Усилитель телевизионного сигнала. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Антенны телевизионные

 Комментарии к статье

В настоящее время доставка телевизионного сигнала потребителю осуществляется как через эфир, так и с помощью систем кабельного телевидения. Если уровень сигнала недостаточен, для его повышения приходится применять телевизионные усилители. Ранее их называли антенными, поскольку они чаще всего размещались вблизи антенны.

Описание такой конструкции приведено в статье "Телевизионный антенный усилитель с большим динамическим диапазоном" ("Радио", 2005, № 9, с. 11, 12). Но с развитием кабельных сетей это название - антенный усилитель - стало не вполне точным. Он, например, может потребоваться в случае, если потребителей в квартире несколько и телевизионный сигнал приходится делить на всех "поровну", а его уровня может быть недостаточно.

Усилитель должен не только обеспечивать требуемое усиление, но при этом еще и не ухудшать качество сигнала, т. е. иметь небольшой коэффициент шума. Поскольку число одновременно усиливаемых сигналов может достигать нескольких десятков, он также должен иметь высокую линейность, т. е. малые интермодуляционные искажения. К тому же устанавливать его желательно на вводе сигнала в квартиру и поэтому питать по сигнальному кабелю.

 
Рис. 1 (нажмите для увеличения)

Схема такого усилителя, собранного на основе специализированной микросхемы, показана на рис. 1. Одна особенностей примененной микросхемы - отсутствие отдельного вывода для подачи питающего напряжения которое поступает непосредственно на выход, что упрощает питание усилителя по сигнальному кабелю Вторая особенность - она поддерживает постоянное напряжение на выходе (называемое напряжением прибора Unp), слабо зависящее от потребляемого тока, который устанавливают подборкой токоограничивающих резисторов.

На входе усилителя предусмотрен подстроечный резистор R1 - регулятор входного сигнала, он может потребоваться для получения оптимального уровня сигнала на выходе. Этот резистор можно не устанавливать, соединив левый по схеме вывод конденсатора С1 непосредственно с центральным контактом высокочастотного гнезда XW1. Фильтр верхних частот C1L1C2 подавляет сигналы с частотами менее 30 МГц. Диоды VD1, VD2 защищают вход микросхемы, a VD3 - ее выход Питание на микросхему поступает по сигнальному кабелю через токоограничивающие резисторы R2 R3, R5, R6 Одновременно R4 и R5, R6 обеспечивают деление мощности усиленных сигналов на два выхода, поэтому коэффициент усиления всего усилителя будет меньше коэффициента усиления примененной микросхемы на 3.. 4 дБ

Без изменения схемы и конструкции можно применить различные микросхе мы, при этом в некоторых случаях потребуется изменить только номиналы некоторых резисторов. В настоящее время выбор микросхем весьма широк. Параметры некоторых из них приведены в таблице, где К - коэффициент усиления; F-3 дБ - верхняя частота полосы пропускания по уровню 3 дБ от максимального значения (нижняя частота полосы пропускания определяется емкостью разделительных конденсаторов и параметрами ФВЧ); Кш - коэффициент шума.

Показателями линейности амплитудной характеристики служат: Р, - выходная мощность, при которой коэффициент усиления снижается на 1 дБ (Output Power at 1 dB Gain Compression); IP3 - гипотетическая точка на амплитудной характеристике микросхемы, в которой мощность интермодуляционных искажений равна мощности основного сигнала. В иностранных источниках ее называют точкой пересечения третьего порядка (Third Order Intercept Point). Все перечисленные выше параметры нормируют для 50-омного тракта, а выходную мощность измеряют в децибелах относительно милливатта (дБмВт). Остальные параметры: Іпотр - номинальный потребляемый ток; Імакс - максимально допустимый потребляемый ток; Unp - постоянное напряжение на выходе микросхемы.

Рис. 2

Поскольку питающее напряжение поступает на усилитель по сигнальному кабелю, для его подачи применено развязывающее устройство, схема которого показана на рис. 2. Диод VD1 защищает усилитель от неправильной полярности напряжения, через дроссель L1 питающее напряжение поступает на сигнальный кабель, одновременно фильтр L1C2C3 не пропускает телевизионный сигнал в блок питания. Вилку XW1 вставляют в антенное гнездо телевизора, а в гнездо XW2 - сигнальный кабель, который идет к гнезду XW3 усилителя и подают питающее напряжение с выхода сетевого стабилизированного блока питания, обеспечивающего требуемый потребляемый ток. Если планируется дальнейшее деление сигнала усилителя на несколько потребителей, то подключать любой разветвитель можно к гнезду XW2 или вилке XW1 развязывающего устройства.

Рис. 3

Все элементы усилителя монтируют на печатной плате из фольгированного с двух сторон стеклотекстолита толщиной 1,5 мм, чертеж которой показан на рис. 3. На непоказанной на рисунке стороне платы фольга полностью оставлена. В устройстве применены постоянные резисторы РН1-12, подстро-ечный - 3303 фирмы BOURNS, конденсаторы для поверхностного монтажа типоразмера 0805. Катушка индуктивности намотана проводом ПЭВ-2 0,2 на оправке диаметром 2 мм и содержит 10-12 витков. Коаксиальные гнезда XW1 -XW3 - серии F, их монтируют на металлических уголках из жести. Предварительно уголки припаивают к плате с двух сторон. Внешний вид смонтированного усилителя показан на рис. 4.

