антенны? — 3G-aerial

 

splitterЕсли вместо одной использовать две соединенные в стек антенны, то мы получим удвоение мощности сигнала на входе. Правда, не стоит забывать, что в «децибельном» выражении это удвоение означает прирост всего на +3dB. Поэтому, в случае слабого сигнала от базы, вместо применения стека, возможно стоит задуматься о выборе более эффективной антенны, например зеркальной. Кроме того, многие попадают на эту страницу в поисках ответа на вопрос: «как просуммировать сигнал от двух телевизионных антенн на разные каналы?» Этого не нужно делать, нужно выбрать эффективную широкополосную антенну для DVB-T2, чему у нас на сайте посвящен целый раздел. Однако антенные решетки из двух-четырех антенн довольно часто применяются, поэтому не будем уходить от вопроса: как же все-таки соединить несколько антенн вместе? Давайте рассмотрим подробнее…

 

Если уж возник такой вопрос, то конечно же понятно, что просто запараллелить две антенны не получится. В лучшем случае мы получим половину от 50 Ом на входе фидера снижения, а в худшем — непредсказуемое комплексное сопротивление с реактивной составляющей. В любом случае согласование будет нарушено и КСВ запредельно возрастет. Поэтому нужно применять специальное устройство сложения под названием сплиттер. Как оно работает?

  • Во-первых, каждая антенна должна «видеть» у себя на фидере согласованную нагрузку, например 50 Ом.
  • Во-вторых, сигналы от антенн должны складываться синфазно.
  • В третьих, модем или другое ваше устройство, к которому подключена антенная решетка, должен «видеть», что он нагружен на 50 Ом.

Простейший сплиттер, удовлетворяющий всем трем условиям, представляет из себя звезду из N+1 сопротивлений, где N — число ответвлений. В случае splitterсплиттера 1-вход на 2-выхода, величина сопротивления 16,7 Ом. Онлайн калькулятор такого сумматора находится здесь. Такой сплиттер очень широкополосен, но имеет один, и очень существенный недостаток: он вносит затухание в 3dB. Поэтому применение его не имеет смысла, т.к. мы полностью теряем в сплиттере весь прирост сигнала от второй антенны. Если вы решили не заморачиваться проблемой и купить на радиорынке или заказать в Китае готовый широкополосный сплиттер, по типу того, что изображен в начале статьи, то скорее всего вы попадете на резистивный сумматор. Если заглянем внутрь такого сумматора, то мы в этом убедимся. В данном случае звезда заменена на эквивалентный треугольник сопротивлений.

Избежать потерь позволяет другая, резонансная схема сплиттера, которая носит название Y-разветвитель или мост Вилькинсона (онлайн калькулятор со схемой). Такой сумматор имеет полосу пропускания 10-15% от центральной частоты и потери не более 1dB. На сантиметровых волнах такой сплиттер выглядит примерно так:splitterМожем ли мы изготовить такой сплиттер своими руками? Конечно можем. Если заменим спиральную линию на эквивалентные четвертьволновые отрезки коаксиального кабеля. Тогда схема такого сумматора будет выглядеть вот так:splitter коаксиальныйР1 — кабель снижения, Р2, Р3 — к антеннам. 71-омный кабель, без существенных ухудшений параметров сумматора, можно заменить на 75-омный. Онлайн калькулятор для расчета коаксиального Y-сумматора — здесь. Практическая конструкция выглядит примерно так:splitter


 На частотах до 800 МГц можно применять сплиттеры, основанные на ферритовых широкополосных трансформаторах.splitter

Кроме мостовых схем согласования, которые мы рассмотрели, существуют схемы на четвертьволновых трансформаторах сопротивлений на линиях передачи из отрезков коаксиальных кабелей. Такой подход давно используется в телевизионном приеме. В основе лежит принцип, что для согласования двух сопротивлений Z1 и Z2 можно применить четвертьволновый отрезок кабеля с волновым сопротивлением Z0 = √Z1·Z2 Вот примеры соединения двух и четырех антенн с помощью такого способа:splittersplittersplitterДлину четвертьволновых отрезков кабеля можно посчитать с помощью онлайн калькулятора у нас на сайте. Не забывайте, что длина волны в кабеле короче, чем в воздухе. Схемы довольно несложные, но на сантиметровых волнах четвертьволновые отрезки получаются очень короткие и сложные для монтажа. Торчащие центральные жилы не должны быть больше 1-2 мм, иначе паразитные индуктивности монтажа сведут все согласование на нет и сумматор не будет работать. Следует иметь ввиду, что длины ¼λ ¾λ и т.д. (нечетное число четвертей длины волны) — эквивалентны и трансформируют сопротивление одинаково. Однако при увеличении длины таким образом резко сужается полоса пропускания сумматора. Учитывая вышесказанное, такие сумматоры на коаксиальных линиях лучше применять на частотах ниже 800 МГц, а на 3G-4G и Wi-Fi лучшей конструкцией будет сплиттер на воздушной линии, который рассмотрим ниже по тексту.


