Bộ khuếch đại anten cho anten băng thông rộng. 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 / Bộ khuếch đại ăng-ten

 Bình luận bài viết

Bài báo trình bày chi tiết về thiết bị và nguyên lý hoạt động của module khuếch đại anten truyền hình băng rộng.

Bộ khuếch đại trong anten thu truyền hình được thiết kế chủ yếu để tăng độ nhạy, hạn chế nhiễu và thứ hai là bù lại sự mất mát của tín hiệu thu được trong cáp đồng trục. Bản thân TV có biên độ khuếch đại rất lớn, tức là có độ nhạy cao bị giới hạn bởi độ lợi. Chúng có độ nhạy hơi kém hơn, bị hạn chế bởi đồng bộ hóa. Và cuối cùng, thấp nhất là độ nhạy bị hạn chế bởi tiếng ồn. Do đó, yếu tố quyết định việc thu sóng tầm xa phải là mức của tầng nhiễu của đường truyền tuyến tính, chứ không phải mức khuếch đại.

Ảnh hưởng của tiếng ồn được ước tính bằng tỷ lệ tín hiệu trên tiếng ồn, giá trị nhỏ nhất của nó được lấy là 20. Đối với TV thế hệ thứ ba - thứ năm, độ nhạy bị giới hạn bởi tiếng ồn là 50-100 μV. Tuy nhiên, ở tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu (S / N) là 20, chất lượng hình ảnh kém được quan sát và chỉ các chi tiết lớn mới có thể nhìn thấy được. Để có được hình ảnh chất lượng tốt, tín hiệu hữu ích nên được áp dụng cho đầu vào TV lớn hơn khoảng 4 lần, tức là đảm bảo tỷ lệ s / w là khoảng 80.

Cáp được sử dụng hiện nay có trở kháng sóng 75 Ohm, tùy thuộc vào thiết kế và chất lượng của chất điện môi, có độ suy giảm cụ thể là 0,07 - 0,18 dB / m trong mét và 0,25 - 0,6 dB / m trong dải sóng decimet. Với chiều dài cáp 2 ... 4 m, tổng suy hao có thể là 1,2 - 2,4 dB. Về vấn đề này, bộ khuếch đại phải có mức tăng khoảng 3 dB đối với các điều kiện thu thông thường. Biên độ 12 ... 14 dB được thêm vào nó để khuếch đại tín hiệu yếu, điều này là cần thiết do hiệu suất thấp của ăng ten thu băng thông rộng kích thước nhỏ.

Bất kỳ bộ khuếch đại nào cũng có tiếng ồn riêng của nó, tiếng ồn này sẽ khuếch đại cùng với tín hiệu hữu ích và làm suy giảm tỷ lệ tín hiệu trên tiếng ồn. Do đó, thông số quan trọng nhất của phần tử khuếch đại nên được coi là con số tạp âm K của nó_ш.

Để có một đánh giá thống nhất về tiếng ồn của một đường dẫn nhiều tầng, có một chỉ số về độ ồn giảm K_ш, bằng mức tiếng ồn đầu ra chia cho tổng độ lợi, tức là Đến_ш = K_w.out / ĐẾN_У. Vì mức ồn đầu ra K_w.out phụ thuộc ở mức độ lớn nhất vào mức độ nhiễu của bóng bán dẫn đầu tiên, được khuếch đại bởi tất cả các giai đoạn tiếp theo, tiếng ồn của các giai đoạn còn lại có thể được bỏ qua. Sau đó K_w.out= K_sh1К_У, nơi K_sh1 là con số nhiễu của bóng bán dẫn đầu tiên. Do đó, chúng tôi nhận được K_ш= K_sh1, I E. con số tiếng ồn giảm của phần khuếch đại chủ yếu được xác định bởi con số tiếng ồn của bóng bán dẫn đầu tiên. Điều này dẫn đến kết luận rằng việc sử dụng phần tích cực có thể cho một kết quả tích cực khi con số tiếng ồn của bóng bán dẫn đầu tiên của bộ khuếch đại nhỏ hơn con số tiếng ồn của giai đoạn đầu tiên của TV. Con số tiếng ồn cũng phụ thuộc vào chất lượng kết hợp ở đầu vào của bộ khuếch đại và chế độ hoạt động của bóng bán dẫn đầu tiên.

