Электросхема.Ру - Все об антеннах - Самодельные антенные усилители и конвертеры

arials/part1/6-1.html Электросхема.Ру - Все об антеннах - Самодельные антенные усилители и конвертеры

6.1. Общие сведения

Очень часто радиолюбители, изготовившие ТА по рисункам, которые приведены в справочнике, не могут получить качественное изображение на экране телевизора, несмотря на то что антенна выполнена в полном соответствии с данными рекомендациями. Причины этого кроются в следующем: антенна установлена в таком месте, где очень маленькая напряженность электромагнитного поля и действует очень слабый ТВ-сигнал; используемый телевизионный приемник не обладает необходимым коэффициентом усиления; примененный тип антенны имеет слишком узкую диаграмму направленности и не соответствует реальным условиям приема телепередач в данной местности.

В настоящее время, несмотря на существенное увеличение количества передаваемых телепрограмм, основные передачи осуществляются в диапазоне метровых волн на первых 12 каналах, а это обеспечивает постоянный интерес телезрителей к их приему. Здесь необходимо напомнить, что прием частот в диапазоне 1—12-го телеканалов связан с трудностями из-за того, что между 5-м и 6-м каналами существует разрыв.

В сельской местности, на садовых участках можно значительно улучшить прием телепередач с помощью достаточно простых самодельных или покупных усилителей различных конструкций.

Как отмечалось ранее, пригодность промышленного телевизора для качественного приема метровых волн определяется в основном его чувствительностью и устойчивостью синхронизации изображения при приеме слабого ТВ-сигнала. Надо признать, что старые марки телевизоров, ранее выпускаемые промышленностью, имеют срав

нительно низкую чувствительность по каналам изображения и звука, не превышающую 200 мкВ.

Рассматриваемые в настоящей главе антенные усилители предназначены для улучшения чувствительности телевизионных приемников, принимающих передачи в метровом диапазоне электромагнитных волн.

В гл. 1 справочника приведены основные параметры телеантенн, определяющие их свойства и позволяющие сделать выбор антенны для конкретных условий эксплуатации. При рассмотрении технических характеристик антенных усилителей необходимо в первую очередь обратить внимание на КНД, который принято обозначать буквой D. КНД — параметр, показывающий, во сколько раз мощность, которую может отдать в нагрузку согласованная антенна при приеме со стороны максимума главного лепестка диаграммы направленности, больше мощности, которую может отдать в нагрузку согласованная эталонная антенна. В данном определении за эталонную антенну принимаются простейшие полностью ненаправленный излучатель или полуволновой вибратор.

КНД полностью ненаправленного (изотропного) излучателя в 1,64 раза (или на 2,15 дб) больше КНД относительно полуволнового вибратора. Например, если выбранная радиолюбителем антенна имеет КНД относительно изотропного излучателя равным 5, то КНД той же антенны относительно полуволнового вибратора составляет 5/1,64, то есть 3,05.

КНД характеризует предельно возможный выигрыш по мощности, который может дать антенна благодаря своим направленным свойствам с учетом возможных потерь.

Реальный выигрыш антенны по мощности определяется коэффициентом усиления Кр по мощности. Для ТА, применяющихся на садовых участках, этот коэффициент лежит в пределах от 0,3 до 0,5 х D. Второй важный коэффициент усиления по напряжению определяется по формуле: Кн = Кр^0.5.

Если выбранная для изготовления антенна имеет недостаточный коэффициент усиления, то применение усилительного устройства позволит использовать ее и получить устойчивое и качественное изображение.

6.2. Узкополосный антенный усилитель на двух транзисторах

Рассматриваемый антенный усилитель разработан для применения в условиях сельской местности и предназначен

для улучшения чувствительности телевизионных приемников, принимающих телепередачи в метровом диапазоне волн. Он обеспечивает наилучшие результаты в тех случаях, когда телевизионный приемник не обладает необходимым запасом коэффициента усиления для устойчивого приема телепередач на границе зоны уверенного приема или в зоне полутени. Усилитель целесообразно использовать для улучшения чувствительности, ограниченной усилением, при приеме передач на телевизоры старых марок, которые эксплуатируются длительное время. Усилитель рассчитан на индивидуальный прием, то есть когда не используются приемные коллективные антенны.

Он одинаково хорошо работает как с узкополосными и остронаправленными антеннами, так и с антенными системами, имеющими большой коэффициент усиления, которые устанавливаются за зоной уверенного приема на расстоянии свыше 100 км от ТЦ или активного ретранслятора на равнинной местности. При этом обязательным условием, обеспечивающим уверенный прием телепередач, является размещение усилителя на стреле ТА, чтобы максимально уменьшить потери полезного сигнала в коаксиальном кабеле снижения, а также улучшить очень важное соотношение сигнал/шум на входе телевизионного приемника.

При установке усилителя на мачте ТА необходимо выполнить полную герметизацию входа и выхода коаксиальных кабелей, соединяющих активный вибратор ТА с телевизионным приемником.Усилитель должен изготавливаться во всеклиматическом исполнении для эксплуатации при повышенной и пониженной температурах от + 40 до — 40 °С, относительной влажности воздуха до 95 % при температуре 20 °С без конденсации влаги, а также при пониженном и повышенном атмосферном давлении от 200 мм рт. ст. (26,7 кПа) до 900 мм рт. ст. (120 кПа).

Усилитель характеризуется высокими технико-эксплуатационными характеристиками, простотой схемного решения и несложной конструкцией.

Основные параметры, технические характеристики и условия эксплуатации:

полоса усиливаемых:

первого поддиапазона .................. 48,5—100 МГц

второго поддиапазона ................. 174—230 МГц

номера принимаемых каналов:

первого поддиапазона .................. 1—5-й

второго поддиапазона .................. 6—12-й

коэффициент усиления усилителя .......... 22—24 дБ

ширина полосы пропускания частот ........ 8 МГц

неравномерность АЧХ.................... 3 дБ

входное сопротивление ................... 75 Ом

выходное сопротивление .................. 75 Ом

напряжение питания усилителя постоянным

током ................................ + 12 В

частота среза:

первого поддиапазона .................. 48,5 МГц

второго поддиапазона .................. 160 МГц

максимальный коэффициент шума входного высокочастотного транзистора на частоте

400 МГц.............................. 4,5 дБ

максимальный коэффициент усиления

сигнала первого каскада ................ 15 дБ

максимальный ток, потребляемый усилителем в рабочем режиме эксплуатации .... 10 мА

максимальный уровень пульсации напряжения питания усилителя, не более. . . 10 мВ кпд, не менее .......................... 95 %

масса усилителя без коаксиальных кабелей.. 105 г габаритные размеры усилителя (ширина, длина и высота)....................... 51 х 81 х 21 мм

максимальная длина кабеля снижения. ..... 20 м

максимальная длина отрезка коаксиального кабеля, соединяющего усилитель с активным вибратором ТА .............. 0,8—1 м

Условия эксплуатации:

температура окружающей среды:

повышенная......................... 40 °С

пониженная ......................... - 45 °С

относительная влажность воздуха при температуре 20С без конденсации влаги, не более ...................... 98 %

атмосферное давление:

повышенное ......................... 120 (900) кПа

(мм рт. ст.) пониженное ......................... 26,7 (200) кПа

(мм рт. ст.)

ветровые нагрузки:

максимальное ветровое давление,

не более ........................... 5 кг/см

максимальная скорость ветра .......... 25 м/с

синусоидальные вибрационные нагрузки с ускорением, не более. ............... 49,05 (5) м/с^2 (д)

одиночные ударные нагрузки:

с ускорением, не более ............... 98,1 (10) м/с^2 (д)

при длительности ударов, не менее ..... 5 м/с

Принципиальная электрическая схема узкополосного антенного усилителя приведена на рис. 6.1. Усилитель собран на двух транзисторах, которые образуют два каскада усиления сигнала. Первый транзистор VTI включен по схеме с общим эмиттером, а транзистор VT2 включен

по схеме с общей базой, что обеспечивает максимальное снижение коэффициента шума всего усилителя. Схема усилителя позволяет производить плавную перестройку АЧХ на один из телеканалов. Плавную перестройку усилителя осуществляют с помощью регулировочного конденсатора С8, установленного во втором каскаде усиления и имеющего номинальную емкость до 20 пФ. Это основное отличие рассматриваемого усилителя от многих промышленных конструкций, где подстройку частоты можно осуществлять в пределах + 3 ... - 3 МГц.

АЧХ первого каскада усиления рассчитана на широкий диапазон рабочих частот, которые разделены на два под-диапазона: 48,5—100 МГц и 174—230 МГц, что соответствует 1—5-му и 5—12-му каналам. Перестройка частоты осуществляется в узком диапазоне, ширина которого не превышает 8 МГц.

На входе усилителя собран индуктивно-емкостный контур, состоящий из двух катушек индуктивности LI и L2, а также конденсаторов С1 и С2. Этот контур является фильтром верхних частот с частотой среза первого под-диапазона, равного 49,5 МГц, и с частотой среза 160 МГц второго поддиапазона.

