Главная

В условиях значительных индустриальных помех качество приема радиовещательных станций во многом зависит от эффективности антенны. Эксплуатация широкополосной рамочной антенны [1] совместно с приемником ИШИМ-003-1 в обстановке помех показала ее неплохую эффективность, однако определились и недостатки.

С распадом СССР и возникновением независимых государств произошел "делёж" радиочастот, на которых ранее работали сфазированные передатчики единых программ. Сейчас на тех же частотах производится вещание различных национальных программ, которые создают взаимные помехи. Примером являются частоты 171 кГц и 549 кГц.

Одновитковая рамка, имея неизменное положение в пространстве и обладая направленными свойствами, не позволяет вести качественный радиоприем с некоторых направлений, особенно в диапазонах ДВ и СВ. В то же время расположение плоскости рамочной антенны вдоль многоквартирного дома, т. е. в направлении максимума диаграммы направленности, "собирает" все бытовые помехи, уровень которых имеет тенденцию к возрастанию из-за эксплуатации телевизионной и другой электронной техники, требующей ремонта или замены.

При разработке новой приемной антенны после анализа имеющихся образцов особенно [2], пришлось сделать ее активной и резонансной, с учетом защиты от помех и наводок, а также малых габаритов для удобства использования пространственной селективности.

Рис.1.

Принципиальная схема активной антенны приведена на рис 1. Для диапазонов KB” CВ и ДВ используются отдельные ферритовые антенны WA1 - WA3, подключаемые переключателем SA1 к сдвоенному блоку переменных конденсаторов С1, которые образуют дифференциальный резонансный контур, настраиваемый на принимаемую частоту.

Через С2 и С3 резонансный контур подключается ко входу дифференциального усилителя на полевых транзисторах VT1 и VT2. Выбором ферритовых стержней и обмоток достигается высокая добротность контуров, что повышает селективность приема и действующую высоту антенны, как показано в таблице 1.

Таблица 1.

f, МГц		3 25	0,3	0,53	0,85	1,35	1,65	4,0	6,0	8,0	10,0	12,0	14,0	16,0	18,0	20,0
Q	63	73	74	228	220	200	190	410	425	428	430	435	436	437	440	440
hg, м	1,03	2,13	2,88	7,45	12,8	20,8	34,9	15,2	40,8	59	54,5	45	33	21,7	18,0	17,6
Uш, мкВ	0,56	0,71	0,89	0,45	0,56	1.0	1,41	0,4	0,56	0,71	0,71	0,63	0,45	0,3	0,28	0,28

Нагрузки в цепях стоков транзисторов по переменному току - резисторы R11 и к 12 , на каждом из которых для дифференциального сигнала создаются напряжения противоположной полярности относительно общего провода. Сигнал, проходя через трансформатор на линии Т1, получает определенный фазовый сдвиг, а через трансформатор на линии Т2 дополнительно изменяет фазу на 180° так, что мощности обеих ветвей дифференциального сигнала складываются на входном сопротивлении кабельной линии РК-75, а синфазные помехи вычитаются и через XW1 сигнал поступает на вход приемника.

Ослабление синфазной помехи достигается использованием дифференциального усилителя, в котором за счет R10 создана ООС для синфазной помехи, а также сокращением до минимума длины отводов катушек L1-L3 и длины проводников в цепи затворов транзисторов. Наибольшие помехи и наводки наблюдаются в диапазоне ДВ, что обусловило применение в антенне WA1 цилиндрического электростатического экрана (с зазором вдоль образующей), соединенного в одной точке с общим проводом (рис 1). Транзисторы VT1 и VT2 включены по схеме с общим истоком. Питающее напряжение поступает от отдельного источника, подключенного к разъему ХР1, через разделительный фильтр C11L4L5 и обмотку Т1 на сток VT1, а через обмотку Т2 на сток VT2.

Питание цепей смещения транзисторов обеспечивается через обмотку Т2. Делители R1R2R5 и R1R3R6, создают открывающие напряжения, которые подаются на затворы транзисторов через R4 и R7 сопротивлением 3 МОм, что обеспечивает высокую эквивалентную добротность дифференциального резонансного контура, в цепи истоков резисторы R8 и R9 обеспечивают стабилизацию режимов работы за счет неглубокой ООС, а С7 немного повышает усиление в верхней части диапазона КВ.

С помощью R1 создаются одинаковые режимы работы VT1 и VT2, что достигается равенством падений напряжения на R8 и R9. Токи стоков выбраны по 12 мА, что обеспечивает достаточную линейность усилителя и незначительные собственные шумы на выходе антенны (табл.1), которые экспериментально измерены в экранированной камере в полосе частот ∆f = 9 кГц.

Рис.2.

Конструкция антенны ясна из рис. 2. Основание выполнено из изоляционного материала (здесь и далее полистирол толщиной 6 мм), к которому крепятся изоляционные стойки, удерживающие ферритовые стержни с обмотками. Расстояния от основания до антенн ДВ- 30 мм, СВ - 75 мм и KB - 105 мм.

К основанию крепится также блок переменных конденсаторов, снабженный верньерным устройством. К блоку конденсаторов на трёх стойках крепится печатная плата (рис. 3) из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 2 мм, на которой закреплен переключатель диапазонов.

Рис.3.

Магнитные антенны выполнены на круглых стержнях длиной 200 мм и диаметром 10 мм, катушки L2 и L3 выполнены на стандартных 10-секционных полистироловых каркасах, L1 - на гильзе, склеенной из кабельной бумаги. Остальные данные приведены в таблице 2.

Таблица 2.

Обозначение обмотки	Число витков	Диаметр и марка провода	Марка феррита	Индуктивность, мкГн с сердечником	Примечание
L1	6,5+6,5	1,0 мм медный посеребренный без изоляции	30ВН	6,0	длина намотки 33мм
L2	35+35	0,25 мм ПЭВ-2	150ВЧ	330	-
L3	250	0,25 мм ПЭВ-2	400НН	8300	без экрана
				6000	в экране

Экран L3 изготовлен из трех слоев медной фольги толщиной 0,07 мм, ширина экрана 170...190 мм, диаметр 45 мм. Цилиндрическую форму экрану придают два полистироловых кольца толщиной 6 мм с внутренним отверстием 10 мм (для ферритового стержня) и наружным 45 мм. К торцам колец с помощью небольших саморезов крепятся края экрана. Ширина зазора 2...3 мм.

Сдвоенный блок переменных конденсаторов стандартный, емкость каждой секции 10...520 пФ. С помощью разрезных пластин необходимо добиться одинаковой емкости каждой секции с точностью ±1 ... 2 пФ во всех положениях. Переключатель диапазонов галетный керамический типа ПГК-3П3Н.

Трансформаторы на линии Т1 и Т2 имеют волновое сопротивление Zc = 150 Ом, реализованы на ферритовых кольцах марки 1000 НМЗ типоразмера К16 х 10 х 4,5. Намотка однослойная равномерная в два провода (без скрутки), провод медный 00,26 мм в полиэтиленовой изоляции (по изоляции 00,52 мм) из кабеля связи, количество витков - 24. Индуктивность каждой полуобмотки 300 ... 350 мкГн. Рекомендуется проверить волновое сопротивление линий следующим образом (рис. 4).

Рис.4.

При разомкнутых отводах 2 и 4 измеряется емкость Слин, при замкнутых отводах 2 и 4 измеряется индуктивность Lлин. Волновое сопротивление вычисляется по формуле:

Z_B = Ö L лин/Слин

Например, один из трансформаторов имел параметры L₁₂ = L₃₄ = 330 мкГн, Слин = 18,1пФ, Lлин = 0,41 мкГн и Z_B = 150,5 Ом (на fизм = 1МГц). Для выбора материалов для трансформатора на линии можно воспользоваться [3].

Крепление Т1 и Т2 производится половинкой поршня одноразового шприца, для чего в печатной плате вырезается крестообразное отверстие, а с обратной стороны развальцовывание производится горячим паяльником. Транзисторы VT1 и VT2 подбираются по возможности с близкими параметрами. Можно использовать любые высокочастотные полевые транзисторы, необходимо только задать им нормальный режим (Ic = 10... 15 мА). Конденсаторы типа КМ, постоянные резисторы мощностью 0,125 Вт, подстроечный резистор R1 типа СП3 - 19а, R13 любой малогабаритный. L4 и L5 - дроссели типа ДМ0,1 - 500.

Налаживание антенны начинают с контроля напряжения питания на стоках VT1 и VT2, с помощью R13 добиваются напряжения на R10 равного 4,8В, а затем выравнивают токи истоков (стоков) резистором R1 по равенству падений напряжения на R8 и R9.

При сборке антенны WA3 катушки L3 устанавливаются по центру ферритового сердечника. Катушка L2 антенны WA2 устанавливается на одном из краев своего сердечника, а катушка L1 антенны WA1 - на противоположном краю своего сердечника. Это вызвано тем, что при работе на диапазоне KB ненагруженная антенна диапазона СВ оказывается настроенной в резонанс (L2 и С_{МЕЖВИТК} ) на частоту fpeз = 5 МГц и при достаточно сильной связи с L1 создает отбор мощности из контура антенны KB, настроенного на частоту в интервале 4...6 МГц.

Аналогичная ситуация имеет место при работе в диапазоне СВ, когда ненагруженная антенна диапазона ДВ оказывается настроенной в резонанс (L3 и С_{МЕЖВИТК} ) на частоту fpeз = 1150 кГц. Для устранения эффекта отбора мощности в интервале 1000 ... 1300 кГц применяется закорачивание зазора электростатического экрана WA3 контактами переключателя SA1.2.

Укладка границ настройки антенны в диапазонах ДВ и СВ при указанной емкости С1.1 и С1.2 не представляет трудностей, а в диапазоне KB производится сдвиганием - раздвиганием витков L1. Налаживание и работа с активной антенной облегчается при наличии в приемнике цифровой шкалы. Активная антенна рассчитана на подключение к приемнику с входным сопротивлением 75 Ом.

В. Андрианов

Литература:

1. В. Андрианов. Широкополосная рамочная антенна. - Радио, 1991, №1, с. 54-56.
2. Н. Хлюпин. Приемная рамочная антенна. - Радио, 1988, №8, с. 20-22.
3. Ред. Справочное пособие по высокочастотной схемотехнике. - М. Мир, 1990, с. 15-22.

PX4-1998

Главная