Dải tần của bộ khuếch đại cần cung cấp khuếch đại tín hiệu trong dải tần của truyền hình quảng bá f = 48-790 MHz. Để tăng dải động, bộ khuếch đại phải có phản hồi âm.

Hình 1 cho thấy sơ đồ của bộ khuếch đại một tầng với đầu vào biến áp và đầu ra không đối xứng mở, giúp có thể cấp nguồn cho mô-đun khuếch đại từ xa thông qua cáp tín hiệu. Mạch một tầng này có độ ổn định cao và dễ phân tầng.

Cơm. 1. Bộ khuếch đại giai đoạn đơn

Các điểm kích thích anten được kết nối trực tiếp với phần cân bằng của máy biến áp Tr1, cung cấp sự kết hợp băng thông rộng của đầu vào anten với đầu vào của tầng khuếch đại. Phần tử khuếch đại VT1 được kết nối theo sơ đồ với một bộ phát chung. Điều này cho phép bạn nhận ra nhiều dải thông hơn và đặc tính nhiễu tốt hơn của mạch so với các tùy chọn chuyển mạch khác. Ảnh hưởng của ảnh hưởng của tần số cắt của bóng bán dẫn trên độ dốc đến sự thay đổi độ lợi và điện trở đầu vào trong dải tần hoạt động được bù bằng cách sử dụng kết hợp phản hồi phụ thuộc tần số của loại song song và nối tiếp trong mạch. Phản hồi song song được thực hiện trên các phần tử R3, C1, L1. Điện trở R3 xác định sự phù hợp của mô-đun khuếch đại trong các khớp kết nối trong đồng hồ và phần dưới của dải decimet.

Ở phần trên của dải tần hoạt động, khi độ lợi giảm đi 2-4 dB, độ tự cảm L1 làm suy yếu ảnh hưởng của phản hồi này, cân bằng đặc tính biên độ-tần số (AFC). Tụ C1 cung cấp tách mạch phản hồi khỏi mạch cung cấp điện và đồng thời tạo thành cắt tần số thấp của đặc tính truyền của thiết bị. Mạch R4, C3 là một phần tử của phản hồi dòng điện nối tiếp xác định các thông số chính của tầng trong chế độ tín hiệu nhỏ: điện trở R4 đặt mức tăng danh định của tầng và cài đặt C3 điều khiển sự gia tăng trong đáp ứng tần số ở phần trên một phần của phạm vi hoạt động. Các tham số xác định của dải động được cung cấp bởi sự lựa chọn loại bóng bán dẫn và phương thức hoạt động của nó. Trong mạch được trình bày, chế độ hoạt động tầng DC được thiết lập bởi R4 cùng với các phần tử của bộ chia cơ sở R1 và R2. Tụ C2 ngắt R1 và cung cấp kết nối không đối xứng của Tr1 với mạch mô-đun. Mô-đun khuếch đại, được thực hiện trên bóng bán dẫn công suất trung bình thế hệ thứ ba, cung cấp độ lợi 15 dB trong dải tần 40-800 MHz, con số tiếng ồn của thiết bị không vượt quá 3,5 dB và dải động cho tín hiệu truyền hình là 75 dB. Giảm nhiễu và nhận ra độ tuyến tính cao hơn của thiết bị có thể thực hiện được khi các phần tử tích cực phức tạp với chuyển mạch cascode được sử dụng trong mạch hoặc khi chuyển sang các tầng hai bóng bán dẫn.

Hai sơ đồ giản đồ, là một bộ khuếch đại không chu kỳ hai giai đoạn dựa trên các bóng bán dẫn lưỡng cực vi sóng, được kết nối theo mạch OE, được hiển thị trong Hình. 2.

