Нетрадиционная медицина

Дальний прием телевидения в диапазоне ДМВ

Телевизионное вещание на дециметровых волнах (ДМВ) получило широкое распространение, как за рубежом, так и в нашей стране. Диапазон ДМВ (470-1270 МГц) охватывает 80 телевизионных каналов (с 21 по 100) и имеет низкий уро­вень шумов и помех, что позволяет вести в нем многопрог­раммное высококачественное вещание. Телеприем ДМВ имеет ряд особенностей:

1. ДМВ практически не огибает земную поверхность и
обладают низкой проникающей способностью, поэтому
зона уверенного приема ограничивается прямой видимос­
тью между передающей и приемной антеннами.

2. В то же время ДМВ хорошо отражаются от земной по­
верхности и от ионизированных слоев атмосферы. Это де­
лает возможным прием на значительном (300-500 км) уда­
лении от телецентра. При этом прохождение ДМВ достаточ­
но стабильно и не имеет замираний свойственных метро­
вым волнам (MB).

3. Характерной особенностью ДМВ является так называ­
емое волновое распространение, при котором сигнал мо­
жет быть принят на расстоянии до нескольких тыс. км от те­
лецентра. Оно имеет место над морской поверхностью в
ясные дни весенних и летних месяцев.

4. Приемные антенны ДМВ имеют значительно меньше
чем антенны MB геометрические размеры. При этом мала
их эффективная площадь, а следовательно, и мощность сиг­
нала, подаваемого на вход телеприемника.

5. Чувствительность телеприемников в диапазоне ДМВ
значительно ниже, чем в диапазоне MB, что связано с пло­
хими шумовыми параметрами селектора ДМВ. Анализ пе­
речисленных особенностей показывает принципиальную
возможность дальнего и сверхдальнего приема телевиде­
ния в диапазоне ДМВ и два основных пути его реализации,
Это — повышение эффективности антенной системы и ре­
альной (ограниченной шумами) чувствительности телепри­
емника.

Возможности повышения коэффициента усиления ан­тенн ДМВ на практике ограничены сложностью их конструк­ции и согласования с фидером.

Увеличение чувствительности телеприемника требует переделки селектора ДМВ и обычно не дает желаемых ре­зультатов. Дело в том, что в диапазоне ДМВ велико затуха­ние сигнала в кабеле, и при использовании антенн с малым усилением не удается получить на входе телеприемника су­щественного выигрыша в соотношении сигнал-шум.

Наиболее оптимальным путем является использование конструктивно простой антенны с усилителем, расположен­ным в непосредственной близости от неё. В этом случае возможно одновременное повышение и эффективности ан­тенны и чувствительности телеприемника без его передел­ки.

Антенный усилитель должен иметь большой коэффици­ент усиления, малый коэффициент шума, широкий диапа­зон рабочих температур. При этом он должен быть несло­жен по конструкции, собран из доступных деталей, прост в настройке и несклонен к самовозбуждению.

В результате многолетних теоретических и эксперимен­тальных исследований нам удалось создать оптимальную по перечисленным требованиям схему и конструкцию уси­лителя ДМВ. не имеющего промышленных и любительских аналогов.

1. Антенный усилитель диапазона ДМВ

1.1. Параметры и схема усилителя

Усилитель обладает следующими параметрами:

— коэффициент усиления Ку и коэффициент шума Еш в
диапазоне

470-630 МГц (21-40 каналы) — Ку > 30 дБ. Еш < 2,0 дБ: 630-790 МГц (41 -60 каналы) — Ку > 25 дБ, Еш < 2,5 дБ: 790-1270 МГц (61-100 каналы) — Ку > 15 дБ, Еш<3,5дБ.

— входное и выходное сопротивление — 75 Ом

— напряжение питание — 9-12 В

— диапазон рабочих температур — (-30…+40) "С.
Схема усилителя приведена на рис. 1. Он содержит два

каскада на транзисторах VT1 и VT2, включенных по схеме с общим эмиттером. Для получения максимального усиления эмиттеры транзисторов соединены непосредственно с об­щим проводом. Нагрузками каскадов являются широкопо-

_R4300

лосные контуры L2, R2, L3, С4 и L4, R6, L5, СЮ, обеспечива­ющие согласование их входных и выходных сопротивлений. Контур L1, С1 является фильтром верхних частот (частота среза 400 МГц), служащим для устранения помех от теле­передатчиков MB диапазона. Конденсаторы СЗ, С5. С7, С8 — блокировочные. Питание усилителя осуществляется по ко­аксиальному кабелю, соединяющему его с телевизором, через фильтр нижних частот L6. R8, СИ. Непосредственно перед телевизором сигнал ДМВ и напряжение питания раз­деляются фильтром С12, L7, С13.

