Высокочувствительный конвертер ДMB. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Телевидение

 Комментарии к статье

Предлагаемый для повторения конвертер преобразует сигналы 21-го - 39-го телевизионных каналов дециметровых волн (ДМВ) в колебания любого из двенадцати каналов метровых волн (MB). Он обладает высокой чувствительностью, избирательностью и большим коэффициентом усиления.

Технические характеристики
Расчетный коэффициент шума на частоте 600 МГц, дБ . . . . 6.5
Коэффициент усиления, дБ . . 15
Входное сопротивление. Ом . . 75
Напряжение питания, В .... ±9
Потребляемый ток, мА, не более 15

Принципиальная схема конвертера показана на рисунке. Приходящий с приемной антенны ДМВ по коаксиальному кабелю с волновым сопротивлением 75 Ом сигнал поступает во входной контур L1C1 с добротностью. равной примерно 25 (полоса пропускания - около 25 МГц). Выбор относительно высокого значения добротности обусловлен необходимостью увеличения чувствительности конвертера и повышения защищенности от помех, возникающих из-за перекрестных искажений при приеме мощных мешающих сигналов. Дальнейшее увеличение добротности за счет уменьшения коэффициентов включения антенны и усилителя радиочастоты (УРЧ) в контур L1C1 приводит к чрезмерной остроте настройки на канал конденсатором С1 и уменьшению КПД входной цепи.

(нажмите для увеличения)

УРЧ конвертера - каскодный, на транзисторах VT1, VT2. Его нагрузкой служит контур L2C5. Через конденсатор С6 сигнал проходит на эмиттер транзистора VT3 преобразователя частоты. Соответствующим подключением каскадов к линии 1.2 согласуются выходное (УРЧ) и входное (преобразователя) сопротивления при выбранной добротности контура.

Напряжение гетеродина снимается на базу транзистора VT3 преобразователя с части линии L3. Она образует с конденсатором С9 контур гетеродина, выполненного на транзисторе VT4 по схеме емкостной трехточки. Коэффициент включения транзистора в контур определяется соотношением емкости конденсатора С11 и емкости эмиттерного перехода Сэ. Изменением емкости диода VDI, подключенного к контуру через конденсаторы С8 и С 12, можно плавно подстраивать гетеродин в пределах одного канала. Для этого на диод подано закрывающее его напряжение, которое регулируют переменным резистором R10. Резистор R7 препятствует возникновению дроссельных автоколебаний.

Повышение чувствительности конвертера по сравнению с аналогичными устройствами достигнуто выбором оптимального режима работы транзистора VT1 по коэффициенту шума и использованием стабилизированного двуполярного источника питающих напряжений. Такое питание позволило создать режим общей базы транзисторов конвертора по постоянному току, т. е. соединить базы непосредственно с общим проводом и обойтись без делителей в их цепях и блокировочных конденсаторов по переменному току. Это помогло избавиться от свойственных последним шумов высокочастотного мерцания емкости, уменьшить число деталей и, следовательно, обусловленные ими паразитные емкости и индуктивности. Отсутствие блокировочного конденсатора в цепи базы транзистора VT4 гетеродина позволило получить более высокую чистоту спектра генерируемых колебаний [1]. Кроме того, использование двуполярного источника питания полностью решило задачу термостабилизации каскадов.

Шумы транзистора VT1 зависят как от режима по постоянному току, так и от согласования входа УРЧ. Измерения показали [2], что коэффициент шума каскада на биполярном транзисторе практически не зависит от напряжения коллектор - эмиттер и увеличивается лишь при малых его значениях (менее 3 В). Зависимость же его от коллекторного тока для большинства современных сверхвысокочастотных транзисторов имеет слабо выраженный минимум при значениях 1...5 мА. Самый существенный фактор повышения чувствительности конвертера - это обеспечение так называемого режима оптимального рассогласования на входе УРЧ, при котором коэффициент шума каскада снижается до минимального значения. Расчет такого режима несложен, но предполагает наличие режимно-частотных зависимостей Y-параметров применяемого транзистора, которые не всегда имеются у радиолюбителей. Поэтому, если вместо указанных на схеме предполагается использовать другие транзисторы, можно поступить следующим образом. Так как активная составляющая входной проводимости транзистора зависит от коллекторного тока, максимальной чувствительности конвертера можно добиться изменением его в пределах 1...10 мА. Хотя при этом коллекторный ток вряд ли будет соответствовать минимуму собственных шумов транзистора, проигрыш по коэффициенту шума после тщательной настройки даже в худшем случае не будет превышать 0,5 дБ по сравнению с минимально достижимым [3].

Детали. В конвертере применены постоянные резисторы МЛТ (R1-R3 -группы А, т. е. с нормированным напряжением шумов не более 1 мкВ/В). Переменный резистор R10 - любой, сопротивлением 47...100 кОм. Подстроечные конденсаторы С1, С5, С9 - КПК-МП, проходной С4 - КТП или любой подходящий по габаритам емкостью 180...4700 пФ, остальные, кроме СИ,- КМ, КД емкостью 100...620 пФ.