Обойти сложности монтажа коаксиальных четвертьволновых линий можно, если сделать такую линию воздушной. Преимущество здесь в том, что волновое сопротивление согласующего четвертьволнового отрезка мы можем сделать любым необходимым, а не выбирать из стандартного набора — 50,75 Ом.  Вот одна из популярных и зарекомендовавших себя на практике схем сплиттера на воздушной линии, которую можно применять на 3G и Wi-Fi:splitterНаружная квадратная трубка может быть алюминиевой, из оцинкованной жести, внутренняя — круглая, желательно латунная или медная, так как алюминий плохо поддается пайке. Размеры коаксиальной линии рассчитываются в бесплатной англоязычной программе AppCAD, которую можно скачать по следующей ссылке.AppCADВместо программы можно воспользоваться онлайн калькулятором у нас нас сайте. В отличии от программы, в калькуляторе можно вычислить размер квадратного экрана по известному Z0 и диаметру внутренней трубки. Вот так выглядит место соединения коннекторов и коаксиальной линии:splitterОсновной тудностью при изготовлении такого СВЧ сумматора своими руками является подбор по нужным диаметрам квадратной и круглой трубок. Можно упростить задачу заменив круглую трубку на металлическую полоску, как предложил W3RJW (см. ссылку ниже). Такую полоску всегда можно подрезать или подточить до нужного размера. Еще один плюс такой конструкции — наружную трубку можно сделать прямоугольной, а не обязательно квадратной. Онлайн расчет прямоугольной коаксиальной линии с центральным проводником в виде полоски тоже присутствует у нас на сайте. Как видим изготовление своими руками сумматора для двух или более антенн на высоких частотах представляет собой довольно непростую, но вполне разрешимую задачу. Нужно только соблюдать точность изготовления и условие синфазности сложения от двух антенн. Для этого антенны нужно располагать в одной плоскости, перпендикулярной падающей волне, а длины отрезков фидера от сплиттера до каждой из антенн должны совпадать с точностью до миллиметра.


Все вышесказанное относится к случаю суммирования сигнала от двух и более антенн, принятого от одного источника. В крайнем сучае таким образом можно объединять на один фидер две антенны, принимающие от разных источников, работающих в разных каналах, с разных направлений, но в одном частотном диапазоне. Если же у вас появится необходимость объединить в один фидер две антенны, работающие в разных диапазонах, то нужно применять другое устройство под названием диплексор. Это своего рода фильтр, отсекающий на рабочей частоте одну антенну от другой. Причем если сделать своими руками подобный диплексор/сумматор МВ/ДМВ еще можно попробовать, то собрать подобное устройство на СВЧ (например диплексор WiFi 2.4/5 ГГц), без настройки по дорогостоящим приборам — нереальная задача. Поэтому такие устройства достаточно дороги.

Ссылки с подробными фото конструкций:

 

 

Russian Hamradio — Сумматоры и разветвители телевизионного сигнала.

Публикации на эту тему уже были на страницах различной литературы. Автор статьи дает подробные рекомендации (вплоть до конструкции) не только по вопросам объединения нескольких телевизионных сигналов, но и их деления на необходимое число пользователей. Сумматоры-делители настолько просты, что их несложно сделать в течение выходного дня. В настоящее время интенсивно развиваются электронные средства массовой информации, в частности телевидение. Растет число каналов как в диапазоне MB, так и в диапазоне ДМВ.

У населения все больше становится видеомагнитофонов и компьютерных игр. Все это значительно усложняет проблему высококачественного приема программ телевидения, так как принимать их приходится в разных диапазонах, часто с разных направлений и с разными уровнями сигналов. Системы коллективного приема обычно не успевают за изменением обстановки. Пользователи вынуждены устанавливать индивидуальные антенны, особенно в диапазоне ДМВ, применять антенные усилители и т. д.

Возникает и другая проблема: подключение различных устройств к телевизору. Дело в том, что большинство современных телеприемников имеют один антенный вход, и при наличии нескольких источников телевизионного сигнала приходится часто переключать их кабели, что крайне неудобно и может привести к порче входного гнезда телевизора. Решением проблемы может быть применение сумматоров телевизионных сигналов, причем в зависимости от конкретных условий их параметры и схемы могут быть различны.

Рассмотрим ситуации, возникающие на практике, и виды сумматоров, необходимых для выполнения той или иной задачи. Следует отметить, что сумматоры встречаются и в продаже, чаще всего на радиорынках, однако там не проверишь их качество. Лучше уж сделать необходимый сумматор самостоятельно. Причем это под силу даже начинающему радиолюбителю.

Первая трудность, которая при этом может возникнуть, — подключение видеомагнитофона или компьютерной игры к телевизору, не имеющему видеовхода. Есть антенный вход, но он уже занят. В таком случае и потребуется сумматор, обеспечивающий хорошую развязку между входами. Обусловлено это тем, что сигнал видеомагнитофона или игры может попасть в антенну или коллективную сеть, создав помехи другим телевизорам.

Рис..1.