Bộ khuếch đại trong hình. 2a chứa hai giai đoạn khuếch đại băng thông rộng trên các bóng bán dẫn VT1 và VT2. Tín hiệu từ bản thân ăng-ten thông qua một biến áp phù hợp (không được hiển thị trong sơ đồ) và tụ điện C1 đi vào đế của bóng bán dẫn VT1, được kết nối theo mạch OE.

Cơm. 2a. Bộ khuếch đại hai giai đoạn

Điểm hoạt động của bóng bán dẫn được đặt bởi điện áp phân cực được xác định bởi điện trở R1. Phản hồi điện áp âm (NFB) hoạt động trong trường hợp này tuyến tính hóa đặc tính của giai đoạn đầu tiên, ổn định vị trí của điểm hoạt động, nhưng làm giảm độ lợi của nó. Không có hiệu chỉnh tần số trong giai đoạn đầu tiên. Giai đoạn thứ hai cũng được thực hiện trên một bóng bán dẫn theo sơ đồ với OE và OOS cho điện áp qua điện trở R2 và R3, nhưng nó cũng có dòng điện OOS thông qua điện trở R4 trong mạch phát, giúp ổn định chế độ của bóng bán dẫn VT2. Để tránh tổn thất khuếch đại lớn, điện trở R4 được ngắt dòng điện xoay chiều bởi tụ điện C3, điện dung của tụ điện này được chọn tương đối nhỏ (10 pF). Kết quả là, ở các tần số thấp hơn của dải, điện dung của tụ điện C3 trở nên đáng kể và phản hồi AC kết quả làm giảm độ lợi, do đó hiệu chỉnh đáp ứng tần số của bộ khuếch đại. Nhược điểm của mạch khuếch đại như vậy bao gồm tổn hao thụ động trong mạch đầu ra trên điện trở R5, được kết nối để cả điện áp cung cấp không đổi và điện áp tín hiệu đều giảm trên nó.

Bộ khuếch đại trong Hình. 2b, cũng có hai tầng được lắp ráp theo sơ đồ với OE. Nó khác với bộ khuếch đại trước đó ở khả năng tách rời tốt hơn các mạch cung cấp thông qua các bộ lọc hình chữ L L1 C6, R5 C4 và tăng mức tăng do sự hiện diện của tụ điện C5 trong mạch OOS (R3 C5 R6) của giai đoạn thứ hai và tụ điện chuyển tiếp C7 ở đầu ra.

Cơm. 2b. Bộ khuếch đại hai giai đoạn

Trong các tầng trên các bóng bán dẫn được kết nối theo mạch OE, ảnh hưởng của các kết nối bên trong và điện dung của các điểm nối bóng bán dẫn là lớn nhất. Nó thể hiện ở sự hạn chế của băng thông và xu hướng tự kích thích của bộ khuếch đại, xác suất nào càng lớn thì độ lợi càng cao. Để đánh giá nó, khái niệm về ngưỡng ổn định được biết đến - giá trị giới hạn của độ lợi, trên đó bộ khuếch đại biến thành một máy phát điện. Là các biện pháp để cải thiện độ ổn định, có thể đề xuất đưa các bóng bán dẫn vào mạch cascode với OE-OB.

Kết nối cascode của bóng bán dẫn VT1 và VT2 (Hình 3) làm cho nó có thể nhận ra tính đơn hướng tốt và thu được băng thông lớn của mô-đun khuếch đại. Điều này làm cho nó có thể từ bỏ việc sử dụng phản hồi tín hiệu, ổn định và hiệu chỉnh đặc tính biên độ-tần số, cũng như trở kháng đầu vào và đầu ra của liên kết. Ở đây, hệ số truyền và các thông số kết nối của mạch được đặt ở chế độ. Để giảm ảnh hưởng của điện cảm ký sinh của các đầu cuối chung, làm giảm độ lợi của tầng ở tần số cao, các đầu cực phát của bóng bán dẫn đầu vào được kết nối trực tiếp với vỏ và chế độ hoạt động được ổn định bằng dòng điện cơ bản cố định. Việc cắt tần số cao được điều khiển bởi điện cảm L1 có trong mạch thu của bóng bán dẫn đầu cuối.

