При использовании телезрителями нескольких телевизионных антенн, принимающих сигналы с различных направлений на разных диапазонах и каналах, появляется задача их передачи без потерь к телевизору с наилучшим качеством. Как решить ее, и рассказывает автор публикуемой статьи.

Проблема высококачественного приема телевизионных программ всегда волновала телезрителей, и в настоящее время она не утратила своей актуальности, а приобрела новые аспекты. Так, в большинстве городов телевизионное вещание уже не ограничивается одним-двумя каналами. В связи с таким бурным ростом их числа возникают и некоторые новые особенности в применении антенн.

Так как каждый телевизионный канал работает в своей полосе, средние частоты которых могут значительно отличаться, то необходимо использовать несколько антенн на различные диапазоны. Часто телесигналы приходят с разных направлений, и не только в сельской местности, но и в городах. Во-первых, по причине того, что передатчики иногда расположены в разных частях города или в разных городах для сельской местности. Во-вторых, иной раз отраженный сигнал оказывается сильнее прямого (например, в случае, если на пути прямого сигнала находится большое препятствие). Наблюдаются и множественные переотражения сигнала. Следовательно, антенны требуется пространственно ориентировать в различных направлениях.

Кроме того, телевизионные сигналы телестанций могут иметь разную поляризацию. Следовательно, антенны нужно располагать в соответствующих плоскостях (горизонтальной или вертикальной). К тому же применяемые передатчики часто значительно различаются по мощности (в десятки раз) или бывают расположены на существенно разных расстояниях.

Указанные причины приводят к необходимости использования нескольких антенн, каждая из которых, в идеальном случае, настроена лишь на свой канал. В таких условиях комнатные антенны часто не обеспечивают приемлемое качество приема всех каналов, особенно у жителей нижних этажей многоэтажных домов при плотной городской застройке.

В свою очередь возникает задача доставки принятых антеннами сигналов к телевизору, что может быть решено несколькими способами.

Во-первых, прокладывают от каждой антенны свой кабель снижения и вручную коммутируют штекеры у гнезда телевизора. Такой вариант экономически существенно не выгоден (требуется много кабеля) и неудобен (частое переключение штекеров приводит, в конце концов, к выходу из строя гнезда).

Во-вторых, используют разделительные фильтры или сумматоры, работающие на один кабель снижения. Однако с ростом числа антенн эти устройства значительно усложняются. Кроме того, заметно растут потери полезного сигнала.

В-третьих, переключают кабели антенн дистанционно управляемыми устройствами, расположенными в непосредственной от них близости (на крыше), и подают сигнал по одному кабелю снижения. Такой способ может быть реализован несколькими путями. Один из них - использование электромеханических реле. Однако с ростом числа антенн растет и влияние емкости коммутирующих контактов. Кроме того, реле потребляют довольно большой ток. Другой путь - применение устройства электронной коммутации, которое лишено указанных недостатков.

Вариант относительно несложного коммутатора сигналов восьми телевизионных антенн, питаемого и дистанционно управляемого по одному кабелю снижения, был собран по принципиальной схеме, изображенной на рис. 1.

Основа устройства - микросхема К561ИЕ9 (DD1), представляющая собой счетчик с дешифратором на восемь выходов. При включении питания тумблером SA1 через него, кнопку SB1, дроссель L11, находящиеся около телевизоpa, кабель снижения, дроссель L10 и диод VD1 заряжается конденсатор С4, а напряжение питания поступает на микросхему. В первый момент напряжение питания проходит через конденсатор С2 на вход сброса R микросхемы DD1 и устанавливает счетчик в начальное (нулевое) состояние. При этом на его выходе 0 (вывод 2) появляется уровень 1, а на выходах 1 - 7 - уровень 0. Транзистор VT1 эмиттерного повторителя первой из восьми транзисторно-диодных ячеек будет открыт, а транзисторы VT2-VT8 других ячеек закрыты. К диоду VD3 оказывается приложенным открывающее напряжение, через него, дроссель L9 и резистор R11 течет ток. На диоды VD4 - VD10 поступает закрывающее напряжение.

В открытом состоянии диоды обладают малым сопротивлением, равным единицам ом, а в закрытом состоянии - большим сопротивлением и малой емкостью, не превышающей единиц пикофарад. В результате через конденсатор С5, открытый диод VD3, конденсаторы С14, С15 и кабель снижения высокочастотный сигнал с антенны WA1 приходит на вход телевизора. Конденсаторы С5, С14, С15 служат для развязки по постоянному току, а дроссели L1 - L11 - для развязки по высокочастотному сигналу.

