新的天线放大器。方案、说明

新的天线放大器。无线电电子电气工程百科全书

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上世纪 90 年代，随着广播电视网络的扩展和活动频道数量的增加，用户对能够在 MB 和 UHF 频段接收轴节目而无需任何切换的多频道电视天线产生了兴趣，急剧增加。自本世纪中期以来，ANPREL、DIPOL、ELECTRONICS 等公司的波兰小型电视天线 ASP-4WA、ASP-8WA (CX-8WA) 开始进入市场，（在一定程度上）满足了这样的接待。天线迅速普及，目前已有相当多的天线投入使用。

单独的电视天线 ASP-4WA、ASP-8WA 是带有公共网状反射屏的平面振动器结构。它们是有源的，也就是说，它们配备了直接安装在天线上并由下降馈线供电的电子放大器。天线的许多特性，例如增益和带宽，是通过使用天线放大器获得的。因此，再现的电视图像的质量很大程度上取决于后者的参数。

对于有源 ASP 天线，不同的制造商生产各种品牌和编号的全系列统一天线放大器。在结构上，它们的设计方式都是相同的：采用带有表面安装微元件的小型印刷电路板（约 60x40 毫米）的形式。该板采用自动化SMD技术制造，并且由于重复控制而非常可靠。由于其独特的设计，这些天线放大器被称为平板放大器。

大量SWA天线放大器的电路、参数、缺点和修复在[1]中有详细描述。不过，生产这种放大器的公司正在改进他们的产品，现在已经出现了许多新型号：SWA。 S&A、GPS、PAE 等。它们的参数对于已经使用天线并希望提高图像质量的用户以及决定购买新天线的用户来说无疑具有很大的实际意义。此外，放大器还可以与其他类型的天线配合使用，例如对数周期天线、波道天线等（前提是输入阻抗匹配）。

天线放大器有许多特性参数，可以有条件地分为两组：通用和个别。一般包括：输入和输出电阻（分别为 300 和 75 欧姆）、电源电压（标称 9V 时为 15 ... 12 V）、工作频道间隔（1-68 个电视频道，极少数例外）。由于参数相同，保证了放大器的互换性。

然而，为了评估放大器的质量，区分一个放大器与另一个放大器的各个参数，特别是噪声和放大率，也很重要。有关它们的信息并不总是可用，尽管最近已部分放入天线的销售文档中。它在公司目录中得到充分说明，即使从批量销售天线的公司也很难购买。

为了选择合适的天线放大器，有必要了解其两个单独参数：噪声系数和降低的增益 Ku。也非常需要表示其频率响应的类型。

选择放大器时最重要的是噪声系数：它应该尽可能小，并且肯定低于电视输入级的噪声系数[1]。现代天线放大器的噪声系数应不超过 2 dB。

第二个参数（增益）是根据[1]中描述的方法根据电缆和无源分路器（如果有）中的信号损耗计算的。根据最接近系数Ku的计算值来选择天线放大器。它的增加超过计算值会产生效果，同时降低噪声水平，否则自励和来自附近电台的强大信号使放大器过载的危险只会增加。

还需要考虑系数Ku对频率的依赖性，这是由放大器的实际频率响应决定的，每个放大器都有其自己的频率响应特征形式。因此，SWA 和 PAE 放大器在大约 600 MHz 的频率处有一个平滑的最大值（驼峰）（增益上升达到 6 ... 10 dB）。 S&A 和 PA 放大器具有双峰特性：第二次增益增加 3 ... 5 dB 位于大约 100 MHz 的频率处，即 MB 处。频率响应类型允许您根据接收条件选择放大器，以便通过降低范围内非工作部分的增益来提高稳定性和抗噪性。通常，文档中指定的增益是指 DM V 范围，在 MB 频率下它可能会低得多。

大多数新型放大器都是按照传统的两级OE-OE方案组装的。考虑各种品牌放大器的一些新型号的电路、参数和频率响应。

放大器SWA-555，其原理图如图1所示。 67 是基于 T67 (BFG-91) 或 BFR-XNUMXA 双极微晶体管的两级非周期射频放大器。

新型天线放大器

第一级是宽带的，没有校正。第二级进行校正：晶体管 VT5 的电流反馈电路中的电容器 C2 在工作范围 [1] 的较低频率处提供频率响应下降，而电压反馈电路中的电容器 C4 限制增益在高频和工作频带之外。放大器的频率响应如图 2 所示。 XNUMX.

