Новые антенные усилители. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Антенные усилители

Комментарии к статье

В 90-х годах в связи с расширением сети эфирного телевещания и увеличением числа действующих каналов резко возрос интерес пользователей к многоканальным телевизионным антеннам, способным без каких-нибудь переключений принимать осе программы в диапазонах MB и ДМВ. С середины десятилетия на рынок стали поступать польские малогабаритные телевизионные антенны ASP-4WA, ASP-8WA (CX-8WA) фирм ANPREL, DIPOL, ELECTRONICS и др., удовлетворяющие (в той или иной степени) требованиям такого приема. Антенны быстро завоевали популярность, и сейчас в эксплуатации находится довольно большое их количество.

Индивидуальные телевизионные антенны ASP-4WA, ASP-8WA представляют собой плоские вибраторные конструкции с общим сетчатым экраном-рефлектором. Они активны, т. е. снабжены электронными усилителями, установленными непосредственно на антеннах и питающимися по фидеру снижения. Многие характеристики антенн, такие, в частности, как коэффициент усиления и полоса пропускания, получены благодаря использованию именно антенных усилителей. Следовательно, от параметров последних во многом зависит качество воспроизводимого телевизионного изображения.

Для активных антенн ASP разные производители выпускают целую гамму унифицированных антенных усилителей под различными торговыми марками и номерами. Конструктивно все они оформлены одинаково: в виде небольшой печатной платы (примерно 60x40 мм) с поверхностным монтажом микроэлементов. Платы изготовлены по автоматизированной технологии SMD и вполне надежны, благодаря многократному контролю. Из-за характерного конструктивного исполнения эти антенные усилители называют пластинчатыми.

О схемотехнике, параметрах, недостатках и ремонте большого числа антенных усилителей SWA подробно рассказано в [1]. Однако фирмы, выпускающие такие усилители, совершенствуют свою продукцию, и в настоящее время появилось много новых моделей: SWA. S&A, GPS, РАЕ и др. Их параметры, несомненно, представляют большой практический интерес как для владельцев, уже эксплуатирующих антенны и желающих улучшить качество изображения, так и для тех, кто решил купить новую антенну. Кроме того, усилители могут работать и с другими типами антенн, например, логопериодическими, волновой канал и т. п. (при условии согласования входных сопротивлений).

Антенные усилители имеют ряд характерных параметров, которые условно можно разделить на две группы: общие и индивидуальные. К общим относятся: входное и выходное сопротивления (300 и 75 Ом соответственно), напряжение питания (9... 15 В при номинальном 12В), рабочий интервал частот-каналов (1-68 телеканалы, за редким исключением). Благодаря общим параметрам обеспечивается взаимозаменяемость усилителей.

Однако для оценки качества усилителя важны также индивидуальные параметры, отличающие один усилитель от другого, в частности, шумовые и усилительные. Информация о них не всегда доступна, хотя в последнее время ее стали частично помещать в торговой документации к антеннам. Полностью же она указана в фирменных каталогах, приобрести которые затруднительно даже у фирм, торгующих антеннами оптом.

С целью правильного выбора антенного усилителя обязательно нужно знать два его индивидуальных параметра: коэффициент шума и приведённый коэффициент усиления Ку. Весьма желательно также представлять и вид его АЧХ.

Первостепенное значение при выборе усилителя имеет коэффициент шума: он должен быть как можно меньше и непременно ниже, чем у входного каскада телевизора [1]. Современный антенный усилитель должен иметь коэффициент шума не более 2 дБ.

Второй параметр (коэффициент усиления) рассчитывают по методике, описанной в [1], исходя из потерь сигнала в кабеле и пассивных разветвителях (если они есть). Выбирают антенный усилитель по ближайшему к расчетному значению коэффициента Ку. Его увеличение сверх расчетного дает эффект при одновременном снижении уровня шума, иначе только повышается опасность самовозбуждения и перегрузки усилителя мощными сигналами от близко расположенных станций.

Необходимо учитывать также зависимость коэффициента Ку от частоты, которая определяется реальной АЧХ усилителей Каждый из них имеет свой характерный вид АЧХ. Так, усилители SWA и РАЕ имеют один плавный максимум (горб) на частоте примерно 600 МГц (подъем усиления достигает 6... 10 дБ). У усилителей S&A и РА характеристика двугорбая: второй подъем усиления на 3...5 дБ расположен на частоте примерно 100 МГц, т. е. на MB. Вид АЧХ позволяет выбрать усилитель в зависимости от условий приема с целью улучшения устойчивости и помехозащищенности за счет снижения усиления на нерабочих участках диапазона. Указанный в документации коэффициент усиления, как правило, относится к диапазону ДМ В, на частотах MB он может быть существенно ниже.

Большинство новых усилителей собрано по традиционной двухкаскадной схеме ОЭ-ОЭ. Рассмотрим схемотехнику, параметры и АЧХ некоторых новых моделей усилителей различных марок.

Усилитель SWA-555, принципиальная схема которого изображена на рис. 1, представляет собой двухкаскадный апериодический усилитель ВЧ на биполярных микротранзисторах Т67 (BFG-67) или BFR-91A.

Первый каскад - широкополосный, без коррекции. Во втором каскаде имеется коррекция: конденсатор С5 в цепи токовой ООС транзистора VT2 обеспечивает спад АЧХ на нижних частотах рабочего диапазона [1], а конденсатор С4 в цепи ООС по напряжению ограничивает усиление на верхних частотах и за пределами рабочей полосы. АЧХ усилителя показана на рис. 2.

В целом схемы усилителей SWA-555 и SWA-9 практически полностью совпадают (у первого лишь отсутствует LC-фильтр в цепи питания и изменены некоторые номиналы пассивных элементов). Поэтому и АЧХ усилителей близки. Однако при использовании в первом каскаде малошумящего транзистора BFR-91A (Кш=1,6 дБ) усилитель SWA-555 имеет меньший коэффициент шума.

У усилителей S&A более сложные цепи частотной коррекции в обоих каскадах. В моделях S&A-130, S&A-140, принципиальная схема которых представлена на рис. 3, в цепь ООС по напряжению каскада на транзисторе VT1 введен последовательный контур L1C2. Его резонансную частоту выбирают такой, чтобы усиление первого каскада уменьшалось на верхних частотах диапазона, что способствует устойчивости усилителя. Для расширения полосы коррекции добротность контура L1C2 уменьшена резисторами R1, R3. которые обеспечивают необходимый постоянный ток базы транзистора VT1.

Второй каскад снабжен двойными RC-цепями R6, R7, С6 и R7, С4, С5 в эмиттерной цепи транзистора VT2, изменяющими АЧХ в низкочастотной области. В результате характеристика усилителей получается двугорбой, как изображено на рис. 4.

Подъем усиления на частоте 100 МГц достигает 3...4 дБ. Провал между горбами приходится на частоты 230...400 МГц, не используемые эфирными каналами телевидения. Такая форма АЧХ улучшает устойчивость и помехозащищенность усилителя.

Из других особенностей усилителей S&A следует отметить применение на входе диода грозозащиты VD1. Эффективность его не очень высока, поэтому антенну рекомендуется заземлять.

В усилителях РАЕ, как и в S&A, применена LC-коррекция в обоих каскадах. В усилителе РАЕ-45, принципиальная схема которого показана на рис. 5, она обеспечивается двумя последовательными контурами L1C3 и L2C5, включенными в цепях ООС по напряжению первого и второго каскадов соответственно.

Кроме того, влияют на формирование АЧХ и конденсаторы С2, С8. В результате горб на АЧХ этого усилителя получается более острым, с резким спадом на частотах свыше 700 МГц, что видно на рис. 6.

Усилители РА подробно рассматривать нет смысла, поскольку они аналогичны усилителям S&A, за исключением применения на входе вместо диода VD1 катушки. Вид АЧХ усилителей РА и S&A примерно одинаков.

Модели GPS подобны усилителям SWA-455, SWA-555 и отличаются только номиналами корректирующих элементов во втором каскаде. За счет увеличения емкости блокирующего конденсатора в эмиттерной цепи второго транзистора достигнуто повышенное усиление на участке частот 100...400 МГц.

В некоторых новых моделях усилителей к эмиттеру второго транзистора подключена дополнительная цепь из последовательно соединенных подстроечного и постоянного резисторов и конденсатора (на рис. 1 показаны штриховой линией). Подстроечным резистором в этом случае можно изменять усиление в области нижних частот диапазона и, следовательно, АЧХ усилителя. К сожалению, ценность такого регулятора коррекции невелика, поскольку усилитель при поднятой антенне труднодоступен.

Проведенный анализ схемотехники и АЧХ, разумеется, не полон, так как, кроме корректирующих цепей, на АЧХ влияют взаимное расположение деталей, емкость монтажа, наличие полосковых линий и т. д. Тем не менее он, по мнению автора, достаточен для правильного выбора усилителя по виду АЧХ, а в ряде случаев и для самостоятельной подстройки путем подбора корректирующих элементов.

Из анализа вытекают следующие практические рекомендации. Реальный вид АЧХ усилителей SWA и РАЕ таков, что их лучше применять в основном для приема удаленных станций диапазона ДМВ. на котором усилители имеют максимальное усиление. За счет пониженного усиления в области MB такие усилители (особенно РАЕ) более устойчивы и лучше защищены от помех на этих частотах.

Для приема слабых сигналов MB предпочтение следует отдать усилителям S&A, РА и GPS, имеющим повышенное усиление на MB. Это особенно важно, учитывая, что у малогабаритных антенн ASP очень мало собственное усиление на MB диапазоне: на частоте 50 МГц оно, например, у антенны ASP-8WA не превышает 1 дБ [2].

Основные параметры новых моделей SWA. S&A. PA, GPS, РАЕ (рабочий частотный интервал f, коэффициент шума Кш и коэффициент усиления Ку), взятые из сети Интернет [2], а также фирменных каталогов, представлены в помещаемой здесь таблице. При расхождении сведений в нее внесены худшие значения. Очевидно, что у некоторых новых моделей достигнуто некоторое снижение шума (до 1,5 дБ), однако по-прежнему встречаются и довольно "шумящие" усилители с КШ1 равным 3...3.9 дБ (SWA-31. SWA-32, S&A-110. S&A-120. РА-10), которые применять не рекомендуется.

Фирмам-производителям пока не удалось добиться существенного улучшения шумовых характеристик у большинства усилителей. Лучшие прежние модели SWA-7, SWA-9 имели коэффициент Кш=1,7 дБ [1]. Он и остался примерно таким же у новых усилителей или снижен незначительно, за исключением моделей SWA-47(AST), SWA-49(AST). Это объясняется прежде всего тем, что схемотехника и применяемые транзисторы не изменились: во входных каскадах используют те же СВЧ транзисторы Т67, V3, 415 с предельной частотой 7,5 ГГц и коэффициентом шума до 3 дБ [2] и лишь изредка - менее "шумящий" BFR-91A.

Следует отметить влияние на характеристики усилителей не только типа первого транзистора, но и режима работы. От его коллекторного тока зависят уровень собственных шумов, коэффициент усиления и значение активной составляющей входной проводимости, влияющей на степень согласования по входу.

В большинстве антенных усилителей транзистор VT1 работает при коллекторном токе 1"=8...12 мА. Это позволяет получить довольно высокий коэффициент усиления и хорошее согласование с входным трансформатором Т1, но не оптимально для обеспечения малого уровня собственных шумов. Хотя зависимости Кш=f(Iк) используемых микрочипов неизвестны, но, как правило, для биполярных кремниевых транзисторов СВЧ минимальный уровень шума наблюдается при коллекторном токе 2...5 мА [3]. Следовательно, существует вероятность того, что при уменьшении коллекторного тока транзистора VT1 можно снизить уровень шума при сохранении хорошего согласования на входе. Косвенно это подтверждается тем, что у усилителей РАЕ (только у них) ток первого транзистора уменьшен до 4...5 мА. за счет чего при таких же транзисторах достигнуто существенное уменьшение уровня шума: по информации из сети Интернет коэффициент Кш у этих усилителей достигает 0.8...1 дБ.

Как отмечено в [1], многие антенные усилители SWA с большим коэффициентом усиления склонны к самовозбуждению. Это объясняется тем. что обеспечить устойчивость двухкаскадного апериодического усилителя ВЧ, собранного по схеме ОЭ-ОЭ, в полосе частот до 900 МГц довольно сложно. Казалось бы, дальнейшее увеличение числа каскадов не имеет смысла, поскольку добиться устойчивости в этом случае практически невозможно. Тем не менее на рынке появились усилители, собранные на четырех транзисторах. Заинтересовавшись этим фактом, автор приобрел усилитель SWA-2000/4T. Его принципиальная схема, составленная по печатной плате, представлена на рис. 7.

Анализ схемотехники этого усилителя показал, что он собран по обычной схеме на двух транзисторах VT1 и VT2, включенных с ОЭ. Входной сигнал поступает на базу транзистора VT1, усиливается в двухкаскадном тракге и снимается с коллектора транзистора VT2. поступая через переходный конденсатор С9 в коаксиальный кабель. Дополнительные же транзисторы VT3 и VT4 входят в активные цепи, задающие напряжение смещения на базах транзисторов VT1 и VT2. Так как транзисторы VT3, VT4 не усиливают полезный сигнал, для этой цели используют низкочастотные и дешевые чипы 3F.

Очевидно, что при таком построении характеристики усилителя SWA-2000/4T не могут сколь-нибудь существенно превосходить параметры двухкаскадных усилителей с аналогичной коррекцией (SWA-7, SWA-9. SWA-555 и др.), что и подтвердили сравнительные испытания.

Резюмируя, приходим к следующим выводам. Во-первых, многие из новых усилителей повторяют схемотехнику и соответственно характеристики старых моделей. При этом солидный номер новой разработки вовсе не свидетельствует о более высоком ее качестве. Например, усилитель SWA-555 по параметрам и схемотехнике представляет собой тот же усилитель SWA-9. Это же касается и усилителей, собранных на четырех транзисторах.

Во-вторых, среди новых усилителей встречаются модели с действительно улучшенными характеристиками, что предполагает и возможность повышения качества приема. По шумовым параметрам лучшими можно признать усилители SWA-47 (AST), SWA-49 (AST), а также, судя по сведениям в Интернет, усилители типа РАЕ.

В-третьих, замена антенного усилителя приведет к положительному эффекту только в случае применения новой модели с меньшим уровнем шума, расчетным значением коэффициента усиления и подходящей АЧХ.

В заключение скажем, что модели антенных усилителей фирмы-производители разрабатывают довольно быстро и не исключено, что к моменту выхода в свет журнала с этой статьей, наверно, появятся и новые, усовершенствованные усилители. В любом случае критерии определения их качества и рекомендации по выбору, рассмотренные здесь и в [1], не изменяются.

Литература

1. Пахомов А. Антенные усилители SWA. - Радио. 1999. № 1. с. 10-12.
2. Нестеренко И. И., Жужевич А. В. Выбери антенну сам. - М.: Солон. 1998.
3. Полупроводниковые приборы. Транзисторы малой мощности. Справочник (А. А. Зайцев, А. И. Миркин, В. В. Мокряков и др.). Под общей ред. А. В. Голомедова. - М. Радио и связь, 1989.

Автор: А.Пахомов, канд. техн. наук, г.Зерноград Ростовской обл.

Смотрите другие статьи раздела Антенные усилители.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Власть является ключевым фактором счастья в отношениях 11.03.2026

Исследования семейных и романтических отношений показывают, что длительное счастье пары зависит не только от привычных факторов, таких как доверие, уважение и преданность, но и от более тонких психологических аспектов. Современные ученые ищут закономерности, которые отличают действительно счастливые пары от остальных, чтобы понять, какие механизмы поддерживают гармонию в отношениях. Группа исследователей из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге и Бамбергского университета провела опрос среди 181 пары, которые состояли в совместных отношениях более восьми лет и прожили вместе хотя бы месяц. Участники заполняли анкету, описывая различные аспекты своих отношений, включая распределение обязанностей, эмоциональную поддержку и степень вовлеченности в совместные решения. Анализ данных показал интересный паттерн: пары, где оба партнера ощущали высокий уровень личной власти, оказывались наиболее счастливыми и удовлетворенными. В данном контексте под властью понимается способност ...>>

Защищенная колонка-повербанк Anker Soundcore Boom Go 3i 11.03.2026

Компания Anker представила новую модель линейки Soundcore - колонку Soundcore Boom Go 3i, ориентированную на активное использование на улице. Новинка отличается высокой степенью защиты: корпус соответствует стандарту IP68, что обеспечивает водо- и пыленепроницаемость, а ударопрочный дизайн выдерживает падение с высоты до одного метра. За качество звука отвечает 15-ваттный драйвер, обеспечивающий пик громкости до 92 дБ, а технология BassUp 2.0 усиливает низкие частоты, делая звучание более насыщенным. Колонка обладает автономностью до 24 часов, а LED-индикатор позволяет контролировать уровень заряда батареи. Кроме того, Soundcore Boom Go 3i может выполнять функцию павербанка: согласно внутренним тестам, устройство способно зарядить iPhone 17 с нуля до 40% за один час, что делает его полезным аксессуаром в походах и поездках. Среди функциональных особенностей модели стоит выделить технологию Auracast, которая улучшает подключение и позволяет создавать стереопару из двух колонок ...>>

Раннее воздержание от алкоголя перестраивает мозг и иммунитет 10.03.2026

Алкогольная зависимость - хроническое расстройство с компульсивным употреблением спиртного, которое влияет не только на поведение, но и на функционирование мозга и иммунной системы. Недавние исследования показали, что даже на ранних этапах воздержания организм начинает перестраиваться, открывая новые возможности для терапии зависимости. Ученые сосредоточились на пациентах, находящихся в первые недели абстиненции, и зафиксировали значительные изменения в мозговой активности. С помощью функциональной магнитно-резонансной томографии они выявили перестройку сетей нейронных связей, отвечающих за контроль импульсов и принятие решений. Эти изменения могут быть ключевыми для восстановления самоконтроля и снижения риска рецидива. Одновременно с нейронной перестройкой исследователи наблюдали колебания иммунной системы. В крови повышался уровень цитокинов - сигнальных белков, регулирующих воспалительные процессы. Эти данные свидетельствуют о существовании нейроиммунного взаимодействия, при ...>>

Случайная новость из Архива SAMSUNG готовит 0,85-дюймовые НЖМД, TOSHIBA планирует их производство 27.11.2004 Компания Toshiba к концу года планирует начать серийное производство своих 0,85-дюймовых жестких дисков, правда, с емкостью накопителей компания еще окончательно не определилась - будут ли это 2-х или 3-х Гбит диски. Напомним, что 0,85-дюймовые накопители были представлены компанией еще в декабре прошлого года, а начало серийного производства планировалось на 2005 год. Позиционируются устройства для того же оборудования, что и 1,8-дюймовые НЖМД: портативных аудиоплееров, мобильных телефонов. Конкуренцию Toshiba на рынке миниатюрных дисков может составить Samsung, которая также сообщила о планах представления собственных устройств указанного типоразмера. В настоящее время ведутся НИОКР в данной сфере, поэтому информации о готовности конечных продуктов пока нет. Интересно мнение аналитиков в отношении сектора миниатюрных жестких дисков: по мнению IDC, сотовые телефоны будущего должны будут иметь возможность хранить до 4 Гб данных, где в качестве носителя, разумеется, вполне могут выступать 0,85-дюймовые диски. С другой стороны, после того, как Samsung представила 8-ми Гбит микросхемы NAND-флэш, вопрос что же дешевле - использовать в устройствах НЖМД или флэш, может стать неактуальным.

Другие интересные новости:

▪ Роботизированная нога сама учится ходить

▪ Окна могут обогревать дом

▪ SHARP обновила линейку ЖК-телевизоров AQUOS 6 моделями

▪ Технология идентификации по ЭКГ

▪ Пена вместо кондиционера

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Любителям путешествовать - советы туристу. Подборка статей

▪ статья Аркадия. Аркадская идиллия. Крылатое выражение

▪ статья Что такое метафора? Подробный ответ

▪ статья Техник-лаборант. Должностная инструкция

▪ статья Радиолюбителю-конструктору. Справочник

▪ статья Зарядное устройство для стартерных батарей аккумуляторов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026