Принципиальная схема такого сумматора изображена на рис. 1. Он собран на основе трансформатора, выполненного в виде линии, и обеспечивает развязку между входами не менее 20 дБ во всем диапазоне частот. Кроме того, подбором в небольших пределах резистора R1 можно на требуемой частоте увеличить развязку до 30 дБ. Коэффициент передачи между любым из входов и выходом равен -3 дБ.

Для изготовления трансформатора понадобятся две трубки из феррита длиной около 20 мм. Автор, например, использовал трубки от дросселей ДМ-0,1 индуктивностью 200 мкГн и более. Внутрь трубок вставляют два провода ПЭВ-2 диаметром 0,25…0,35 мм так, как показано на рис. 2, чтобы они входили свободно, но при максимально возможном диаметре провода, что обеспечит сопротивление линии 70…80 Ом. Затем трубки складывают вместе, начало одного провода соединяют с концом другого, при этом выводы должны быть минимальной длины.

Рис.2.

Сумматор собран на печатной плате из двустороннего фольгированного стеклотекстолита (толщиной 1 мм), эскиз которой показан на рис. 3. Вторая сторона платы оставлена металлизированной и использована в качестве общего провода. К ней припаивают гнезда XS1, XS2 и оплетку выходного кабеля. Трансформатор приклеивают к плате и распаивают в соответствии со схемой. Выводы резистора R1 припаивают непосредственно к центральным выводам гнезд.

Рис.3.

Рассмотренный сумматор хорош только для целей, указанных выше. Если же его использовать для подключения двух антенн или коллективной сети и дополнительной антенны, то вы не добьетесь удовлетворительного результата. Дело в том, что одной развязки между входами еще недостаточно для высококачественного приема программ.

При двух эфирных источниках сигнал наиболее мощной программы может поступать одновременно с обоих. Например, антенна ДМВ, хотя и с существенно меньшим уровнем, но принимает сигналы станций MB. Этот уровень бывает достаточным, чтобы ухудшить качество изображения: появятся повторы, размытость и т. п.

Такой случай наиболее типичен, так как новые каналы начинают работать чаще всего в диапазоне ДМВ, а имеющиеся антенны или коллективная сеть не приспособлены для этого. Тогда приходится применять дополнительные индивидуальные антенны и нужен уже другой сумматор. Принципиальная схема сумматора, необходимого для подобного случая, представлена на рис. 4. В нем сочетаются два фильтра: ФВЧ на элементах С1-С3, L1, L2 и ФНЧ на элементах С4, С5, L3-L6.

Рис.4.

Сигналы диапазона ДМ В с малым затуханием (менее 1 дБ) проходят через ФВЧ с частотой среза около 400 МГц на вход телевизора. При этом сигналы диапазона MB подавляются не хуже чем на 30 дБ. Сигналы диапазона MB проходят также с малым затуханием (менее 1 дБ) через ФНЧ с частотой среза около 250 МГц на тот же вход телевизора. Такое схемное построение, кроме развязки между входами более 30 дБ, обеспечивает подавление ненужных сигналов также на 30 дБ.

Все детали сумматора, кроме вилки ХР1, размещают на печатной плате из. двустороннего фольгированного стеклотекстолита (толщиной 1 мм), изображенной на рис. 5. Вторая сторона платы оставлена металлизированной и служит общим проводом. К ней припаяны входные гнезда и выводы катушек (см. схему) через отверстия. В качестве конденсаторов С4 и С5 использованы печатные площадки определенного размера, но можно установить и обычные конденсаторы указанного номинала, не делая площадок.

В сумматоре применимы конденсаторы КД, КТ, КМ. Катушки намотаны на оправке диаметром 4 мм проводом ПЭВ-2 0,8. Катушки L1, L2 содержат по 1,5 витка с выводами длиной 5 мм, L3, L5 — по 4 витка, L4 — по 6 витков.

Рис.5.

Конденсаторы ФВЧ припаивают непосредственно к катушкам, без использования печатных площадок, а вилка ХР1 присоединена к плате через коаксиальный кабель длиной несколько сантиметров.. При использовании стеклотекстолита толщиной 1,5 мм придется увеличить размеры площадок, играющих роль конденсаторов С4 и С5. Следует учитывать, что емкость таких конденсаторов равна примерно 3 пФ/см2 для платы толщиной 1,5 мм и 5 пФ/см2 при толщине платы 1 мм.

Для увеличения развязки между входами до 40 дБ между фильтрами устанавливают металлический экран (показан на рисунке штриховой линией), соединяемый с общим проводом. Какого-нибудь налаживания сумматор не потребует, если все детали изготовлены в соответствии с рекомендациями, а конденсаторы имеют указанную емкость. Эффективность сумматора проверяют сразу же, подключив его к телевизору.

Рис.6.

