|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Bí ẩn của ăng-ten ngắn. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Ăng ten. Học thuyết Khi muốn ca ngợi độ nhạy cao của máy thu, họ thường nói rằng nó thu tín hiệu từ các đài phát thanh ngay cả trên một "đoạn dây". Trong bài viết này, về mặt lý thuyết và thực nghiệm, tác giả chứng minh rằng "đoạn dây" khét tiếng khác xa với ăng-ten tồi tệ nhất và với sự phối hợp phù hợp với đầu vào máy thu, nó có thể cung cấp điện áp tín hiệu rất lớn. Để thu phát sóng trên sóng dài và trung bình, chúng từng được sử dụng rộng rãi và ngay cả bây giờ, mặc dù ăng-ten từ tính ferrite đã được sử dụng rộng rãi, nhưng ăng-ten điện vẫn thường được sử dụng ở dạng một đoạn dây thông thường nằm dọc. Khi làm việc với ăng-ten như vậy, cần phải nối đất hoặc đối trọng để thu sóng tốt. Trong trường hợp đơn giản nhất, thân máy thu đóng vai trò là đối trọng và nếu nó được cấp nguồn bằng nguồn điện, thì dây của dây nguồn và chính mạng điện sẽ là đối trọng. Ăng-ten dây ngang hiếm khi được sử dụng, vì tất cả các đài phát thanh trong dải LW và MW phát ra sóng riêng với phân cực dọc, liên quan đến các đặc tính của bề mặt Trái đất gần với đặc tính của dây dẫn đối với các dải này. Những người nghiệp dư vô tuyến, đặc biệt là những người đã thử nghiệm với các máy thu khuếch đại trực tiếp đơn giản nhất và không đủ độ nhạy, biết rằng ăng-ten dây ngắn rất hiệu quả, đặc biệt, một đoạn dây dài 1 ... 2 m thường phát ra tín hiệu lớn hơn nhiều so với ferrite anten. Bí mật là gì? Rốt cuộc, chiều dài của ăng-ten dây nhỏ hơn rất nhiều so với bước sóng và theo tất cả các quy tắc, nó sẽ không hiệu quả. Nỗ lực phân tích hoạt động của một ăng-ten thu sóng vô tuyến dọc ngắn, cũng như mong muốn tối ưu hóa nó, đã dẫn đến những kết quả rất gây tò mò và thậm chí đáng ngạc nhiên mà tác giả đưa ra cho những độc giả tò mò. Tối ưu hóa, theo nghĩa là đạt được điện áp tối đa ở đầu vào máy thu (cụ thể là điện áp, không phải công suất!), đã được giảm đến mức loại trừ tụ điện của mạch đầu vào và thay thế nó bằng điện dung của chính ăng-ten, như trong Hình. 1. Đồng thời, trở kháng đầu vào của URF được giả định là vô cùng lớn, điều này gần đúng khi sử dụng bóng bán dẫn hiệu ứng trường trên DV và SV. Điện dung đầu vào của URF và điện dung của cuộn dây được cộng vào điện dung của ăng-ten. Chúng tôi sẽ không tính đến chúng trong phân tích của chúng tôi.
Trên hình. 1 cũng cho thấy sự phân bố dòng điện trong ăng-ten, là tiết diện ban đầu của hình sin. Với độ chính xác đủ, nó có thể được coi là hình tam giác. Thay nó bằng một hình chữ nhật có cùng diện tích, ta thu được chiều cao h hiệu dụng của anten h bằng một nửa chiều cao hình học của nó. Độ tự cảm của cuộn dây được chọn sao cho cùng với điện dung của ăng ten để thu được cộng hưởng ở tần số nhận được. Mạch tương đương của mạch kết quả được hiển thị trong hình. 2.
Khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng, điện dung của anten - Xc bằng độ tự cảm Xt (về giá trị tuyệt đối) và các điện kháng bù trừ cho nhau nên cường độ dòng điện trong mạch là cực đại và bằng e/R, trong đó e là EMF của tín hiệu được phát triển trong ăng-ten (e \uXNUMXd Eh: E là trường cường độ) và R là điện trở hoạt động của mạch. Vì điện áp ở đầu vào của URC (U) được lấy ra khỏi cuộn dây nên nó bằng cường độ dòng điện trong mạch nhân với điện trở thuần cảm của cuộn dây: U = EhXL / R. Chúng tôi có một công thức đơn giản để tính điện áp được phát triển bởi ăng-ten được mô tả. Giá trị tuyệt đối của tham số XL =Xc được xác định bởi chiều dài của ăng-ten (điện dung của ăng-ten là 7...15 pF trên một mét chiều dài) và tần số tín hiệu thu được f. Do đó Xc = 1/2πfC. Độ tự cảm tương ứng cũng dễ tìm: L = XL /2πf. E phải biết, ah có thể đo bằng thước. Nhưng công thức có thể được đơn giản hóa hơn nữa bằng cách lưu ý rằng tỷ lệ XL /R không gì khác hơn là hệ số chất lượng Q của mạch ăng ten: U = EhQ. Với một ăng-ten ngắn, hệ số chất lượng của toàn bộ mạch gần như bằng hệ số chất lượng của cuộn dây. Ví dụ: hãy tính tín hiệu từ một đài phát thanh LW hoặc MW không quá xa với cường độ trường là 10 mV/m, nhận được trên một đoạn dây dài 2 m (h = 1 m). Chúng tôi đặt hệ số chất lượng của mạch ăng ten bằng 100. Sau khi thực hiện các phép nhân đơn giản với các số, chúng tôi thu được một kết quả rất đáng ngạc nhiên - U = 1 V! Điện áp này khá đủ để phát hiện tín hiệu ngay cả khi không có URF. Nhưng một số đặt phòng phải được thực hiện. Đầu tiên, cuộn dây phải có độ tự cảm khá lớn. Trong ví dụ của chúng tôi, ngay cả ở giữa dải MW ở tần số 1 MHz, điện kháng XL là khoảng 10 kOhm. độ tự cảm khoảng 1.5 mH và trở kháng cộng hưởng của mạch ăng ten, bằng XLQ, gần bằng 1 MΩ. Trở kháng đầu vào của bộ khuếch đại RF hoặc máy dò phải cao hơn nữa. Đây là khoản thanh toán cho điện áp cao được phát triển bởi ăng-ten. Câu hỏi được đặt ra là liệu có thể có một cuộn dây có độ tự cảm lớn trong mạch hình 1. 200 được thay thế bằng một mạch dao động thông thường? Tất nhiên là có thể, nhưng điện áp tín hiệu phát triển trên mạch sẽ ít hơn. Để giúp người đọc không phải phân tích toán học khá tốn công sức, chúng tôi sẽ chỉ nói rằng điện áp tín hiệu giảm (xấp xỉ) theo tỷ lệ giữa điện dung của ăng-ten trên tổng điện dung của vòng lặp. Điều này được giải thích là do dòng điện phản kháng bổ sung chạy qua điện trở của cuộn dây R gây ra tổn thất bổ sung. Rõ ràng là tự dung của cuộn dây và điện dung đầu vào của RF cũng đóng một vai trò có hại, làm giảm điện áp phát triển. Trong ví dụ hiển thị, sử dụng cuộn cảm sóng trung bình 130 uH tiêu chuẩn với tụ điện khoảng 1 pF được kết nối song song để điều chỉnh đến 0,15 MHz. chúng ta sẽ nhận được điện áp tín hiệu khoảng XNUMX V trên mạch, nói chung, cũng không nhỏ! Hơn nữa, vì lợi ích, chúng ta hãy giả sử rằng cuộn dây là lý tưởng và không có tổn thất. Bây giờ mạch tương đương sẽ giống như trong hình. 3. Nhân tiện, trong trường hợp này, bạn có thể giảm độ tự cảm của cuộn dây một cách dễ dàng và kết nối song song một tụ điện vòng. Mạch kết quả sẽ phải được điều chỉnh ở tần số cao hơn một chút so với tần số mong muốn, tại đó nó sẽ có tính chất cảm ứng của điện trở, càng lớn, độ lệch càng nhỏ. Chọn độ lệch, chúng ta thu được điện trở cảm ứng của mạch Xt, chính xác bằng điện dung của ăng ten - Xc, và một lần nữa chúng ta đến mạch tương đương trong Hình. 3. Trong thực tế, việc điều chỉnh được thực hiện như bình thường, theo điện áp tín hiệu tối đa trên mạch và tương ứng với độ cộng hưởng chính xác của mạch ở tần số mong muốn, có tính đến điện dung của ăng-ten.