Важное место в установке режимов работы транзистора VT1 играют резисторы R1 и R2, с помощью которых выставляют напряжение на его коллекторе, равное 5 В, при токе коллектора 5 мА. Выбранный режим работы транзистора VT1 типа КТ371А обеспечивает минимальный коэффициент шума, не превышающий. 4,5дБ на частоте

400 МГц. Заметим, что с повышением частоты собственный шум транзистора уменьшается.

Постоянный конденсатор С4, включенный в цепь базы первого транзистора вместе с его собственной емкостью, ограничивает усиление первого каскада на высшей частоте выбранного поддиапазона частот. При этом обеспечивается коэффициент усиления до 15 на всех каналах.

Индуктивность 1.3 и конденсаторы С5 и С6 образуют контур, выполняющий функции входного фильтра верхних частот второго каскада усиления, и обеспечивают подавление сигналов нижних частот.

На элементах 1.4, С8 и транзисторе VT2 собран резонансный усилитель, параметры которого определяют суженную АЧХ второго каскада, а их изменение в заданных пределах обеспечивает возможность перестройки АЧХ в выбранном диапазоне частот. Маломощный транзистор р—п—p-структуры относительно к группе сверхвысокочастотных транзисторов имеет небольшую проходную емкость, что обеспечивает устойчивую работу в схеме с общей базой. Расчетные значения сопротивлений резисторов R3—R5 позволяют получить на коллекторе транзистора VT2 напряжение постоянного тока 10 В и ток эмиттера 1мА. Выбранный транзистор должен иметь коэффициент собственного шума не более 3,5—4 дБ.

Коэффициент усиления второго каскада усилителя лежит в пределах от 12 до 14 дБ при полосе пропускания 8 МГц. Коэффициент усиления первого и второго каскадов усиления в первом поддиапазоне частот с 1-го по 5-й канал составляет 15—17 дБ и зависит от неравномерности АЧХ.

После сборки и монтажа конструкции усилителя необходимо проверить режимы работы транзисторов VT1 и VT2. На коллекторе транзистора VT1 должно действовать постоянное напряжение 5 В, на базе транзистора VT2 — напряжение 10 В. Максимальное отклонение значений основных параметров усилителя и функциональных узлов не превышает 10 %.

Точное изготовление конструкции антенного усилителя, соблюдение технологии, применение заведомо исправных комплектующих ЭРЭ, правильная сборка обеспечивают коэффициент усиления в пределах от 22 до 25 дБ при полосе пропускания частот 8 МГц.

Большое влияние на стабильность работы усилителя оказывает правильный подбор и входной контроль транзисторов VTI и VT2. При монтаже и регулировке усилителя номинальные значения сопротивлений резисторов и емкостей конденсаторов должны находиться в пределах + 5 ... - 5 %.

Электропитание усилителя осуществляется от СИП постоянного тока напряжением + 12 В, принципиальная электрическая схема которого показана на рис. 6.2. Усилитель может работать и от другого источника, если последний обеспечивает указанные ниже основные электрические параметры и технические характеристики. К таким источникам постоянного напряжения относятся также и ХИТ — аккумуляторные батареи средней емкости, например 10НКГ-10Д.

Источник питания усилителя является самостоятельной сборочной единицей, конструкция, масса и габаритные размеры которого зависят от примененных комплектующих ЭРЭ, и в первую очередь от выбранного сетевого трансформатора.

В некоторых случаях опытные мастера-радиолюбители могут воспользоваться рекомендациями, приведенными в технической литературе [3 и 5], где в качестве источника питания с выходным напряжением постоянного тока + 12 В используется вывод, предусмотренный в конструкции селектора ТВ-сигналов типа СКД или СКД-1. Здесь напряжение питания + 12 В подается на усилитель по специальному кабелю и БП, имеющий соответствующие параметры.

Блок питания лучше изготовить как готовое изделие, которое можно широко использовать в радиолюбительской

практике для питания различной РЭА и приборов. В этом случае конструкцию БП рекомендуется изготавливать по эскизной конструкторской документации, выполненной в соответствии с требованиями государственных стандартов ЕСКД.

В соответствии с принципиальной электрической схемой (рис.6.2) БП состоит из следующих функциональных элементов: входных и выходных электрических цепей, сетевого понижающего трансформатора питания Т1, нерегулируемого выпрямительного устройства, предохранительного устройства и стабилизатора напряжения.

СИП с выходным напряжением + 12 В непрерывного действия, регулируемым в пределах + 10 ... - 10 %, предназначен для электропитания усилителя метровых волн, а также для применения и качестве самостоятельного изделия, изготовленного в виде законченной конструктивно-сборочной единицы или как функциональный узел, встроенный в общую конструкцию РЭА или в самодельные измерительные приборы.

Рассматриваемый источник питания характеризуется простотой схемно-технического решения и конструктивно-технологического исполнения, малым количеством примененных комплектующих ЭРЭ и достаточно высокими параметрами и эксплуатационными характеристиками, что делает его доступным для начинающих радиолюбителей и юных техников, несложным для повторения в производствах малых предприятий и весьма перспективным для широкого применения в домашнем хозяйстве. БП может быть использован для электропитания изготавливаемой отечественной промышленностью радиоприемной и звуковоспроизводящей электронной аппаратуры и приборов.

Источник питания в виде встроенного функционального узла может быть дополнительно использован для электропитания бытовых электронных изделий, изготавливаемых в радиолюбительских мастерских и в кружках юных техников. К числу таких изделий относятся кодовые электронные замки, устройства охраны и сигнализации, музыкальные звонки, устройства терморегулирования, термостаты и многие другие.

СИП в авторском варианте изготовлен в пластмассовом корпусе с внутренним металлическим экраном от настольной ЭКВМ. СИП может быть выполнен в прямоугольном корпусе, конструкция которого определяется при эскизном проектировании. ЭРЭ, за исключением сетевого понижающего трансформатора питания, монтируются на печатной плате, изготавливаемой из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм.

Основные параметры, технические характеристики и условия эксплуатации:

номинальное напряжение питающей сети переменного тока....................... 220 В

номинальное напряжение постоянного тока для питания усилителя .................. + 12 В

номинальная частота питающей сети переменного тока....................... 50 Гц

пределы изменения напряжения питающей сети переменного тока, при которых сохраняется устойчивая работа СИП ...... 187—242 В

пределы изменения частоты питающей сети переменного тока, не более .......... 1 %

выходное напряжение:

стабилизированное постоянного тока ...... + 12 В

нестабилизированное переменного тока .... 0,3 В

на выходе выпрямителя ................ + 12 ... + 14 И

коэффициент нелинейных искажений

питающей сети переменного тока, не более . 12 % ток нагрузки:

номинальный ......................... 0,8 А

максимальный ........................ 1,2 А

максимальный в импульсе .............. 0,7 А

максимальная мощность СИП при полной внешней нагрузке ...................... 26 Вт

мощность, потребляемая СИП от сети переменного тока в режиме холостого хода, не более.............................. 0,022 мВт

коэффициент стабилизации выходного напряжения постоянного тока, не менее .... 250

амплитуда пульсации выходного стабилизированного напряжения, не более .......... 12 мВ

переменная составляющая напряжения на выходе, не более .................... 0,18 Вэфф

Изменение напряжения на выходе СИП при изменении напряжения сети переменного тока от 187 до 242 В, не более ...... 0,6 В

помехозащищенность СИП при напряженности внешнего электромагнитного поля, не менее. ............................. 120 дБ

кпд, не менее .......................... 83 %

Условия эксплуатации СИП:

температура окружающей среды:

повышенная ......................... 35 °С

пониженная ......................... 5 °С

максимальная температура перегрева обмоток сетевого трансформатора ....... 55 °С

относительная влажность воздуха при температуре + 20 °С без конденсации влаги, не более. ................ 85 %

атмосферное давление:

повышенное ......................... 120 (900) кПа

(мм рт. ст.) пониженное ......................... 26,7 (200) кПа

(мм рт. ст.) климатическое исполнение .............. УХЛ

На выходе СИП установлен сетевой фильтр, собранный на конденсаторах С1 и С2, защищающий устройство от электромагнитных помех, которые проникают в сеть электропитания переменного тока, два основных предохранителя FU1 и FU2. а также предохранитель FU3 и случае подключения устройства к сети переменного тока напряжением 127 В. На входе СИП собрано устройство ограничения тока включения (броска тока). Индикаторная лампа HL1 тлеющего разряда загорается сразу же после включения электрического соединителя X1 в розетку сети.

Для устранения явления резкого нарастания напряжения на транзисторах, которое наблюдается всякий раз при включении СИП с помощью переключателя S1, когда режимы выходных каскадов еще полностью не установились, используется мощный постоянный резистор R1, который работает только в момент включения, гася напряжение, поступающее на первичную обмотку сетевого понижающего трансформатора. Выключается этот резистор из работы с некоторой задержкой времени после срабатывания электромагнитного реле К1 и замыкания его контактов К.1.1. Для того чтобы исключить повышение напряжения на транзисторах при изменении напряжения сети, которое в загородной местности может превышать максимально допустимые значения, стабилизатор напряжения используется одновременно как транзисторный фильтр.