Cơm. 3. Bộ khuếch đại mã VT

Điều chỉnh phạm vi và ổn định trở kháng đầu ra của mô-đun được thực hiện bởi các mạch điện trở điện trở. Mạch cascode, khi thực hiện chế độ hoạt động tối ưu của các bóng bán dẫn, giúp giảm méo xuyên điều chế.

Khi có một ăng-ten MV-UHF, được chế tạo theo cấu trúc dưới dạng hai ăng-ten không được kết nối điện, có thể sử dụng một mô-đun khuếch đại để khuếch đại tín hiệu từ mỗi ăng-ten, tổng hợp và truyền đến máy thu TV thông qua một cáp. Bộ khuếch đại được cấp nguồn bởi cùng một loại cáp. Sơ đồ mô-đun khuếch đại như vậy được thể hiện trong Hình 4. Nó chứa hai kênh khuếch đại độc lập. Tín hiệu từ anten MV được đưa đến các tiếp điểm XT1, XT2, tới đó tầng đầu vào của kênh MV được kết nối, lắp ráp trên các transistor VT1, VT2 theo mạch khuếch đại vi sai. Điều này cho phép bạn kết hợp tốt với các ăng-ten trở kháng cao, cũng như loại bỏ nhiễu ở chế độ thông thường.

Cơm. 4. Bộ khuếch đại với đầu vào riêng biệt MV và DTSV

Các cuộn dây L1, L2 được lắp đặt ở đầu vào của tầng, giúp loại bỏ sự tích tụ các điện tích tĩnh trên một số ăng ten, cũng như điốt VD1 - VD4, bảo vệ bộ khuếch đại khỏi phóng điện sét. Một tầng khuếch đại bổ sung được lắp ráp trên bóng bán dẫn VT5. Hệ số truyền kênh là 15… 20 dB. Tín hiệu MV truyền đến cáp thông qua bộ lọc thông thấp L6 C19 L7 với tần số cắt 250 MHz. Thông qua cùng một bộ lọc và cuộn cảm L5, điện áp cung cấp đến kênh từ cáp thả. Ngoài ra, bộ lọc không vượt qua các tín hiệu LDC.

Kênh khuếch đại UHF bao gồm hai tầng khuếch đại giống nhau mắc nối tiếp. Đầu tiên trong số chúng được lắp ráp trên các bóng bán dẫn VT3, VT4 theo mạch ghép điện từ, do đó có một lối ra tự động đến chế độ hoạt động được chỉ định và duy trì nó khi nhiệt độ và điện áp cung cấp thay đổi. Ở đầu vào của tầng, một bộ lọc thông cao C1 L3 C2 với tần số cắt 450 MHz được lắp đặt để loại bỏ tín hiệu tần số thấp và nhiễu. Một bộ lọc thông cao tương tự C21 L9 C22 ở đầu ra của giai đoạn thứ hai sẽ vượt qua các tín hiệu UHF và không vượt qua các tín hiệu VHF. Do đó, các bộ lọc ở đầu ra của các kênh sẽ tách chúng ra lẫn nhau. Cuộn dây L4 cung cấp sự phối hợp giữa các tầng của kênh UHF và hiệu chỉnh tổng đáp tuyến tần số. Tổng độ lợi của kênh là 32… 36 dB. Kênh UHF được đưa qua cuộn cảm L8 từ cáp thả. Mô-đun khuếch đại được cung cấp bởi 12 V với dòng điện ít nhất là 70 mA.

Điều quan trọng cần lưu ý là các mô-đun có cấu trúc chuỗi phân tầng thường cung cấp độ tuyến tính cao hơn của đặc tính truyền, trước hết được liên kết với khả năng điều chỉnh riêng biệt của các tầng (tối ưu hóa đặc tính truyền, các chế độ phù hợp và tham số dải động), trong đó các ngưỡng quá tải làm tăng cuộc chạy tiếp sức và tăng hệ số truyền tương ứng.

