Селективный антенный усилитель ДМВ диапазона

категория

Самодельные антенны

материалы в категории

И. НЕЧАЕВ, г. Курск
Радио, 2000 год, №8

Передача телевизионного сигнала нередко может производится от нескольких разных источников, с разных направлений и с разной мощностью. Это очень часто вызывает проблемы с их приемом и заставляет многих пользователей устанавливать по несколько антенн.
Кроме того что это не совсем удобно возникает еще одна проблема- последующее суммирование сигналов на входе телевизионного приемника.
В такой ситуации решить проблему поможет антенный усилитель, обеспечивающий не только усиление сигналов, но и их фильтрацию.

Одна из проблем, с которой телезрителям приходится иметь дело при просмотре телевизионных программ, — необходимость приема сигналов с разных направлений и с различными уровнями. Это вынуждает их применять две и более направленные антенны, а при малом уровне сигнала — активные антенны [1, 2] или антенные усилители [3— 5], приходится включать сумматоры или разветвители телесигналов [6]. К сожалению, все это часто не обеспечивает желаемое качество приема.

Причина этого не обязательно кроется в плохом фидере или неудачном его согласовании. Если, например, у вас есть несколько антенн, рассчитанных на работу в одном диапазоне, то прием одного и того же сигнала, особенно мощного, будет возможен двумя и большим числом антенн. Однако в этом случае из-за различного времени распространения сигнала в фидерах появляется многоконтурность или размытость изображения, хотя уровень сигнала вполне достаточен для высококачественного приема.

Этот недостаток можно устранить, применив полосовые фильтры или селективные усилители, которые выделяют один или несколько сигналов, принимаемых одной из антенн, и подавляют мешающие. И так — после каждой антенны, фильтруя при этом разные каналы. Затем все сигналы суммируют. Для диапазона MB эту задачу решают использованием усилителей и фильтров, рассмотренных в [7]. Для диапазона ДМВ описаний таких конструкций почти нет. Поэтому здесь описаны варианты селективных усилителей именно для диапазона ДМВ.

Следует, однако, обратить внимание на то, что применение фильтров не всегда целесообразно (хотя и допустимо). Дело в том, что, во-первых, фильтры вносят затухание, и при приеме слабых сигналов это может сказаться на качестве изображения. Во-вторых, АЧХ фильтров, особенно узкополосных, существенно зависит от их согласования с соединительными кабелями. Поэтому даже небольшие изменения в сопротивлении нагрузок могут сильно менять АЧХ и снижать качество приема. Чтобы устранить этот нежелательный эффект, на входе и выходе фильтра нужно установить усилительные каскады.

Принципиальная схема селективного усилителя для выделения одного или нескольких близко расположенных сигналов показана на рис. 1.

Селективный антенный усилитель ДМВ диапазона. схема

В устройстве применен полосовой фильтр из двух связанных контуров L2C7 и L3C9. На входе фильтра установлен усилительный каскад на транзисторе VT1, а на выходе — два каскада на транзисторах VT2 и VT3. Общий коэффициент усиления достигает 20. ..23 дБ, а полоса пропускания определяется полосовым фильтром.

Сигналы, принятые антенной, поступают на фильтр C1L1C2, который подавляет сигналы с частотой менее 450 МГц. Диоды VD1, VD2 защищают транзистор VT1 от мощных сигналов и электрических наводок от грозовых разрядов. С входного каскада сигнал проходит в первый контур L2C7. Чтобы получить необходимую его добротность, применено частичное включение (к отводу катушки L2). Для связи с контуром L3C9 включен конденсатор С8 (емкостная связь). Сигнал с части витков катушки L3 приходит на базу транзистора VT2, а после усиления — на базу транзистора VT3. АЧХ выходного усилителя с целью дополнительного повышения его избирательности можно скорректировать настройкой контура L4C11 в цепи обратной связи.

Диоды VD3, VD4 защищают усилитель от электрических разрядов со стороны телевизора. Они могут возникать из-за того, что импульсный блок питания современных аппаратов через конденсаторы небольшой емкости соединен с сетью 220 В. Питается усилитель от стабилизированного источника напряжения 12 В и потребляет ток около 25 мА. Диод VD5 защитит усилитель при подключении к нему источника питания в неправильной полярности. Если его планируется питать по отдельному проводу, то напряжение подают непосредственно на диод VD5, а если по кабелю снижения, вводят в усилитель развязывающие элементы L5, С16.

