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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 안테나 증폭기 SWA. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
무선 전자 및 전기 공학 백과사전 / Телевидение 여기에 게시된 기사에서 우리의 정규 저자는 폴란드산 안테나 증폭기의 회로를 분석하고 잡음 및 이득 측면에서 선택에 대한 의식적인 접근 방식을 입증합니다. 그는 또한 낙뢰 방전으로 인해 자주 실패하는 그러한 장치의 수리 및 자기 여기 제거에 대한 권장 사항을 제공합니다. 이것은 많은 라디오 아마추어들이 필요한 증폭기를 선택할 뿐만 아니라 성능을 향상시킬 수 있게 해 줄 것입니다. 폴란드 회사 ANPREL 및 기타 일부의 능동 안테나는 러시아 및 CIS 국가에서 널리 사용됩니다. 특히 MB 범위에서 약간의 고유 이득으로 이러한 안테나의 매개 변수는 설치된 안테나 증폭기에 의해 크게 결정됩니다. 이 블록에는 여러 가지 단점이 있습니다. 자체 여기하기 쉽고 자체 노이즈가 다소 높으며 MB 범위의 강력한 신호에 쉽게 과부하가 걸리며 낙뢰 방전으로 인해 종종 손상됩니다. 이러한 문제는 이러한 안테나의 많은 소유자에게 친숙합니다. 안테나 증폭기 SWA 등의 작동 문제는 문헌에서 거의 다루지 않습니다. 증폭기가 MB 신호로 과부하되었음을 나타내는 출판물 [1]만 참고할 수 있습니다. 안테나 소유자는 알려진 방식으로 나머지 단점을 처리해야 합니다. 증폭기를 교체하고 가장 좋은 것을 선택하십시오. 그러나이 방법은 일반적으로 증폭기에 액세스하기 어렵 기 때문에 많은 시간과 노력이 필요합니다. 높은 마스트의 안테나와 함께 위치합니다. 회로 분석, 내 자신의 경험 및 ANPREL의 일부 자료를 바탕으로 앰프 선택에 대한보다 의식적인 접근 방식과 손상된 장치를 복원하고 경우에 따라 매개 변수를 개선할 수 있는 수리 방법을 제안합니다. . 시장은 다양한 브랜드 이름과 번호로 ANPREL, TELTAD 및 기타 회사에서 제조한 많은 교체 가능한 안테나 증폭기 모델로 가득 차 있습니다. 이러한 다양성에도 불구하고 대부분은 표준 방식에 따라 조립되며 OE 방식에 따라 연결된 마이크로파 바이폴라 트랜지스터를 기반으로 하는 36단 비주기적 증폭기를 나타냅니다. 이를 지원하기 위해 TELTAD의 간단한 SWA-1 증폭기와 개략도가 그림 49에 나와 있는 여러 회사의 모델을 고려해 보겠습니다. 9 및 ANPREL의 공통 증폭기 SWA-2(SWA-XNUMX와 유사) - 그림 XNUMX.
SWA-36 증폭기에는 트랜지스터 VT1 및 VT2를 기반으로 하는 두 개의 광대역 증폭 단계가 포함되어 있습니다. 정합 변압기(도면에 표시되지 않음)와 커패시터 C1을 통한 안테나의 신호는 OE 회로에 따라 연결된 트랜지스터 VT1의 베이스에 들어갑니다. 트랜지스터의 동작점은 저항 R1에 의해 결정된 바이어스 전압에 의해 설정됩니다. 이 경우 작용하는 음의 전압 피드백(NFB)은 첫 번째 단계의 특성을 선형화하고 동작점의 위치를 안정화하지만 증폭을 약간 줄입니다. 첫 번째 단계에서는 주파수 보정이 없습니다. 두 번째 단계는 OE와 저항 R2 및 R3을 통한 전압 피드백과 함께 구성표에 따라 트랜지스터에서도 이루어 지지만 이미 터 회로의 저항 R4를 통한 전류 피드백도있어 트랜지스터 VT2의 모드를 견고하게 안정화합니다. 큰 이득 손실을 피하기 위해 저항 R4는 커패시터 C3에 의해 교류로 분류되며, 커패시터 C10의 커패시턴스는 상대적으로 작게 선택됩니다(3pF). 결과적으로 범위의 더 낮은 주파수에서 커패시터 CXNUMX의 커패시턴스가 상당한 것으로 판명되고 결과 AC 피드백은 이득을 감소시켜 증폭기의 주파수 응답을 수정합니다. SWA-36 증폭기의 단점은 저항 R5의 출력 회로에 수동 손실이 있다는 점입니다. 저항 RXNUMX는 일정한 공급 전압과 신호 전압이 양단에서 강하하는 방식으로 연결됩니다. SWA-49 증폭기도 유사하게 제작되었으며(그림 2), OE 방식에 따라 두 단계가 조립되어 있습니다. L36C1, R6C5 L자형 필터를 통한 더 나은 전원 절연 및 두 번째 단계의 OOS 회로(R4C5R3)에 커패시터 C5가 있고 출력에 전환 커패시터 C6이 있기 때문에 이득이 증가한다는 점에서 SWA-7과 다릅니다. 유사한 회로가 대부분의 다른 SWA 증폭기에 내재되어 있습니다(예: [3]에 표시된 SWA-1 증폭기 회로 참조). 사소한 차이점은 다른 주파수 보정 회로를 장착할 수 있고 피드백의 깊이가 다르므로 이득이 다른 두 번째 단계에서 가장 자주 발견됩니다. SWA-7과 같은 일부 모델의 경우 첫 번째 및 두 번째 단계가 직접 연결됩니다. 트랜지스터 VT1의 컬렉터 단자는 트랜지스터 VT2의 베이스 단자에 직접 연결됩니다. 이를 통해 직류 피드백 루프로 두 단계를 모두 커버할 수 있으므로 증폭기의 열 안정성이 향상됩니다. OE 회로에 따라 연결된 트랜지스터의 캐스케이드에서 트랜지스터 접합의 내부 연결 및 커패시턴스의 영향이 가장 큽니다. 대역폭의 제한과 증폭기가 자체 여기하는 경향에서 나타납니다. 확률이 클수록 이득이 높아집니다. 그것을 평가하기 위해 안정성 임계 값의 개념이 알려져 있습니다 - 증폭기가 발전기로 변하는 이득의 제한 값. 많은 고이득 SWA 안테나 증폭기는 안정성 임계값 근처에서 작동하므로 빈번한 자체 여기가 설명됩니다. 증폭기의 안정성을 개선하기 위한 조치로 ANPREL은 인쇄 회로 기판(장착 커패시턴스에 영향), 표면 및 벌크 코일, 초크 등의 다양한 토폴로지를 사용합니다. 보다 급진적인 방법: OE-OB를 사용하여 캐스코드 회로에서 트랜지스터 켜기 - 어떤 이유로 사용되지 않습니다. OE-OE로 트랜지스터를 전환하는 동일한 회로를 사용하여 안정성 문제를 해결하기 위해 회사는 조정 가능한 전원 공급 장치를 생산하는 것을 선호합니다. 전압을 줄임으로써 충분한 이득을 유지하면서 증폭기의 자기 여기를 제거할 수 있습니다. ANPREL 카탈로그에 따른 SWA 증폭기의 기본 모델의 주요 매개변수(잡음 지수 Ksh 및 이득 Ku)는 표에 나와 있습니다. 하나. 증폭기 회로와 주요 매개변수의 관계와 수신 품질에 미치는 영향을 고려해 보겠습니다. 알려진 바와 같이 OE가 있는 캐스케이드의 고주파수 이득은 사용되는 트랜지스터의 매개변수, 특히 차단 주파수 frp에 매우 중요합니다. SWA 증폭기는 T-67로 표시되는 npn 구조의 바이폴라 마이크로파 트랜지스터를 사용하며 덜 자주 - 415로 표시되어 약 40dB의 10단 증폭기에서 얻을 수 있는 최대 이득 Ku를 결정합니다. 물론 이러한 넓은 작동 주파수 대역에서 이득은 일정하게 유지되지 않습니다. 범위의 더 높은 주파수에서 고르지 않은 주파수 응답과 더 낮은 주파수에서 보정으로 인해 그 변화는 15 ... 10dB에 이릅니다. 증폭 계수 Ku의 최대값에서는 증폭기의 안정성을 보장하기 어렵기 때문에 많은 모델에서 최대 30...1dB의 값으로 제한되며, 이는 많은 경우에 충분합니다(표 XNUMX 참조).