Выпрямительное устройство СИП состоит из понижающего сетевого трансформатора питания Т1, полупроводникового нерегулируемого выпрямителя и емкостного фильтра.

Важное место в рассматриваемом источнике питания занимает сетевой понижающий трансформатор питания Т1, который изготавливается на броневом шихтованном магнитопроводе с площадью поперечного сечения стали не менее 4,5 см^2. Трансформатор имеет одну катушку с тремя обмотками, изолированными друг от друга лакотканью и пропитанными лаками. Первичная обмотка трансформатора рассчитана на подключение к сети переменного тока напряжением 220 В к выводам 1 и 3 и напряжением 127 В к выводам 2 и 3. На вторичной обмотке трансформатора в режиме холостого хода действует напряжение 17,3 и 6,3 В. В СИП можно использовать покупной трансформатор серии ТС, ТА, Т или ТПП. Например, можно использовать трансформаторы следующих типоразмеров: ТА88-127/220-50. ТН8-127/220-50, ТАН15-127/220-50. ТПП265-127/220-50, ТС-20-5 или стержневой трансформатор типа ТС-40-5. Моточные данные самодельного сетевого понижающего трансформатора питания Т1 приведены и табл. 6.1. Для изготовления трансформатора можно использовать магнитопровод витой ленточный типа ШЛ 16 х 25.

Выпрямитель собран по однофазной двухполупериодной мостовой схеме на выпрямительных диодах VD1 VD4. Такой выпрямитель характеризуется хорошим использованием габаритной мощности трансформатора, повышенной частотой пульсации на выходе выпрямителя. низким обратным напряжением на комплекте полупроводниковых выпрямительных диодов, повышенным падением напряжения на диодах, невозможностью установки однотипных диодов на одном радиаторе без изоляционных прокладок. Сглаживающий фильтр, установленный между выпрямителем и стабилизатором напряжения, уменьшает пульсации выпрямленного напряжения постоянного тока.

Компенсационный стабилизатор напряжения является электронным устройством непрерывного действия с автоматическим регулированием, которое с заданной точностью поддерживает напряжение на нагрузке независимо от изменения входного напряжения и тока нагрузки. В стабилизаторе напряжения транзисторы VT1 и VT2 выполняют роль регулирующего элемента, а управляющим элементом является биполярный транзистор VT3, опорное напряжение которого осуществляется стабилитроном VD6. Регулирование напряжения в стабилизаторе осуществляется следующим образом. При возрастании напряжения на выходе СИП растет ток базы транзистора VT3, в результате чего увеличивается падение напряжения на резисторах R3 и R4, одновременно уменьшается ток базы составного транзистора VT1, VT2 и увеличивается сопротивление перехода между эмиттером и коллектором транзитора VT1, а также увеличивается напряжение на этом участке. В результате выходное напряжение уменьшается.

Величину значения выходного напряжения можно регулировать подстроечным резистором R8. Конденсатор С6 является составной частью емкостного фильтра, сглаживающего пульсации постоянного тока.

Конструкция и размеры. Самодельный корпус усилителя метровых волн изготавливается из заготовок фольгированного диэлектрика или из размерных полосок немагнитного материала (меди, бронзы, латуни и других сплавов на основе меди), толщина которых должна быть не менее 0,5 мм. Полоски и детали конструкции выреза-

ются по размерам так, чтобы ширина, длина и высота корпуса усилителя составляли габаритные размеры, указанные на рис. 6.3. Все детали конструкции пропаиваются сплошными швами припоем ПОС-61, обеспечивая полную герметичность конструкции.

Комплектующие ЭРЭ, установочные детали и ЭРИ размещаются на печатной плате, изготавливаемой из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 2 мм. Габаритные размеры печатной платы выполняются по внутренним размерам корпуса так, чтобы зазор между боковыми стенками и печатной платой был не более 0,2 мм. Транзисторы VT1 и VT2 усилителя устанавливаются в гнезда, высверленные в плате по диаметру корпуса этих транзисторов.

В боковых стенках корпуса усилителя изготавливаются три отверстия: два для ввода коаксиального кабеля и один для кабеля питания.

В тех случаях, когда усилитель устанавливается на стреле ТА рядом с активным вибратором или на штанге антенны, один отрезок коаксиального кабеля небольшой длины припаивается внутренней жилой к началу катушки индуктивности L1 и к конденсатору С1, а оплетка кабеля, как показано на рис. 6.1, заземляется (припаивается к корпусу усилителя). Из боковой стенки корпуса выводится коаксиальный кабель снижения антенны, внутренняя жила которого припаивается к отводу катушки индуктивности L4. На втором конце кабеля снижения устанавливается унифицированный соединитель, подключаемый к телевизионному приемнику.

Конструкция корпуса источника питания определяется мастером-радиолюбителем при эскизном проектировании и теми условиями эксплуатации, в которых прибор будет работать.

При изготовлении усилителя и источника питания применяются самодельные элементы, которые необходимо выполнить в радиолюбительской лаборатории. К таким ЭРИ относятся катушки индуктивности L1—L4, работающие в схеме усилителя, и понижающий трансформатор питания Т1.

Катушки индуктивности 0,5—0,7 мм. Катушку индуктивности L1 изготавливают на деревянном шаблоне, наружный диаметр которого равен 8 мм. Диаметр намоточного провода выбирается равным 0,7 мм. Всего должно быть намотано 5 витков с шагом 3 мм для усилителя, рассчитанного на 1—5-й каналы, или 3 витка с таким же шагом для 6—12-го каналов.

Катушка индуктивности L2 без сердечника наматывается на этом же деревянном шаблоне с наружным диаметром 8 мм. Для 1—5-го каналов катушка индуктивности L2 имеет 3 нитка с шагом 3 мм, а для 6—12-го каналов необходимо намотать 3 витка. Диаметр обмоточного провода в обоих случаях выбирается равным 0,7 мм.

Катушка индуктивности L3 должна иметь внутренний диаметр, равный 3 мм, она не имеет сердечника, наматывается также из посеребренного провода диаметром 0,5 мм. В усилитель, рассчитанный на работу во всем диапазоне метровых волн, с 1-го по 12-й канал включительно, ставится одна и та же катушка индуктивности, число витков которой равно 5 с шагом 1,5 мм.

Катушка индуктивности L4 наматывается на шаблоне с наружным диаметром 5 мм посеребренным проводом диаметром 0,5 мм, она тоже не имеет сердечника. Для первого поддиапазона частот с 1-го по 5-й канал включительно необходимо намотать 12 витков с шагом 5 мм и сделать отвод от второго витка, считая от заземленного конца. Для второго поддиапазона частот с 6-го по 12-й канал включительно необходимо намотать 7 витков с шагом 5 мм.

При изготовлении трансформатора необходимо особое внимание уделить межвитковой и межслойной изоляции, обеспечивающей расчетные значения сопротивления изоляции обмоток между собой и обмоток и металлических частей. Следует заметить, что сетевой трансформатор кроме основной функции трансформировать высокое напряжение сети переменного тока 220 В в расчетное напряжение на вторичной обмотке выполняет функцию гальванической развязки первичной питающей сети и вторичных цепей нагрузки и обеспечивает дополнительную электробезопасность при эксплуатации стабилизатора напряжения в различных условиях.

При изготовлении СИП применены следующие комплектующие ЭРЭ и ЭРИ: сетевой понижающий трансформатор питания Т1 типа Ш броневой конструкции; транзисторы VT1 типа КТ315Г, VT2 — КТ603В, VT3 — КТ315Г; выпрямительные диоды VD1—VD4 типа Д226; стабилитроны VD5 типа Д814А, VD6 — Д814А: конденсаторы С1 типа МБМ-11-750В-0 22 мкФ С2 — МБМ-11-750В-0.22 мкФ, СЗ — К50-3-25В-400 мкФ С4 — ЭТО-7-0,05 мкФ, С5 — К50-3-16В-20 мкФ, С6 — К50-3-16В-500 мкФ: резисторы R1 типа ПЭВ-7,5-200 Ом, R2 — ВСа-2-300 к0м, R3 — ВСа-0,25-560 Ом, R4 — ВСа-0,25-5,6 кОм R5 — ВСа-0,25-560 Ом, R6 — ВСа-0,25,-5,6 к0м, R7 , — ВСа-0,5-820 Ом

R8 — СПЗ-4Ма-470 Ом. R9 — ВСа-0,5-220 Ом, R10 — ВСа-2-4,7 кОм; предохранители FU1, FU2. FU3 типа ПМ1-1-2 А;

электрические соединители X1 типа «вилка» с электрическим кабелем и двойной изоляции, Х2 и X3, типа КМЗ-1: индикаторные лампы Н1.1 типа MH-6.3B-0.22A, HL2—ТН-0,3-1; электромагнитное реле постоянного тока К1 типа РЭС-32 (паспорт РП4.500.341).

