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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Na correspondência de amplificadores de antena de placa. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Amplificadores de antena No artigo publicado, o autor, considerando os amplificadores usados nas antenas polonesas, oferece sua própria maneira de usá-los no caminho do alimentador da antena. Amplificadores de antena de placa (PAA) fazem parte das populares antenas de TV polonesas ASP-4WA. ASP-8WA (CX-8WA). São uma placa de circuito impresso de 60x40 mm com microelementos montados na superfície. Durante a ativação normal, esse amplificador é instalado diretamente na antena: sua entrada é conectada à sua linha coletora e a saída é conectada a um cabo drop, através do qual recebe a tensão de alimentação. Atualmente, muitas marcas de PAH intercambiáveis, como SWA e GPS, estão sendo produzidas. RA. RAE e outros. Seus circuitos, características, recursos de um determinado amplificador e seu reparo já foram considerados na revista 11. [ 2]. Um uso incomum de PAHs é proposto aqui, que se refere a qualquer inclusão deles separadamente das antenas ASP. Deve-se notar que os PAHs são componentes eletrônicos "prontos para uso" e, devido ao seu preço relativamente baixo (1.5 ... 2 dólares), fica claro que os radioamadores desejam usar PAHs em seus projetos de antena. E muitas vezes são mais eficientes e melhor adaptadas a condições específicas de recepção do que as antenas ASR.O único problema que precisa ser resolvido é combinar a impedância de entrada da antena com a impedância de entrada do amplificador. Vamos primeiro considerar como a correspondência é feita na antena ASR Na entrada do PAH, um transformador de correspondência balun em um anel de ferrite K 10x6x2,5 é ligado. Tem dois enrolamentos - linhas longas de dois fios contendo três voltas cada. Tal transformador em linhas longas (LTL) tem alta eficiência (até 98%), pequenas dimensões e uma ampla faixa de frequências de operação [3]. Quando as oscilações recebidas se propagam nele, as correntes que circulam pelos condutores das linhas são iguais e de sentido oposto, o que significa que o circuito magnético não é magnetizado e praticamente não há perdas nele. Por outro lado, a presença de um circuito magnético aumenta significativamente a indutância dos enrolamentos, eliminando seu efeito de derivação na antena e na carga. O circuito magnético não afeta a propagação das oscilações, pois o modo de onda viajante é fornecido. O esquema condicional para ligar o TDL da antena ASP é mostrado na fig. 1. Possui uma entrada balanceada (pontos a. b, c) e uma saída desbalanceada. Satisfaz as relações indicadas em [3] Rr = n2RH; U1 = nU2. p = nRn, onde R, é a resistência do gerador equivalente à antena, Ohm; RH - resistência de carga, Ohm; n - razão de transformação; p - resistência de onda de uma linha de dois fios, Ohm.
Alguns valores nas fórmulas requerem explicação. Portanto, a taxa de transformação é numericamente igual ao número de enrolamentos TDL, a resistência do gerador na antena receptora é igual à sua resistência de entrada e a resistência de carga é igual à resistência de entrada do PAH. A impedância de entrada da antena é de cerca de 300 ohms e o número de enrolamentos TDL é dois. Substituindo nas fórmulas, obtemos: U2=0,5U„ RH=75 Ohm, p=150Ohm. Conseqüentemente, como resultado da correspondência, a tensão do sinal útil é reduzida pela metade e a resistência de entrada é quatro vezes, sendo esta última transformada em quase padrão (75 ohms). Segue-se que o componente ativo da impedância de entrada do PAH é próximo a 75 ohms, ou seja, sua entrada é realmente casada com a impedância característica do cabo coaxial. A saída do amplificador também é projetada para tal carga. Como resultado, podemos concluir que um PAH sem TDL é capaz de funcionar efetivamente quando incluído em uma quebra de cabo coaxial sem coordenação adicional. Para avaliar como a remoção do TDL afetará as propriedades, vamos nos deter mais detalhadamente nas características de frequência deste último. Embora teoricamente o TDL não possua frequências de corte, na realidade sua frequência operacional mais baixa f "é limitada pela indutância das linhas de dois fios, que é determinada pela fórmula fornecida em (3]: Ll \u2d w250μS / 2dcp (μH), onde w é o número de voltas no circuito magnético; μ é a permeabilidade magnética relativa do circuito magnético, S é a área da seção transversal do circuito magnético, cm3, dcp é o diâmetro médio do anel, cm. Os cálculos levam aos seguintes resultados: Ll = 0.68 μH, fn = 220 MHz. Este valor de frequência indica que em quase toda a faixa de MB, o transformador não opera no modo ideal. Isso significa