Следует учесть, что радиальный и осевой люфт роторов в подстроечных конденсаторах недопустим. Конденсатор С11 (1пФ) - отрезок 75-омного кабеля с фторопластооой изоляцией (погонная емкость 0,55...0,67 пФ/см) длиной около 20 мм (уточняют при налаживании, начиная с 35 мм). Дроссель L4 намотан внавал на бумажном каркасе диаметром 3 мм и содержит 100 витков провода ПЭВ-2 0,1 (длина намотки - 5 мм).

Вместо диода КД503А можно применить КД509А. КД510А или КД521, КД522 с любым буквенным индексом, вместо транзисторов КТ3128А - ГТ330Ж, КТ3127А, КТ371А, любые из серий КТ382, ГТ329, ГТ383, КТ372, а также КТ3120А, КТ3123А, КТ3101А (названы в порядке улучшения параметров конвертера). При использовании транзисторов структуры n-p-n необходимо изменить полярность включения диода VD1 и источников питания.

Рис.2

Конструкция конвертера показана на рис.2. Его монтаж - объемно-печатный, с использованием платы, чертеж которой представлен рис.3. Она изготовлена из двустороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Так как в диапазоне ДМВ глубина проникновения высокочастотных токов в медные печатные проводники не превышает нескольких микрометров, для уменьшения высокочастотных потерь в металле и повышения добротности колебательных контуров шероховатость поверхности платы со стороны монтажа должна быть как можно меньше. Для этого ее полируют, до зеркального блеска шлифовальными микропорошками, пастой ГОИ или зубной пастой и покрывают тонким слоем любого нитролака, разведенного ацетоном в соотношении 1:2. Такая обработка предотвратит окисление поверхностного слоя меди и надолго сохранит его высокую электропроводность. При монтаже фольгу в местах пайки деталей очищают от лака острым концом ножа. Так как проводимость припоя примерно на порядок хуже проводимости меди, облуживать большие участки фольги не рекомендуется, количество припоя в местах пайки должно быть минимально возможным.

Выводы элементов должны быть как можно короче, у разделительных и блокировочных конденсаторов их отпаивают совсем, предварительно очистив места пайки от краски. Транзисторы жестко вставляют в предназначенные для них отверстия (при использовании других транзисторов эти отверстия могут вообще не понадобиться). Для уменьшения влияния используемой отвертки на частоту настройки контуров выводы роторов подстроечных конденсаторов С1, С5, С9 припаивают к плате (общему проводу), лепестки-выводы статоров откусывают. Соединения выводов деталей (двух, трех или четырех), показанные на чертеже без точек пайки, расположены над платой. Точками обозначены места пайки к фольге на соответствующей стороне платы.

Линии L1-L3 представляют собой отрезки неизолированного отполированного медного провода диаметром 1 мм и длиной 22 (L1, L2) и 24 (L3) мм. Один конец провода каждой линии припаивают к выводу статора подстроечного конденсатора, другой - к общему проводу, изогнув по радиусу 7 мм (LI, L3), или к выводу проходного конденсатора С4 (L2). Отрезки располагают над платой на высоте 5 мм для 21-го - 35-го каналов и 3 мм для 36-го - 39-го каналов. Расстояния до мест припайки элементов (считая от концов, соединенных с общим проводом непосредственно или через конденсатор С4) у L1 - 4,3 и 5.5 мм, у L2 - 3,5 и 12 мм. у L3 - 4 мм.

Для экранирования каскадов конвертера к плате припаивают стенки и перегородки высотой 12 мм из меди или латуни толщиной 0,3...0,5 мм с вырезами и отверстиями под выводы элементов. Выходную цепь преобразователя экранировать необязательно. После налаживания монтаж закрывают сверху крышкой из того же материала с отверстиями для доступа к роторам конденсаторов С1, С5, С9. С целью повышения механической прочности антенный и выходной кабели закрепляют на плате проволочными скобами.

Налаживание конвертера начинают с проверки потребляемого тока, который должен быть равен примерно 10 мА. Для питания на этом этапе желательно использовать гальванические элементы, что позволит избежать возможного влияния пульсации и наводок от стабилизатора. Затем убеждаются в работе гетеродина, для чего подсоединяют выход конвертера к входу телевизора, включенного на свободный канал. При исправной работе гетеродина подача питания на конвертер приводит к увеличению звуковых шумов, а вращение ротора конденсатора С9 - к изменению их интенсивности и вспышкам на экране телевизора. Если этого не происходит, в качестве конденсатора С11 включают отрезок коаксиального кабеля длиной 35 мм. Нужного результата добиваются, понемногу укорачивая его острым ножом (если диаметр кабеля менее 3 мм, необходимо следить за тем, чтобы после подрезки оплетка не оказалась соединенной с центральным проводником). В случае неудачи описанную процедуру повторяют при увеличенном эмиттерном токе транзистора VT4, для чего уменьшают сопротивление резистора R6 до 1.5 кОм.