일반적인 믿음과 달리 이득은 안테나 증폭기의 주요 매개변수로 간주될 수 없다는 점에 유의해야 합니다. 결국 TV 자체는 자체 이득의 매우 큰 마진을 가지고 있습니다. 즉, 이득에 의해 제한되는 높은 감도를 갖습니다. 동기화에 의해 제한되는 감도가 다소 떨어집니다. 마지막으로 가장 낮은 감도는 노이즈가 제한적입니다[2]. 따라서 장거리 수신을 결정하는 요소는 이득이 아니라 전자 경로의 고유 노이즈 수준이어야 합니다. 즉, 수신 제한은 주로 잡음 간섭의 영향으로 인한 것이지 신호 증폭의 부족 때문이 아닙니다. 노이즈의 영향은 신호 대 노이즈 비율로 평가되며 최소값은 20[2]입니다. 이 비율로 잡음 제한 감도가 결정되며, 이는 고유 잡음 전압보다 20배 더 큰 입력 신호 전압과 같습니다. 50~100세대 텔레비전의 경우 노이즈에 의해 제한된 감도는 20 ... 5μV입니다. 그러나 신호 대 잡음비가 100이면 매우 열악한 이미지 품질이 관찰되고 큰 세부 사항만 이해할 수 있습니다. 좋은 화질의 영상을 얻으려면 TV 입력에 약 2배 더 큰 유용한 신호, 즉 약 XNUMX의 신호 대 잡음비가 제공되어야 합니다[XNUMX]. 안테나 증폭기는 신호 대 잡음비를 높여야 하며 이를 위해서는 잡음이 아닌 신호를 증폭해야 합니다. 그러나 모든 전자 증폭기에는 필연적으로 고유한 잡음이 있으며, 이는 유용한 신호와 함께 증폭되고 신호 대 잡음비를 저하시킵니다. 따라서 안테나 증폭기의 가장 중요한 매개변수는 잡음 지수 Ksh를 고려해야 합니다. 충분히 작지 않으면 신호와 잡음이 모두 동일하게 증폭되고 비율이 개선되지 않기 때문에 이득을 증가시키는 것은 쓸모가 없습니다. 결과적으로 TV의 안테나 입력에 충분한 신호 레벨이 있더라도 이미지는 강렬한 노이즈 간섭(잘 알려진 "눈")의 영향을 받습니다. 다단계 경로의 잡음에 대한 통합 평가를 위해 입력 Ksh로 감소된 잡음 계수의 지표가 있습니다. 이는 출력의 잡음 레벨을 총 이득으로 나눈 값과 같습니다. 즉, Ksh=Ksh.out/Ku . 출력 잡음 레벨 Ksh.out은 모든 후속 단계에 의해 증폭된 첫 번째 트랜지스터의 잡음 레벨에 가장 크게 의존하기 때문에 나머지 단계의 잡음은 무시할 수 있습니다. 그런 다음 Ksh.out = Ksh1Ku, 여기서 Ksh는 첫 번째 트랜지스터의 잡음 계수입니다. 따라서 우리는 Ksh = Ksh1을 얻습니다. 즉, 증폭 경로의 감소된 잡음 지수는 스테이지 수와 총 이득에 의존하지 않고 첫 번째 트랜지스터의 잡음 지수와 같습니다. 이것은 중요한 실용적인 결론으로 이어집니다. 안테나 증폭기를 사용하면 증폭기의 첫 번째 트랜지스터의 잡음 지수가 TV의 첫 번째 단계의 잡음 지수보다 작을 때 긍정적인 결과를 얻을 수 있습니다. 327세대 TV의 채널 선택기에는 4,5MHz 주파수에서 잡음 지수가 800dB인 KP1A 전계 효과 트랜지스터가 사용됩니다[Z]. 따라서 안테나 증폭기의 첫 번째 단계에서 동일한 주파수에서 Ksh4,5 <1dB인 트랜지스터가 작동해야 합니다. 또한 이 값이 TV의 KshXNUMX 계수에 비해 작을수록 앰프의 사용 효율이 높아지고 수신 품질이 높아집니다. 잡음 지수는 또한 증폭기 입력에서의 매칭 품질과 첫 번째 트랜지스터의 작동 모드에 따라 달라집니다. SWA 증폭기의 경우 트랜지스터 VT1의 유형, 작동 모드 및 일치 품질에 따라 감소된 계수 Ksh = 1,7 ... 3,1dB이 결정됩니다(표 1 참조). 위에서부터 원칙에 따라 안테나 증폭기를 선택하는 것이 - 이득이 클수록 더 좋다 -가 잘못되었다는 것이 분명합니다. 그렇기 때문에 증폭기를 변경하는 많은 소유자가 좋은 결과를 얻을 수 없습니다. 이러한 역설적인 이유는 언뜻 보기에는 노이즈 지수가 일반적으로 알려져 있지 않기 때문입니다(기업의 거래 정보에는 없음). 그러나 실제로는 이득이 다른 많은 모델에서 약간만 다를 뿐입니다(표 1 참조). ). 동일한 잡음 지수로 이득을 높이면 신호 대 잡음비가 이득이 되지 않으므로 수신 품질이 향상됩니다. 저잡음 증폭기를 우연히 만난 경우에만 드물게 성공합니다. 따라서 안테나 증폭기를 선택할 때는 주로 최소 노이즈 수준에 중점을 두어야 합니다. Ksh가 2dB 미만인 증폭기는 상당히 좋은 것으로 간주될 수 있습니다. 테이블에서. 1, 최상의 모델은 Ksh = 7dB를 갖는 SWA-9, SWA-1,7로 간주될 수 있습니다. 새로운 증폭기의 잡음 지수에 대한 정보는 ANPREL 카탈로그 또는 인터넷에서 찾을 수 있습니다. 이득에 관해서는 물론 중요하지만 약한 신호의 최대 증폭에는 중요하지 않지만 우선 연결 케이블, 정합 분기 장치 등의 손실을 보상하는 것입니다. 이러한 손실 때문에 만약 게인이 충분하지 않으면 TV 입력의 신호 레벨이 임계값, 제한된 타이밍 또는 게인 아래로 떨어질 수 있어 수신이 불가능할 수 있습니다. 따라서 게인 계수를 올바르게 선택하려면 전체 연결 경로에서 신호 감쇠를 알아야 합니다. 그리고 그 대략적인 값은 계산하기 쉽습니다. 광범위한 케이블 브랜드 RK-75-4-11에서 신호의 특정 감쇠는 첫 번째에서 다섯 번째에서 0,07dB/m, 여섯 번째에서 열두 번째에서 0,13dB/m, 0,25에서 0,37 ... 21dB/m입니다. 60번째 텔레비전 채널 [2]. 피더 길이가 50m인 경우 채널 21-60의 감쇠는 12,5...17,5dB입니다. 산업용 패시브 스플리터가 설치된 경우 각 출력에서 추가 손실이 발생하며 그 값은 일반적으로 케이스에 표시됩니다. 케이블의 감쇠를 계산하고 여기에 스플리터(있는 경우)의 감쇠를 추가하여 안테나 증폭기의 최소 이득을 얻습니다. 약한 신호를 증폭하기 위해 12 ... 14dB의 마진이 추가되며 이는 광대역 소형 수신 안테나의 낮은 효율로 인해 필요합니다. 구한 Ku 값에 따라 안테나 증폭기가 선택됩니다. 획득한 이득 값을 많이 초과해서는 안 됩니다. 이렇게 하면 근접한 스테이션의 강력한 신호에 의한 자기 여기 및 과부하 가능성이 증가하기 때문입니다. 안테나 증폭기의 수리는 주로 낙뢰 방전으로 손상된 능동 소자의 교체로 축소됩니다. 일부 모델의 입력에 다이오드가 있다고 해서 완전한 낙뢰 보호가 보장되는 것은 아닙니다. 강력한 대기 방전으로 보호 다이오드와 일반적으로 두 트랜지스터가 모두 파손됩니다. 안테나 증폭기 SWA는 수리 중 정확성이 필요한 미세 요소의 자동 표면 조립 기술을 사용하여 조립됩니다. 납땜은 끝이 뾰족한 작은 납땜 인두로 해야 합니다. 유휴 증폭기에서 얇은 인쇄 도체를 손상시키지 않도록 조심스럽게 마이크로 트랜지스터 VT1, VT2 및 보호 다이오드(있는 경우)를 납땜하십시오. SWA 증폭기에 설치하기에 적합한 가정용 트랜지스터의 주요 매개변수는 표에 나와 있습니다. 2 [Z]. 첫 번째 단계에서 트랜지스터 KT391A-2, KT3101A-2, KT3115A-2, KT3115B-2, KT3115V-2를 사용하면 대부분의 증폭기 모델의 노이즈 특성이 악화되지 않으며 트랜지스터 2T3124A- 2, 2T3124B-2, 2T3124V-2, KT3132A-2는 Ksh를 1,5dB로 줄여 증폭기의 매개변수를 향상시킵니다. 이 상황에서는 증폭기의 첫 번째 트랜지스터를 작업 품질을 향상시키기 위해 서비스 가능하지만 "시끄러운" 증폭기에도 표시된 마지막 트랜지스터로 교체하는 것이 좋습니다. 표에 있음에 유의해야 합니다. 2개의 제한이 주어지며 일반적인 매개변수가 일반적으로 더 좋습니다[Z].
2T3124, KT3132 시리즈의 저잡음 마이크로파 트랜지스터는 상대적으로 비싸고 전류가 낮으므로 첫 번째 단계에만 설치하는 것이 좋으며 두 번째 단계에서는 더 저렴하고 강력한 트랜지스터 KT391A-2, KT3101A-2를 사용합니다. (표 2 참조) 그리고 심지어 약 371GHz의 차단 주파수를 가진 KT372, KT382 시리즈, KT399, KT2 등 [XNUMX]. 그러나 후자의 경우 범위의 상위 주파수에서 게인이 약간 적습니다. 수입 마이크로 트랜지스터의 본체 치수는 1,2x2,8mm이고 리드 길이는 1...1.5mm입니다. 따라서, 트랜지스터의 출력을 위한 인쇄된 패드 사이의 기판 상의 거리는 작다. 표면 실장 측면에서 케이스 직경이 2mm인 가정용 트랜지스터를 설치하는 것은 가능하지만 어렵습니다. 납땜 중에 손상될 수 있습니다. 직경이 0,5 ... 0,8 mm 인 드릴로 이전에 리드 용 구멍을 뚫은 새 트랜지스터를 보드 반대쪽에 설치하는 것이 좋습니다. 인쇄된 도체 자체가 아니라 구멍이 패드의 가장자리에 닿도록 드릴하는 것이 좋습니다. 표면 실장 반대쪽에 호일 층이있는 경우 구멍은 직경이 2 ... 2,5mm 인 드릴로 구멍을 뚫어야합니다 (트랜지스터 VT1의 이미 터 출력용 구멍 제외) . 그런 다음 크리스탈 홀더 또는 장치 케이스가 보드에 닿도록 새 트랜지스터가 설치됩니다. 리드가 반대쪽에서 크게 돌출된 경우 납땜 후 잘려야 합니다. 마이크로파 트랜지스터는 정전기에 민감하므로 납땜 시 적절한 안전 예방 조치를 취해야 합니다. 납땜 시간 - 3초 이하[З]. 보호 다이오드는 생략할 수 있습니다. 대기 전기에 대한 최상의 보호는 안테나를 잘 접지하는 것입니다. SWA 증폭기에서 두 트랜지스터는 모두 10 ... 