uma diminuição do KBV e do coeficiente de transmissão, que é especialmente perceptível nas frequências do 1º ao 5º canais de televisão, conforme indicado em [4]. Uma questão natural surge: por que os projetistas não diminuíram a frequência fn simplesmente aumentando o número de voltas das linhas de dois fios? O fato é que isso é evitado pelo comprimento máximo das linhas de dois fios Lmax, que não deve exceder λ/8 [3]. Para a frequência operacional superior da faixa UHF, obtemos Lmax \u4d 1 cm, é esse comprimento que as linhas do transformador TXNUMX possuem. Um aumento no número de voltas levará inevitavelmente a um excesso de Lmax, O QUE VAI piorar os parâmetros do transformador nas frequências superiores da faixa UHF. Portanto, não será possível garantir o modo ideal de operação do TDL em todos os canais de televisão. Portanto, os projetistas preferiram obter a máxima eficiência e coeficiente de transmissão na faixa UHF. Esse transformador e toda a antena podem ser chamados de decímetro. Obviamente, o TDL correspondente sempre degrada os parâmetros da antena ASP em uma das bordas do alcance total da televisão. No entanto, outros dispositivos correspondentes são ainda menos banda larga e inadequados para tais antenas. É impossível prescindir do casamento e balanceamento em uma antena semelhante a uma antena ASP com um PAH assimétrico. Embora, é claro, sejam conhecidos amplificadores de antena que não requerem dispositivos correspondentes [4], mas isso é assunto para outra conversa... Das várias antenas conhecidas [5] listadas na tabela, a impedância de entrada próxima ao mesmo parâmetro das antenas ASP é possuída por um vibrador de loop de meia onda. Os PAHs (com TDL) são conectados a ele sem nenhuma alteração. E a conexão frequentemente praticada de um vibrador de meia onda convencional aos pontos aiv TDL é ineficiente, uma vez que suas impedâncias de entrada diferem por um fator de quatro.
A conclusão acima nos permite propor para quase qualquer antena uma maneira simples de incluir um PAH sem TDL em uma quebra de cabo coaxial. Ao mesmo tempo, um dispositivo de balanceamento, necessário para isso, é montado na entrada da antena, descrito em [5y. Cotovelo em U, loop de meia onda, loop em curto-circuito, transformador de RF ou somador (ao usar duas antenas), e o amplificador é ligado atrás dele assim. como mostrado na fig. 2 (por exemplo, a antena "canal de onda" é mostrada convencionalmente).
A alteração do próprio amplificador é mínima: o TDL é removido dele. Basta ainda dessoldar seus condutores do bloco de contato, ao qual está soldado o condutor do capacitor C1 [1.2]. sem excluir TDL. Então, com um segmento do cabo coaxial de entrada do comprimento necessário, a antena é conectada ao PAH. O condutor central de uma extremidade do cabo é soldado ao bloco de contato, ao qual está conectada a saída do capacitor C1, e a trança ao fio comum do amplificador. A segunda extremidade do cabo é conectada ao dispositivo de balanceamento correspondente da antena. Em seguida, o amplificador é preso ao mastro (com parafusos ou braçadeira) e um cabo drop é conectado à sua saída com um dispositivo de fixação na placa. O amplificador é cuidadosamente selado, especialmente em locais de solda e conexão de cabos. A forma de fornecer tensão é usual, mais de uma vez descrita nas páginas da revista. A remoção do TDL garante a equalização da resposta de frequência do amplificador no intervalo MB e aumenta seu coeficiente de transmissão. A maioria dos PAHs funciona de forma estável neste modo. Se, mesmo assim, o amplificador for excitado (em modelos com ganho grande, conforme observado em [1]), a tensão de alimentação deverá ser ligeiramente reduzida. Uma vantagem adicional desse método de utilização dos PAHs é a possibilidade de variar o local de sua instalação: desde próximo à antena até a colocação em ambiente fechado. No primeiro caso, obtém-se a relação sinal-ruído máxima, no segundo - proteção confiável do amplificador contra influências atmosféricas, o que prolonga sua vida útil. Com um pequeno comprimento do segmento do cabo de entrada (até 5 m) ou o uso do cabo PK-75-9-13. tendo uma atenuação linear baixa, o amplificador pode ser instalado sob o telhado da casa (no sótão). A deterioração real na qualidade do sinal neste caso será insignificante e perceptível apenas nas frequências superiores do UHF. Em conclusão, gostaria de observar que este método de incorporação de PAHs é simples, versátil e dá bons resultados. Claro, outra forma também é possível - cálculo (de acordo com o método proposto em [3]) e produção de um novo TDP. combinando uma antena específica com a entrada do amplificador. Literatura
Autor: A.Pakhomov
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