Рис. 4

Общее сопротивление цепи резисторов R2, R3, R5, R6 (Rz) зависит от напряжения питания 11пит, которое должно быть больше ипр на несколько вольт, и потребляемого микросхемой тока Iпотр: Rсумм = (Uпит-Uпр)/lпотр. Поскольку усилитель рассчитан на подключение двух нагрузок - ВЧ кабелей с сопротивлением 75 Ом, номиналы резисторов R5 и R6 изменять не следует, т. е. R5 = R6 = 75 Ом. Например, для микросхемы SGA-6489 (Iпотр = 75 мА) при напряжении питания Uпит = 12 В получим Rсумм = (12 - 5)/75 - 93 Ом Общее сопротивление резисторов R5 и R6 равно примерно 38 Ом, поэтому сопротивление соединенных параллельно резисторов R2 и R3 равно: 93 - 38 = 55 Ом Для нашего случая выбираем R2 = R3 = 100 Ом. Мощность, рассеиваемая на одном резисторе R2 (или R3) Рраcc  = (lпотр/2)²-R2 = 0,14 Вт, поэтому выбраны резисторы с номинальной мощностью рассеяния 0,25 Вт.

Рис. 5

Чертеж платы развязывающего устройства показан на рис. 5. Она также изготовлена из фольгированного с двух сторон стеклотекстолита толщиной 1,5 мм, фольга с одной стороны также оставлена. Применен дроссель ЕС-24 индуктивностью несколько микрогенри (1 - 10 мкГн), высокочастотные разъемы - серии CAT (САТ-Ш, CAT-Г) или аналогичные импортные. Гнездо XW2 устанавливают на плате аналогично гнездам на плате усилителя. В отверстия обеих плат вставляют отрезки луженого провода и припаивают с двух сторон.

Если усилитель планируется применить в качестве антенного и разместить вблизи нее, то оставляют только один выход (XW3), а предпочтение следует отдать микросхеме с наименьшим коэффициентом шума, усилением не менее 15 дБ и максимальными значениями P1 и IP3. При этом резисторы R2, R3, R5, R6 исключают из усилителя, установив взамен них перемычку из фольги шириной 3 . 4 мм, и включают их последовательно с дросселем L1 в развязывающем устройстве. Корпус усилителя должен быть герметичным или все его элементы следует каким-либо образом защитить от воздействия окружающей среды.

В заключение следует отметить, что на основе некоторых приведенных в таблице микросхем возможно построение усилителя ПЧ (=0,95...2,4 ГГц) систем спутникового телевидения. Такой усилитель устанавливают между конвертером (LNB - Low Noise Block) и ресивером Он может потребоваться при большой длине кабеля снижения или сильном затухании сигнала в нем.

Автор: И. Нечаев

Смотрите другие статьи раздела Антенны телевизионные.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Фотоны вместо электронов для революционных процессоров 18.01.2021 Современные вычислительные возможности классических процессорных архитектур себя исчерпали, уверены в IBM. Более того, они стали препятствием на пути развития систем машинного обучения и искусственного интеллекта. Прорыв видится в области развития кремниевой фотоники и вычислений в памяти, когда данные обрабатываются там, где они хранятся. И сегодня в IBM доказали, что они нащупали путь к электронике будущего, в которой вместо электронов по цепям полетят фотоны. Специалисты IBM совместно с учеными из нескольких стран разработали и реализовали оптическую вычислительную систему для ускорения работы нейронных сетей. В частности, в компании создали "фотонное тензорное ядро", которое способно выполнять так называемую операцию свертки - математическую операцию над двумя функциями, которая выводит третью функцию - за один временной шаг. Обычно это простое сложение или умножение, но для обработки одного фрагмента данных требуются миллиарды таких операций, поэтому низкие задержки и малое потребление - это жизненно необходимые требования к таким системам. Выполнение операций над данными в памяти - это дополнительная возможность сэкономить как на потреблении, так и на задержках, поскольку данные не нужно перегонять в процессор и обратно. В разработке IBM данные хранились и обрабатывались в ячейках памяти на основе памяти с фазовым переходом. Следующий шаг к ускорению обработки данных - это мультиплексирование с разделением по длине волны (WDM). Проще говоря, на блок памяти данные поступали в виде света с разной длиной волны. Подобный подход позволяет как расширить канал передачи данных (частотное расширение), так и проводить операции над фотонным потоком данных параллельно. Там, где электроны текли в цепи последовательно, фотонные цепи допускают параллельное течение данных и одновременную обработку каждого из потоков. Это колоссальное ускорение обработки данных! В качестве эксперимента была создана матрица 9 х 4 с максимум четырьмя входными векторами на временной шаг, каждый из которых передавался в виде светового излучения со своей длиной волны. Для операций MAC (умножение-накопление) матрица показала производительность 2 TOPS/с на скорости модуляции 14 ГГц. В IBM рассчитывают, что предложенная схемотехника поможет достичь производительности фотонных схем с вычислениями в памяти значений на уровне PetaMAC/с на мм2 (тысячи триллионов операций MAC), что на три порядка выше современных значений на уровне 1 TOPS/мм2 для текущей электроники.

Другие интересные новости:

▪ Женщины запоминают слова лучше, чем мужчины

▪ Cмартфон Moto X Developer Edition для разработчиков

▪ Гравитационный аккумулятор

▪ Запущена крупнейшая натрий-ионная батарея

▪ Мониторинговая система NET-GPRS 4.4

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Цифровая техника. Подборка статей

▪ статья Генри Уорд Бичер. Знаменитые афоризмы

▪ статья Что болталось на ноге у Гагарина во время его торжественной встречи в Москве? Подробный ответ

▪ статья Сансевиера. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Стабилизированный преобразователь для ПДУ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Лабораторный источник питания с диагностикой. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026