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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA antenas receptoras de rádio. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Radioamador iniciante [um erro ocorreu no processamento desta diretiva] Os receptores detectores ou transistores mais simples têm pouco ganho e requerem um nível de sinal significativo na entrada, que é criado pela antena, para operação normal. Esses receptores operam nas faixas de ondas longas e médias (LW e MW), onde mesmo um circuito oscilatório é suficiente para dessintonizar os sinais de estações de rádio interferentes vizinhas. A recepção de antenas para essas faixas será discutida. As estações de rádio modernas, felizmente, têm uma potência considerável e criam uma grande intensidade de campo, de modo que podem ser recebidas mesmo em um receptor detector com uma antena de tamanho moderado. O fio da antena deve estar localizado ao longo das linhas de força do campo elétrico da onda recebida, ou seja, na direção de seu vetor campo elétrico E (Fig. 1a). Nas estações de rádio LW e MW emitem ondas com polarização vertical, nas quais o vetor campo elétrico E é vertical e o vetor campo magnético H é horizontal. Assim, a antena magnética deve ser colocada horizontalmente (Fig. 1, b), e a antena elétrica - verticalmente (Fig. 1, c).
Uma antena magnética é uma haste de ferrite de seção transversal retangular ou circular com uma bobina enrolada em torno dela, que também é a bobina de entrada, e talvez a única no receptor do circuito oscilatório. A haste de ferrite, por possuir alta permeabilidade magnética, concentra o campo magnético da onda recebida na bobina. A antena geralmente está localizada dentro da caixa do receptor e, portanto, é muito conveniente. É direcional e deve ser aproximadamente perpendicular à direção do rádio. Se a direção for desconhecida, ela pode ser determinada girando o corpo do receptor, e o mínimo de recepção, quando o eixo da haste da antena magnética olha para a estação de rádio, é mais pronunciado. De que lado a estação está localizada (na direção encontrada) é impossível determinar com a ajuda de uma antena magnética. Infelizmente, a tensão do sinal desenvolvida pela antena magnética é completamente insuficiente para a operação do receptor detector - um ou dois estágios de amplificação de radiofrequência transistorizados são necessários na frente do detector. Se você começar a dominar a engenharia de rádio com a construção do receptor detector mais simples, terá que usar uma antena de fio elétrico que desenvolva uma tensão muito mais alta. Receptores com antenas magnéticas serão dominados posteriormente. Uma antena elétrica clássica é um dipolo, que é um pedaço de fio reto, aberto no meio, com uma linha de dois fios conectada neste ponto, conectando o dipolo ao receptor (Fig. 1, c). O dipolo está localizado verticalmente, possui frequência de ressonância própria, na qual seu comprimento é igual à metade do comprimento de onda. Mas no NE, e mais ainda no LW, o comprimento de onda é de 200 a 2000 M. E, claro, ninguém faz dipolos receptores com comprimento superior a 100 m, principalmente aqueles localizados verticalmente. São usados dipolos encurtados, cuja tensão do sinal desenvolvida diminui proporcionalmente à diminuição do comprimento. É verdade que existe uma maneira de encurtar o comprimento do dipolo pela metade sem deteriorar seu desempenho - usar o aterramento (Fig. 1d). A Terra servirá como um contrapeso perfeito para a metade superior do dipolo e substituirá a metade inferior. Isso é feito mesmo em centros de transmissão de rádio, onde a altura de um mastro de antena de tamanho normal agora deve ser de um quarto de comprimento de onda. Outras possibilidades para reduzir o comprimento do dipolo (e, portanto, a sua altura - afinal, o dipolo é vertical) são usar uma carga capacitiva na sua extremidade superior. Atual. corrente através do fio drop, deve recarregar esta capacitância com a frequência das oscilações recebidas. Portanto, quanto maior a capacitância, maior será a corrente que flui através do fio e entra no receptor. A carga capacitiva superior é realizada de diferentes maneiras. No caso mais simples, utiliza-se um fio horizontal, suspenso em isoladores entre dois mastros ou outros objetos adequados (casas, árvores). Se for uma continuação do fio vertical, obtém-se uma antena em forma de L (Fig. 2, a). Ele tem uma direcionalidade fracamente pronunciada: as estações são recebidas um pouco melhor do lado negativo, por isso é melhor esticar a extremidade livre do fio para longe da estação de rádio.