Аналогичный по схеме сумматор можно использовать для подключения к телевизору двух антенн или источников сигнала, работающих в поддиапазонах МВ1 — 1-5-й каналы и МВ2 — 6-12-й каналы. Для этого нужно только изменить номиналы деталей. При этом ФНЧ (для МВ1, гнездо XS2) должен иметь частоту среза примерно 105…110 МГц, а ФВЧ (для МВ2 вместо ДМВ, гнездо XS2) — 160… 165 МГц.

О таком ФНЧ будет рассказано ниже, а в ФВЧ надо изменить номиналы элементов:

  • С1, С3 — 12 пФ,
  • С2 -6,2 пФ,
  • L1, L2 — по 4 витка.

Если же необходимо подключить три источника сигнала, работающих в поддиапазонах МВ1, МВ2 и диапазоне ДМВ, то нужен трехвходовый сумматор. Его схема показана на рис. 6. Он содержит три фильтра: ФВЧ с частотой среза 400 МГц на элементах С1-СЗ, L1, L2, ФНЧ с частотой среза 110 МГц на элементах С8, С9, L7-L9 и полосовой фильтр (160…240 МГц) на элементах С4-С7, L3-L6.

Рис.7.

Конструкция сумматора аналогична предыдущей, а эскиз печатной платы изображен на рис. 7. Все элементы ФВЧ те же, что и в показанном на рис. 4. Остальные катушки, кроме L6, намотаны на оправке диаметром 4 мм проводом ПЭВ-2 0,8 и содержат: L3, L4 — 9 витков, L5 — 4 витка с шагом 2 мм, L7, L9 — 8 витков и L8 — 13 витков. Катушка L6 намотана тем же проводом на оправке диаметром 10 мм и содержит 0,5 витка. Внешний вид всех рассмотренных сумматоров показан на рис. 8.

Кроме нескольких источников сигнала, часто бывает и несколько потребителей. Тогда понадобится разветвитель телевизионных сигналов. В качестве разветвителя на два выхода с успехом можно использовать сумматор по схеме на рис. 1. Для этого его включают наоборот: к выходу антенну, а к входам потребители, например, телевизор и видеомагнитофон. Кроме деления сигнала, он будет обеспечивать и развязку между выходами.

Рис.8.

Если надо сделать разветвитель на три или четыре выхода, достаточно подключить к одному или обоим выходам еще такой же делитель. А подключив последний к выходу сумматора по рис. 6, получите трехвходовый сумматор с двумя выходами. Очевидно, что вариантов сочетаний сумматоров и делителей может быть очень много, да и на практике необходимы сумматоры с различными параметрами.

Однако проблема повышения качества приема телевизионных программ не ограничивается только применением сумматоров. Если уровень принимаемого сигнала мал, то придется включить антенные усилители [1-3] или активный антенный разветвитель [4]. Когда нужно принимать две программы с различными уровнями сигнала, то повысить качество приема поможет корректирующий антенный усилитель[5].

И. Нечаев

Литература:

1. Нечаев И. Телевизионный антенный усилитель. — Радио, 1992, № 6, с. 38.

2. Нечаев И. Широкополосный антенный усилитель. — Радио, 1994, № 11, с. 8.

3. Комок А. Антенный усилитель ДМВ диапазона. — Радиолюбитель, 1993, №5, с. 2.

4. Нечаев И. Телевизионный антенный разветвитель. — Радио, 1994, № 3, с. 29.

5. Нечаев И. Корректирующий антенный усилитель. — Радио, 1994, № 12, с. 8.

НОВЫЙ ПОДХОД К СУММИРОВАНИЮ ТВ КАНАЛОВ. широкополосный усилитель. Тест. Выходной сумматор

ГОЛОВНАЯ СТАНЦИЯ «ПЛАНАР-СГ2000»

ГОЛОВНАЯ СТАНЦИЯ «ПЛАНАР-СГ2000» ГОЛОВНАЯ СТАНЦИЯ «ПЛАНАР-СГ2000» АВТОМАТИЧЕСКАЯ РЕГУЛИРОВКА УСИЛЕНИЯ В КАЖДОМ КАНАЛЕ. ВОЗМОЖНОСТЬ ПРИЕМА СИГНАЛОВ С РАЗНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ ИЛИ С РАЗЛИЧНОЙ ПОЛЯРИЗАЦИЕЙ. ВОЗМОЖНОСТЬ ПРИЕМА ТЕЛЕВИЗИОННЫХ СИГНАЛОВ

Подробнее

Унифицированный антенный пост УАП-02

Унифицированный антенный пост УАП-02 Унифицированный антенный пост УАП-02 Настоящий УАП представляет собой, по существу, микро головную станцию (ГС) прямого усиления очень гибкой конфигурации. Часто, на практике, ГС располагается на значительном

Подробнее

ГОЛОВНАЯ СТАНЦИЯ «ПЛАНАР-СГ24»

ГОЛОВНАЯ СТАНЦИЯ «ПЛАНАР-СГ24» ГОЛОВНАЯ СТАНЦИЯ «ПЛАНАР-СГ24» МОДУЛИ ГОЛОВНОЙ СТАНЦИИ ИЗГОТАВЛИВАЮТСЯ КАК ПЕРЕСТРАИВАЕМЫЕ, ТАК И НА ФИКСИРОВАННЫЕ (ЗАКАЗНЫЕ) КАНАЛЫ. ВЫСОКАЯ ИЗБИРАТЕЛЬНОСТЬ КАНАЛЬНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ И КОНВЕРТОРОВ. ВЫСОКАЯ

Подробнее

3.3. Оптические приемники

3.3. Оптические приемники 3.3. Оптические приемники От оптических передатчиков модулированный групповым ТВ-сигналом оптический сигнал по одномодовому ВОК подается на оптические приемники (ОПр). Оптические приемники осуществляют

Подробнее

Оптические приемники серии Vermax-LTP

Оптические приемники серии Vermax-LTP Оптические приемники серии Vermax-LTP Руководство по эксплуатации (паспорт) Москва — 2017 — 1 НАЗНАЧЕНИЕ. ОПИСАНИЕ ИЗДЕЛИЯ Vermax-LTP (США) это серия оптических приемников (18 модификаций на февраль 2017г.),

Подробнее

Головная станция CSE 2000

Головная станция CSE 2000 Головная станция CSE 2000 1 Назначение ГС CSE 2000 является универсальной гибкой модульной станцией, предназначенной для приема и обработки аналоговых и цифровых SAT программ, сигналов ADR, а также эфирных

Подробнее

Оптический приемник OR-862(S)

Оптический приемник OR-862(S) Оптический приемник OR-862(S) Инструкция по эксплуатации (паспорт) 2 Обзор Оптический приемник серии OR-862(S) используется в CATV сетях. Он содержит усилительный компонент GaAs монолитной СВЧ интегральной

Подробнее

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОСТРОЕНИЮ СТОЯКОВ

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОСТРОЕНИЮ СТОЯКОВ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОСТРОЕНИЮ СТОЯКОВ С.Н.Песков, директор ГК «ПиТРИ», к.т.н., Е.Н.Мельникова, маркетолог ГК «ПиТРИ» Приводятся практические рекомендации по построению стояков для распределения телевизионных

Подробнее

Новая головная станция серии ОН от WISI.

Новая головная станция серии ОН от WISI. Новая головная станция серии ОН от WISI. Кабельным операторам хорошо знакомы головные станции от компании WISI. Сегодня компания выпускает 4 типа головных станций разных классов. А с покупкой шведской

Подробнее

РАЗДЕЛ VII ВЧ И СВЧ УСТРОЙСТВА ФИЛЬТРЫ НА ПАВ

РАЗДЕЛ VII ВЧ И СВЧ УСТРОЙСТВА ФИЛЬТРЫ НА ПАВ РАЗДЕЛ VII ВЧ И СВЧ УСТРОЙСТВА ФИЛЬТРЫ НА ПАВ АО «НПП «Эталон» на протяжении более 20 лет занимается разработкой и изготовлением фильтров на поверхностно-акустических волнах (ПАВ) с малыми потерями. Технологическая

Подробнее

Назначение и область применения

Назначение и область применения Описание типа средства измерений СОГЛАСОВАНО Е ^ ^ д к т е л ь Г1Щ СИ — I едь0 генерального директора М.В. Балаханов «SS^*V 15.06.06 г. П риемник телевизионный измерительны й П ТВ-1И Внесен в Г осударственный

Подробнее

Оптические приемники

Оптические приемники Оптические приемники Оптические приемники серии AF компании Телемак характеризуются максимальной экономичностью (очень высокий коэффициент качество/цена). Такие преемники максимально адаптированы под домовые

Подробнее

Основные технические характеристики

Основные технические характеристики Назначение: двойной балансный смеситель с отдельным гетеродином Применение: радиостанции КВ и УКВ диапазона. Основные технические характеристики Напряжение питания…6,3 В±10% Потребляемая мощность, не

Подробнее

RU (11) (51) МПК H03H 9/00 ( )

RU (11) (51) МПК H03H 9/00 ( ) РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ (19) RU (11) (51) МПК H03H 9/00 (2006.01) 171 584 (13) U1 ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ (12) ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ R U 1 7 1 5 8 4 U 1 (21)(22)

Подробнее

Анализатор спектра СК4-БЕЛАН 400М

Анализатор спектра СК4-БЕЛАН 400М Анализатор спектра СК4-БЕЛАН 400М ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Диапазон рабочих частот 9 кгц…40 ГГц (опционально 10 Гц…40 ГГц) Номер используемой гармоники гетеродина в диапазоне частот 9 кгц 3 ГГц 1 в

Подробнее

Диапазонные ТВ усилители

Диапазонные ТВ усилители Мачтовые изделия Диплексеры 40 диплексеры для сложения сигналов принимаемых от разных антенн для внешней установки подача питания (коммутир.) на предусилитель UHF питание через выходной разъем экранированный

Подробнее

А.Е. Хижниченко, Д.А. Ткаченко ОАО «МАРТ»