При изготовлении усилителя метровых волн использованы следующие комплектующие ЭРЭ и ЭРИ: транзисторы VT1 типа КТ371А. VT2 — ГТ346Л; конденсаторы С1 типа КД-1-100В-М75-18 пФ (для усилителя, рассчитанного на работу с 1-го по 5-й канал) и С1 — Кд-1-100В-М75-6.8 пФ (для каналов с 6-го по 12-й), С2 — КД-1-100В-М75-24 пФ (для 1—5-го каналов) и С2 — КД-1-100В-М75-8,2пФ(для 6—12-го каналов), СЗ — КМ-5-100В-М75-47 пф(для каналов с 1-го по 5-й) и СЗ — КМ-5-100В-ПЗЗ-24 пФ (для 6—12-го каналов), С4 — КД-1-100В-М75-24 пФ (для каналов с 1-го по 5-й) и С4 — КД-1-100В-10 пФ (для 6—12-го каналов), С5 — КД-1-160В-Н70-680 пФ, С6 — КД-1-160В-680 пФ, С7 — КД-1-160В-Н70-100 пФ, С8 — КТ4-23-200В-(2,2 ... 15) пФ, С9 — КМ-5-50В-Н90-0.01 мкФ, С10 — К10-51-350В-Н30-2200 пФ: резисторы R1 типа ВСа-0,125-1,2 кОм, R2 — ВСа-0,125-130 кОм, R3 — ВСа-0,125-2,2 кОм, R4 — ВСа-0,125-1,5 кОм, R5 — ВСа-0,125-10 кОм; электрические соединители X1 типа САТ-Г (при прямом входе коаксиального кабеля от антенны может не устанавливаться), Х2 — КМЗ-1, ХЗ — САТ-Г.

При монтаже, регулировке и ремонте СИП и усилителя метровых волн могут быть применены другие аналогичные комплектующие ЭРЭ, имеющиеся в наличии у радиолюбителя и не ухудшающие их основные электрические параметры и эксплуатационные характеристики. Например, в СИП сетевой трансформатор питания Т1 самодельной конструкции может быть заменен на трансформатор типа ШЛ унифицированной конструкции; конденсаторы типа К50-3 можно заменить на конденсаторы типов К50-6, К50-12, К50-16, К.50-20, конденсатор типа ЭТО-7 — на конденсаторы типов К.10-7В, КМ-6, КЛГ-6, КЛС; резисторы типа ВСа — на резисторы типов МЛТ, ОМЛТ, УЛИ, МТ, C1-4, C2-6, МОП; стабилитроны типа Д814А — на стабилитроны типа Д818А, а также можно применить любые установочные ЭРИ.

В усилителе метровых волн вместо транзистора КТ371А можно использовать транзисторы типов КТ367А, КТ382А, КТ382Б, КТ372А, КТ310А, КТ3115А, КТ3115Б, КТ3132А, транзистор типа ГТ346А можно заменить транзистором типа ГТ346Б; резисторы типа ВСа — на резисторы типа МЛТ.

Настройка и регулировка. Для настройки электронных блоков необходимо использовать прибор комплексного измерения типа авометр, позволяющий измерять последовательно все основные электрические параметры ПП-транзисторов, выпрямительных диодов, стабилитронов, конденсаторов и резисторов. Следует заметить, что в обязательном порядке перед установкой покупных комплектующих ЭРЭ и ЭРИ в монтажную плату их необходимо подвергнуть входному контролю с проверкой на соответствие основным параметрам и требованиям ТУ. Все элементы, входящие в схему, должны быть качественными и заведомо исправными.

Проверку работоспособности БП начинают с измерения напряжений, действующих на вторичных обмотках сетевого трансформатора Т1 и на выходе выпрямительного устройства и стабилизатора напряжения. В режиме холостого хода напряжение на выходе выпрямительного устройства должно быть в пределах 12—14 В, а на выходе стабилизатора — 12 В.

Для точной настройки усилителя метровых волн необходимо использовать осциллограф. Входной контур усилителя, собранный из элементов L1, C1, L2, С2, настраивается на частоту среза первого поддиапазона частот (с1-го по 5-й канал) 48,5 МГц и на частоту 160 МГц — для второго поддиапазона частот (с 6-го по 12-й канал). Предварительная настройка усилителя начинается с проверки режимов работы транзисторов VT1 и VT2 по постоянному току. Необходимо обеспечить минимальное отклонение напряжений на выводах транзисторов, которое должно находиться в пределах 2—5 % от номинальных значений. На коллекторе транзистора VT1 должно действовать напряжение + 5 В, а на базе транзистора VT2 — напряжение + 10 В. Далее переменным конденсатором С8 настраивается усилитель на один из телеканалов метровых волн по максимальной контрастности и устойчивости изображения на экране телевизионного приемника. Изменяя шаг намотки индуктивных элементов L1—L4, добиваются более четкого изображения, подстраивая таким образом частоты среза фильтров нижних и верхних частот.

Окончательную настройку усилителя метровых волн рекомендуется производить после того, как будут установлены обе крышки с помощью отвертки, выполненной из диэлектрического материала.

6.2. Узкополосный антенный усилитель на двух транзисторах

Рассматриваемый антенный усилитель разработан для применения в условиях сельской местности и предназначен

Основные параметры, технические характеристики и условия эксплуатации:

полоса усиливаемых:

первого поддиапазона .................. 48,5—100 МГц

второго поддиапазона ................. 174—230 МГц

номера принимаемых каналов:

первого поддиапазона .................. 1—5-й

второго поддиапазона .................. 6—12-й

коэффициент усиления усилителя .......... 22—24 дБ

ширина полосы пропускания частот ........ 8 МГц

неравномерность АЧХ.................... 3 дБ

входное сопротивление ................... 75 Ом

выходное сопротивление .................. 75 Ом

напряжение питания усилителя постоянным

током ................................ + 12 В

частота среза:

первого поддиапазона .................. 48,5 МГц

второго поддиапазона .................. 160 МГц

максимальный коэффициент шума входного высокочастотного транзистора на частоте

400 МГц.............................. 4,5 дБ

максимальный коэффициент усиления

сигнала первого каскада ................ 15 дБ

максимальный ток, потребляемый усилителем в рабочем режиме эксплуатации .... 10 мА

максимальный уровень пульсации напряжения питания усилителя, не более. . . 10 мВ кпд, не менее .......................... 95 %

максимальная длина кабеля снижения. ..... 20 м

Условия эксплуатации:

температура окружающей среды:

повышенная......................... 40 °С

пониженная ......................... - 45 °С

относительная влажность воздуха при температуре 20С без конденсации влаги, не более ...................... 98 %

атмосферное давление:

повышенное ......................... 120 (900) кПа

(мм рт. ст.) пониженное ......................... 26,7 (200) кПа

(мм рт. ст.)

ветровые нагрузки:

максимальное ветровое давление,

не более ........................... 5 кг/см

максимальная скорость ветра .......... 25 м/с

синусоидальные вибрационные нагрузки с ускорением, не более. ............... 49,05 (5) м/с^2 (д)

одиночные ударные нагрузки:

с ускорением, не более ............... 98,1 (10) м/с^2 (д)

при длительности ударов, не менее ..... 5 м/с

400 МГц. Заметим, что с повышением частоты собственный шум транзистора уменьшается.

Блок питания лучше изготовить как готовое изделие, которое можно широко использовать в радиолюбительской

Основные параметры, технические характеристики и условия эксплуатации:

номинальное напряжение питающей сети переменного тока....................... 220 В

номинальное напряжение постоянного тока для питания усилителя .................. + 12 В

номинальная частота питающей сети переменного тока....................... 50 Гц

пределы изменения частоты питающей сети переменного тока, не более .......... 1 %

выходное напряжение:

стабилизированное постоянного тока ...... + 12 В

нестабилизированное переменного тока .... 0,3 В

на выходе выпрямителя ................ + 12 ... + 14 И

коэффициент нелинейных искажений

питающей сети переменного тока, не более . 12 % ток нагрузки:

номинальный ......................... 0,8 А

максимальный ........................ 1,2 А

максимальный в импульсе .............. 0,7 А

максимальная мощность СИП при полной внешней нагрузке ...................... 26 Вт

мощность, потребляемая СИП от сети переменного тока в режиме холостого хода, не более.............................. 0,022 мВт

коэффициент стабилизации выходного напряжения постоянного тока, не менее .... 250

амплитуда пульсации выходного стабилизированного напряжения, не более .......... 12 мВ

переменная составляющая напряжения на выходе, не более .................... 0,18 Вэфф

помехозащищенность СИП при напряженности внешнего электромагнитного поля, не менее. ............................. 120 дБ

кпд, не менее .......................... 83 %

Условия эксплуатации СИП:

температура окружающей среды:

повышенная ......................... 35 °С

пониженная ......................... 5 °С

максимальная температура перегрева обмоток сетевого трансформатора ....... 55 °С

относительная влажность воздуха при температуре + 20 °С без конденсации влаги, не более. ................ 85 %

атмосферное давление:

повышенное ......................... 120 (900) кПа

(мм рт. ст.) пониженное ......................... 26,7 (200) кПа

(мм рт. ст.) климатическое исполнение .............. УХЛ

R8 — СПЗ-4Ма-470 Ом. R9 — ВСа-0,5-220 Ом, R10 — ВСа-2-4,7 кОм; предохранители FU1, FU2. FU3 типа ПМ1-1-2 А;

6.3. Антенный усилитель метровых волн

Данный антенный усилитель предназначен для высококачественного приема УКВ передающих телевизионных станций метрового диапазона. Усилитель может быть использован также для приема сигналов радиовещательных станций. Усилитель создан для работы в области частот первых 12 каналов от 45,0 до 320 МГц, при этом он значительно перекрывает всю занимаемую этими каналами полосу частот.