Phân tích so sánh các giải pháp kỹ thuật và các đặc tính chức năng và năng lượng của các mô-đun cho thấy rằng có thể lựa chọn các sơ đồ có các tầng kết nối chuỗi với các phản hồi phụ thuộc tần số kết hợp làm cấu trúc cơ bản khi thiết kế các mô-đun khuếch đại cho các ăng ten băng rộng hoạt động. Hơn nữa, trong giai đoạn đầu, độ sâu phản hồi được chọn dựa trên giá trị yêu cầu của con số nhiễu và độ ổn định của trở kháng kết nối. Chế độ hoạt động và loại bóng bán dẫn của giai đoạn đầu ra chủ yếu được xác định bởi công suất tải yêu cầu của mô-đun.

Ấn phẩm: library.espec.ws

Xem các bài viết khác razdela Bộ khuếch đại ăng-ten.

Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này.

<< Quay lại

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Máy tỉa hoa trong vườn 02.05.2024

Trong nền nông nghiệp hiện đại, tiến bộ công nghệ đang phát triển nhằm nâng cao hiệu quả của quá trình chăm sóc cây trồng. Máy tỉa thưa hoa Florix cải tiến đã được giới thiệu tại Ý, được thiết kế để tối ưu hóa giai đoạn thu hoạch. Công cụ này được trang bị cánh tay di động, cho phép nó dễ dàng thích ứng với nhu cầu của khu vườn. Người vận hành có thể điều chỉnh tốc độ của các dây mỏng bằng cách điều khiển chúng từ cabin máy kéo bằng cần điều khiển. Cách tiếp cận này làm tăng đáng kể hiệu quả của quá trình tỉa thưa hoa, mang lại khả năng điều chỉnh riêng cho từng điều kiện cụ thể của khu vườn, cũng như sự đa dạng và loại trái cây được trồng trong đó. Sau hai năm thử nghiệm máy Florix trên nhiều loại trái cây khác nhau, kết quả rất đáng khích lệ. Những nông dân như Filiberto Montanari, người đã sử dụng máy Florix trong vài năm, đã báo cáo rằng thời gian và công sức cần thiết để tỉa hoa đã giảm đáng kể. ... >>

Kính hiển vi hồng ngoại tiên tiến 02.05.2024

Kính hiển vi đóng vai trò quan trọng trong nghiên cứu khoa học, cho phép các nhà khoa học đi sâu vào các cấu trúc và quá trình mà mắt thường không nhìn thấy được. Tuy nhiên, các phương pháp kính hiển vi khác nhau đều có những hạn chế, trong đó có hạn chế về độ phân giải khi sử dụng dải hồng ngoại. Nhưng những thành tựu mới nhất của các nhà nghiên cứu Nhật Bản tại Đại học Tokyo đã mở ra những triển vọng mới cho việc nghiên cứu thế giới vi mô. Các nhà khoa học từ Đại học Tokyo vừa công bố một loại kính hiển vi mới sẽ cách mạng hóa khả năng của kính hiển vi hồng ngoại. Thiết bị tiên tiến này cho phép bạn nhìn thấy cấu trúc bên trong của vi khuẩn sống với độ rõ nét đáng kinh ngạc ở quy mô nanomet. Thông thường, kính hiển vi hồng ngoại trung bị hạn chế bởi độ phân giải thấp, nhưng sự phát triển mới nhất của các nhà nghiên cứu Nhật Bản đã khắc phục được những hạn chế này. Theo các nhà khoa học, kính hiển vi được phát triển cho phép tạo ra hình ảnh có độ phân giải lên tới 120 nanomet, cao gấp 30 lần độ phân giải của kính hiển vi truyền thống. ... >>