А.Е. Хижниченко, Д.А. Ткаченко ОАО «МАРТ» Повышение энергетической эффективности цифровых ТВ передатчиков www.martspb.ru А.Е. Хижниченко, Д.А. Ткаченко ОАО «МАРТ» Методы построения современных цифровых ТВ передатчиков Современные цифровые ТВ передатчики,

Подробнее

Рисунок 1 Частотная характеристика УПТ

Рисунок 1 Частотная характеристика УПТ Лекция 8 Тема 8 Специальные усилители Усилители постоянного тока Усилителями постоянного тока (УПТ) или усилителями медленно изменяющихся сигналов называются усилители, которые способны усиливать электрические

Подробнее

МАЛОШУМЯЩИЙ УСИЛИТЕЛЬ МШУ 300-Р-50

МАЛОШУМЯЩИЙ УСИЛИТЕЛЬ МШУ 300-Р-50 МАЛОШУМЯЩИЙ УСИЛИТЕЛЬ МШУ 300-Р-50 ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ИНСТРУКЦИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ 1 CОДЕРЖАНИЕ 1. Назначение.. 2. Технические данные.. 3. Состав.. 4. Порядок установки, подготовка к работе, работа МШУ..

Подробнее

Руководство по эксплуатации

Руководство по эксплуатации Руководство по эксплуатации Модель disat OR8602H-S Оптический приемник расширенного диапазона для сетей спутникового и кабельного телевидения 1 Содержание 1. ОПИСАНИЕ ИЗДЕЛИЯ… 3 2. СХЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ

Подробнее

Кафедра приема, передачи и

Кафедра приема, передачи и Лекция 3 Характеристики каналов связи Ключевыми понятиями техники телекоммуникационных систем и сетей являются канал канал электросвязи. Каналом передачи называется совокупность технических средств и среды

Подробнее

Кафедра РЭИС Доцент Никитин Н.П

Кафедра РЭИС Доцент Никитин Н.П. 2008 17.08.2009 1 17.08.2009 2 выходная мощность; верность воспроизведения сообщения; диапазон рабочих частот; чувствительность; избирательность; динамический диапазон;

Подробнее

Практическая работа 2. Смесители

Практическая работа 2. Смесители Практическая работа 2 Смесители Цель работы: 1. Изучение структурных и принципиальных схем смесителей. Принцип построения схем смесителей на различных элементах электронной техники. 2. Выполнить практические

Подробнее

Инструкция по эксплуатации

Инструкция по эксплуатации Инструкция по эксплуатации OV 45D Мультистандартный эфирный конвертер 1. Петлевой проходной вход, разъем F-типа 2. Петлевой проходной выход (разъем F-типа)/ Одиночный выход 3. Разъем SUB-D / опция: аудио/видео

Подробнее

ОПТИЧЕСКИЙ ПРИЁМНИК ОУК-800AGC-2-IP

ОПТИЧЕСКИЙ ПРИЁМНИК ОУК-800AGC-2-IP ОПТИЧЕСКИЙ ПРИЁМНИК ОУК-800AGC-2-IP Общее описание Реалии последних лет показали необходимость резервирования оптических линий связи, а следовательно, наличие двухвходовых оптических приемников, способных

Подробнее

IP-QAM 3.0 SUMAVISION

IP-QAM 3.0 SUMAVISION IP-QAM 3.0 SUMAVISION Общие сведения IPQAM 3.0 Sumavision это высокопроизводительный компактный IP-QAM (EDQE QAM) модулятор. Представленный на рынке продукт имеет реализацию в виде одноюнитового шасси,

Подробнее

Приборы для измерения потерь.

Приборы для измерения потерь. Приборы для измерения потерь. Все приборы для измерения потерь в волокне делятся на несколько видов:! оптические тестеры;! оптические рефлектометры;! оптические измерительные ослабители лазерного излучения

Подробнее

Типы продукции. Аксессуары

Типы продукции. Аксессуары Типы продукции Контрольно-измерительная аппаратура Простые приборы Готовые, не конфигурируемые приборы (M3M-18, генератор шума) Продажа со склада или через магазины Сложные приборы Конфигурируемые приборы,

Подробнее

Трансивер донбасс 2 схема

Трансивер донбасс 2 схема Трансивер донбасс 2 схема >>> Трансивер донбасс 2 схема Трансивер донбасс 2 схема Мощность регулируется более плавно от нуля до. Простой трансивер мощностью 2-3 Вт. Конденсатор С3 изолирован от шасси.

Подробнее

Сменные модули и настройка GAММA

Сменные модули и настройка GAММA Сменные модули и настройка GAММA OFR 870-xxx Модуль оптического приёмника Длина волны [нм] 1100 1600 Оптическая входная мощность [дбм] -5 +2 Частотный диапазон [мгц] 47 870 Спектральная шумовая плотность

Подробнее

ИНСТРУКЦИИ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ

ИНСТРУКЦИИ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ Содержание Инструкции по технике безопасности и основному применению 1 Технические характеристики 1 Передняя панель управления 2 Задняя панель управления 3 Системные соединения 4 Спецификация 5 Структурные

Подробнее

ALCAD ME-214 Диплексор (сумматор) эфирный


Описание

Диплексор ALCAD ME-214 предназначен для суммирования в одном кабеле двух антенн сигналов эфирного и спутникового телевидения. ALCAD ME-214 также решает обратную задачу, разложение полнодиапазонного сигнала на спутниковый и эфирный. Конструктивно исполнен для внутреннего применения. В упаковке по -6шт.