Điện trở hoạt động của mạch anten bây giờ là bao nhiêu? Trước đây, nó bao gồm điện trở suy hao của cuộn dây và điện trở bức xạ của ăng-ten, cái sau nhỏ hơn nhiều và chúng tôi đã bỏ qua nó. Bây giờ điện trở tổn thất của cuộn dây bằng 1600, tụ điện, nếu có, thực tế cũng không gây ra bất kỳ tổn thất nào và chỉ còn lại điện trở bức xạ. Theo lý thuyết đã biết, đối với anten ngắn Rid = 2h/λ2. Thay biểu thức này vào công thức mà chúng tôi thu được cho điện áp phát triển trên cuộn dây, chúng tôi nhận được U = EXLλ1600 / XNUMXh, tức là khi ăng-ten bị rút ngắn, điện áp thậm chí còn tăng lên! Tôi lường trước sự phản đối; họ nói rằng kết quả tuyệt vời này đã thu được. đối với các điều kiện không thực tế, tức là khi không có tổn thất trong cuộn dây và hệ số chất lượng của nó có xu hướng vô cùng. Tất nhiên, không ai sẽ đặt một cuộn dây trong helium lỏng để đạt được tính siêu dẫn và tổn thất bằng không - mặc dù điều này có thể được thực hiện, nhưng nó sẽ quá tốn kém và rắc rối. Một cách khác từ lâu đã được biết đến và sử dụng rộng rãi - bù tổn thất trong cuộn dây bằng cách sử dụng phản hồi tích cực hoặc tái tạo. Khi đạt đến ngưỡng tự kích thích trong bộ tái tạo, hệ số chất lượng tương đương của mạch tăng lên đáng kể và cùng với đó, cả điện áp tín hiệu và độ nhạy đều tăng. Hóa ra truyền thuyết về chất lượng nhận phi thường của hệ số nhân Q sử dụng khả năng tái tạo trong mạch đầu vào hoàn toàn không phát sinh từ đầu! Ở bước sóng dài và trung bình, quá trình tái tạo trong mạch đầu vào thường không được sử dụng, chủ yếu là do với hệ số chất lượng cao, băng thông (B) thu hẹp và tần số cao hơn của phổ âm thanh AM bị suy giảm, do B \u10d f / Q. Nhưng ở bước sóng ngắn, các dải yêu cầu hẹp hơn và tần số cao hơn, do đó chỉ có thể chấp nhận hệ số chất lượng lớn của mạch đầu vào. Theo các phép đo do tác giả thực hiện, hoàn toàn có thể đạt được hệ số chất lượng khá ổn định là 000 trong hệ số nhân Q được thiết kế tốt. Hãy tính xem điện áp nào mà một tín hiệu khá yếu với E = 10 μV / m sẽ phát triển trong ăng-ten dài 2 m của chúng ta được kết nối với một mạch như vậy: U = EhQ = 0,1 V. Nhận xét, như họ nói, là không cần thiết. Để xác nhận những gì đã nói, tác giả đã lắp ráp thiết bị như trong Hình. 4. Đây là máy dò bóng bán dẫn hiệu ứng trường "nguồn" (trước đây, các máy dò tương tự về đặc tính của chúng được chế tạo trên đèn và được gọi là máy dò catốt). Điện trở trong mạch nguồn được chọn khá lớn, bóng bán dẫn hoạt động gần điểm cắt, ở điểm uốn dưới của đặc tính, do đó phát hiện tốt tín hiệu AM. Độ lệch cổng tắt lớn (so với nguồn) đảm bảo trở kháng đầu vào cao và phản hồi âm thanh 100% đảm bảo độ méo thấp. Tụ điện C2 và mạch R3C4 lọc các thành phần tần số cao và biến trở R4 đóng vai trò điều khiển âm lượng. Từ đó, một tín hiệu âm thanh được đưa đến một UMZCH đơn giản (V. Polyakov. "Bộ khuếch đại đa năng 3Ch". - Radio. 