天线放大器的使用。方案、说明

天线放大器的使用。无线电电子电气工程百科全书

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在电视附近的馈线和电视接收机的天线输入之间安装天线放大器可以增加接收路径的增益，即提高受增益限制的灵敏度。事实证明，对于现代电视，这种方法不会改善远距离条件下的图像，因为需要提高灵敏度，而灵敏度的限制不是增益，而是噪声。天线放大器的固有噪声水平与电视接收机大致相同，因此不会提高受噪声限制的灵敏度。

尽管如此，在某些情况下使用天线放大器可以改善接收效果，但为此，必须将其安装在靠近天线的位置，而不是靠近电视的位置，安装在天线和馈线之间的桅杆上或馈线间隙中，靠近电视的位置。天线。

有什么不同？事实是，传递到馈线的信号会经历衰减，其电平会降低。衰减取决于制造馈线的电缆品牌。另外，衰减越大，馈线的长度越大，信号的频率也越大，即接收传输的信道数越大。

当天线放大器安装在电视附近时，已经经过馈线衰减的信号到达其输入端，天线放大器输入端的信噪比小于天线放大器安装在天线附近时的信噪比。信号不会因馈线而衰减。当然，在这种情况下，通过馈线，信号也会衰减，但噪声也会衰减相同的因素。结果，信噪比不会恶化。

不同品牌的电视电缆的特点是特定衰减对频率的依赖性。通常将某一频率的信号通过 1 m 长的电缆时的同轴电缆的比衰减称为比衰减。比衰减以 dB/m 为单位进行测量，在参考书中以以下关系图的形式给出：具体的频率衰减或以表格的形式。上图。 2 显示了某些品牌的 1 欧姆同轴电缆的此类曲线。使用它们，您可以计算在米或分米范围的任何频道上一定长度的电缆中的信号衰减。为此，您需要将从图中获得的特定衰减值乘以馈线的长度（以米为单位）。结果是信号的衰减（以分贝为单位）。

最常见的馈线电缆类型是 RK 75-4-11，其特定衰减在通道 0-05 范围内为 0 ... 08 dB/m，在通道 1-5 范围内为 0 ... 12 dB/m通道 0-15 和通道 6-12 范围内的 0...25 dB/m。因此，馈线长度为0 m时，第37通道馈线中的信号衰减仅为21 dB，相当于信号电压下降69倍；馈线长度为20 m时，第 12 通道衰减为 3 dB（减少 1 倍）。在分米范围内，馈线长度为 41 m 时，衰减将等于 50 ... 12 dB，具体取决于通道数量，这相当于信号电压降低 7 ... 5 倍，并且馈线长度为 2 m - 38 ... 20 dB（信号减少 5 ... 0 倍）。

这样，在馈线长度为50 m的情况下，即使在第12个频道，通过馈线的信号也将减少一半以上，电视输入端的信噪比也将减少一半以上。如果在信号进入馈线之前安装天线放大器，天线放大器的输入噪声水平与电视机的输入噪声水平相同，则信噪比将增加一倍以上。使用较长的馈线长度或接收分米范围内的信号时，将获得更显着的增益。天线放大器必要且足够的增益必须等于馈线中信号的衰减。使用增益大于要求的天线放大器是没有意义的。

有多种类型的天线放大器可供选择。最广泛使用的是 UTDI-I-III 型米级天线放大器（用于 I-III 范围频率的独立电视频段放大器）。它们专为仪表范围的所有 12 个通道而设计，并包含电压为 220 V 的内置交流电源装置。放大器的设计允许您将其安装在由馈线供电的天线附近的桅杆上，而无需铺设额外的电线。 UTDI-I-III放大器的增益至少为12dB（电压的4倍），其自身噪声水平略低于黑白和彩色电视接收机的自身噪声水平。