Все детали усилителя размещают на одной стороне печатной платы из двустороннего фольгированного стеклотекстолита, изображенной на рис. 2

Вторая сторона платы оставлена почти полностью металлизированной. На ней лишь вырезаны площадки для входа, выхода и питающего напряжения (на рисунке они показаны штриховой линией). Металлизацию обеих сторон соединяют одну с другой по контуру платы припаянной фольгой. После настройки усилителя плату со стороны деталей закрывают металлической крышкой, припаяв ее к ней.

В усилителе можно применить транзисторы КТ382А.Б, а если не требуется высокой чувствительности, подойдет и КТ371А; диоды КД510А, КД521А.

Конденсаторы С7, С9, С11 — КТ4-25, остальные — К10-17, КМ, КЛС; рези-сторы — МЛТ, С2-10, С2-33, Р1-4. Выводы всех деталей должны быть минимальной длины.

Катушка L1 намотана проводом ПЭВ-2 0,4 на оправке диаметром 2,5 мм и содержит 2,8 витка. Катушки L2, L3 выполнены проводом ПЭВ-2 0,7 на оправке диаметром 3 мм. Длина намотки — 7 мм. Они имеют по три витка с отводом от середины первого витка. Катушка L4 намотана тем же проводом и содержит два витка, а катушка L5 — проводом ПЭВ-2 0,4 и имеет 15 витков, обе — на оправке диаметром 4 мм.

Конструкция конденсатора С8 показана на рис. 3. Он выполнен из двух пластин из жести или толстой фольги, которые припаивают к контактным площадкам платы. Изменяя расстояние между пластинами, меняют емкость конденсатора.

Налаживание усилителя начинают с установки и проверки необходимых режимов по постоянному току. Подбором резистора R1 добиваются напряжения 4…5 В на коллекторе транзистора VT1. Режим транзисторов VT2, VT3 получается автоматически.

Для настройки АЧХ усилителя используют панорамный индикатор. Конденсаторами С7 и С9 настраивают контуры на желаемые частоты. При указанных номиналах центральную частоту фильтра можно изменять от 500 до 700 МГц. Полосу пропускания устанавливают регулировкой емкости конденсатора С8. При этом в небольших пределах изменяется и коэффициент усиления усилителя. Подстройкой конденсатора С11 получают максимальный коэффициент усиления на требуемой частоте.

Изменением емкости конденсатора С8 можно добиться минимальной полосы пропускания усилителя в 10…12 МГц при одногорбой АЧХ. Это необходимо для выделения сигнала только одного телевизионного канала. Если же нужно выделить два смежных канала, то полосу пропускания увеличивают до 40…50 МГц (сближают пластины конденсатора С8) при двугорбой АЧХ с небольшой неравномерностью. Кроме того, на АЧХ фильтра оказывает влияние и расположение отводов катушек L2, L3.

Однако эфирная обстановка бывает сложной. Например, в Курске в диапазоне ДМВ вещание ведется на 31-м и 33-м каналах из одного места и с большой мощностью, а на 26-м и 38-м каналах — из другого места и с меньшей мощностью. Такой вариант довольно типичен для большинства городов страны. Поэтому для приема и выделения сигналов 31 -го и 33-го каналов можно применить уже описанный усилитель. Для приема же сигналов 26-го и 38-го каналов (или двух других с большим частотным разносом) такой усилитель не годится. Здесь необходим другой, который имеет две полосы пропускания, т. е. содержит два фильтра.

Принципиальная схема такого усилителя показана на рис. 4.

Сигнал с антенны через фильтр C1L1C2 поступает на первый усилительный каскад на транзисторе VT1. С его выхода сигнал разделяется и приходит на два независимых каскада на транзисторах VT2 и VT3, каждый из них нагружен на свой полосовой фильтр: L2C10—С12L3 и L4C13—C15L5. К фильтрам подключены усилительные каскады на транзисторах V4 и VT5, выходы которых работают на одну и ту же нагрузку. Общий коэффициент усиления этого устройства — 18…20 дБ, а потребляемый ток — примерно 40 мА.

В таком усилителе применяют те же детали, что и в рассмотренном выше. Чертеж его печатной платы с размещением деталей представлен на рис. 5.