Антенный усилитель, предлагаемый для повторения, обладает хорошими эксплуатационными возможностями, достаточно прост в изготовлении и налаживании. Усилитель применяется в условиях низкого уровня ТВ-сигналои метровых волн на расстоянии до 100 км от передающего ТЦ или активного ретранслятора на садово-огородных участках, расположенных на равнинной местности. Усилитель обеспечивает достаточно устойчивый и надежный прием телепрограмм при низком уровне напряженности электромагнитного поля, который может быть не менее 10 мкВ/м.

Антенный усилитель рекомендуется изготавливать в исполнении УХЛ для эксплуатации в условиях воздействия температуры и влажности, не выходящих за пределы нормальных значений, которые определены ГОСТами.

Применение антенного усилителя оказывается наиболее целесообразным, когда телевизионный приемник не имеет запаса по коэффициенту усиления и чувствительности вследствие его длительной эксплуатации и в тех случаях, когда в месте приема телепередач нет ТЦ и ретрансляторов. Область применения усилителя может быть расширена за счет его подключения к ТА коллективного пользования, при подключении к одной приемной антенне нескольких телевизионных приемников. Усилитель одинаково хорошо работает как с антеннами типа «волновой канал», так и с узкополосными и остронаправленными антеннами и антенными системами, имеющими большой коэффициент усиления. При этом данный усилитель должен быть размещен на штанге или стреле антенны.

Размещение антенного усилителя на стреле ТА рядом с активным вибратором и соединение этих элементов антенны наиболее коротким коаксиальным кабелем позволяет улучшить соотношение сигнал/шум на входе телевизионного приемника.

Как следует из принципиальной электрической схемы

(рис. 6.4), усилитель не обеспечивает возможности перестройки АЧХ на один из телеканалов указанного выше диапазона частот и имеет лишь ограниченную подстройку частоты относительно средней частоты, на которую этот усилитель настроен в пределах + 2 ... -.2 МГц, что в значительной мере компенсирует температурный дрейф полосы пропускания усилителя. Основное преимущество рассматриваемого усилителя заключается в возможности использования любых телевизионных приемников, позволяющих производить перестройку АЧХ на различные каналы в метровом диапазоне, что позволяет получить высокий коэффициент усиления на требуемом канале при сравнительно несложном схемно-техническом решении.

Электропитание усилителя осуществляется от сети переменного тока напряжением 220 В частотой 50 Гц или от автономного источника питания, например от аккумуляторной батареи или другого ХИТ с выходным напряжением + 12 В. Анализируя принципиальную схему усилителя, можно выделить следующие функциональные узлы, которые оформляются в виде самостоятельных сборочных единиц: СИП и собственно усилитель. В свою очередь, СИП включает в свой состав входные и выходные цепи, индикатор, сетевой понижающий трансформатор питания, выпрямительное устройство и стабилизатор напряжения.

СИП включается в сеть переменного тока с помощью унифицированного электрического соединителя XI, а в работу — с помощью двухполюсного переключателя SBI. На выходе СИП устанавливаются плавкие предохранители FU1 и FU2, которые предназначены для защиты СИП от коротких замыканий и перегрузок, часто возникающих из-за ошибок при монтаже и использования непроверенных комплектующих ЭРЭ и ЭРИ. Плавкие предохранители FU1 и FU2 рассчитаны на максимальный ток срабатывания 0,5 А. Сигнальная неоновая лампа HLI загорается сразу же после подачи напряжения на СИП. На входе СИП установлены бумажные конденсаторы С1 и С2, обеспечивающие защиту усилителя В от электромагнитных помех, которые проникают в электрическую сеть переменного тока.

В блоке питания применен самодельный сетевой понижающий трансформатор питания Т1, который обеспечивает гальваническую развязку вторичных цепей СИП и нагрузки от высокого напряжения сети переменного

тока, необходимую электрическую безопасность работы с низким напряжением, действующим на вторичной обмотке сетевого трансформатора, а также расчетный уровень напряжения переменного тока, которое поступает на выпрямительное устройство и затем на стабилизатор напряжения.

Выпрямительное устройство с емкостным фильтром собрано на четырех выпрямительных диодах VD1-VD4 по однофазной двухполупериодной мостовой схеме, которая имеет значительные преимущества перед другими схемами выпрямления. В частности, мостовая схема обеспечивает на выходе повышенную частоту пульсации выпрямленного напряжения, хорошие технико-экономические показатели, пониженный уровень обратного напряжения на комплекте выпрямительных диодов, отличается простотой сборки и повышенной надежностью эксплуатации. Выпрямительные диоды VD1—VD4 устанавливаются на металлическую монтажную плату с применением диэлектрических прокладок.

Работает двухполупериодный выпрямитель на емкостный фильтр, собранный на электрическом конденсаторе СЗ.

Выпрямленное напряжение постоянного тока поступает на стабилизатор напряжения, выполненный на четырех транзисторах. Стабилизатор непрерывного действия собран по схеме с регулируемым выходным напряжением и последовательным включением нагрузки. Стабилизатор относится к числу компенсационных стабилизаторов, регулирующим элементом которого является составной транзистор VT1 и VT2, а управляющим — транзистор VT3. Отличительной особенностью ПП-стабилизатора является его работоспособность при пониженном входном напряжении и очень малое потребление энергии в режиме холостого хода. Этим объясняется возможность применения данного стабилизатора в схеме питания усилителя метровых волн, который может работать с автономным источником напряжения. Выходное напряжение СИП можно регулировать переменным резистором R5 в пределах от + 5 до + 12 В. Выбранная схема и примененные полевые транзисторы позволяют получить высокие технические характеристики: коэффициент стабилизации напряжения более 250, выходное сопротивление порядка 1 Ом при максимальном токе нагрузки до 100 мА, амплитуду пульсации, не превышающую 0,6 мВ. На полевом транзисторе с изолированным затвором обеденного типа с N-каналом

VT4 собран стабилизатор тока, играющий роль экономичного источника образцового напряжения.

Оптимальный ток нагрузки, ток, потребляемый усилителем, не превышает 30 мА при напряжении + 12 В. Минимально допустимое падение напряжения на регулирующем транзисторе VT2 равно 1,5 В. Максимальный рабочий нагрузочный ток при выбранной схеме не превышает 80 мА. но его можно увеличить, если заменить транзистор VT2 на более мощный, с радиатором большой теплоотдачи.

Усилитель метровых волн выполнен на ВЧ-траизисторах VT5—-VT8, собранных по схеме с общим эмиттером. Важной особенностью схемы усилителя является использование в качестве коллекторных нагрузок транзисторов VT6—VT8 катушек индуктивности L1—L3, что уменьшает завал АЧХ усилителя на высших частотах.

Важно отметить, что усилитель одинаково устойчиво работает как при номинальном напряжении электропитания + 12 В, так и при пониженном напряжении + 6 В. При этом коэффициент усиления во всем частотном диапазоне метровых волн не имеет заметного уменьшения. Однако если мастер-радиолюбитель выбрал для питания пониженное напряжение + 5 В постоянно, то необходимо в схеме установить стабилитрон КС147А вместо стабилитрона Д814А, применяющегося при питании напряжением + 12 В.

Максимальный ток, потребляемый в рабочем режиме, не превышает 30 мА, а при пониженном напряжении питания ток потребления снижается.

Основные параметры, технические характеристики и условия эксплуатации антенного усилителя метровых волн и СИП:

номинальное напряжение питающей сети переменного тока....................... 220 В

номинальная частота питающей сети переменного тока....................... 50 Гц

номинальное напряжение питания антенного усилителя ............................. + 12 В

пределы изменения напряжения питающей сети переменного тока .................. 187...242 В

пределы изменения частоты питающей сети переменного тока....................... 49...51 Гц

коэффициент нелинейных искажении питаю-шей сети переменного тока, не более ...... 123 %

пределы регулирования выходного стабилизированного напряжения постоянного тока. . . . 5...12 В

коэффициент стабилизации, не менее ....... 250

выходное сопротивление стабилизатора

напряжения ........................... 0,3...1,5 Ом

максимальный ток нагрузки. .............. 30 мА

максимальное падение напряжения на регулирующем транзисторе VT1. .......... 1,5 В

номинальное напряжение на клеммах аккумуляторной батареи ................. 12В

максимальная мощность СИП при максимальной нагрузке. ................. 15 Вт

мощность, потребляемая устройством от сети переменного тика в режиме холостого хода, не более ......................... 10 мВт

амплитуда пульсации выходного стабилизированного напряжения, не более. ......... 6 мВ

переменная составляющая напряжения на выходе стабилизатора напряжения, не более 0,1 Вэфф изменение напряжения на выходе стабилизатора при изменении напряжения сети переменного тока от 187 до 242 В, не более 0,5 В полоса усиливаемых частот ............... 48,5—350 МГц

принимаемые каналы .................... 1—12-й

коэффициент усиления по напряжению при входном сигнале 5 мкВ на частоте:

48,5 МГц ............................ 35 дБ

230 МГц ............................ 40 дБ

уровень собственных шумов на выходе усилительного устройства, не более. ....... 3.5 дБ

входное сопротивление усилителя. .......... 75 Ом

номинальное сопротивление нагрузки ....... 75 Ом

неравномерность АЧХ.................... 5 дБ

кпд СИП, не менее ..................... 0,9 %

максимальная длина кабеля снижения. ..... 30 м

Условия эксплуатации:

при работе усилительного устройства на открытом воздухе:

температура окружающей среды:

повышенная ......................... 45 °С

пониженная ......................... — 40 °С

относительная влажность воздуха при температуре 20 °С, не более ........... 92 %

при работе усилительного устройства в отапливаемом помещении:

температура окружающей среды:

повышенная......................... 30 °С

пониженная ......................... 5 °С

относительная влажность воздуха при температуре 20 °С, не более ........... 85 %

атмосферное давление:

повышенное ......................... 120 (900) кПа

(мм рт. ст.) пониженное ......................... 26,7 (200) кПа

(мм рт. ст.) ветровые нагрузки при скорости ветра до 25 м/с, не более .................. 5 кг/см^2

синусоидальные вибрационные нагрузки с ускорением, не более. ............... 98.1 (10) м/с^2 (д)

Конструкция и размеры. Антенный усилитель состоит из двух самостоятельных сборочных единиц, которые могут быть изготовлены с достаточной степенью точности по эскизной документации, разрабатываемой в соответствии с требованиями государственных стандартов ЕСКД. Соединяются обе сборочные единицы между собой и антенной с помощью отрезков коаксиального кабеля марки РК-75 и двухпроводной линии питания, если усилитель устанавливается на штанге антенны.

Источник питания изготавливается в виде БП с входными и выходными цепями. Электрорадиоэлементы СИП собираются на монтажной плате, которую располагают рядом с сетевым понижающим трансформатором питания. Габаритные размеры СИП зависят от типоразмера сетевого трансформатора питания и от общей компоновки ЭРЭ. Монтажную плату рекомендуется выполнить из двухстороннего стеклотекстолита толщиной 2 мм, которая закрепляется в корпусе СИП с помощью крепежных деталей. Корпус источника питания рекомендуется сделать прямоугольной формы, с учетом места его установки в жилом помещении и вблизи от телевизора.

При изготовлении СИП использованы следующие комплектующие ЭРЭ: самодельный сетевой понижающий трансформатор питания Т1 типа Ш или ШЛ; транзисторы VT1 типа КТ608Б, VT2 — КП303Г, VT3 — КТ312В, VT4 — КП305Г; выпрямительные диоды VD1—VD4 типа КД105Б; конденсатор С1 типа МБМ-11-750В-0.05 мкф, С2 — МБМ-11-750В-0.05 мкФ, СЗ — К50-6-25В-500 мкФ: резисторы RI типа МЛТ-2-820 кОм, R2 — МЛТ-0,125-100 кОм, R3 — МЛТ-0,125-6,2 кОм, R4 — МЛТ-0,125-6,2 кОм, R5 — СПЗ-4Ма-0,25Вт-А-6,8 кОм; электрические соединители X1 типа «вилка» с кабелем в двойной изоляции, ХЗ и Х4 — «вилка» соединителя КМЗ-1; предохранители FU1 и FU2 типа ПМ0,5; индикаторная лампа HLI типа ТН-0,2-1;

переключатель SBI типа П2Т-1-1.

При изготовлении СИП можно произвести замену некоторых ЭРЭ с целью увеличения его выходной мощности, при этом он незначительно проигрывает в экономических показателях. Так, вместо транзистора VT1 типа КТ608Б можно использовать другой, более мощный транзистор. Полевой транзистор VT4 типа КП305Г можно заменить на постоянный резистор типа МЛТ сопротивлением 5 кОм, а переменный резистор R5 — на стабилитрон типа КС133А, резистор R3 сопротивлением 6,2 кОм — на резистор сопротивлением 1 кОм, резистор R4 — на переменный резистор сопротивлением 12 кОм.

Такая замена комплектующих ЭРЭ ведет по существу к изменению схемы стабилизатора тока в сторону классического параметрического стабилизатора напряжения. Если в рассматриваемой схеме использовать постоянные резисторы R3, R4 и R5 с более высокими значениями сопротивлений, то выходное стабилизированное напряжение питания будет увеличиваться.

Конструкция усилителя метровых волн состоит из прямоугольного корпуса, имеющего верхнюю и нижнюю крышки, устанавливаемые после окончательной регулировки и настройки. Комплектующие ЭРЭ усилителя устанавливаются на печатной или монтажной плате, которую рекомендуется выполнить из двухстороннего стеклотекстолита толщиной 2 мм. При этом наружный фольгированный слой печатной платы используется как экран. Можно все ЭРЭ усилителя смонтировать на четырех отдельных платах небольших размеров, обозначенных на схеме 2—1. 2—2, 2—3 и 2-4.

Корпус усилителя можно изготовить из заранее подготовленных заготовок, выполненных из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 2 мм. Внутренний фольгированный слой стеклотекстолита полностью используется для соединения заготовок между собой при изготовлении корпуса усилителя. Наружный фольгированный слой является дополнительным экраном, обеспечивающим защиту усилительных каскадов от влияния внешних электромагнитных полей и наводок. Соединения заготовок между собой рекомендуется производить пайкой сплошными швами по периметрам припоем марки ПОС-61. Пайка должна производиться низковольтным паяльником мощностью до 100 Вт. Применение кислотных флюсов не рекомендуется.

В усилителе метровых волн применяются самодельные катушки индуктивности L1—L4. которые являются важнейшими элементами схемы, определяющими качество изображения и звука на экране телевизионного приемника.

Катушка индуктивности L1 изготавливается из медного посеребренного провода диаметром 1 мм на деревянном шаблоне. Наружный диаметр намотки катушки L1 равен 20 мм. Катушка содержит 2,5 витка с шагом 8 мм. Отвод от витков катушки индуктивности производится при настройке усилителя по данным измерительных приборов

Х1-19А, X1-1, TR-0813 или любого другого типа получения требуемой полосы пропускания.

Катушка индуктивности L2 изготавливается также из медного посеребренного провода диаметром 1 мм или из обмоточного провода марки ПЭЛ с диаметром по меди 1 мм. Наматывается катушка индуктивности на круглом деревянном шаблоне с наружным диаметром 12 мм и шагом 8 мм. Шаг намотки должен быть равным 8 мм. Отвод от катушки индуктивности L2 производится при настройке усилителя по показаниям измерительных приборов и после установки номинальных режимов работы транзисторов. Если катушка индуктивности изготавливается из обмоточного провода марки ПЭЛ или ПЭВ-2, то необходимо произвести его зачистку тонкой шлифовальной шкуркой с последующей полировкой.

Катушка индуктивности L3 изготавливается из медного посеребренного провода диаметром 1 мм, содержит 2,5 витка с отводом от середины. Шаг намотки 8 мм. Внутренний диаметр катушки равен 12 мм. Так же как и в предыдущем случае, место отвода от катушки определяется при настройке усилителя до получения требуемой полосы пропускания.

На принципиальной электрической схеме условно показаны границы устанавливаемых экранов и перегородок в корпусе усилителя, которые определяют кроме габаритных размеров расположение основных комплектующих элементов в каскадах усилителя.

При монтаже, регулировке и настройке усилителя использованы следующие комплектующие ЭРЭ и ЭРИ: транзисторы VT! типа ГТ329Б, VT2 — ГТ329Б, VT3 — ГТ329Б, VT4 — ГТ329А; самодельные катушки индуктивности L1—L4: конденсаторы С4типа К10П-4-Н70-2200пФ, С5 — КД-1-100В-М1500-82 пФ, С6 — КД-1-160В-Н70-2200 пФ, С7 — КД-1-160В-Н70-2200 пФ, С8 — К10П-4-Н70-2200 пФ, С9 — КД-1-100В-М1500-82 пФ, С10 — КД-1-160В-Н70-2200 пФ, С11 — КД-1-160В-Н70-2200 пФ, С12 — К10П-4-Н70-2200 пФ, С13 — К Д-1-100В-М 1500-82 пФ, С14 — КД-1-160В-Н70-2200 пФ, С15 — КД-1-160В-Н70-2200 пФ, С16 — КД-1-100В-М1500-82 пФ. С17 — К10П-4-Н70-2200 пФ, С18 — КД-1-100В-М1500-82 пФ: резисторы R6 типа МЛТ-0,25-110 Ом, R7 — МЛТ-0,25-10 кОм, R8 - МЛТ-0,25-2,7 кОм, R9 — МЛТ-0,25-240 Ом, R10 — МЛТ-0,25-110 Ом, R.11 — МЛТ-0,25-200 Ом, R 12 — МЛТ-0,25-10 кОм, R13 — МЛТ-0,25-2,7 кОм, R14 — МЛТ-0,25-240 Ом, R15 — МЛТ-0,25-110 Ом, R16 — МЛТ-0,25-10 кОм, R17 — МЛТ-0,25-2,7 кОм, R18 — МЛТ-0,25-240 Ом, R 19 — МЛТ-0,25-560 Ом, R20 — МЛТ — 0,25-11 кОм, R21 — МЛТ-0,25-5,6 кОм, R22 — МЛТ-0,25-820 Ом; аккумуляторная батарея GB1 типа 10НКГ-10Д; электрические соединители ХЗ типа «розетка» КМЗ-1, Х4 — «розетка» КМЗ-1, Х2 — САТ-Г, Х5 — САТ-Г; коаксиальный кабель снижения марки

РК 75.

Настройка и регулировка. Следует еще раз напомнить о необходимости проведения входного контроля всех покупных комплектующих ЭРЭ на соответствие требованиям ТУ и нормам, определяемым государственными стандартами. Такая проверка позволит избежать досадных ошибок при изготовлении антенного усилителя и гарантирует его работоспособность.

Проверку работы усилителя метровых волн начинают с измерения выходного напряжения на вторичных обмотках сетевого понижающего трансформатора питания Т1, изготовленного в домашней мастерской или приобретенного в радиомагазине. В соответствии с моточными данными сетевого трансформатора, приведенными в табл. 6.2, на вторичной обмотке трансформатора в режиме холостого хода должно действовать переменное напряжение в пределах от 12 до 14 В. Затем проверяется выходное напряжение выпрямительного устройства при отключенной нагрузке. Это напряжение постоянного тока должно быть не более 14 В. Далее подключают измерительный прибор к выходу стабилизатора напряжения (к соединителям ХЗ и Х4) и измеряют напряжение при верхнем (по схеме) и нижнем положении ротора переменного резистора R5. Стабилизированное напряжение должно изменяться в пределах от 5 до 12 В с высокой степенью стабилизации постоянного тока. Правильно собранный источник питания начинает работать сразу же после сборки и дополнительной регулировки не требует.

Для проверки работы усилителя метровых волн желательно иметь в радиолюбительской лаборатории такие приборы, как ВК2-20, В3-42, радиолюбительские конструкции приборов для измерения сопротивлений или М127, Е6-5 для измерения емкостей и индуктивности, или ЕЗ-3, Е8-5, измеритель RLC «Спутник радиолюбителя», частотомер типа Ч3-7, осциллограф любого типа и генератор радиочастот любого типа.

Наладку усилителя метровых волн необходимо начать с установки режимов работы транзисторов VT5—VT8 по постоянному току. После полной сборки и включения усилителя в рабочий режим на эмиттерном переходе тран-

зистора VT5 должно действовать напряжение постоянного тока + 1,64 ... + 1,72 В, на его коллекторном переходе — полное напряжение питания, поступающее со стабилизатора напряжения + 12 В, на эмиттерном переходе транзистора VT6 — напряжение + 1,7 В, а на его коллекторном переходе — напряжение + 12 В, на эмиттерном переходе транзистора VT7 — напряжение + 1,68 ... + 1,72 В, на его коллекторном переходе — постоянное напряжение + 7,5 В, на эмиттерном переходе транзистора VT8 — напряжение + 1,95 ... + 2,05 В, на коллекторном переходе — + 4,3 В. Падение напряжения на резисторе R11 составляет 4,5 В.

При полной нагрузке максимальный ток, потребляемый усилителем, составляет 30 мА при напряжении питания + 12 В.

После проверки указанных выше напряжений приступают к регулировке АЧХ. Па генераторе частоты устанавливают выбранный диапазон рабочих частот при максимальной полосе качания. При этом на вход усилителя подается напряжение, равное 5 мкВ, оно соответствует ослаблению сигнала на 50 дБ. После этого настройка усилителя сводится к выбору мест отводов от катушек индуктивности L1—L4 до получения необходимой полосы пропускания.

6.4. Широкополосный конвертер

Предлагаемый к повторению простой по своему схемно-техническому решению конвертер предназначен для применения на удаленных от ТЦ садово-огородных и приусадебных участках в сельской местности вместе с самодельными зигзагообразными антеннами, устанавливаемыми на одной опоре вместе с другими антеннами метровых волн. Такая антенна должна быть изготовлена с учетом ее эксплуатации с данным конвертером в условиях воздействия на них различных механических и климатических нагрузок во всех макроклиматических зонах страны с умеренно-холодным или холодным климатом. Конвертер устойчиво работает при воздействии пониженной и повышенной температуры окружающего воздуха, пониженном атмосферном давлении и при воздействии синусоидальных нагрузок в диапазоне частот от 50 до 100 Гц с ускорением до 20 g (196,2 м/с^2).

Конвертер применяется в тех случаях, когда в телевизионных приемниках ранних выпусков отсутствует селектор каналов ДМВ и он может работать только на первых 12 каналах метрового диапазона.

Конвертер обеспечивает в этом случае прием любого канала ДМВ, начиная с 21-го канала. Конвертер устанавливается рядом с активным вибратором на стреле антенны вместе с автономным источником питания.

Рассматриваемый конвертер применяется с различными типами ТА, обеспечивающих прием дециметровых волн на садовых участках, находящихся в зоне прямой видимости, и очень редко — в зонах тени и полутени. Расположение конвертера на стреле ТА позволяет уменьшить потери в кабеле снижения за счет уменьшения длины отрезка кабеля, соединяющего антенну с конвертером, и на вход телевизора будут передаваться ТВ-сигналы метрового диапазона.

Основные параметры и технические характеристики:

номинальное напряжение автономного

источника питания постоянного тока ....... 9В

допускаемые пределы изменения питающего

напряжения, при которых обеспечивается

устойчивая работа конвертера ............ 8—9,5 В

номинальный ток, потребляемый конвертером

в рабочем режиме эксплуатации.......... 3,2 мА

пределы регулирования тока нагрузки ...... 2.4—4,5 мА

волновое сопротивление коаксиального кабеля

снижения ............................. 75 Ом

диапазон каналов, принимаемых конвертором 21—40-й рабочая частота, действующая на входе.

конвертера ..................... . . . . 470—630 МГц

рабочий диапазон телеканалов ..... . . . . 1—12-й

неравномерность АЧХ. ............ . . . . 3,8 дБ

коэффициент усиления ............ . ... 15 дБ

входное сопротивление ........... . ... 75 Ом

потребляемый ток ................ . ... 12 мА

расчетный коэффициент шума на частоте 400 МГц. .................6,5 дБ

полоса рабочих частот, действующих

на выходе конвертера ........... . . . . 48,5—230 МГц

Условия эксплуатации:

температура окружающей среды:

повышенная ................ ...40 °С

пониженная .................. ...— 45 °С

относительная влажность воздуха при

температуре 20 °С, не более . . . .... 95 %

атмосферное давление, кПа (мм pi г.) . . 26,7—120 (200-900)

Конвертер настраивается на любой свободный канал метровых волн (например, на 4-й. 5-й или с 6-го по 12-й). В этом случае для подачи напряжения питания на конвертер используется кабель снижения. Если-переместить конвертер ближе к телевизионному приемнику, то придется применить двухпроводную линию, и тогда электропитание конвертера можно осуществлять от сетевого стабилизированного БП напряжением + 9 В.

Принципиальная электрическая схема широкополосного конвертера, преобразующего дециметровые волны в метровые, приведена на рис. 6.5. Необходимо еще раз напомнить, что схема данного конвертера специально разработана для использования с телевизионными приемниками, у которых в структурной схеме нет селектора каналов ДМВ.

Конвертер, выполненный в соответствии с рассматриваемой принципиальной схемой, характеризуется высокой степенью технико-экономических показателей при его постоянной эксплуатации, так как ток, потребляемый от автономного источника питания GB1, не превышает 5 мА.

Данный конвертер включает в свой состав два основных функциональных узла: гетеродин и смеситель. Напомним, что гетеродином в радиоэлектронике называется маломощный генератор сигналов, используемый как источник колебании вспомогательной частоты при преобразовании ВЧ-сигналов. Гетеродин выполнен на планарном германиевом транзисторе системы п—р—п с че-

тырьмя выводами, один из которых соединен с корпусом. Гетеродин собран по схеме емкостной трехточки с обратной связью, включенной через универсальный выпрямительный диод VD1. В свою очередь, этот диод включен по схеме обратного смещения и предназначен одновременно для настройки конвертера. При изменении сопротивления переменного резистора R7 изменяется ток, протекающий через транзистор VT1, а следовательно, изменяется обратное напряжение на диоде VD1 и частота настройки резонансного контура гетеродина. Заметим, что в качестве резонансного контура применена несимметричная полосковая линия L1, изготовленная из полоски фольги, вырезанной непосредственно на печатной плате шириной 3 мм. Основные размеры полосковой линии L1 приведены на рис. 6.6. Действующую длину полосковой линии можно изменять при настройке конвертера с помощью установки шунтирующей перемычки, перемещаемой вдоль длинной стороны полосковой линии.

Смеситель конвертера выполнен также на ВЧ-транзисторе VT2 системы п—р—п, который имеет планарные выводы. Сигнал гетеродина через сопротивление резистора R1 поступает непосредственно на базу транзистора VT2 смесителя. Такая схема включения транзистора позволяет избежать изготовления дополнительных полосковых линий связи, обеспечивает устойчивость работы смесителя и исключает самовозбуждение.

Как следует из схемы, на базу транзистора VT2 поступает одновременно и сигнал ДМВ, принимаемый ТА.

Создается напряжение разностной частоты, которое усиливается транзистором VT2. Это напряжение выделяется специальным согласующим контуром, собранным на элементах L2, СЗ и R4, и по отрезку коаксиального кабеля, на конце которого смонтирован антенный соединитель Х4, подводится к входу телевизионного приемника, работающего на одном из каналов метровых волн.

В данной схеме напряжение питания конвертера + 9 В с аккумуляторной батареи или другого ХИТ поступает на конвертер через коаксиальный кабель, например кабель марки РК-75-3-31, и далее на выходной согласующий резистор, имеющийся в телевизионном приемнике, сопротивление которого равно 75 Ом.

После включения штекера, смонтированного на выходе конвертера в гнездо, расположенное на телевизионном приемнике, должен загореться индикаторный светодиод HL1. Для его выключения достаточно вынуть штекер из антенного входа телевизионного приемника.

Конструкция и размеры. Корпус конвертера выполнен в виде равностороннего прямоугольника, детали конструкции которого определяются при эскизном проектировании и показаны на рис. 6.6. Сверху и снизу корпус конвертера закрыт крышками (поз. 9), выполненными из латуни или другого немагнитного материала толщиной 0,4—0,6 мм.

Сплошная боковая стенка корпуса (поз. 1) выполнена из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита, к внутренней стороне которого припаивается угольник (поз. 5), изготовленный из латуни. Крепежные детали (поз. 2) соединяют крышки конвертера между собой и обеспечивают необходимую герметичность конструкции. Между корпусом и крышками можно проложить герметизирующие прокладки. Это необходимо сделать для того, чтобы при эксплуатации конвертера, установленного на антенне, обеспечивалась его работоспособность в жестких условиях воздействия климатических, механических и биологических нагрузок: температуры, дождя, инея, росы, ветра, солнечной радиации.

Монтажная плата (поз. 3) выполнена в виде самостоятельной сборочной единицы, на которой устанавливаются две планки (поз. 10 и 11), выполненные из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. На основании монтажной платы (ширина 36 мм, длина 106 мм) в верхнем фольгированном слое сделана П-образная прорезь, образующая несимметричную полосковую линию L1.

Планки (поз. 10 и 11) припаиваются фольгированными слоями к основанию монтажной платы с помощью мягкого припоя марки ПОС-61 по периметру с обеих сторон. Перед установкой плиты (поз. 10) на основание в ней просверливают два отверстия диаметром 5,5 мм, через которые проходят при монтаже отрезки коаксиальных кабелей, а также делают паз шириной, несколько превышающей ширину полосковой линии. Эта планка выполняет роль ребра жесткости, в которую упирается верхняя крышка конвертера. Планка (поз. 11) является экраном, устанавливаемым между двумя транзисторами VT1 и VT2. В этой планке просверлено два технологических отверстия диаметром 2-2,5 мм на произвольном расстоянии от основания, а также такой же паз, как и в первой планке.

В основании монтажной платы необходимо просверлить два отверстия для установки транзисторов диаметром 6 мм, 12 отверстий диаметром 1 мм для установки резисторов и конденсаторов, а также проходные отверстия для крепежных винтов диаметром 3—3,5 мм. Расстояния между отверстиями определяются при разработке эскизной документации или при макетировании.

Две боковые стенки корпуса усилителя (поз. 4) без каких-либо отверстий изготавливаются из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита, они обращены фольгой в обе стороны и спаяны между собой через промежуточные детали по периметрам по всей длине припоем марки ПОС-61.

Два упорных угольника (поз. 5) устанавливаются на торцевых стенках корпуса конвертера на расстоянии от верхнего среза корпуса, равном высоте планок (поз. 10 и 11). Изготавливаются эти угольники из латуни или из бронзовых сплавов, ширина полок которых равна 5 мм, а длина 20 мм.

На расстоянии 12 мм от нижней кромки корпуса устанавливается перегородка (поз. 6) с отверстием диаметром 10 мм, на которой монтируется переменный резистор R7. Горизонтально расположенная перегородка (поз. 6) припаивается после установки ребра жесткости (поз. 7), с помощью которого образуется отсек для автономного источника питания GB1. Для подключения этого источника питания к конвертеру используется унифицированный электрический соединитель, состоящий из двух контактов, которые жестко закрепляются винтом с гайкой на вертикальной перегородке (поз. 7).

В качестве электрического соединителя могут быть применены оба контакта от использованных ХИТ типа «Корунд», «Крона», 7Д-0.115Д.

Покупные ЭРЭ и самодельные ЭРИ устанавливаются на монтажной плате, соединения вывело» осуществляются с помощью мягкою припоя ПОС-61 или ПOC-40, мощность которых при пайке низковольтным паяльником не превышает 60 Вт.

При изготовлении, монтаже и регулировке конвертера использованы следующие комплектующие элементы: ВЧ-транзисторы VT1 типа ГТ330Б, VT2 — ГТЗ0ЗБ: ПП-диод VD1 типа КД503Л; светодиод HL1 типа АЛ102А: аккумуляторная батарея GB1 типа 7Д-0.115Д-IV.1 с номинальным напряжением 8,4 В;

конденсаторы C1 типа КЛ-1-100В-М750-10 пф, С2 — КМ-6-50В-М1500-1500 пФ, C3 — КПК-М11-350В-(2 ... 20) пф, С4 — КМ-6-50В-М 1500-1500 пФ, C5 — КМ-6-50В-М 1500-1500 пф, С6 — КМ-6-50В-М1500 1500 пФ, резисторы R1 типа ВСа-0,125-91 Ом, R2 — ВСа-0,125-10 кОм, R3 — ВСа-0,125-1,2 кОм, R4 — ВСа-2Вт-75 кОм, R5 — ВСа-0,125-12 кОм, R6 — ВСа-0,125-4,7 кОм, R7 — СП-МВт-А-1,5 кОм; индуктивность L1 — П-образная прорезь в монтажной плате, L2 — самодельная катушка индуктивности изготовлена на резисторе R4 и содержит 12 витков обмоточного провода марки ПЭВ-2 диаметром 0,27 мм с отводом от 6-го витка; электрические соединители XI типа АС или САТ-Г телевизионные, Х2 и ХЗ — КМЗ-1, Х4 — САТ-Г.

Светодиод HL1 устанавливается в отверстие боковой стенки корпуса и герметизируется резиновой прокладкой. Корпусы транзисторов VT1 и VT2 заземлены.

После проведения монтажно-сборочных работ конвертер необходимо настроить на определенный заранее канал телевидения метрового диапазона. Регулировку начинают с проверки работоспособности гетеродина. Для этого к электрическому соединителю Х4 подключают измерительный прибор, работающий в режиме измерения тока по I классу точности. Сначала измеряют потребляемый конвертером ток при плавном изменении сопротивления резистора R7. В верхнем по схеме положении движка резистора R7 потребляемый ток должен иметь максимальное значение, не более 2,4 мА, а в нижнем положении движка ток должен находиться в пределах 4,4—5 мА.

Если указанные значения токов обеспечиваются при нормальных климатических условиях, то конвертер собран без ошибок и из совершенно исправных комплектующих элементов. Нормальная работа гетеродина проверяется

измерением пределов изменения тока при касании жалом отвертки коллектора транзистора VT1 при любом положении движка переменного резистора R7.

Подключив конвертер к антенне и к телевизионному приемнику, иыбирают один из свободных каналов метрового диапазона и устанавливают движок переменного резистора R7 в среднее положение.

Предварительная грубая настройка конвертера на выбранный телеканал осуществляется с помощью установки контактной перемычки (на схеме не показана), которую можно изготовить в виде скобы, шунтирующей определенную часть полосковой линии при перемещении ее вдоль всей длины этой линии. Металлическая скоба-перемычка должна надежно контактировать как с поверхностью полосковой линии, так и с поверхностью монтажной платы. Для этого край монтажной платы и поверхность полосковой платы L1 зачищают от лакового покрытия до фольги.

Окончательную настройку конвертера на принимаемый канал осуществляют с помощью регулировочного резистора R7 и в некоторых случаях подстройкой контуров переключателя телевизионных каналов (ПВК).

При монтаже, регулировке и ремонте конвертера могут быть использованы другие комплектующие ЭРЭ, не ухудшающие основные электромагнитные параметры конвертера. Например, могут быть использованы любые керамические конденсаторы, имеющие группу ТКЕ, равную М750 или М1500. Можно применить любые постоянные типы резисторов, номинальная точность сопротивлений которых не превышает 10 %.

Конструкции зигзагообразных антенн, рекомендуемых для совместной работы с данным конвертером, приведены в предыдущих разделах настоящего справочника.

Вернуться к оглавлению раздела 1

08.07.09
Внимание!
На сайте новинка - GSM сигнализация!

Чтобы знать о поступлении новых схем на сайт, подпишитесь на новости сайта: