接收天线放大器。方案、说明

接收天线放大器。无线电电子电气工程百科全书

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众所周知，建议使用天线放大器来接收环形天线（“标志”）。在其制造过程中，不存在噪声水平和放大方面的问题。这很容易做到。但此类天线要求放大器具有非常高的共模分量抑制比（CMRR，或者英文中的 CMRR - 来自共模抑制比）。否则，这种干扰会完全“破坏”天线的参数，这种情况在实践中经常发生，并成为认为此类天线工作“马马虎虎”的观点的基础。

实现该目标的最简单方法是使放大器差分具有较大的 CMRR。而您就需要这样一个放大器。将巴伦变压器与不对称放大器一起使用不会产生良好的结果。即使是最好的此类变压器（我们谈论的是高阻变压器），在 1,8 和 3,5 MHz 频率下（主要在业余低频频段需要接收天线）的共模抑制系数也很少超过 40 dB。这还不够——根据作者的说法，在实际情况下，共模分量至少需要 50...60 dB 的衰减。

这种抑制可以由差分放大器提供。组装它们最简单的方法是在集成电路上。由于实际不可能选择精度为 0,1 ... 0,3% 的元件，因此打破了基于分立元件制造差分放大器的想法。

运算放大器上差分级的通常实现提供了这种抑制，但缺点是其输入的输入阻抗不同。由此，天线失去对称性。

一个完全令人满意的解决方案是使用专用差分放大器AD8129。在低于 4 MHz 的频率下，它的 CMRR 为 80(!) dB，此外，该微电路具有两个具有相等且非常高（超过 4 MOhms）阻抗的差分输入。另一个优点是差分输入不用于设置增益，即它们不需要加载任何额外的东西。

放大器电路图如图1所示。 1. 当使用带有环形天线的放大器时，请勿安装 VD4-VD1 变容二极管及其控制电路元件（R1、C5、R9、C2），当使用铁氧体磁性天线时，请勿安装电阻器 RXNUMX。

米。 1.放大器示意图（点击放大）

电压增益（在本例中，大约等于 30）由电阻器 R7/R6 的电阻比设置。这些电阻不会影响工作输入（DA1 芯片的引脚 8 和 1）的输入阻抗。

该芯片需要双极性电源。请注意，设备中有两个不同的接地，并且它们不直接相互连接。其中一根是放大器的公共线，另一根是连接放大器和接收器（收发器）的同轴电缆编织层。电路 L1C2C4 和 L2C3C5 还对电源进行滤波。中点（“放大器接地”）处的电压设定稳定器 DA2。通过同轴电缆向放大器供电。为了进一步防止电缆编织层上产生的“污垢”，安装了 T2 隔离变压器。它以两根线绕在铁氧体 LF 磁芯上，因此其绕组的电感至少为 1 mH。

放大器的输出通过电阻R8连接到隔离射频变压器T1，其匝间电容较小，绕组匝数比为1：1。该变压器用于放大器的公共线和同轴电缆编织层之间的共模去耦。电阻R8设置放大器的输出阻抗（DA1芯片本身输出阻抗较低）。

二极管 VD7 和 VD8（任何高频硅）保护接收器的输入电路。事实上，DA1芯片可以产生幅度高达5V的输出信号，这并不是所有接收器都可以接受的。电容C7断路。

元件 L3、C10 在“颈部”共享放大器的电源和接收器的输入。

前面已经提到，DA1芯片的8脚和1脚是高阻差分输入。他们需要解决三个问题。

首先，将它们以直流电“绑定”到放大器的公共线上。这是通过电阻器 R3、R4 完成的。它们的电阻不是很重要（除了使用铁氧体磁性天线的情况，见下文）——从 100 kΩ 到 1 MΩ，但它们的特性非常重要。这些电阻必须使用数字万用表来选择，其差异不超过0,1%（越少越好）。否则，它们会“扭曲”放大器的输入，并相应降低 CMRR。

其次，有必要在变送器工作时保护输入。一对 RF 二极管 VD5、VD6 可以解决这个问题。

第三，连接天线及其所需的元件。这取决于将使用哪种天线。

如果它是一个帧，例如“标志”，则它直接连接到输入。另外，安装电阻R2，其阻值等于框架的输出电阻（通常为数百欧姆）。

如果这是铁氧体磁性天线，则不需要R2，但安装VD1-VD4调谐变容二极管及其来自“shek”的控制电路（R1R5C1C9）。此外，使用铁氧体磁性天线 (MA) 时，需要考虑电阻器 R3 和 R4 的阻值。它们决定了天线电路的品质因数（当然，除了天线线圈本身的品质因数）。根据电感、品质因数 MA 和所需带宽（无需调谐），您应该选择电阻器 R3、R4 的值。

在图中。图 2 显示了所述放大器输出端 100 kHz 频段的频谱，这些电阻器的电阻为 390 kOhm，连接的铁氧体磁性天线缠绕在直径为 8 mm、长度为 100 mm 的杆上，磁导率为 400。接收范围为 160 米。天线位于室内，因此除了有用信号外，还可见大量干扰。

接收天线放大器
米。 2. 放大器输出端 100 kHz 频段的频谱

输出端，MA谐振频率处的空气噪声电平为93 dBm（图中垂直刻度单位为dBm），即5 μV，大致相当于全尺寸天线的噪声电平。如果需要更改增益，可以通过选择电阻器 R7 / R6 来完成。 AD8129 可以在低频 HF 频段提供高达 100 倍的放大。

使用放大器可以让您将天线放置在远离本地干扰源的位置，从而提高接收质量。

作者：伊戈尔·贡恰连科 (DL2KQ)

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