新型天线放大器

总的来说，SWA-555和SWA-9放大器的电路几乎相同（第一个放大器仅在电源电路中缺少LC滤波器，并且更改了一些无源元件的额定值）。因此，放大器的频率响应很接近。然而，当在第一级使用BFR-91A低噪声晶体管(Ksh = 1,6 dB)时，SWA-555放大器具有较低的噪声系数。

S&A 放大器的两级都有更复杂的均衡电路。在型号S&A-130、S&A-140中，其示意图如图3所示。如图1所示，OOS电路中引入串联电路L1C2，用于晶体管VT1上级联的电压。选择其谐振频率，使得第一级的增益在该范围的较高频率处降低，这有助于放大器的稳定性。为了扩大校正范围，L2C1电路的品质因数通过电阻R3、R1降低。为晶体管VTXNUMX提供必要的恒流基极。

新型天线放大器

第二级在晶体管VT6的发射极电路中设有双RC电路R7、R6、C7和R4、C5、C2，改变低频区的频率响应。结果，放大器的特性出现双峰，如图 4 所示。 XNUMX.

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频率为 100 MHz 时增益增加达到 3...4 dB。驼峰之间的间隙落在 230...400 MHz 的频率上，地面电视频道不使用该频率。这种形式的频率响应提高了放大器的稳定性和抗噪声能力。

S&A 放大器的其他特性包括在输入端使用防雷二极管 VD1。其效率不是很高，因此建议将天线接地。

在 PAE 放大器中，与 S&A 一样，LC 校正应用于两个阶段。在RAE-45放大器中，其电路图如图5所示。如图1所示，它由两个串联电路L3C2和L5CXNUMX提供，分别包含在OOS电路中，用于第一级和第二级的电压。

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此外，影响频率响应的还有电容器C2、C8。因此，该放大器的频率响应上的驼峰更加尖锐，在频率高于 700 MHz 时急剧下降，如图 6 所示。 XNUMX.

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详细考虑 PA 放大器是没有意义的，因为它们与 S&A 放大器类似，只是在输入端使用线圈而不是 VD1 二极管。 RA 和 S&A 放大器的频率响应大致相同。

GPS型号与SWA-455、SWA-555放大器相似，仅第二级校正元件的值不同。通过增加第二个晶体管发射极电路中隔直电容器的电容，在 100...400 MHz 频率范围内实现了增加的增益。

在一些新型号的放大器中，第二个晶体管的发射极连接有一个附加电路，该电路由串联的调谐和恒定电阻器以及电容器组成（如图 1 中的虚线所示）。在这种情况下，微调电阻可以改变较低频率范围内的增益，从而改变放大器的频率响应。不幸的是，这种校正调节器的值很小，因为当天线升起时很难访问放大器。

当然，电路和频率响应的分析并不完整，因为除了校正电路之外，频率响应还受到部件相对位置、安装电容、带状线的存在等的影响。尽管如此，根据对于作者来说，根据频率响应类型正确选择放大器就足够了，并且在某些情况下通过选择校正元件进行自调谐就足够了。

分析得出以下实用建议。 SWA 和 PAE 放大器的频率响应的真实形式是这样的，它们最适合主要用于接收 UHF 范围内的远程站。放大器具有最大增益。由于 MB 区域的增益降低，此类放大器（尤其是 PAE）更加稳定，并且能够更好地防止这些频率下的干扰。

要接收微弱的 MB 信号，应优先选择 S&A、PA 和 GPS 放大器，这些放大器可以增加 MB 的增益。这一点尤其重要，因为小型 ASP 天线在 MB 频段上的固有增益非常低：例如，在 50 MHz 频率下，对于 ASP-8WA 天线，它不超过 1 dB [2]。

新SWA车型主要参数。 S&A。 PA、GPS、PAE（工作频率间隔 f、噪声系数 Ksh 和增益系数 Ku）取自互联网 [2] 以及公司目录，列于此处的表格中。如果信息存在差异，则其中包含最差值。显然，一些新型号已经实现了一定的降噪（高达 1,5 dB），但是，仍然存在相当“嘈杂”的放大器，NR1 等于 3 ... 3.9 dB（SWA-31、SWA-32、S&A-110. S&A-120. RA-10)，不推荐。