Bẫy không khí cho côn trùng 01.05.2024

Nông nghiệp là một trong những lĩnh vực quan trọng của nền kinh tế và kiểm soát dịch hại là một phần không thể thiếu trong quá trình này. Một nhóm các nhà khoa học từ Viện nghiên cứu khoai tây trung tâm-Hội đồng nghiên cứu nông nghiệp Ấn Độ (ICAR-CPRI), Shimla, đã đưa ra một giải pháp sáng tạo cho vấn đề này - bẫy không khí côn trùng chạy bằng năng lượng gió. Thiết bị này giải quyết những thiếu sót của các phương pháp kiểm soát sinh vật gây hại truyền thống bằng cách cung cấp dữ liệu về số lượng côn trùng theo thời gian thực. Bẫy được cung cấp năng lượng hoàn toàn bằng năng lượng gió, khiến nó trở thành một giải pháp thân thiện với môi trường và không cần điện. Thiết kế độc đáo của nó cho phép giám sát cả côn trùng có hại và có ích, cung cấp cái nhìn tổng quan đầy đủ về quần thể ở bất kỳ khu vực nông nghiệp nào. Kapil cho biết: “Bằng cách đánh giá các loài gây hại mục tiêu vào đúng thời điểm, chúng tôi có thể thực hiện các biện pháp cần thiết để kiểm soát cả sâu bệnh và dịch bệnh”. ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ Máy tính với bàn phím Orange Pi 800 07.06.2022 Công ty, trước đây đã phát hành một số máy tính bo mạch đơn Orange Pi, đã giới thiệu máy tính đầu tiên của mình với bàn phím Orange Pi 800. Đây gần như là một bản tương tự hoàn toàn của Raspberry Pi 400, mặc dù cũng có những điểm khác biệt. Bên trong là bộ vi xử lý Rockchip RK3399 sáu lõi với hai lõi ARM Cortex-A72 và bốn lõi Cortex-A53. Chip video Mali-T860 chịu trách nhiệm về đồ họa. SoC như vậy thường được sử dụng nhiều nhất trong các hộp TV giá rẻ. Hệ điều hành là Orange Pi, dựa trên Arch Linux, cũng như Chromium OS (một phiên bản nguồn mở của Google Chrome OS). Vì vậy tính mới phù hợp cho việc học. Các thông số kỹ thuật khác bao gồm: RAM 4 GB LPDDR4; 64 GB eMMC flash; 1 HDMI 2.0; 1 cổng VGA; 1 x giắc cắm tai nghe / micrô 3,5 mm; 1 cổng Gigabit Ethernet; 2 cổng USB 3.0 Loại A; 1 cổng USB 2.0 loại A; 1 USB Type-C (để cấp nguồn); đầu đọc thẻ nhớ microSD; Bộ điều hợp Wi-Fi 5 và Bluetooth 5.0 LTE; loa tích hợp; Đầu cắm GPIO 26 chân. Bản thân bàn phím có 78 phím và một số đèn LED trạng thái. Máy có kích thước 286 x 122 x 22 mm với trọng lượng 385 g.

Tin tức thú vị khác:

▪ Nguyên lý bất định trong cơ học lượng tử

▪ SpaceX và NASA đang tìm kiếm địa điểm để hạ cánh trên sao Hỏa

▪ Võng mạc nhân tạo dựa trên chip hữu cơ

▪ Ứng dụng ban đầu của Luna

▪ Các hạt nano được tạo ra để giảm sưng não

Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới

Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí:

▪ phần của trang web Bảo mật và an toàn. Lựa chọn bài viết

▪ bài báo Không có tranh chấp về thị hiếu. biểu hiện phổ biến

▪ bài viết Một vận động viên dưới cờ ba màu hiện đại đã đấu với một vận động viên dưới cờ Liên Xô dưới hình thức nào? đáp án chi tiết

▪ bài báo Shikhtovchik. Hướng dẫn tiêu chuẩn về bảo hộ lao động

▪ bài viết Anten cho các băng tần 21, 24, 27, 28, 30 MHz. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

▪ bài viết hết lỗi này đến lỗi khác. tiêu điểm bí mật

Để lại bình luận của bạn về bài viết này:

Tất cả các ngôn ngữ của trang này

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web

www.diagram.com.ua
2000-2024