Производитель:

Испания

Цена при заказе через интернет-магазин

Наличие:

Технические характеристики ALCAD ME-214

Каналы FM+TV / SAT
Диапазон рабочих частот, МГц 5-862 / 930-2400
Отклонения между входами, дБ ≥ 35
Потери, дБ 0,5 / 1,5
Материал корпуса сплав алюминия и цинка
Разъёмы (вход/выход) F- типа

два варианта подключения ALCAD ME-214

Отзывы

Если Вы хотите оставить отзыв или пожелание, Вам необходимо пройти процедуру регистрации и/или войти на сайт под своим логином.


Сумматор каналов на ОУ. Теория и практика.

Не раз обращал внимание на то, что радиолюбители применяют в своих схемных решениях неоправданно усложненные (на нескольких ОУ) или слишком упрощенные (на резисторах) сумматоры сигналов, например левого и правого каналов для сабвуфера.
В настоящей статье я предлагаю, как мне кажется, золотую середину. Простой, но эффективный сумматор на одном ОУ, лишенный недостатков своих вышеупомянутых «братьев».

Построение суммирующих усилителей на основе ОУ подробно рассматривалось в различных источниках, посвященным схемотехнике ОУ. По этому цель этой статьи сделать «выборку», относящуюся только к сумматорам на основе операционных усилителей.

Для понимания процессов рассмотрим схему, представленную на рисунке 1.

Рис 1. Это обычный инвертирующий усилитель, охваченый обратной связью через резистор R2. Первое, что бросается в глаза — это подключение неинвертирующего входа к земляному проводу. То есть потенциал в точке «В» равен нулю. Следовательно, как известно из теории операционных усилителей, потенциал в точке «А» так же будет нулевым (равен потенциалу земли). Отсюда вывод:
Iвх = Uвх-Uдиф/R1; и Iвых = Uвых-Uдиф/R2.

Если принять во внимание, что входное сопротивление ОУ (между входами усилителя) бесконечно большое (стремиться к бесконечно большому значению), то входные и выходные токи будут стремиться к значению бесконечно малому. То есть к нулю. А при равности входного и выходного тока (или, говоря грубо, его отсутствии) формулы приведённые выше можно прировнять между собой:

Uвх/R1 = Uвых/R2 или Uвых/Uвх = — R2/R1, или Кус = — R2/R1.

Поскольку неинвертирующий вход соединён с землёй напряжение Uдиф будет бесконечно мало получаем что потенциал инвертирующего входа так же стремиться к нулю. Отсюда имеем:

Iвх = Uвх/R1.

То есть, полное входное сопротивление устройства будет равно R1.

Наличие в точке «А» потенциала земли, позволяет подключать к схеме различное количество сопротивлений, работающих параллельно R1, что превращает инвертирующий усилитель в прекрасный сумматор.


Рис 2.
По скольку точка «А», напомню, имеет потенциал земли (и токи стремятся к нулю), то имеем:
Uвх1/R1+Uвх2/R3 = 0

Отсюда:
Uвых = — (Uвх1 + Uвх2)

Резисторы не обязательно должны быть одинаковыми. Если они различны, то на выходе получим взвешенную сумму. Это явление используют, например, в микшерах, когда необходимо суммировать несколько сигналов от различных источниках и имеющих различные уровни. Количество смешиваемых источников, также, может быть различно.

Резюмируя всё выше сказанное повторюсь об основных особенностях суммирующего усилителя:

1. Имея на дифференциальном входе потенциал земли, токи каждого канала протекают только по «своим» сопротивлениям и не оказывают НИКАКОГО взаимного влияния. Следовательно обеспечивается великолепная межканальная развязка.

2. Коэффициент усиления каждого канала определяется отношением R2 к соответствующему сопротивлению в каждом канале. Следовательно, К усиления может быть и больше единицы (усиливать сигнал) так и меньше единицы (ослаблять сигнал).

3. Поскольку, как отмечалось выше, входное сопротивление суммирующего усилителя целиком определяется сопротивлениями R1, R3, это накладывает некоторые ограничения по выбору Кус и входных конденсаторов (если они необходимы).

Входной ток реальных ОУ не равен нулю. Падения напряжения, создаваемое на резисторах R1, R3 становятся причиной погрешности усилителя. Для устранения этого недостатка, неинвертирующий вход, обычно, соединяют с землёй не напрямую, а через резистор, сопротивление которого равно сопротивлению параллельно включенных резисторов R1,R2 (при R2 намного больше R1, можно принять равным R1).

Чем рассмотренный усилитель лучше чем, скажем, простейшего резистивного сумматора?