新型天线放大器

制造商尚未设法显着改善大多数放大器的噪声特性。之前最好的型号 SWA-7、SWA-9 的 Ksh = 1,7 dB [1]。新放大器的该值保持大致相同或略有减少，但 SWA-47(AST)、SWA-49(AST) 型号除外。这主要是因为所使用的电路和晶体管没有改变：输入中使用了相同的微波晶体管 T67、V3、415，其极限频率为 7,5 GHz，噪声系数高达 3 dB [2]。阶段，并且只是偶尔 - 不太“吵闹的 BFR-91A”。

应当注意的是，放大器的特性不仅受到第一晶体管的类型的影响，而且还受到工作模式的影响。影响输入匹配程度的固有噪声水平、增益和输入电导率有源分量的值取决于其集电极电流。

在大多数天线放大器中，晶体管 VT1 的集电极电流为 1"= 8 ... 12 mA。这可以让您获得相当高的增益并与输入变压器 T1 良好匹配，但对于确保低水平的固有噪声。虽然所使用的微芯片 Ksh × f (Ik) 的相关性未知，但通常，对于双极硅微波晶体管，在集电极电流为 2 ... 5 mA 时观察到最小噪声水平[3]. 噪声，同时在输入端保持良好的匹配。对于 PAE 放大器（仅适用于它们），第一个晶体管的电流降低至 1 ... 4 mA，这一事实间接证实了这一点。因此，使用相同的晶体管，噪声水平显着降低：根据互联网网络的信息，这些放大器的 Ksh 系数达到 5 ... 0.8 dB。

如 [1] 中所述，许多高增益 SWA 天线放大器容易出现自激。这是由解释的。保证按照OE-OE方案组装的两级非周期射频放大器在高达900 MHz的频段内的稳定性是相当困难的。进一步增加级联数量似乎没有意义，因为在这种情况下实际上不可能实现稳定性。然而，市场上出现了由四个晶体管组装而成的放大器。出于这个事实的好奇，笔者购买了SWA-2000/4T放大器。其电路图绘制在印刷电路板上，如图 7 所示。 XNUMX.

新型天线放大器

对该放大器电路的分析表明，它是根据通常的方案组装在两个晶体管 VT1 和 VT2 上，并与 OE 连接。输入信号馈送到晶体管VT1的基极，在两级轨道中放大并从晶体管VT2的集电极移出。通过同轴电缆中的过渡电容器 C9 起作用。有源电路中还包括额外的晶体管 VT3 和 VT4，用于设置晶体管 VT1 和 VT2 基极的偏置电压。由于晶体管VT3、VT4不放大有用信号，因此使用低频且廉价的3F芯片来实现此目的。

显然，采用这样的结构，SWA-2000/4T放大器的特性无论如何都不能显着超过具有类似校正的两级放大器（SWA-7、SWA-9、SWA-555等）的参数，这是通过对比测试证实的。

综上所述，我们得出以下结论。首先，许多新放大器重复了旧型号的电路以及相应的特性。与此同时，新开发项目数量众多并不意味着其质量更高。例如，SWA-555放大器在参数和电路方面与SWA-9放大器相同。这同样适用于组装在四个晶体管上的放大器。

其次，在新的放大器中，有一些型号具有真正改进的特性，这也意味着提高接收质量的可能性。从噪声参数来看，SWA-47（AST）、SWA-49（AST）放大器可以说是最好的，而且从网上的信息来看，PAE型放大器也是最好的。

第三，只有使用噪声水平较低、计算出的增益值和合适的频率响应的新模型，更换天线放大器才会产生积极效果。

总之，假设制造商开发天线放大器模型的速度相当快，并且当发表本文的杂志发表时，可能会出现新的、改进的放大器。无论如何，这里和[1]中考虑的确定其质量的标准和选择建议都不会改变。

文学

Pakhomov A. 天线放大器 SWA。 - 收音机。 1999 年，第 1 期。 10-12。
Nesterenko I. I., Zhuzhevich A. V. 自己选择天线。 - M.：梭伦。 1998 年。
半导体器件。低功率晶体管。参考书（A. A. Zaitsev、A. I. Mirkin、V. V. Mokryakov 等）。隶属总编辑。 A.V.戈洛梅多娃。 - M. 无线电和通信，1989 年。

作者：A.Pakhomov，博士技术。科学，采尔诺格勒，罗斯托夫地区

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