Самодельные УКВ диапазонные антенные усилители.

                                                                                                                          1. Антенный усилитель УКВ – 1 (66 – 74) МГц.

                                                                                                                          2. Антенный усилитель УКВ – 2 (87,5 – 108) МГц.

  Этот антенный усилитель, что мёртвому припарка, он усилит вам все помехи, перегрузит тракт приёмника, с ним можно вообще остаться без радиосвязи, так, по крайней мере, считают некоторые.  Я всё равно кладу его в дорожную сумку рядом с приёмной антенной, когда выезжаю на полевые испытания приёмопередающей аппаратуры, так, на всякий случай, а вдруг поможет.  Как ни странно – помогает.

Являясь замыкающим звеном в процессе испытаний, я оставляю его на потом, если дело пойдёт не так, то поможет и «припарка».

 - Мотор!

  И автомобильчик, загруженный техникой, начинает удаляться  от антенны передатчика установленной на штативе, всего в метре от земли, не самые лучшие условия для распространения  радиоволн. Устойчивая картинка монитора успокаивает, сотками метров отмечается пройденный путь. Три четверти пути уже пройдено. Сейчас начнётся, я заранее это уже знаю, телевизионная картинка начинает трястись и срываться, сопровождая потерю изображения шумом. Машина останавливается.  

 - Это ещё не конец, - говорю я и, отстёгивая приёмник, выставляю его штыревую антенну в приоткрытое окошко автомобиля, шлейф проводов, тянущийся за ним, не даёт возможности приподнять антенну над крышей автомобиля.  Металлический корпус машины, неизвестно каким составом покрытые стёкла, - нет ничего лучше свободного пространства для радиоволн, и в подтверждение моих мыслей, полная тишина устанавливается в автомобиле и только слышно уютное журчание двигателя. Даже не смотрю на монитор, и так всё ясно. Таким образом, выигрываю несколько сотен метров. Опять шум в ушах, и на экране и уже ничего не разобрать. Время установить направленную антенну, она в комплекте с трёхметровым кабелем, чтобы удобнее разместить и чтобы никому не мешала. Я кладу её к заднему стеклу автомобиля и опять слышу урчание двигателя. Уже не смотрю на пройденные метры, можно уже ставить зачёт, но знакомый шум нарастает.

- А какая же получится максимальная дальность?

 Я знаю, что это ещё не предел, 3 децибела потерялись в кабеле. В дело вступает антенный усилитель. Устанавливаю усилитель в антенну, навинчиваю ВЧ разъёмы. Одновременно со вспыхнувшим светодиодным индикатором появляется чёткая картинка на мониторе. Усилитель компенсировал потерю в кабеле, всего 6 дБ дополнительного усиления внёс в тракт приёма  и при этом заузил полосу на входе приёмника, тем самым повысил помехоустойчивость тракта, поскольку сам усилитель ещё и селективный. Чувствительность  радиоприёмника  стала лучше, это видно по пропавшим шумам на изображении. Коэффициент шума одиночного транзистора в отдельном  металлическом корпусе усилителя, который теперь отвечает за чувствительность, лучше на 0,5 дБ, чем такого же транзистора в корпусе приёмника, который уже успел нагреться от работающих микросхем, и поэтому шумит сильнее. Окрылённый успехом испытаний я беру ситуацию в свои руки.

 - Время поворачивать на базу, в три пятнадцать я должен выпить чашечку кофе. Это вошло в традицию, которую уже никто не может отменить.

 Хотя эти измерения проходили на частотах более 1 ГГц, диапазонные  антенные  усилители не раз спасали меня на частотах на порядок меньших, на радиовещательных и радиолюбительских  участках УКВ диапазона.

  Все усилители селективные, их задача подавить приём мешающих станций вне диапазона, улучшить параметры самого супергетеродинного приёмника, дополнительно подавив зеркальный канал (для диапазона УКВ – 1) и побочные и промежуточный  каналы приёма, уменьшить влияние гетеродина приёмника на входную цепь, уменьшить влияние антенны на вход приёмника, (особенно это важно  для простых моделей радиоприёмников).  Также их задача компенсировать потери и шумы самого кабеля, особенно это будет полезно при работе с длинным коаксиальным кабелем и на более высоких частотах УКВ диапазона, где в каждом метре снижения будет теряться 1 дБ. Они не перегрузят входной тракт приёмника, а только повысят его помехозащищённость, благодаря селективным свойствам, отсекут ненужные помехи, наведённые в антенне.

 Коэффициент усиления антенных усилителей около 15 дБ.

                                                               Антенный усилитель УКВ – 1 (66 – 74) МГц.

 С диапазонным (66 -74 МГц) антенным усилителем для канала УКВ 1 вы уже знакомы в статье «Конвертер УКВ для Москвы и области». Некоторая сложность схемы объясняется желанием обеспечить необходимую селективность для нормальной работы конвертера, и хотя «кашу маслом не испортишь», сам антенный усилитель можно упростить, хуже он от этого он не станет.

рис. 1. Антенный усилитель 66- 74 МГц.

 Для разнообразия  я немного изменил саму конструкцию катушек и проверил их на макетах.

Входной П-фильтр

Выходной Т-фильтр.

 

Полосовой фильтр на входе так и остался. Он сравнительно широкополосный, имеет полосу 8 МГц по уровню      3 дБ. Благодаря стильным катушкам в стиле ретро, более чем на 20 дБ подавляет мешающие каналы телевидения 56 МГц и радиопередатчиков в полосе
88 – 108 МГц при этом имеет потери менее 3-х дБ.

  Упрощённый выходной Т-образный фильтр менее крут, хотя и добавляет к 20 дБ  ещё 10 дБ селективных свойств.  Имеет полосу в 1,5 раза шире входного полосового фильтра, поэтому  на суммарную резонансную характеристику влияет слабо, а потери имеет менее 2-х дБ.

                              Регулировка контуров.

Милливольтметр с выносной детекторной головкой.

 В статье «Тюнер FM для приёмника ретро» дана инструкция по настройке аналогичного селективного усилителя высокой частоты с помощью характериографа, подробно дано описание удобной в работе выносной детекторной головки.  Но проверить и подстроить частотную характеристику фильтра можно с помощью высокочастотного генератора и обычного тестера или стрелочного милливольтметра. Тестер или милливольтметра дополняются обычной выносной детекторной головкой. Изменяя частоту генератора, находят максимальное значение постоянного напряжения, которое будет соответствовать резонансной частоте. При правильной настройке связанных контуров стрелка прибора покажет два максимальных значения относительно центральной частоты настройки, таким образом, опишет двугорбую кривую, которая будет соответствовать частотной характеристике связанного контура. С генератора необходимо подать уровень сигнала несущей частоты около 250 мВ. Настройка подстроечными конденсаторами осуществляется на центральной частоте по максимальному показанию стрелочного милливольтметра или по тестеру в режиме измерения постоянного напряжения.

 Дело за самодельным ВЧ генератором, их схем бесчисленное множество.

                        Антенный усилитель УКВ – 2 (87,5 – 108) МГц.                                                                   Аналогичный антенный усилитель готов на диапазон 87,5 – 108 МГц.

Антенный усилитель.87,5 - 108 МГц. L6 - 2 витка,  L7 - 13 витков.

Его отличие – два Т-образных фильтра на входе и выходе. Такие фильтры способны обеспечить широкую полосу (20 МГц) пропускания, а также согласование с антенной и входом приёмника.

 Это самые сложные по количеству деталей усилители, так как их задача усилить сравнительно широкую полосу частот от 8 МГц  для УКВ 1, и до 20 МГц  для УКВ 2.

Макеты антенных усилителей 87,5 - 108 МГц.

 Немного задержусь на конструкции самих усилителей. Перед вами два блока антенных усилителей, фото 1 и фото 2. Какой из них будет обладать лучшими  характеристиками? Конечно тот, где использованы большие по размеру катушки, так как у них больше добротность, поэтому меньше потери в полосе усиления (на 2 дБ) и лучше подавление вне полосы (на 10 дБ) по сравнению с маленькими катушками.

При использовании фиксированных номиналов катушек индуктивности и конденсаторов усилитель не нуждается в настройке.

Эскиз конструкции усилителя 87,5 - 108 МГц.

 Неплохие результаты имеет антенный усилитель на полевом транзисторе АТF54143. Его собственный коэффициент шума составляет менее 0,5 дБ. На этом транзисторе собран селективный усилитель суперсверхрегенеративного  приемника, и аналогичный усилитель используется в схеме супергетеродинного приёмника FM с двойным преобразованием частоты. 

Продолжение. Диапазонные антенные усилители для цифрового приёма телевидения.