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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 안테나 증폭기의 사용. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
TV 근처에 피더와 TV 수신기의 안테나 입력 사이에 안테나 증폭기를 설치하면 수신 경로의 이득이 증가합니다. 즉, 이득에 의해 제한되는 감도가 향상됩니다. 최신 텔레비전을 사용할 때 이 방법은 이득이 아니라 잡음에 의해 제한되는 감도 개선이 필요하기 때문에 장거리 수신 조건에서 이미지 개선으로 이어지지 않는 것으로 나타났습니다. 텔레비전 수신기와 거의 동일한 잡음 수준을 갖는 안테나 증폭기는 잡음 제한 감도를 향상시키지 않습니다. 그럼에도 불구하고 어떤 경우에는 안테나 증폭기를 사용하면 수신이 향상될 수 있지만 이를 위해서는 TV 근처가 아닌 안테나 근처, 안테나와 피더 사이의 마스트 또는 피더 간격, 안테나 바로 근처. 차이점이 뭐야? 사실 피더로 전달되는 신호는 감쇠되고 레벨이 감소합니다. 감쇠는 피더가 만들어지는 케이블 브랜드에 따라 다릅니다. 또한, 감쇠가 클수록 피더의 길이가 길어지고 신호의 주파수, 즉 전송이 수신되는 채널의 수가 많아집니다. 안테나 증폭기가 TV 근처에 설치되면 입력은 피더를 통과하여 이미 약해진 신호를 수신하며, 안테나 증폭기 입력의 신호 레벨 대 잡음 레벨의 비율은 안테나가 있는 경우보다 적습니다. 신호가 피더에 의해 감쇠되지 않을 때 안테나 근처에 증폭기가 설치되었습니다. 이 경우에는 물론 피더를 통과하면서 신호도 약해지게 되지만 노이즈도 그만큼 약해지게 됩니다. 결과적으로 신호 대 잡음비가 저하되지 않습니다. 다양한 브랜드의 텔레비전 케이블은 주파수에 대한 특정 감쇠의 의존성을 특징으로 합니다. 동축 케이블의 특정 감쇠는 일반적으로 특정 주파수의 신호가 1m 길이의 케이블을 통과할 때 겪는 감쇠라고 하며, 특정 감쇠는 dB/m 단위로 측정되며 다음과 같은 그래픽 종속성 형태로 참고 도서에 제공됩니다. 주파수에 대한 특정 감쇠 또는 테이블 형식. 그림에서. 2은 일부 브랜드의 1옴 동축 케이블에 대한 이러한 곡선을 보여줍니다. 이를 사용하면 미터 또는 데시미터 범위의 모든 주파수 채널에서 특정 길이에 대한 케이블의 신호 감쇠를 계산할 수 있습니다. 이렇게 하려면 그림에서 얻은 특정 감쇠 값에 피더 길이(미터 단위로 표시)를 곱해야 합니다. 결과는 데시벨 단위의 신호 감쇠입니다. 피더용 케이블의 가장 일반적인 유형은 RK 75-4-11이며, 특정 감쇠는 채널 0-05 범위에서 0...08dB/m, 다음 범위에서 1...5dB/m입니다. 0~12개 채널 및 0~15개 채널 범위에서 6~12dB/m. 따라서 피더 길이가 0m인 경우 채널 25의 피더에서 신호 감쇠는 0dB에 불과하며 이는 신호 전압이 37배 감소한 것에 해당하고 피더 길이가 21m인 경우 채널의 감쇠 69는 20dB입니다(12배 감소). 데시미터 범위에서 피더 길이가 3m인 경우 채널 수에 따라 감쇠는 1...41dB가 됩니다. 이는 신호 전압이 50...12배 감소한 것과 같습니다. 피더 길이 7m - 5...2dB(38...20배 신호 감소) 따라서 피더 길이가 50m이면 채널 12에서도 피더를 통과하는 신호가 절반 이상 감소하고 TV 입력의 신호 대 잡음비도 절반 이상 감소합니다. 신호가 피더에 들어가기 전에 안테나 증폭기를 설치하면 안테나 증폭기의 입력 잡음이 TV와 동일한 수준에서 신호 대 잡음비의 이득이 두 배 이상이 됩니다. 피더 길이가 길거나 데시미터 범위의 신호를 수신할 때 훨씬 더 큰 이득을 얻을 수 있습니다. 안테나 증폭기의 필요충분 이득은 피더의 신호 감쇠와 동일해야 합니다. 필요한 것보다 더 큰 이득을 가진 안테나 증폭기를 사용하는 것은 의미가 없습니다. 여러 유형의 안테나 증폭기를 사용할 수 있습니다. 미터 범위에 가장 널리 사용되는 안테나 증폭기는 UTDI-I-III 유형(대역 I-III 주파수에 대한 개별 범위 텔레비전 증폭기)입니다. 미터 범위의 모든 12개 채널용으로 설계되었으며 220V의 AC 주전원 전압에서 내장된 전원 공급 장치를 포함합니다. 증폭기 설계를 통해 피더를 통한 전원 공급 장치를 사용하여 안테나 근처의 마스트에 설치할 수 있습니다. 추가 전선을 놓지 않고. UTDI-I-III 증폭기의 이득은 12dB(전압의 4배) 이상이며 잡음 수준은 흑백 및 컬러 TV 수신기의 잡음 수준보다 약간 낮습니다. UTDI-I-III 증폭기가 대역이고 미터 범위의 12개 채널 중 하나에서 텔레비전 신호를 증폭하도록 설계된 경우 UTKTI 유형의 안테나 증폭기(개별 채널 트랜지스터 텔레비전 증폭기)는 단일 채널이며 미터 범위의 매우 특정한 하나의 주파수 채널의 신호만 증폭하도록 설계되었습니다. 채널 번호는 앰프 유형 지정 뒤에 표시됩니다. 따라서 UTKTI-1은 증폭기가 첫 번째 주파수 채널의 신호를 증폭하도록 설계되었으며 UTKTI-8은 여덟 번째 채널의 신호를 증폭하도록 설계되었음을 의미합니다. UTKTI 유형의 증폭기에는 220V 전압의 교류 네트워크에서 전원 공급 장치가 내장되어 있습니다. UTKTI-1 - UTKTI-5의 이득은 15dB 이상이며 UTKTI-6 - UTKTI-12 12dB 이상입니다. 이 유형의 증폭기의 자체 잡음 수준은 UTDI-I-III 유형의 자체 잡음 수준보다 다소 낮습니다. AC 네트워크 UTDI-I-III에서 소비되는 전력은 7W 및 UTKTI - 4W를 초과하지 않습니다. UHF 범위의 텔레비전 방송이 점점 더 널리 보급되고 이 범위의 피더의 신호 감쇠가 증가함에 따라 이 범위에 맞게 설계된 안테나 증폭기의 사용이 중요해지고 있습니다. 예를 들어, 주파수 범위 21...41MHz에서 최소 21dB의 이득을 갖는 증폭기 유형 UTAI-41-14(470-638채널용으로 설계된 개별 텔레비전 안테나 증폭기)입니다. 이전에는 산업용 안테나 증폭기를 생산했음에도 불구하고 "Radio" 잡지와 "To Help the Radio Amateur" 컬렉션에 자체 생산용 안테나 증폭기에 대한 많은 설명과 다이어그램이 있었습니다. 최근에는 그러한 출판물이 드물어졌습니다. 따라서 "라디오 아마추어를 돕기 위해"컬렉션에서 101 호, p. 24-31은 O. Prystaiko 및 Yu. Pozdnyakov의 조정 가능한 진폭-주파수 응답을 갖춘 협대역 안테나 증폭기에 대한 매우 자세한 설명을 제공합니다. 증폭기는 튜닝 커패시터를 사용하여 미터 범위의 채널 중 하나로 조정되며 증폭기의 대역폭은 8MHz, 이득은 22...24dB입니다. 증폭기는 12V의 정전압으로 구동됩니다. 마스트에 설치된 증폭기를 재구성할 수 없기 때문에 하나의 특정 채널을 통해 전송이 수신되는 경우에만 이러한 증폭기를 사용하는 것이 좋습니다.
안테나에 의해 수신되는 모든 텔레비전 프로그램의 신호를 증폭할 수 있는 광대역 안테나 증폭기가 필요한 경우가 훨씬 더 많습니다. 그림에서. 7은 I. Nechaev가 개발한 모든 1미터 채널을 증폭하도록 설계된 안테나 증폭기의 개략도를 보여줍니다. 12V의 전압에서 이득은 12dB이고 소비 전류는 25mA입니다. 증폭기는 약 3dB의 잡음 지수를 갖는 저잡음 트랜지스터를 사용하여 조립됩니다. 입력에 연결된 백투백 다이오드는 낙뢰 방전으로 인한 손상으로부터 증폭기 트랜지스터를 보호합니다. 두 캐스케이드는 공통 이미 터 회로에 따라 조립됩니다. 커패시터 C6은 더 높은 주파수에서 증폭기의 주파수 응답을 보정합니다. 트랜지스터 모드를 안정화하기 위해 증폭기는 두 번째 트랜지스터의 이미터에서 첫 번째 트랜지스터의 베이스까지 네거티브 피드백으로 덮여 있습니다. 전원 공급 장치를 통한 단 간의 기생 피드백으로 인한 증폭기의 자기 여기를 방지하기 위해 디커플링 필터 R4, C1이 사용됩니다. 입력 단자를 사용하여 증폭기는 안테나 바로 근처의 피더에 연결되며, 여기서 신호는 피더를 통과하여 아직 약해지지 않습니다. 앰프의 출력은 TV로 가는 피더에 연결됩니다. 피더의 이 부분의 중앙 코어는 인덕터 L1을 통해 증폭기에 공급 전압을 공급합니다. 동일한 인덕터를 통해 TV 안테나 소켓의 중앙 도체에 + 12V의 전압이 공급되며, TV 안테나 소켓에서 채널 선택기 입력으로의 신호는 절연 커패시터를 통해 공급되어야합니다. 3000pF의 용량. 초크는 직경 3mm, 길이 10mm의 페라이트 원통형 코어에 직경 0mm의 PEL 또는 PEV 와이어로 감겨 있습니다. 각 인덕터에는 2개의 턴이 포함되어 있습니다. 권선하기 전에 코어를 두 겹의 라브산 필름으로 감싸야 하며, 권선 후에는 폴리스티렌 바니시 또는 에나멜로 권선을 고정합니다. 증폭기에 대한 더 자세한 설명, 인쇄 회로 기판 도면 및 부품 배치는 잡지 "Radio", 20, No. 1992, p.에 나와 있습니다. 6-38. A. Komok은 데시미터 범위 470~790MHz(21~60채널)용으로 설계된 또 다른 안테나 증폭기를 제안했습니다. 그 회로도는 그림 7에 나와 있습니다. 2. XNUMX.
이 증폭기의 통과대역 이득은 30V의 전압을 공급할 때 12dB이며 전류 소비는 12mA를 초과하지 않습니다. 두 캐스케이드는 고유 잡음 수준이 낮은 초고주파 트랜지스터를 사용하는 공통 이미터 회로에 따라 조립됩니다. 증폭기 통과 대역의 하한은 입력 고역 통과 필터에 의해 제한되고, 상한은 트랜지스터 및 배선의 기생 용량에 의해 제한됩니다. 저항 R1 및 R3 덕분에 트랜지스터 모드의 온도 보상이 제공됩니다. 고역 필터 코일 L1은 직경 2mm의 PEV-0 와이어로 감겨 있으며 8회 감겨 있습니다. 권선은 직경 2mm의 맨드릴에서 수행되어 회전한 후 코일이 맨드릴에서 제거됩니다. Nechaev 증폭기의 경우 전력은 위에서 설명한 디자인의 초크를 통해 피더를 통해 공급됩니다. 저자는 주의 깊게 밀봉해야 하는 패키지되지 않은 트랜지스터를 증폭기에 사용했습니다. 또한 보다 저렴하고 기후 조건 변화에 강한 KT5A 패키지 트랜지스터를 사용하는 것이 좋습니다. 이 증폭기에 대한 자세한 설명은 잡지 "Radio Amateur", 4, No. 399, p.에 게재되어 있습니다. 1993. 언급한 바와 같이, 안테나 증폭기의 주요 목적은 피더의 신호 감쇠를 보상하는 것입니다. 안테나 증폭기를 사용할 때 잡음 제한 감도, 즉 약한 신호를 수신하는 능력은 더 이상 텔레비전 수신기의 입력이 아닌 안테나 증폭기의 입력에서의 신호 대 잡음비에 의해 결정됩니다. 따라서 안테나 근처에 안테나 증폭기를 설치할 때 잡음에 의해 제한된 특정 감도 값을 얻으려면 TV 근처에 설치할 때보다 낮은 입력 신호 레벨이 필요합니다. 따라서 약한 신호도 더 나은 품질로 수신할 수 있습니다. 안테나 증폭기를 사용하면 의도적으로 긴 길이의 피더를 사용할 수 있으며, 증폭기가 없으면 신호 레벨이 허용할 수 없는 수준으로 약화됩니다. 긴 피더를 사용해야 할 필요성은 폐쇄된 공간에서 발생합니다. 텔레비전 수신기가 움푹 패인 곳에 있고 집 근처에 설치된 수신 안테나가 송신기로 가는 길에 언덕으로 가려져 있는 경우입니다. 동시에 이 건물에서 100...200m 떨어진 곳에 설치된 텔레비전 안테나는 지역 장애물에 의해 가려지지 않기 때문에 좋은 이미지 품질과 함께 상당히 안정적인 수신을 제공합니다. 이러한 조건에서는 일반적으로 매우 어려운 작업인 안테나 마스트의 높이를 높이거나 100m 거리의 개방된 공간에 안테나를 설치하는 두 가지 방법 중 하나로 정상적인 수신을 달성할 수 있습니다. . 집에서 200m 떨어져 있습니다. 그런 다음 안테나를 텔레비전 수신기에 연결하려면 긴 피더를 사용해야 합니다. 200m 길이의 피더를 사용하면 75번째 채널의 주파수에서 RK 4-11-12 브랜드의 케이블이 30dB의 감쇠를 생성하며 이는 신호 전압이 31배 감소하는 것에 해당한다는 것을 쉽게 계산할 수 있습니다. 이는 일반적으로 텔레비전 수신기의 감도 임계값보다 낮습니다. 안테나 출력에 최소한 동일한 이득을 갖는 안테나 증폭기를 설치하면 긴 피더의 신호 감쇠를 보상하고 TV의 정상적인 작동을 보장합니다. 하나의 증폭기의 이득이 충분하지 않은 경우 두 개의 증폭기를 차례로 직렬로 연결할 수 있습니다. 이 경우 결과 이득은 데시벨로 표시되는 경우 증폭기 이득의 합과 같습니다. 피더 길이가 매우 길고 신호를 30dB 이상 증폭해야 하는 경우 두 개 이상을 사용해야 하는 경우 안테나 증폭기는 과부하나 자기 여기를 방지하기 위해 모든 증폭기를 한 곳에 설치해서는 안 됩니다. 이러한 조건에서 첫 번째 증폭기는 안테나 출력, 즉 피더 입력에 설치되고 후속 증폭기는 서로 거의 동일한 거리에 피더에 설치됩니다. 이러한 거리는 두 증폭기 사이의 피더 섹션의 신호 감쇠가 증폭기의 이득과 거의 동일하도록 선택됩니다. 다양한 브랜드의 동축 케이블(그림 2)에 대한 주파수에 대한 특정 감쇠의 의존성으로부터 특정 결론을 도출할 수 있습니다. RK 1-75-2 및 RK 13-75-2 브랜드의 케이블은 미터 파장 범위에서도 상당히 높은 특정 감쇠를 가지므로 데시미터 파장 범위에서는 사용하면 안 됩니다. RK 21-75-7, RK 15-75-9, RK 13-75-13 및 RK 11-75-17 브랜드의 케이블은 특히 데시미터 범위에서 RK 17-75-4에 비해 특정 감쇠가 더 낮습니다. 11MHz(채널 50)의 주파수에서 피더 길이가 620m인 경우 케이블 RK 39-75-4이 11dB의 감쇠(신호 전압 16배 감쇠)를 제공하는 경우 동일한 조건에서 케이블 브랜드 RK 6-3-75은 9dB(13배 감쇠) 감쇠를 도입하고 RK 9-5-3 - 75dB(13배 감쇠)를 도입합니다. 따라서 UHF 범위의 피더용 케이블 브랜드를 성공적으로 선택하면 안테나 증폭기를 사용하지 않고도 TV 입력의 신호 레벨을 여러 번 높일 수 있습니다. 케이블 선택에 관해 매우 간단한 조언을 드릴 수 있습니다. 케이블 직경이 클수록 감쇠가 줄어듭니다. 75Ω의 특성 임피던스를 갖는 동축 케이블은 항상 텔레비전 공급 장치로 사용됩니다.
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