При нажатии на кнопку SB1 напряжение питания на коммутатор и, следовательно, на коллекторы транзисторов VT1 - VT8 не поступает. При этом диод VD1 не позволяет разряжаться конденсатору С4 через кнопку, соединяющую цепь питания коммутатора с общим проводом. В таком состоянии ток разрядки конденсатора С4 определяется током потребления микросхемы и током через эмиттерный переход одного из транзисторов (в нашем случае VT1). На входе CN счетчика DD1 формируется фронт отрицательного импульса.

При отпускании кнопки SB1 напряжение питания вновь поступит на коммутатор и на входе CN счетчика возникнет спад отрицательного импульса, который вызывает изменение его состояния. Теперь на выходе 1 (вывод 1) будет уровень 1, а на выходах 0, 2 - 7 - уровень 0. К входу телевизора оказывается подключенной антенна WA2, а остальные антенны отключены. Конденсаторы С1, С13 устраняют влияние "дребезга" контактов кнопки SB1.

Следовательно, кратковременно нажимая на кнопку, можно дистанционно управлять подключением антенн по кольцу.

В случае, если требуется переключать не 8, а 10 антенн, применяют микросхему К561ИЕ8, увеличив соответственно число транзисторно-диодных ячеек. Если антенн меньше восьми, например, пять, выход микросхемы, номер которого соответствует числу антенн (в нашем примере пятый), подключают через узел, схема которого представлена на рис. 1 справа внизу, а ненужные транзисторно-диодные ячейки удаляют (с выходов 5 - 7). Тогда при появлении уровня 1 на выходе 5 обеспечивается установка счетчика в начальное (нулевое) состояние и будет подключена антенна WA1.

Устройство располагают в металлическом корпусе (автор использовал металлическую банку диаметром 70 и высотой 23 мм). Детали С5-С14, L1 - L10, VD3-VD10 монтируют навесным способом, остальные - на небольшой-печатной плате, рисунок которой из-за простоты не представлен. Желательно, чтобы выводы элементов, по которым проходит высокочастотный сигнал, были наименьшей длины.

В устройстве применены резисторы МЛТ-0,125, конденсаторы КД-1 или КТ-1 (С5 - С12, С14, С15), К50-16 или импортный (С4) и К10-17 (С1 - C3, С13). Дроссели L1 - L11 - ДМ-0,1.

Диоды VD1, VD2 - КД521 с любым буквенным индексом или аналогичные, VD3 - VD10 - диоды с наименьшей емкостью перехода в закрытом состоянии, например, кроме указанного на схеме, КД420А, КД407А, КД409А, КД413А, КД514А или КА517А (обладающий в открытом состоянии сопротивлением 1...2 Ом и имеющий в закрытом состоянии емкость в доли пикофарад). Транзисторы VT1 - VT8 - КТ315 с любым буквенным индексом. Указанные микросхемы можно заменить аналогичными из других серий, например, 564.

Если кабель снижения имеет большую длину и сигнал сильно затухает, в устройство добавляют общий для всех антенн широкополосный ВЧ усилитель промышленного изготовления или усилитель, собранный по одной из схем, описанной в журнале. Следует подобрать усилитель с напряжением питания, близким к номинальному для коммутатора (10 В ±10%), хотя для микросхем серии К561 допускается напряжение питания в пределах 3...15 В. Место подключения усилителя в коммутаторе помечено крестом. Усилитель включают по схеме на рис. 2 в разрыв цепи.

Диод VD11 и конденсатор С16 необязательны, они применены для более щадящего режима работы усилителя при манипуляции кнопкой SB1. Кроме того, усилитель можно применить как для какой-нибудь одной антенны, так и для каждой антенны. Подключение показано на рис. 3.

Можно коммутировать и большее число антенн, увеличив соответственно число счетчиков, но устройство будет более сложным. Следует также иметь в виду, что с возрастанием их числа растет влияние суммарной емкости закрытых диодов.

Увеличение числа переключаемых антенн возможно также за счет использования разделительных фильтров и сумматоров, включаемых на входах коммутатора. Например, так можно подключить антенны диапазонов MB (WA1a) и ДМ В (WA1b) по схеме на рис. 4.

Кроме того, вместо сигналов телевизионных антенн на коммутатор можно подавать и сигналы кабельного телевидения или сигналы с антенн радиовещательных УКВ диапазонов.

Такую систему коммутации можно дополнить и светодиодным индикатором номера или названия включенной антенны. Его монтируют в непосредственной близости от кнопки управления. Работает он по тому же принципу, что и переключатель антенн. Принципиальная схема индикатора изображена на рис. 5. Он переключается синхронно с коммутатором.

При меньшем числе антенн (менее восьми) индикатор изменяют так же, как и коммутатор.

Автор: О.Бобров, г.Воронеж