Se o fio pendente for conectado em algum lugar próximo ao meio da parte horizontal, obtém-se uma antena em forma de T (Fig. 2,6). Ele recebe igualmente sinais de rádio de todas as direções. O comprimento da parte horizontal pode ser de 10 ... 25 m, não é aconselhável torná-la muito longa, pois não participa diretamente na recepção das ondas de rádio, apenas aumenta a eficiência da parte vertical. Para antenas em forma de L e T, são necessários dois suportes - esta é a sua desvantagem. Se as condições locais permitirem, é possível esticar a antena do tipo "feixe oblíquo" desde a janela por onde a gota entra até o objeto alto mais próximo (cumeeira, árvore). A extremidade livre do fio deve ser isolada com um ou dois isoladores de porcelana (rolos antigos de fiação elétrica servem). Ao fixar a antena nas árvores, procure não quebrar os galhos e não enrolar os troncos com arame - as árvores sofrem e morrem com isso, pois não têm como se proteger dos bárbaros! É melhor pendurar um laço de cânhamo ou corda de algodão bem solto e em nenhum caso apertado em um garfo adequado dos galhos, e já amarrar nele o fio que vai para o primeiro isolador da antena, ou este próprio isolador. Lembre-se de que as árvores balançam com o vento, por isso o arame deve ser pendurado com uma grande “curvatura” para não quebrar. O diâmetro do fio da antena não é importante e é escolhido apenas por razões de resistência mecânica. Um fio enrolado de cobre com isolamento esmaltado, enrolado em transformadores antigos (descartados), é bastante adequado. Mesmo com diâmetro de 0,5 mm, sua resistência à tração chega a 4 kg, aumentando proporcionalmente ao quadrado do diâmetro. Isso é suficiente, além disso, a antena acaba sendo muito leve e, aliás, quase invisível do solo. Duas outras antenas (Fig. 2, c, d) são montadas no mesmo mastro - um poste vertical de madeira, se necessário, reforçado com escoras. Um poste pequeno e leve pode ser montado na cumeeira; um poste mais longo e mais pesado é melhor instalado no solo. Faça suspensórios com cordão sintético ou linha de pesca de náilon com diâmetro de 0,8 ... 1 mm - é forte, elástico e barato. Aliás, se, ao caminhar pela margem do rio, você encontrar um rolo de linha de pesca emaranhado e jogado fora pelos pescadores, não tenha preguiça de pegá-lo e desvendá-lo. Seja útil. Na antena mostrada na Fig. 2c, a carga capacitiva superior é formada por uma “roda” de fio de formato e configuração arbitrária, conectada ao fio pendente e isolada do mastro por um isolador de porcelana. Um isolador é necessário em caso de tempo chuvoso e úmido, quando um mastro molhado se torna, embora ruim, mas um condutor, e pode degradar o desempenho da antena.A conhecida antena "panícula" é feita de forma semelhante, em que, em vez de uma "roda", é usado um feixe de fios que sai do isolador. Não recomendamos fazer isso, pois o feixe acaba sendo pesado e a antena funciona de forma ineficiente, pois os fios ficam muito próximos uns dos outros. É melhor pegar apenas 6 ou 8 fios com cerca de 0.5 m de comprimento e separá-los como agulhas de tricô. Isso já é suficiente, mas você ainda pode conectar as pontas dos raios com um fino condutor de cobre. O papel da carga capacitiva na chamada antena "guarda-chuva" (Fig. 2, d) é desempenhado pelas partes superiores das extensões de 2 ... 