Добившись устойчивой работы гетеродина, настраивают его на нужную частоту. Для этого антенный кабель подключают к левой (по схеме) обкладке конденсатора С6, предварительно отпаяв его от линии L2. Вращая ротор конденсатора С9, добиваются появления хотя бы слабого изображения на экране телевизора при приеме в выбранном канале MB. Восстановив соединение конденсатора С6 с линией L2, подключают антенный кабель через конденсатор емкостью 10...30 пФ к эмиттеру транзистора VT2 и, вращая ротор конденсатора С5, настраивают контур УРЧ по наилучшему изображению на экране. Если резонансные явления отсутствуют, т. е. положение ротора конденсатора С5 не влияет на качество изображения, то корректируют индуктивность линии L2, изменив высоту ее расположения над платой. Затем подают сигнал на вход конвертера и таким же образом настраивают входной контур L1C1.

Далее вместо резистора R2 включают последовательно соединенные постоянный резистор сопротивлением 820 Ом и переменный сопротивлением 10 кОм. Изменяя последним эмиттерный ток транзистора VT1 и подстраивая входной контур, добиваются максимальной чувствительности конвертера по наиболее высокому качеству изображения. Измерив полное сопротивление резисторов в цепи эмиттера, заменяют их одним резистором с наиболее близким номиналом.

На распространение ДМВ весьма ощутимо влияют метеорологические условия. Поэтому в -местности, расположенной в зоне неуверенного приема, режим транзистора VT1 по наилучшей чувствительности желательно подбирать при установившейся погоде за несколько часов до или после захода солнца.

В заключение закрывают конвертер крышкой, припаивают ее по периметру к стенкам экрана и через отверстия в ней окончательно подстраивают контуры L1C1 и L2C5. Следует помнить, что подстройка входного контура иногда необходима при изменении длины антенного фидера, местоположения антенны или замене ее другой.

Литература

1. Справочник по электрическим конденсаторам. Под общей ред. И. И. Четавербкова и В. В. Смирнова. - М.: Радио и связь, 1983, с. 39.
2. Музыка З.Н. Чувствительность радиоприемных устройств на полупроводниковых приборах.- М.: Радио и связь, 1981, с. 99.
3. Виноградов Р. Найде Б. СВЧ транзистор КТ3123.-Радио, 1982, №6, с. 59.

Автор: М.Зайцев, г.Электросталь Московской обл.; Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела Телевидение.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Открыт принципиально новый способ охлаждения 17.01.2023 Стандартные холодильные системы работают с помощью охлаждаемого газа по мере расширения. Этот способ чрезвычайно эффективен, однако используемые в нем газы чрезвычайно вредны для окружающей среды. В новом исследовании группа ученых из Национальной лаборатории Лоуренса и Калифорнийского университета в Беркли сосредоточилась на изобретении принципиально нового способа охлаждения, который был не только эффективным и менее затратным, но и оставался дружественным для окружающей среды. Новый метод, разработанный исследователями, называется ионокаллорическим охлаждением - в нем используются преимущества накопления и высвобождения энергии при изменении фазы материала, например, когда вода переходит из твердого состояния в жидкое. По словам инженера-механика Дрю Лилли, одним из способов заставить лед таять без нагрева добавить несколько заряженных частиц или ионов. Наиболее распространенным примером этого в действии является посыпание льда солью зимой - по сути, ионокалорический цикл также использует соль для изменения фазы жидкости и охлаждения окружающей среды. На сегодняшний день ландшафт хладагентов является одной из самых серьезных нерешенных проблем. До сих пор никому не удавалось создать альтернативное решение, которое охлаждало бы продукты столь же эффективно и вместе с тем было безопасным и не причиняло вреда окружающей среде. Исследователи предполагают, что именно ионокалорический цикл может помочь достичь всех этих целей, однако основной задачей является его правильная реализация. В ходе исследования ученые разработали теорию ионокалорического цикла, чтобы продемонстрировать, как она потенциально может конкурировать, а возможно и превзойти используемые сегодня системы охлаждения. Ученые разработали модель, в которой проходящий через систему ток перемещал бы в ней ионы, тем самым сдвигая точку плавления материала, чтобы изменить температуру. Позже исследователи подтвердили теорию лабораторными экспериментами с использованием соли (приготовленной из йода и натрия). Отметим, что этот органический растворитель используется в литий-ионных батареях и производится с использованием углерода в качестве исходного материала. В результате этот подход может сделать систему нулевой, но и отрицательной. В ходе экспериментов ученым удалось воспроизвести сдвиг температуры на 25 градусов по Цельсию на средства менее одного вольта заряда электричества. Этот результат превосходит все, чего удавалось достичь ученым с помощью других технологий.

Другие интересные новости:

▪ Самообучающийся мозг для смартфонов и планшетов

▪ Материнская плата ASRock H510 Pro BTC+

▪ Процессоры Intel Alder Lake vPro

▪ Найдена планета, где идут дожди из драгоценных камней

▪ Создано средство от диабета и ожирения

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электронные справочники. Подборка статей

▪ статья Палка о двух концах. Крылатое выражение

▪ статья Какие птицы могут спать на лету? Подробный ответ

▪ статья Ежевика сизая. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Многодиапазонная вертикальная антенна. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Черные тузы меняются местами с красными. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025