Посмотрим на рисунок 3.


Рис 3.

Как видим, всё просто: токи левого и правого каналов протекают по «своим» резисторам R1и R2 и суммируются на нагрузочном сопротивлении R3 (В общей точке «А»). С точки соединения резисторов полученная сумма напряжений снимается и подаётся на следующий каскад усиления (с входным сопротивлением Rвх). Для того, чтобы токи обоих каналов протекали в одном направлении (слева направо) необходимо соблюсти следующие условия: Uвх1 и Uвх2 должны быть как можно больше, а R3 как можно меньше, для того чтобы приблизить потенциал в точке «А» к потенциалу земли. Это условие выполнить практически не возможно. В реальных условиях (на реальном сигнале) происходит следующее. При повышенном, скажем, Uвх1 и заниженном Uвх2 ток в точке «А» будет течь не только по R3, но и часть его потечёт через резистор R2. То есть создастся условие при котором происходит ухудшение условий суммирований.

Рассмотренный способ суммирования токов достаточно распространён, в силу своей простоты. Даже при объединении выходов предыдущих каскадов (на ОУ или транзисторах) в качестве R1 и R2 могут рассматриваться выходные сопротивления соответствующих каскадов, а в качестве R3, входное сопротивление последующего.

То есть любые попытки «улучшить» подобную конструкцию, приводят только к УМЕНЬШЕНИЮ взаимного влияния, но не к устранению недостатков. А вот ограничений и «неудобств» это приносит гораздо больше. По этому такие сумматоры представляют собой «сборище» компромиссов: Увеличение R1 и R2 приводит к улучшению межканальной развязки, но ослабляет сигнал на выходе. Тоже самое и с уменьшением R3. Применение же высокоомных сопротивлений требует от последующего каскада высокого входного сопротивления. Этот же каскад должен иметь завышенный Кус для компенсации ослабления сигналов в делителе.

При всей простоте реализации, резистивный сумматор имеет «врождённые» недостатки. По этому может быть применён в неответственных узлах, и требует от конструкторов особого внимания при согласовании каскадов.

На рисунке 4 представлена практическая схема индикатора уровня сигнала. Стрелочный и пиковый индикатор используется один, для левого и правого канала. Чтобы реализовать это на входе устройства используется сумматор на основе ОУ(DA1). Резисторы R1 и R2 выбраны достаточно большими, с целью облегчения согласования с предыдущими выходными каскадами. Конденсатор С1, образует с входными конденсаторами простейший Г-образный фильтр НЧ и ограничивает работу первого каскада устройства на уровне 15кГц. С этой же целью установлен и конденсатор С3. Конденсатор С2 устраняет постоянную составляющую сигнала.


Рис 4.

На выходе DA1, с помощью R5 выставляется уровень переменного напряжения (на частоте 400 Гц) около 0,5V. Далее сигнал поступает на усилитель стрелочного индикатора и на пиковый индикатор.

На микросхеме DA2.2 реализован вольтметр переменного тока. Для устранения влияния постоянной составляющей на показания измерителя, на входе устройства применён разделительный конденсатор С6. Чтобы сохранить способность вольтметра измерять в области НЧ, ОУ включен по схеме неинвертирующего усилителя с сохранением большого входного сопротивления (равного R11). Применение диодного моста позволяет измерять как положительные, так и отрицательные полупериоды сигнала. А включение головки в цепь обратной связи линеаризует шкалу прибора. Общую начальную чувствительность каскада на DA2.2 можно отрегулировать подбором сопротивления R12.

Пиковый детектор собран на основе компаратора и особенностей не имеет. Резистивным делителем R9 R10 выставляется порог срабатывания устройства (около 0,25 v). При совпадении входного сигнала с пороговым, компаратор переключается и светодиод вспыхивает.

В устройстве были применены советские операционные усилители: в качестве DA1 — К140УД8, в качестве DA2 — К 157УД2. Но поскольку каких-либо требований к ОУ нет, то в устройстве работают практически любые ОУ. Единственное замечание — если использовать стрелочный достаточно высокой чувствительности (с малыми токами отклонения стрелки и шкалой высокого разрешения), в качестве DA2.2 желательно применить ОУ с как можно меньшим током смещения.

Используемая литература:
1. Журнал «Радио» № 4 1977г. «Применение операционных усилителей» Стр. 37—39
2. П. Хоровиц, У. Хилл «искусство схемотехники». Гл., 4 «Обратная связь и операционные усилители».

Ну вот вроде бы и всё.
С уважением, Зотов Юрий.

Камрад, смотри полезняхи!

Юрий (yura)

Ц.Ф.О. Рязань

Живу в нескольких километрах от Рязани.
Работаю в самой Рязани на нефтезаводе. Начальник участка компрессорных установок.
Радиолюбительством занимаюсь с 1989г.

Основные направления интересов:
усилители (предварительные, оконечные) и то что с ними связано;
устройства обработки звука;
аналоговая запись;
радиоприём;
ну и остальное по-немножку.

 

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *