Усилители swa как выбрать

В публикуемой здесь статье наш постоянный автор анализирует схемотехнику антенных усилителей польского производства и обосновывает свой осознанный подход к их выбору с точки зрения коэффициентов шума и усиления. Он также дает рекомендации по ремонту таких устройств, довольно часто выходящих из строя от грозовых разрядов, и устранению самовозбуждения. Это позволит надеемся, многим радиолюбителям не только выбрать необходимый усилитель, но и улучшить его работу.

Активные антенны польской фирмы ANPREL и некоторых других получили широкое распространение в России и странах СНГ. При незначительном собственном усилении,особенно в диапазоне MB, параметры такой антенны во многом определяются установленным на ней антенным усилителем. Именно этому блоку свойственен ряд недостатков: он склонен к самовозбуждению, имеет довольно высокий уровень собственных шумов, легко перегружается мощными сигналами диапазона MB, часто повреждается грозовыми разрядами. Эти проблемы знакомы многим владельцам таких антенн.

Вопросы эксплуатации антенных усилителей SWA и аналогичных крайне мало освещены в литературе. Можно отметить лишь публикацию [1], где указано на перегрузку усилителя сигналами MB. С остальными недостатками владельцам антенн приходится бороться известным способом: заменяя усилители, выбрать лучший. Однако такой метод требует много времени и сил, поскольку усилитель, как правило, труднодоступен – расположен вместе с антенной на высокой мачте.

Основываясь на анализе схемотехники, собственном опыте и некоторых материалах фирмы ANPREL, предлагаю более осознанный подход к выбору усилителей, а также способ ремонта, позволяющий восстановить поврежденный блок, а в ряде случаев и улучшить его параметры.

Рынок заполнен множеством взаимозаменяемых моделей антенных усилителей, выпускаемых фирмами ANPREL, TELTAD и др. под разными торговыми марками и номерами. Несмотря на такое разнообразие, большинство из них собраны по стандартной схеме и представляют собой двухкаскадный апериодический усилитель на биполярных транзисторах СВЧ, включенных по схеме с ОЭ. В подтверждение этому рассмотрим модели разных фирм: простой усилитель SWA-36 фирмы TELTAD, принципиальная схема которого показана на рис. 1, и распространенный усилитель SWA-49 (аналог SWA-9) фирмы ANPREL – рис.2.


Pиc.1-2

Усилитель SWA-36 содержит два широкополосных каскада усиления на транзисторах VT1 и VT2. Сигнал с антенны через согласующий трансформатор (на схеме не показан) и конденсатор С1 поступает на базу транзистора VT1, включенного по схеме с ОЭ. Рабочая точка транзистора задана напряжением смещения, определяемым резистором R1. Действующая при этом отрицательная обратная связь (ООС) по напряжению линеаризует характеристику первого каскада, стабилизирует положение рабочей точки, но уменьшает немного его усиление. Частотная коррекция в первом каскаде отсутствует.

Второй каскад также выполнен на транзисторе по схеме с ОЭ и с ООС по напряжению через резисторы R2 и R3, но имеет еще и токовую ООС через резистор R4 в эмиттерной цепи, жестко стабилизирующую режим транзистора VT2. Во избежание большой потери усиления резистор R4 зашунтирован по переменному току конденсатором СЗ, емкость которого выбрана относительно малой (10 пФ). В результате на нижних частотах диапазона емкостное сопротивление конденсатора СЗ оказывается существенным и возникающая ООС по переменному току уменьшает усиление, корректируя тем самым АЧХ усилителя.

К недостаткам усилителя SWA-36 можно отнести пассивные потери в выходной цепи на резисторе R5, который включен так, что на нем падает как постоянное напряжение питания, так и напряжение сигнала.

Аналогично построен и усилитель SWA-49 (рис. 2), который также имеет два каскада, собранных по схеме с ОЭ. Он отличается от SWA-36 лучшей развязкой по цепям питания через Г-образные фильтры L1C6, R5C4 и повышенным коэффициентом усиления за счет наличия конденсатора С5 в цепи ООС (R3C5R6) второго каскада и переходного конденсатора С7 на выходе.

Подобная схемотехника присуща большинству других усилителей SWA (см., например, схему усилителя SWA-3, изображенную в [1]). Незначительные отличия чаще всего находятся во втором каскаде, который может быть снабжен разными цепями частотной коррекции, иметь различную глубину ООС и,соответственно коэффициент усиления. У отдельных моделей, например SWA-7, первый и второй каскады имеют непосредственную связь – вывод коллектора транзистора VT1 соединен прямо с выводом базы транзистора VT2. Это позволяет охватить оба каскада петлей ООС по постоянному току и улучшить тем самым термостабильность усилителя.

В каскадах на транзисторах, включенных по схеме с ОЭ, наиболее велико влияние внутренних связей и емкостей переходов транзисторов. Оно проявляется в ограничении полосы пропускания и склонности усилителя к самовозбуждению, вероятность которого тем больше, чем выше коэффициент усиления. Для его оценки известно понятие порога устойчивости – предельного значения коэффициента усиления, при превышении которого усилитель превращается в генератор. Многие антенные усилители SWA с большим усилением работают у порога устойчивости, чем объясняется их нередкое самовозбуждение.

В качестве мер повышения устойчивости усилителей фирма ANPREL применяет разную топологию печатных плат (влияющую на емкость монтажа), поверхностные и объемные катушки, дроссели и т. п. Более радикальный способ: включение транзисторов по каскодной схеме с ОЭ-ОБ – почему-то не используется. При неизменной схеме включения транзисторов с ОЭ-ОЭ для решения проблемы устойчивости фирма предпочитает выпускать регулируемые блоки питания. Уменьшением его напряжения удается устранить самовозбуждение усилителя при сохранении достаточного усиления.

Основные параметры (коэффициент шума Kш и коэффициент усиления Ку) базовых моделей усилителей SWA по каталогу фирмы ANPREL указаны в табл. 1.

Рассмотрим взаимосвязь основных параметров со схемотехникой усилителей и их влияние на качество приема.

Как известно, коэффициент усиления на высоких частотах в каскадах с ОЭ критичен к параметрам используемых транзисторов, особенно к граничной частоте frp. В усилителях SWA применены биполярные СВЧ транзисторы структуры п-р-п, маркированные как Т-67, реже – 415, которые и определяют максимально достижимый коэффициент усиления Ку двухкаскадного усилителя около 40 дБ. Разумеется, в столь широкой рабочей полосе частот коэффициент усиления не остается постоянным – его изменения достигают 10. 15 дБ вследствие неравномерности АЧХ на высших частотах диапазона и коррекции на низших. При максимальных значениях коэффициента усиления Ку трудно обеспечить устойчивость усилителей, поэтому в ряде моделей он ограничен значениями до 10. 30дБ, что во многих случаях вполне достаточно (см. табл. 1).

Читайте также:  Instagram кто заходил на страницу

Вопреки распространенному мнению, следует отметить, что коэффициент усиления нельзя считать главным параметром антенного усилителя. Ведь сами телевизоры обладают весьма большим запасом собственного усиления, т. е. Имеют высокую чувствительность, ограниченную усилением. Несколько хуже у них чувствительность, ограниченная синхронизацией. И наконец, наиболее низкая – чувствительность, ограниченная шумами [2]. Следовательно, фактором, определяющим дальний прием, следует принять уровень собственных шумов электронного тракта, а не коэффициент усиления. Другими словами, ограничение возможности приема в первую очередь наступает из-за влияния шумовых помех, а не из-за недостатка усиления сигнала.

Влияние шума оценивают по отношению сигнал/шум, минимальное значение которого принято равным 20 [2]. При этом отношении и определяют чувствительность, ограниченную шумами, которая равна напряжению входного сигнала, в 20 раз большему напряжения собственных шумов.

Для телевизоров третьего-пятого поколений чувствительность, ограниченная шумами, равна 50. 100 мкВ. Однако при отношении сигнал/шум, равном 20, наблюдаются очень плохие качество изображения и разборчивость только крупных деталей. Для получения изображения хорошего качества следует подать на вход телевизора полезный сигнал, примерно в 5 раз больший, т. е. обеспечить отношение сигнал/шум около 100 [2].

Антенный усилитель должен увеличивать отношение сигнал/шум, а для этого следует усиливать сигнал, а не шум. Но любой электронный усилитель неизбежно имеет собственные шумы, которые усиливаются вместе с полезным сигналом и ухудшают отношение сигнал/шум. Поэтому важнейшим параметром антенного усилителя следует считать его коэффициент шума Кш. Если он недостаточно мал, то повышение коэффициента усиления бесполезно, так как и сигнал, и шум усиливаются в равной мере и их отношение не улучшается. В результате даже при достаточном уровне сигнала на антенном входе телевизора изображение будет поражено интенсивной шумовой помехой (хорошо известный всем "снег").

Для единой оценки шумов многокаскадного тракта существует показатель приведенного к входу коэффициента шума Кш, который равен уровню шума на выходе, поделенному на общий коэффициент усиления, т. е. Кш=Кш.вых/Ку. Так как выходной уровень шума Кш.вых зависит в наибольшей степени от уровня шума первого транзистора, усиливаемого всеми последующими каскадами, шумами остальных каскадов можно пренебречь. Тогда Кш.вых=Кш1Ку, где Кш, – коэффициент шума первого транзистора. Следовательно, получим Кш=Кш1, т. е. приведенный коэффициент шума усилительного тракта не зависит от числа каскадов и общего коэффициента усиления, а равен только коэффициенту шума первого транзистора.

Отсюда вытекает важный практический вывод – применение антенного усилителя может дать положительный результат тогда, когда коэффициент шума первого транзистора усилителя меньше коэффициента шума первого каскада телевизора. В селекторах каналов телевизоров пятого поколения применен полевой транзистор КП327А с коэффициентом шума 4,5 дБ на частоте 800 МГц [З]. Следовательно, в первом каскаде антенного усилителя должен работать транзистор с Кш1 1. Тужилин С. Усилитель ДМВ из широкополосного. – Радио,1997, N 7,с.15.
2. Никитин В. Советы любителям дальнего приема телевидения. Сб.: "В помощь радиолюбителю", вып. 103. – М.: ДОСААФ, 1989.
3. Полупроводниковые приборы. Транзисторы малой мощности. Справочник. Под ред. А. В. Голомедова. – М.: Радио и связь, 1989.

Усилители SWA нашли самое широкое применение среди присутствующих на Российском рынке антенн. Их история началась в 90-х годах, с появления на рынке польских антенн с задней сеткой-рефлектром. Они так и стали называться "Сетка", но сначала с добавлением "польская", затем – без. Сейчас эти сетки выпускаются у нас в России под моделями ASP-8 и ASP-4. Их достоинство – дешевизна. Поэтому они и стали использоваться в других антеннах. Наиболее известные – антенны серии Мир. В настоящее время они могут применяться и в линейке антенн серии Астра. Но по большому счету Мирам и Астрам они особо нужны, так как высокий собственный (пассивный) коэффициент усиления позволяет их использовать на расстояниях и в 70-80 км. без них. Чего не скажешь о сетках ASP, у которых собственного коэффициента усиления явно не хватает.

Недостатки. В сезон гроз массово выходят из строя, что приводит к необходимости их нового приобретения и установки. Если близко расположены несколько антенн – они начинают "наводить" друг на друга помехи.

Лучше всегда использовать антенну с высоким собственным коэффициентом усиления и не заморачиваться с усилителями. Но если местность холмистая, или дом расположен в низине – это условия, снижающие эффективность любой, даже самой хорошей антенны. Тут, как вариант, можно попробовать добавить антенный усилитель. И хотя вероятность успеха меньше 50% – стоит попробовать, так как альтернативой-то эфирному телевидению является дорогое спутниковое, ну или IPTV (что в сельских домах и вовсе редкость).

Начинать подбирать усилитель лучше со слабых характеристик. Так как переусиление приведет к такому же результату, что и без него. При выборе усилителя стоит всегда обращать внимание на коэффициент шумов. Лучше взять более слабый усилитель с низким коэффициентом, чем более сильный с высоким.

Для работы усилителя требуется питание 12 Вольт, поэтому придется дополнительно потратиться на блок питания. Приобрести все можно здесь.

Некоторые "умельцы" стали использовать питание от цифровых эфирных приставок. Делать это не рекомендуется! Последствием часто становятся выходы из строя самих эфирных цифровых ресиверов!

Читайте также:  Chrome x86 offline installer
Тип платы усилителя Коэффициент усиления антенны
с усилителем в дБ
Шумы
ДБ
Дальность от ретранслятора
в км
Цена,
руб
.
Каналы 1 – 21 Каналы 21 – 68

SYM – 01 * плата согласования

0 – 10 60 SWA – 1 2 – 5 8 – 14 2.8 3 – 10 70 SWA -1 Lux 13 – 14 13 – 23 2.7 5 – 15 70 SWA – 2 15 – 18.5 20 – 25 2.8 10 – 20 90 SWA – 3 2 – 6 20.5 – 28 3.1 10 – 30 70 SWA – 4 Lux 0 – 8 29 – 35 3.0 20 – 45 70 SWA – 5 5 – 10 25 – 31 3.1 10 – 40 70 SWA – 6 5 – 10 25 – 30 3.1 10 – 40 70 SWA – 7 5 – 6 25 – 32 3.0 30 – 70 70 Turbo – 7 10 – 17 31 – 38 1.9 30 – 70 90 SWA – 9 9 – 11 21 – 31 3.1 30 – 70 70 SWA – 10 7 – 12 22 – 27 1.9 8 – 30 70 SWA – 14 1 – 16 28 – 37 2.8 30 – 70 70 SWA – 15 3 – 11 35 – 43 2.8 30 – 80 70 SWA – 17 11 – 15 35 – 42 2.9 30 – 100 70 SWA – 19 11 – 20 33 – 42 2.9 30 – 100 70 AST – 49 2 – 16 26 – 36 3.1 30 – 50 – SWA – 555 Lux 10 – 15 34 – 43 2.2 50 – 100 70 SWA – 777 Lux 10 – 13 34 – 45 2.3 50 – 100 70 SWA – 999 10 – 13 33 – 45 2.9 80 – 120 90 SWA – 5555 10 – 13 34 – 45 2.9 80 – 120 70 SWA – 7777 4 – 13 34 – 45 2.8 100 – 120 70 SWA – 9999 10 – 20 35 – 47 2.9 100 – 120 90 SWA – 2000 13 – 18 40 – 47 2.8 100 – 130 90 SWA – 3501 11 – 18 40 – 48 2.0 100 – 130 90 SWA – 6000** 20 – 52 50 – 52 1.2 80 – 140 90 SWA – 9000*** 0 – 28 10 – 40 1.5 20 – 100 90 SWA – 9001 12 – 16 42 – 54 1.5 100 – 150 90 SWA – 9501 15 – 28 42 – 50 1.7 70 – 120 90 AWS – 14**** 0 – 20 26 – 39 2.5 10 – 50 –

* – плата согласования не имеет транзисторов и является пассивным согласующим элементом . В каждом усилителе SWA , этот элемент присутствует и предназначен для согласования волновых сопротивлений антенны и кабеля. Представляет собой специальный трансформатор.
** – усилитель имеет 6 транзисторов
*** – регулируемый усилитель
**** – имеет возможность подключения дополнительной антенны метрового диапазона.

Несмотря на бурное развитие кабельного и спутникового ТВ, эфирное телевещание рано списывать со счетов. Но для качественного сигнала последнего необходимо находиться в зоне покрытия. По мере удаления от телевышки качество сигнала падает, и число помех возрастает. В таких случаях хорошо помогает антенный усилитель для телевизионного приемника. Предланаем рассмотреть, что представляет собой это устройство, принцип работы, различные модификации, а также возможность создания усилителя ТВ сигнала для городской квартиры, загородного дома или дачи.

Что такое антенный усилитель и как он работает?

Это устройство, позволяющее усилить определенный диапазон телевизионных сигналов и снизить уровень помех, для получения максимально качественной «картинки». Помимо этого подобные усилители используются для снижения потерь в кабеле. Типовые структурные схемы таких устройств показаны ниже.

Типовые структурные схемы широкополосного (1) и многодиапазонного (2) антенного усилителя

Как видно из представленных схем поступающий сигнал обрабатывается фильтром внешних частот, после чего понижается аттенюатором до необходимого уровня. Далее сигнал поступает в блок регулировки уровня наклона АЧХ, принцип действия которого во многом напоминает эквалайзер. И на последнем этапе производится усиление сигнала, после чего он поступает на телевизионный приемник.

Разновидности

Несмотря на многообразие оборудования данного типа, по функциональному назначению и диапазону усилители можно разделить на следующие виды:

  1. Устройства, работающие в широком диапазоне. Как правило, их используют для внешних мачтовых антенн решетчатого типа. Широкополосные антенные усилители SWA (1) , LSA (2) и Gal (3)
  2. Оборудование, настроенное на определенный диапазон, например метровый или дециметровый. В качестве примера можно привести устройства для антенн цифрового телевидения в формате DVD T Усилитель для цифрового сигнала
  3. Приборы, работающие с несколькими диапазонами. Они могут принимать сигналы, поступающие с нескольких источников, и суммировать их в один. Или, наоборот, из одного сигнала сформировать несколько, как это сделано в ALCAD AI-200.

Домовой усилитель ALCAD AI-200 с разветвителем и встроенным блоком питания

Как выбрать хорошую антенну с усилителем?

Чтобы от приобретенного оборудования получить максимальную отдачу необходимо учитывать следующие факторы:

  • Удаленность ближайшего ретранслятора телевизионного сигнала. Принято считать максимальным расстоянием 150 километров, но сильно усредненное значение, поскольку многое зависит как от типа местности, так и мощности телевизионной вышки. Например, находясь в низине можно не получать уверенный сигнал даже от близко расположенного ретранслятора. В этом случае исправить ситуацию поможет установка мачты под антенну.
  • В каком частотном диапазоне будет работать оборудование. Необходимо учитывать, что характеристики широкодиапазонных антенн уступают узконаправленным. Это говорит о том, что для зоны уверенного приема вполне подойдет «всеволновка», соответственно, для получения сигнала с удаленного ретранслятора лучше предпочесть конструкцию под определенный диапазон частот (МВ, ДМВ, УКВ). Но здесь тоже необходимо учитывать особенности и характер местности, например, избавиться от отраженного сигнала можно только с помощью узконаправленной антенны.

Определившись с антенной, переходим к выбору усиливающего устройства для нее. Первое на что необходимо обратить внимание – коэффициент усиления (указывается в децибелах). Как правило, при расстоянии до 10 километров до ретранслятора, в усилителе нет необходимости.

Необходимо обратить внимание, что не стоит сильно увлекаться высоким показателем этого параметра, поскольку при высокой мощности может произойти «возбуждение» устройства, и как следствие этого, появятся помехи, проявляющиеся в виде «белого снега» на картинке. Ниже приведена таблица для оборудования SWA, в которой указаны основные характеристики для каждой модели, а также соотношение коэффициента усиления и дальности до источника сигнала.

Читайте также:  Ведьмак 3 роза памяти зачем нужна

Таблица соответствия мощности антенного усилителя к удаленности от телевышки

Вторая важная характеристика – уровень шумов (указывается в децибелах) производимых устройством в процессе работы. Чем меньше этот показатель, тем лучше.

Естественно, что при выборе необходимо учитывать тип антенны, допускается устанавливать широкополосное устройство на узкодиапазонный приемник сигнала, но не наоборот.

Как сделать антенный усилитель своими руками – пошаговая инструкция

Приведем несколько типовых схем устройств для усиления телевизионного сигнала, начнем с самой простой.

Схема простого антенного усилителя на базе МАХ2633

Обозначения:

Схема запутывается от источника постоянного тока с напряжением от 2,8 до 5,2 вольт. Отличительные особенности: низкий уровень шума (около 2 дБ) и вполне приличный коэффициент усиления, порядка 13 дБ, при необходимости понизить который следует увеличить сопротивление R. Собранная схема не требует настройки. Приведенное устройство хорошо зарекомендовала себя при работе с комнатными антеннами теле- и радиоприемников. В интернете можно встретить описание данной схемы, как широкополосной, что не совсем верно, исходя из даташит МАХ2633 –предназначена для УКВ диапазона.

Теперь рассмотрим типовые транзисторные схемы, которые действительно являются широкополосными.

Антенный усилитель на транзисторе, включенном по принципу общего эмиттера

Обозначение:

  • Транзистор VT1 – KT368.
  • Сопротивления: R1 -100 Ом; R2 – 470 Ом; R3 – 51 кОм; R4 – 100 Ом.
  • Емкости: C1- 1000 пФ; С2 – 33 пФ; С3 и С4 – 15 пФ.

Схема также отличается простотой и не требует настройки. КУ и частотные характеристики зависят от используемого транзистора. Устройства данного типа отличаются высоким коэффициентом усиления и невысокими частотными характеристиками (что исправляется в мульти вибраторных схемах с эмиттерной связью, при желании найти их несложно, но они более сложны в настройке). Питание осуществляется от источника с напряжением 9 вольт.

Вариант с подключением транзистора по схеме «общая база» обладает меньшим КУ, но зато более широким частотным диапазоном.

Антенный усилитель на транзисторе, включенном по принципу общей базы

Обозначения:

  • Транзистор VT1 – KT315.
  • Сопротивления: R1 -51 Ом; R2 – 10 кОм; R3 – 15 кОм; R4 – 1 кОм.
  • Емкости: C1- 1000 пФ; С2 – 33 пФ; С3 и С4 – 15 пФ.

Дроссель наматывается на ферримагнитном кольце, проницаемость которого 600Н. Для метрового диапазона необходимо сделать 300 витков, используемый для этой цели провод – ПЭВ Ø 0,1 мм.

Добиться большего КУ можно, если собрать устройство на двухкаскадной схеме, ее пример приведен ниже.

Схема двухкаскадного антенного усилителя для ДМВ каналов

Обозначения:

  • Транзисторы: VT1 и VT2 – ГТ311Д.
  • Сопротивления: R1 — 680 Ом; R2 – 75 кОм; R3 – 1 кОм; R4 – 150 кОм.
  • Емкости: C1, С2 и С4 — 100 пФ; С3 – 6800 пФ; С5 – 15 пФ; С6 – 3,3 пФ.
  • Дроссели: L1 – 100 мкГн; L2 – 25 мкГн, L3 – представляет собой катушку на бескаркасной основе, диаметром 4 мм, намотаны 2,5 витка, используемый провод ПЭВ 2 Ø 0,8 мм.

Запитывается схема от источника с напряжением 12 вольт, настройка устройства не требуется.

Пошаговая инструкция по сборке будет общая для всех схем:

  • Приобретаем все необходимые электронные компоненты.
  • Подготавливаем инструменты и расходники.
  • Изготавливаем печатную плату, навесная сборка и использование монтажных панелей нежелательно, поскольку в этом случае существенно увеличиться уровень шума.
  • Запаиваем все элементы.
  • Проверяем собранную конструкцию.
  • Подключаем к собранному усилителю антенну и телевизионный приемник.

Как подключить антенный усилитель к телевизору?

В завершении статьи дадим несколько рекомендаций, касательно правильного подключения оборудования:

Самый важный момент – антенные усилители для телевизора должны располагаться находиться как можно ближе к нему. Это связано с тем, что кабельные потери могут существенно повлиять на качество картинки. Требование касается как самодельных конструкций, так и серийных моделей, например BBK или Terra. Исключение могут быть только комнатные антенны, у которых короткая длина кабеля, но, как правило, такие устройства используют в зоне приема, где в усилителе нет необходимости.

Внимательно изучите руководство по подключению, которое прилагается к устройству.

Если подключение усилителя не принесло результатов, проверьте направленность антенны, а также его волновое соответствие.

Все манипуляции должны проводиться только с обесточенным оборудованием.

Не подключайте усилитель к внешней антенне, если она не оборудована грозозащитой. Собственно, такой приемник сигнала вообще нельзя использовать.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock detector