Налаживание проводят аналогично. Подбором резисторов R11 и R12 устанавливают постоянное напряжение около 5 В на коллекторах транзисторов VT4 и VT5. Фильтры настраивают на желаемые частоты. Подстройкой конденсаторов С6 и С7 получают максимальное усиление на выбранных частотах.

Если необходимо сузить полосу пропускания и повысить избирательность фильтра, добиваются увеличения добротности контуров, используя более толстый посеребренный провод в катушках и подстроенные конденсаторы с воздушным диэлектриком, или увеличивают число контуров.

ЛИТЕРАТУРА
1. Нечаев И. Активная антенна диапазона MB. — Радио, 1997, № 2, с. 6, 7.
2. Нечаев И. Активная антенна МВ-ДМВ. — Радио,1998, № 4, с. 6 — 8.
3. Нечаев И. Телевизионный антен* ный усилитель. — Радио, 1992, № 6, с. 38,39.
4. Нечаев И. Комбинированные усилители ТВ сигналов. Радио, 1997, №10, с. 12, 13.
5. Нечаев И. Антенный усилитель ДМВ на микросхеме. — Радио, 1999, № 4, с. 8, 9.
6. Нечаев И. Сумматоры телесигналов. — Радио. 1996, № 11, с. 12, 13.
7. Нечаев И. Корректирующий антенный усилитель. — Радио, 1994, № 12, с. 8 —10.

Ещё один антенный ДМВ-усилитель — RadioRadar

Усилитель предназначен для усиления сигналов телевизионного ДМВ-диапазона и является доработанным вариантом усилителя, описание которого приведено в [1]. Он собран на однотипных транзисторах BFR93A [2], что упрощает его изготовление. Схема усилителя показана на рис. 1. Питается он по кабелю снижения от встроенного в телевизор источника питания напряжением 5 В. Трансформатор Т1, установленный на входе усилителя, обеспечивает гальваническую развязку с элементами антенны и защищает входной каскад на транзисторе VT1 от статического электричества. Далее следует ФВЧ C1L1C2, который подавляет сигналы с частотами менее 400 МГц. Резистором R2 можно регулировать усиление, а резистором R3 устанавливают режим выходного каскада на транзисторах VT2, VT3 по постоянному току, указанный на схеме.

Рис. 1. Схема усилителя

Все элементы усилителя смонтированы на двухсторонней печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм, чертёж которой показан на рис. 2, а схема размещения элементов — на рис. 3. Вторая сторона платы оставлена металлизированной и с помощью отрезков лужёного провода через отверстия соединена с металлизированными площадками первой стороны. В усилителе применены постоянные резисторы и конденсаторы для поверхностного монтажа типоразмера 0805, подстроечные резисторы — PVZ3A. Трансформатор T1 намотан вдвое сложенным проводом ПЭВ-2 0,25 на ферритовом магнитопроводе диаметром 4…5 мм и содержит три витка. Выводы обмоток выведе-ны в противоположные стороны. Катушка L1 намотана проводом ПЭВ-2 0,5 на оправке диаметром 4 мм и содержит 2,5 витка. Дроссель L2 намотан проводом ПЭВ-2 0,18 на оправке диаметром 2 мм и содержит 20…25 витков, витки скреплены клеем «Момент».

Рис. 2. Чертёж печатной платы усилителя

Рис. 3. Схема размещения элементов на плате усилителя

Эти усилители работают совместно с антенной Харченко. Её размеры оптимизированы для приёма цифровых пакетов в нашей местности. Размеры рамок можно рассчитать, используя информацию в [3]. Для приёма телевизионных программ на большом удалении от передатчика можно применить такую антенну с рефлектором. Усилитель располагают непосредственно в месте соединения рамок. К выходу усилителя припаивают коаксиальный кабель длиной около 400 мм, который прокладывают вдоль сторон одной из рамок и фиксируют отрезками проволоки. На конце кабеля установлен ВЧ-разъём, к которому подключают кабель снижения. Место соединения надо обязательно загерметизировать. Некоторые подробности конструкции антенны приведены в [1].

Плата усилителя закрыта крышкой с внутренним диаметром 27 мм от ПЭТ-бутылки. Для защиты от воздействия окружающей среды места всех соединений и сам усилитель с нижней стороны платы покрывают водостойким герметиком.

Для телевизоров и тюнеров, не имеющих опции питания антенного усилителя по кабелю снижения, но есть USB-разъём, для питания антенного усилителя можно использовать его напряжение +5 В, которое подают на кабель через развязывающее устройство (инжектор).