12 mA의 컬렉터 전류로 작동합니다. 교체 후 이러한 전류는 두 번째 트랜지스터(예: KT3101A-2)에 대해 허용되지만 KT3115, KT3124 및 KT3132A-2 시리즈의 트랜지스터가 설치된 경우 첫 번째 트랜지스터에 대해 영구적으로 허용되는 전류를 초과합니다(표 2 참조). 컬렉터 전류는 트랜지스터가 상당한 확산을 갖는 매개변수 h21e에 따라 달라집니다. 따라서 특정 인스턴스를 실장한 후 트랜지스터 VT1의 동작점을 설정해야 합니다. 이렇게하려면 마이크로 저항 R1을 납땜하고 대신 23 ... 27kOhm의 저항으로 튜닝 저항 (SPZ-68, SPZ-100 등)을 임시로 연결하십시오. 전원을 켜기 전에 저항 슬라이더는 트랜지스터가 손상되지 않도록 최대 저항 위치에 있어야 합니다. 증폭기에는 전원 공급 장치에서 전압 12 8 이 공급되고 저항 R2 양단의 전압 강하가 측정됩니다(그림 1 및 2 참조). 측정된 전압을 저항 R2의 저항으로 나눔으로써 컬렉터 전류를 알 수 있습니다. 튜닝 저항의 저항을 하향 조정함으로써 약 5mA의 컬렉터 전류를 얻을 수 있으며 이는 트랜지스터의 특성에 따른 최소 노이즈에 해당한다[0,125]. 이로써 튜닝이 완료되고 튜닝 저항 대신 동일한 저항의 상수(MLT-XNUMX 또는 수입)가 납땜되어 이전에 결론을 최소한으로 줄였습니다. 그 후 인쇄 회로 기판과 패키지가 없는 트랜지스터는 무선 엔지니어링 바니시 또는 화합물 층으로 덮여 있습니다. 복원 된 SWA-36 앰프의 모양은 그림 3에 나와 있습니다. 3. 트랜지스터(그림 2a) 3124T2B-1(VT3101) 및 KT2A-2(VT1)를 사용합니다. 증폭기의 가장 간단한 설계와 관련하여 자체 여기를 제거하기 위한 조치가 취해졌습니다. 페라이트 마이크로링이 트랜지스터 VT4의 컬렉터 출력에 배치됩니다(ZUSCT 및 1USCT TV의 SK-M 채널 선택기에 사용됨 ). 트랜지스터 VT1의 컬렉터 전류는 공칭 값이 3,6kOhm(51kOhm)인 저항 R33(그림 XNUMX)에 의해 설정됩니다.
두 번째 단계에서는 안정성과 충분한 이득이 유지되는 KT372, KT399 시리즈의 트랜지스터가 테스트되었습니다. 동시에 150pF 용량의 추가 커패시터 Cd(그림 3,6), 션트 저항 R5(그림 1 참조)를 설치하여 이득을 증가시킬 가능성이 확인되었습니다. 커패시터를 설치할 때 공급 전압을 낮추어 증폭기의 자기 여기가 제거됩니다. 기본 버전(트랜지스터 2T3124B-2 및 KT3101A-2 포함)에서 증폭기는 수리 전보다 더 나은 수신 품질을 제공했으며, 이는 시각적으로 새로운 SWA-9 증폭기의 수신과 거의 동일한 것으로 추정되었습니다. 문학
저자: A. Pakhomov, Zernograd, Rostov 지역; 간행물: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
양자 얽힘에 대한 엔트로피 규칙의 존재가 입증되었습니다.
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