3 m de comprimento, feitas de fios conectados em um ponto central com diminuição . As pontas dos fios são isoladas das estrias por isoladores. Se as extensões forem feitas de linha de pesca, que é um bom dielétrico, você pode dispensar isoladores conectando a linha de pesca ao fio. Geralmente coloque três ou quatro estrias. Falamos sobre antenas cujo design é adequado para moradores rurais - eles têm mais opções na escolha do local e dos materiais para a confecção dos mastros das antenas. Deliberadamente não fornecemos dimensões, porque dentro de limites razoáveis (altura não superior a 10...15 m, comprimento não superior a 20...30 m), quanto mais alta e mais longa a antena, mais alto o receptor do detector funcionará . Aqueles que desejam se aprofundar na teoria são aconselhados a ler os artigos em [D-3]. Para obter mais informações sobre o design da antena, consulte [4]. A antena é inútil sem aterramento - afinal, as correntes de alta frequência que descem devem fluir para algum lugar! Um receptor detector sem aterramento não funcionará, e um receptor transistor sensível irá "sufocar" com a interferência - como mostra a experiência, quando o aterramento é usado, a recepção de estações fracas melhora e o nível de interferência diminui, e de forma muito significativa. Além disso, a antena precisa de proteção contra raios, portanto o aterramento deve ser feito primeiro. Em muitos casos, você já possui aterramento se tiver encanamento. Os canos de água correm no solo e não estão isolados dele. Os tubos de aquecimento central servem como um bom aterramento, embora sejam isolados, mas nos prédios de apartamentos modernos estão eletricamente conectados ao circuito de aterramento comum da casa, em qualquer caso, uma extensa rede de aquecimento serve como um excelente contrapeso à antena. É proibido conectar-se a tubulações de gás, e a rede elétrica é fonte de interferências tão poderosas que é melhor ficar longe dela - isso também é verdade do ponto de vista da segurança. Se não houver água encanada e você mora em uma casa rural de madeira com aquecimento por fogão, circule com cuidado pela sua casa - certamente haverá um cano de metal profundamente martelado no chão. Servirá de base. Os acessórios do poço de água funcionam perfeitamente, uma cerca em postes de metal é adequada - você pode conectar vários postes com arame colocado ao longo da cerca para obter aterramento e contrapeso ao mesmo tempo. Se não for esse o caso, você terá que usar a opção que foi repetidamente descrita na década de XNUMX: cavar um buraco em um local conveniente, de preferência ao nível das águas de libra ou pelo menos até um nível onde o solo não congele passar, coloque nele um balde velho, uma folha de ferro ou uma calha (a área é importante, não o nome) com um fio soldado mais grosso, polvilhe sal e carvão por cima (para melhorar a condutividade elétrica) e enterre, socando. O aterramento está pronto. A antena deve ser imediatamente equipada com um pára-raios e um centelhador para se proteger da eletricidade atmosférica. Era uma vez produzidos interruptores-raios com centelhador, feitos em forma de pequeno interruptor-faca. Eles são convenientes, embora não totalmente seguros: se você atrasar o aterramento da antena, poderá tocar acidentalmente no contato conectado à antena desconectada durante uma tempestade, o que não recomendamos. Uma chave seletora ou chave elétrica SA1 de qualquer projeto servirá como chave (Fig. 3, a).