1994. Số 12. tr. 34, 35). Tụ điện đầu vào thay thế điện dung của ăng-ten, cuộn dây và điện dung đầu vào của bóng bán dẫn. Ăng-ten là một đoạn dây dài một mét rưỡi được kéo dài từ màn hình nền đến cửa sổ và ống sưởi trung tâm đóng vai trò nối đất dưới cửa sổ. Cuộn dây đã được làm sẵn, từ ăng-ten từ tính của máy thu DV công nghiệp. Nó chứa khoảng 250 vòng dây PEL 0,2, được quấn thành một lớp để bật khung có đường kính 12 mm. Để điều chỉnh, một thanh từ của cùng một ăng-ten được đưa vào cuộn dây. Do điện dung thấp, việc điều chỉnh mạch hóa ra là ở tần số của dải sóng trung bình. Bốn đài phát thanh ở Moscow đã phát triển tín hiệu từ 0,5 đến 1,5 V trên cổng bóng bán dẫn Vì vậy, lý thuyết đã hoàn toàn được xác nhận - điều khiển âm lượng phải được đặt ở mức tối thiểu! Hoàn toàn không dễ dàng để đo điện áp tần số cao ở cổng - không thể kết nối máy hiện sóng với cổng do chuyển hướng tín hiệu. Đầu dò máy hiện sóng được kết nối với nguồn, thay vì tụ điện C2. Trong trường hợp này, việc phát hiện trở nên tồi tệ hơn, nhưng bóng bán dẫn đã truyền tín hiệu tần số cao ở chế độ theo dõi nguồn. Giảm điện dung C2. tái sinh và thậm chí tự kích thích có thể được quan sát. Phản hồi trong trường hợp này thu được theo sơ đồ ba điểm điện dung. được hình thành bởi điện dung nguồn cổng và tụ điện C2. Với khả năng tái tạo đầy đủ, có thể nghe các đài ở xa vào buổi tối. Một sự thật thú vị là khi trong quá trình thử nghiệm, dây ăng-ten bị đứt mạch, việc tiếp nhận các đài ở Moscow vẫn tiếp tục (mặc dù ở mức âm lượng thấp hơn nhiều) trên thanh ferrite. Tác giả: V.Polyakov, Moscow
Nồng độ cồn của bia ấm
07.05.2024 Yếu tố nguy cơ chính gây nghiện cờ bạc
07.05.2024 Tiếng ồn giao thông làm chậm sự phát triển của gà con
06.05.2024
▪ Phiên bản mới của hệ thống trung kế ASTRO 25 ▪ Siêu thép không gỉ để sản xuất hydro ▪ Truyền dữ liệu không dây 1 terabit mỗi giây ▪ Vụ nổ điện của lá nhôm sẽ kết dính kim loại một cách hiệu quả
▪ phần của trang web Xe hơi. Lựa chọn bài viết ▪ bài Hoảng sợ. biểu hiện phổ biến ▪ bài báo Nghệ sĩ nào sung mãn nhất? đáp án chi tiết ▪ Điều Lovage officinalis. Truyền thuyết, canh tác, phương pháp áp dụng ▪ bài Cây thìa thần kỳ. bí mật tập trung
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này