수신 안테나 증폭기. 계획, 설명

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알려진 바와 같이 루프 안테나("플래그")를 수신하려면 안테나 증폭기를 사용하는 것이 좋습니다. 제조 과정에서 소음 수준 및 증폭에 문제가 없습니다. 그것은 쉽습니다. 그러나 이러한 안테나를 사용하려면 증폭기가 매우 높은 공통 모드 구성요소 거부율(CMRR 또는 영어로 CMRR(Common-Mode Rejection Ratio))을 가져야 합니다. 그렇지 않으면 이러한 간섭으로 인해 안테나 매개변수가 완전히 "파괴"될 수 있으며, 이는 실제로 자주 발생하며 해당 안테나가 "그렇게" 작동한다는 의견의 기초가 됩니다.

목표를 달성하는 가장 쉬운 방법은 큰 CMRR을 사용하여 증폭기 차동을 만드는 것입니다. 그리고 그러한 증폭기가 필요합니다. 비대칭 증폭기와 함께 발룬 변압기를 사용하면 좋은 결과를 얻을 수 없습니다. 이러한 최고의 변압기(고저항 변압기에 대해 이야기하고 있음)조차도 1,8 및 3,5MHz의 주파수에서 공통 모드 억제 계수를 가지며(수신 안테나는 주로 아마추어 저주파 대역에서 필요함) 40dB를 거의 초과하지 않습니다. 그리고 이것만으로는 충분하지 않습니다. 저자에 따르면 실제 조건에서는 공통 모드 구성 요소의 최소 50~60dB 감쇠가 필요합니다.

이러한 억제는 차동 증폭기를 통해 제공될 수 있습니다. 조립하는 가장 쉬운 방법은 집적 회로를 사용하는 것입니다. 개별 요소를 사용하여 차동 증폭기를 만들려는 아이디어는 0,1...0,3%의 정확도로 구성 요소를 선택하는 것이 실제로 불가능하기 때문에 좌절됩니다.

연산 증폭기의 차동 스테이지를 일반적으로 구현하면 이러한 억제가 가능하지만 입력의 입력 임피던스가 다르다는 단점이 있습니다. 이로 인해 안테나가 대칭성을 잃게 됩니다.

완전히 만족스러운 솔루션은 특수 차동 증폭기 AD8129를 사용하는 것입니다. 4MHz 미만의 주파수에서는 80(!)dB의 CMRR을 가지며, 또한 이 마이크로 회로에는 동일하고 매우 높은(4MOhms 이상) 임피던스를 갖는 XNUMX개의 차동 입력이 있습니다. 별도의 장점은 차동 입력이 이득을 설정하는 데 사용되지 않는다는 것입니다. 즉, 추가 항목을 로드할 필요가 없습니다.

증폭기의 회로도는 그림 1에 나와 있습니다. 1. 루프 안테나가 있는 앰프를 사용할 경우 바리캡 VD4-VD1 및 해당 제어 회로 요소(R1, C5, R9, C2)를 설치하지 말고, 페라이트 자기 안테나를 사용할 경우 저항 RXNUMX를 설치하지 마십시오.

쌀. 1. 증폭기의 개략도(확대하려면 클릭)

전압 이득(이 경우 대략 30과 동일)은 저항 R7/R6의 저항 비율에 의해 설정됩니다. 이러한 저항은 작동 입력(DA1 칩의 핀 8 및 1)의 입력 임피던스에 어떤 식으로든 영향을 미치지 않습니다.

이 칩에는 양극 전원 공급 장치가 필요합니다. 장치에는 서로 다른 두 개의 접지가 있으며 서로 직접 연결되어 있지 않습니다. 그 중 하나는 증폭기의 공통선이고, 다른 하나는 증폭기와 수신기(트랜시버)를 연결하는 동축 케이블의 편조입니다. 회로 L1C2C4 및 L2C3C5는 추가로 전력을 필터링합니다. 중간점(“증폭기 접지”)의 전압은 DA2 안정 장치에 의해 설정됩니다. 동축 케이블을 통해 앰프에 전원이 공급됩니다. 케이블 편조에 유도될 수 있는 "먼지"에 대한 추가 보호를 위해 T2 절연 변압기가 설치됩니다. 권선의 인덕턴스가 최소 1mH가 되도록 페라이트 LF 자기 코어에 두 개의 와이어로 감겨 있습니다.

증폭기 출력은 저항기 R8을 통해 RF 절연 변압기 T1에 연결되며, 턴 간 정전용량은 낮고 권선 권선비는 1:1입니다. 이 변압기는 증폭기의 공통 와이어와 동축 케이블의 편조 사이의 공통 모드 절연에 필요합니다. 저항 R8은 증폭기의 출력 저항을 설정합니다(DA1 마이크로 회로 자체는 출력 저항이 낮습니다).

다이오드 VD7 및 VD8(모든 실리콘 고주파수)은 수신기의 입력 회로를 보호합니다. 사실 DA1 마이크로 회로는 최대 5V의 진폭으로 출력 신호를 생성할 수 있으며 이는 모든 수신기에서 허용되지 않습니다. 커패시터 C7은 분리 커패시터입니다.

요소 L3, C10은 증폭기의 전원 공급 장치와 수신기 입력의 "목"을 공유합니다.

이미 언급했듯이 DA1 칩의 핀 8과 1은 고임피던스 차동 입력입니다. 그들과 함께 해결해야 할 세 가지 문제가 있습니다.

먼저, 직류를 통해 앰프의 공통 와이어에 "연결"합니다. 이는 저항 R3, R4에 의해 수행됩니다. 저항은 100kOhm에서 1MOhm까지 그다지 중요하지 않지만(페라이트 자기 안테나로 작업하는 경우 제외, 아래 참조), 그 정체성은 매우 중요합니다. 이러한 저항기는 차이가 0,1% 이하(더 작을수록 좋음)의 디지털 멀티미터를 사용하여 선택해야 합니다. 그렇지 않으면 CMRR이 감소하면서 증폭기 입력이 "왜곡"됩니다.

둘째, 송신기가 작동 중일 때 입력을 보호해야 합니다. 한 쌍의 RF 다이오드 VD5, VD6이 이에 대처합니다.

셋째, 안테나와 필요한 요소를 연결합니다. 이는 어떤 안테나를 사용할 것인지에 따라 다릅니다.

"플래그"와 같은 프레임인 경우 입력에 직접 연결됩니다. 또한 프레임의 출력 저항(보통 수백 옴)과 동일한 저항으로 저항 R2를 설치하십시오.

페라이트 자기 안테나인 경우 R2는 필요하지 않지만 튜닝 배리캡 VD1 -VD4와 "shek"(R1R5C1C9)의 제어 회로가 설치됩니다. 또한 페라이트 자기 안테나(MA)를 사용할 때는 저항 R3 및 R4의 저항을 고려해야 합니다. 이는 안테나 회로의 품질 요소를 결정합니다(물론 안테나 코일 자체의 품질 요소에 더해). 인덕턴스, MA의 품질 계수 및 원하는 대역폭(튜닝 없음)에 따라 저항 R3, R4의 값을 선택해야 합니다.

그림에서. 그림 2는 100kOhm의 저항 저항과 직경 390mm, 길이 8mm의 막대에 감긴 연결된 페라이트 자기 안테나를 사용하여 설명된 증폭기의 출력에서 100kHz 대역의 스펙트럼을 보여줍니다. 투자율은 400입니다. 수신 범위는 160m입니다. 안테나는 실내에 위치하므로 유용한 신호 외에도 많은 간섭도 눈에 띕니다.

수신 안테나 증폭기
쌀. 2. 증폭기 출력에서 100kHz 대역의 스펙트럼

출력에서 MA 공진 주파수의 미묘한 잡음 수준은 93dBm(그림의 수직 스케일은 dBm임), 즉 5μV이며 이는 대략 전체 크기 안테나의 잡음 수준에 해당합니다. 이득을 변경해야 하는 경우 저항 R7/R6을 선택하면 됩니다. AD8129 마이크로 회로는 저주파 HF 대역에서 최대 100배 증폭을 제공할 수 있습니다.

증폭기를 사용하면 안테나를 로컬 간섭 소스로부터 멀리 배치하여 수신 품질을 향상시킬 수 있습니다.

저자: Igor Goncharenko (DL2KQ)

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