O pára-raios é montado em uma placa feita de qualquer material isolante fixada em uma parede ou caixilho de janela próximo à entrada de queda. O pára-raios F1 é servido por duas placas metálicas com dentes, entre as quais fica um espaço de cerca de 1 mm. Paralelamente ao pára-raios, aconselhamos conectar qualquer lâmpada neon VL1 - seus flashes sinalizarão a eletrificação da antena. Você ficará surpreso ao descobrir que isso pode acontecer não apenas durante uma tempestade, mas também durante uma forte geada durante uma nevasca. E o que acontecerá se o interruptor do raio não for feito e a ponta da antena não estiver conectada em lugar nenhum e for jogada, digamos, no parapeito da janela? A antena acumulará uma grande carga, seu potencial pode chegar a dezenas e centenas de milhares de volts (não estamos brincando!). Então tocar na gota se tornará mortal (foi assim que Richman, um associado de Lomonosov, foi morto), grandes faíscas podem saltar do fio, causando um incêndio. Portanto, certifique-se de aterrar! O método mais radical de proteção contra raios (sem excluir o “neon” e o pára-raios!) Será a construção de um receptor detector de acordo com o esquema mais simples com ajuste de indutância (Fig. 0.3.b). É melhor enrolar a bobina, que "para sempre" conecta galvanicamente a antena ao terra, com um fio bastante grosso (0.5 ... 20 mm de diâmetro) em uma moldura feita de qualquer material isolante. Um pedaço de cano de plástico usado em encanamento, uma garrafa plástica de xampu ou creme, etc. O enrolamento é realizado em uma camada, volta a volta. Com um diâmetro de quadro de 40 ... 100 mm, são necessárias cerca de 300 voltas para receber estações de rádio na faixa CB e cerca de 100 na faixa DV. Nesta última versão, você pode fazer uma derivação da XNUMXª bobina e instale um interruptor de alcance. Para sintonizar, uma haste de ferrite da antena magnética de qualquer receptor transistor é inserida na bobina. Melhor seletividade, ou seja, a dessintonização dos sinais das estações interferentes é fornecida por receptores detectores com um circuito de antena sintonizada, cujos circuitos são mostrados na fig. 4. Se a antena for grande e a bobina de acoplamento L1 tiver uma indutância grande, é melhor usar um esquema de sintonia serial (Fig. 4, a). e com antena curta e baixa indutância L1 - paralelo (Fig. 4,6). As bobinas são enroladas em estruturas separadas e sintonizadas com capacitores variáveis separados (KPI) C1 e C2. Você pode sintonizar bobinas e hastes de ferrite a partir de antenas magnéticas. A sintonia acaba sendo bastante complicada - três parâmetros precisam ser ajustados: duas frequências para sintonizar os circuitos com capacitores e a conexão entre as bobinas, aproximando e separando seus quadros. Mas por outro lado, você pode obter bons resultados em termos de volume e qualidade de recepção.
Os dados da bobina são os mesmos do caso anterior. O KPI pode ser de qualquer tipo, com capacitância máxima de pelo menos 150 ... 200 pF (adequado para qualquer rádio antigo). Se forem usados blocos KPE de duas seções. é melhor conectar ambas as seções em paralelo para expandir o alcance de sintonia. Com os receptores descritos, você pode usar apenas telefones de alta resistência com resistência (ambas as cápsulas estão conectadas em série) 3600 ... 4400 Ohm Capacitor de bloqueio C1 na fig. 3, b e C3 da Figura 4 servem para fechar correntes de alta frequência após o detector e podem ter capacitância de 2000 a 10 pF. Mas e um morador da cidade que gostaria de experimentar receptores detectores, mas não tem a oportunidade de penetrar no telhado de uma casa e instalar uma grande antena? A propósito, não há necessidade de subir no telhado, pois abaixar a antena ao longo da parede de uma casa de concreto armado não funcionará de forma eficaz. na direção horizontal. Nessas condições, uma antena com carga capacitiva (Fig. 2, c), colocada em um poste horizontal a dois metros de comprimento da varanda, pode ser muito mais eficaz. Se houver uma árvore ou algum tipo de objeto imponente na frente da janela, você pode estender uma “feixe oblíquo” em direção a ela. Fique esperto e veja se há alguma “antena substituta” perto da janela, como um cano de esgoto ou um mastro de bandeira. É bem possível conectar o fio da antena a eles. Mesmo que o tubo esteja aterrado em algum lugar ou conectado ao telhado, a antena ainda funcionará, mas o bom ou o ruim depende das condições locais específicas. Apenas tente não cair da janela ao pegar essas antenas. Segurança primeiro! Porém, não é necessário levar a antena para fora, pois o campo das estações LW e MW penetra bem nos edifícios. Use uma antena interna! A configuração do campo dentro dos edifícios é imprevisível, por isso é preciso experimentar. Pegue qualquer fio isolado de 5 ... 10 metros de comprimento, conecte-o ao receptor (não se esqueça do aterramento) e mova o fio pela sala e próximo à janela, enquanto configura o receptor e monitora o volume da recepção. Não é necessário que o fio fique embaixo do teto, às vezes, jogado no chão, funciona melhor! Escolhida a posição ideal do fio, fixe-o escondendo-o atrás de uma cortina, debaixo de um tapete, atrás de um sofá, esticando-o ao longo da junção da parede e do teto, etc. Como a sala está seca, não há requisitos especiais para isolamento da antena, o fio pode até ser pregado no rodapé com pregos pequenos. Se o fio da antena for passado ao longo dos fios da rede telefônica ou de transmissão sem entrar em contato com eles, a recepção poderá ser melhorada devido ao acoplamento capacitivo da rede e da antena. Existe outra possibilidade interessante. Às vezes, vários tubos de metal são colocados na sala (ou na parede da sala), por exemplo, aquecimento central. Procure colocar o fio da antena interna próximo a eles, pois nesses tubos, como em qualquer antena, as correntes também são induzidas pelo campo eletromagnético das estações de rádio. Se o volume de recepção aumentar, enrole algumas voltas de fio isolado ao redor do tubo e conecte a extremidade do fio ao conector da antena (ou braçadeira) no receptor. Será obtido um capacitor que fornece acoplamento capacitivo desta antena substituta com o receptor.
Claro que, se o mesmo tubo for utilizado como aterramento, o sucesso é improvável, mas é possível - no caso de espaçamento dos pontos de conexão da “antena” e do aterramento. Resultados muito bons podem ser obtidos se o terra estiver conectado, por exemplo, a canos de água, e a antena estiver conectada capacitivamente a canos de aquecimento. O que fazer se não quiser emaranhar todo o apartamento com fios ou se os seus pais não permitirem e só houver um cano no quarto, por exemplo, aquecimento central? E há uma saída: o autor obteve resultados muito bons utilizando uma antena magnética colocada próxima ao tubo e perpendicular a ele. Você nem precisa se conectar a este último e tirar a tinta dele! Um esquema de um receptor experimental com tal antena é mostrado na Fig. 5. O circuito oscilatório do receptor é formado pela bobina da antena magnética L1 e KPE (de qualquer tipo) C1. O detector, como nos receptores anteriores, será qualquer diodo pontual de germânio da série D2. D9, D18, D311, GD507, etc. O capacitor de bloqueio C2 e os telefones foram discutidos acima. A antena magnética pode ser usada pronta (junto com a bobina) de qualquer receptor transistor ou enrolada por você mesmo. A bobina da faixa CB na haste da antena magnética contém 60...80 voltas de qualquer fio fino isolado, a faixa DV é de 180...240 voltas. O núcleo pode ser metade do circuito magnético de um transformador horizontal de uma TV velha descartada ou metade do anel de um sistema de deflexão. O número de voltas da bobina, neste caso, é reduzido aproximadamente pela metade, uma vez que a permeabilidade magnética e a seção transversal de tais circuitos magnéticos são maiores. O método de colocar a antena resultante perto do tubo fica claro na Fig. 5, onde a seção transversal do tubo é mostrada por uma linha tracejada. Todas as partes do receptor são colocadas em uma pequena placa de getinax (textolite, compensado, papelão, etc.). Evite apenas curvas em curto-circuito ao redor do circuito magnético da bobina ao fixá-la na placa. Ao levar o circuito magnético a vários objetos metálicos estendidos, você pode encontrar o melhor lugar. Em um prédio administrativo, essa era a moldura metálica da janela e, curiosamente, o canto do poço do elevador. Como funciona esse sistema? corrente de alta frequência. induzido pelo campo da estação de rádio e fluindo através do tubo, cria um campo magnético, cujas linhas de força parecem anéis concêntricos usados no tubo. Este campo magnético está concentrado no circuito magnético de ferrite e induz um EMF na bobina do circuito. Tudo é muito simples e eficaz. A conexão com o tubo aumentará se, do outro lado, você trouxer a segunda metade do circuito magnético do transformador horizontal, formando um sistema magnético fechado ao redor do tubo. Neste caso, a indutância do circuito aumenta, o que deve ser compensado por uma diminuição na capacitância do capacitor C1. Geralmente é possível substituir o capacitor por um constante e realizar o ajuste por movimento mútuo das metades do circuito magnético. Desejamos-lhe sucesso em suas experiências! Literatura
Autor: V.Polyakov, Moscou
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