如果 UTDI-I-III 放大器是范围型放大器，设计用于放大米范围内 12 个频道中任意频道的电视信号，则 UTKTI 类型（独立电视频道晶体管放大器）的天线放大器是单频道设计用于放大仪表范围内唯一一个明确定义的频道的信号。通道号显示在放大器类型名称之后。因此，UTKTI-1 表示放大器设计用于放大第一个频道上的信号，UTKTI-8 表示放大器设计用于放大第八个频道上的信号。 UTKTI 型放大器还具有内置 220 V 交流电源。该类型放大器的固有噪声水平略低于 UTDI-I-III 类型的放大器。交流电源 UTDI-I-III 消耗的功率不超过 1 W，UTKTI - 5 W。

由于分米范围内的电视广播现在变得越来越普遍，并且该范围内馈线中的信号衰减增加，因此使用为此范围设计的天线放大器变得相关。例如，UTAI-21-41类型的放大器（独立电视天线放大器，设计用于21-41个频道）在14 ... 470 MHz的频率范围内增益至少为638 dB。

此前，尽管发布了工业天线放大器，但在《无线电》杂志和《帮助无线电爱好者》集锦中，给出了大量用于自行生产的天线放大器的描述和图表。近年来，此类出版物已经很少见。因此，在“帮助业余无线电爱好者”合集中，第 101 期，第 24 页。图31-8给出了O. Prystaiko和Yu. Pozdnyakov对具有可调幅频特性的窄带天线放大器的非常详细的描述。放大器通过微调电容器调谐到仪表范围的通道之一，放大器带宽为 22 MHz，增益为 24 ... 12 dB。该放大器由 XNUMX V 恒定电压供电。仅当通过一个特定通道接收传输时才使用此类放大器才有意义，因为无法重建安装在桅杆上的放大器。

天线放大器应用

更常见的是，需要能够放大天线接收的所有电视节目的信号的宽带天线放大器。上图。 7. 1 显示了由 I. Nechaev 开发的用于放大所有 12 米通道的天线放大器的示意图。电压为 12 V 时，电流消耗为 25 mA 时增益为 18 dB。

该放大器采用低噪声晶体管组装而成，噪声系数约为 3 dB。输入端的背对背并联二极管可保护放大器晶体管免受雷电放电损坏。两个级都根据具有公共发射极的方案进行组装。电容器 C6 对放大器在较高频率下的频率响应进行校正。为了稳定晶体管模式，放大器被从第二个晶体管的发射极到第一个晶体管的基极的负反馈覆盖。为了避免由于级间通过电源的寄生反馈而导致放大器自激，使用了隔离滤波器 R4、C1。

放大器的输入端子连接到紧邻天线的馈线，其中信号尚未因通过馈线而减弱。放大器的输出连接到电视的馈线。通过馈线这部分的中心核心，电源电压通过扼流圈L1提供给放大器。通过同一电感器，向电视天线插孔的中心导体提供+12V的电压。从电视天线插孔到频道选择器输入的信号必须通过3000 pF隔离电容器馈送。扼流圈用直径为 3 毫米的 PEL 或 PEV 线逐匝缠绕在直径为 10 毫米、长度为 0 毫米的圆柱形铁氧体磁芯上。每个电感器包含 2 匝。绕线前，铁芯必须用两层拉桑薄膜包裹，绕线后，线匝用聚苯乙烯清漆或搪瓷固定。《无线电》杂志，20 年，第 1992 期，第 6 页给出了放大器的更详细描述、印刷电路板图以及其上部件的放置。 38-39。

A. Komok 提出了另一种天线放大器，设计用于 470 ... 790 MHz 分米范围（21 ... 60 个通道）。其原理图如图所示。 7.

天线放大器应用
米。 7. 2. UHF天线放大电路

该放大器在30V电压供电时，通带增益为12dB，电流消耗不超过12mA。两个级均根据微波晶体管上的共发射极电路组装，具有低固有噪声水平。放大器带宽的下限受到输入高通滤波器的限制，上限受到晶体管和布线的寄生电容的限制。由于电阻器 R1 和 R3，提供了晶体管模式的温度补偿。高通滤波器线圈L1由直径为2mm的PEV-0线绕制，匝数为8匝。在直径为 2 毫米的心轴上逐匝进行缠绕，然后将线圈从心轴上取下。对于 Nechaev 放大器，电源是通过上述设计的扼流圈通过馈线提供的。作者在放大器中使用了无封装晶体管，需要仔细密封。我们还可以推荐使用外壳晶体管 KT5A，它更实惠且能抵抗气候条件的变化。该放大器的详细描述位于杂志“Radio Amateur”，4 年，第 399 期，第 1993 页。 5.

如上所述，天线放大器的主要目的是补偿馈线中的信号衰减。当使用天线放大器时，噪声限制灵敏度，即接收微弱信号的能力，不再由电视接收机输入端的信噪比决定，而是由天线放大器输入端的信噪比决定。因此，与安装在电视附近相比，在天线附近安装天线放大器需要较低的输入信号电平才能实现一定的噪声限制灵敏度。因此，可以以更好的质量接收较弱的信号。

使用天线放大器可以故意使用如此长的馈线，在没有放大器的情况下，会将信号电平衰减到不可接受的水平。当电视接收器位于空洞中并且安装在房屋附近的接收天线在通往发射器的途中被山丘覆盖时，有时在封闭区域中需要使用长馈线。同时，安装在距离该建筑物 100 ... 200 m 处的电视天线由于没有被当地障碍物覆盖，因此可以提供相当可靠的接收和良好的图像质量。在这种情况下，可以通过以下两种方式之一实现正常接收：要么增加天线杆的高度，这通常是一项非常困难的任务，要么将天线安装在空旷的地方，距离100.. . 距离房子200 m。然后，要将天线连接到电视接收器，您将需要使用长馈线。

容易计算出，馈线长度为200 m时，电缆品牌RK 75-4-11在第12通道频率处产生30 dB的衰减，相当于信号电压下降31倍，即通常，低于电视接收机的灵敏度阈值。在天线输出处安装至少具有相同增益的天线放大器将补偿长馈线中的信号衰减并确保电视正常运行。如果一台放大器的增益不够，可以依次开启两台放大器。在这种情况下，如果放大器的增益以分贝表示，则所得增益将等于放大器增益的总和。

使用很长的馈线并且需要将信号放大超过 30 dB，当您必须使用两个或更多

天线放大器，为避免过载或自激，请勿将所有放大器安装在一个地方。在这些条件下，第一个放大器安装在天线的输出端，即馈线的输入端，随后的放大器安装在馈线中，彼此之间的距离大致相同。选择这些距离使得两个放大器之间的馈线部分中的信号衰减大约等于放大器的增益。

从不同品牌同轴电缆的特定衰减对频率的依赖性（图2），可以得出一定的结论。 RK 1-75-2 和 RK 13-75-2 品牌的电缆即使在米波范围内也具有足够大的比衰减，因此不应在分米范围内使用。 RK 21-75-7、RK 15-75-9、RK 13-75-13 和 RK 11-75-17 品牌的电缆具有较低的特定衰减，但与 RK 17-75-4 相比，特别是在分米范围内。如果馈线长度为 11 m，频率为 50 MHz（通道 620），RK 39-75-4 电缆引入 11 dB 的衰减（信号电压衰减 16 倍），则在相同条件下， RK 6-3-75引入了9 dB的衰减（衰减13倍），RK 9-5-3引入了75 dB（衰减13倍）。因此，即使不使用天线放大器，为分米范围内的馈线选择良好的电缆品牌也可以将电视输入端的信号电平提高数倍。

我们可以提供一个关于选择电缆的相当简单的建议：电缆的直径越大，引起的衰减越小。特性阻抗为 75 欧姆的同轴电缆通常用作电视馈线。

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