Режимы транзисторов по постоянному току задаются резисторами R1 и R5 так, чтобы получить оптимальные зна­чения коллекторных токов И и 12 транзисторов VT1 и VT2. Ток И выбирается из условия получения минимального ко­эффициента шума первого каскада, а 12 — из условия полу­чения максимального усиления второго каскада.

1.2. Детали и конструкция усилителя

Все резисторы усилителя МЛТ-0,125. Конденсаторы С1, С2, С4-С7, С9, СЮ — малогабаритные дисковые (типов КД, КД-1 и т. п.); СЗ, С8иС11 — типа КМ-56, КМ-бит. п.

Все катушки усилителя бескаркасные. Катушка L1 содер­жит 2,75 витка посеребренного провода диаметром 0,4-0,8 мм, её наружный диаметр 4 мм, межвитковое расстояние -0,5 мм. Катушки L2-L5 представляют собой выводы резисто­ров R2 и R5, намотанные на оправку диаметром 1,5 мм, так чтобы межвитковое расстояние составляло 0,5 мм, и содер­жит по 1,5витка. Направления намоток L2, L3 и L4, L5 должны быть одинаковы (т. е., например, 1_2и L3 представляют собой катушку из 3-х витков, в разрыв которой включен резистор R2). Катушка L6 содержит 15-20 витков медного эмалирован­ного провода диаметром 0,3мм, намотанных виток к витку на оправку диаметром 3 мм. Дроссель L7 — стандартный типа ДМ-0,1 с индуктивностью более 20 мкГн. Стабилитрон VD1 — любой с напряжением стабилизации 5,5-7,5 в.

В усилителе могут быть использованы СВЧ малошумящие транзисторы с граничной частотой frp. более 2 ГГц. Если уси­литель будет работать в диапазоне 21-60 каналов, то можно применять транзисторы с frp. более ГГц, а если — только в диапазоне 21 -40 каналов, то — cfrp. более 800 МГц. при этом необходимо в первый каскад ставить транзистор с меньшим коэффициентом шума, а во второй — с большим коэффици­ентом усиления. В табл. 1 приведены параметры транзисто­ров, которые можно использовать в усилителе. Транзисторы расположены в порядке ухудшения параметров.

Не рекомендуется применять транзисторы КТ372 из-за их склонности к самовозбуждению и ГТ346 — из-за плохих шумовых параметров. Если используются р-п-р транзисто­ры, то необходимо изменить полярность источника питания усилителя.

Усилитель собран на печатной плате из фолгированного стеклотекстолита толщиной 1-1,5мм. Рисунок печатной пла­ты и схема монтажа деталей на ней приведены на рис. 2. Плата

Рис. 2. Монтажная схема усилителя.

рассчитана на использование транзисторов с пленарными выводами (КТ3132, КТ3101, КТ391 и т. п.), которые припаива­ются непосредственно к контактным площадкам со стороны фольги. Однако она допускает и монтаж транзисторов с дру­гим расположением выводов (КТ399, КТ3128 и т. п.), но со сто­роны монтажа, для чего необходимо просверлить в плате со­ответствующие отверстия под выводы (см. ниже).

Выводы транзисторов должны иметь минимальную длину, особенно вывод эмиттера, который не должен превышать 4 мм. Выводы конденсаторов С4, С5, С7и СЮ должны быть не более 4 мм, а конденсаторы С1, С2. Сби С9 — составлять 4-6 мм (они являются дополнительными индуктивностями, вклю­чёнными в контура). Одни из выводов конденсаторов С1 и С2 впаяны в плату, а другие — припаяны непосредственно к цен­тральной жиле входного коаксиального кабеля. Конденсато­ры С6 и С9 одним концом припаяны к очищенным от краски головкам резисторов R2 и R6. Другой конец С6 в плату, а С9 — припаян к центральной жиле выходного коаксиального кабе­ля. Конденсатор С2 одним концом впаян в плату, а другим кон­цом припаян к катушке L1 на расстоянии 3/4 витка от верхне­го по схеме конца. Резисторы R3, R4, R7 и R8 установлены

вертикально.

Печатная плата помещена в прямоугольный герметичный корпус, разделённый на 4 части экранирующими перегородка­ми (рис. 2, 4). Чертежи деталей корпуса приведены на рис. 3. Он состоит и боковой стенки 1, втулки 2, перегородки 3, 4 и крышек 5. Детали 1, 3, 4 и 5 из­готовляют из листовой латуни (удобно использовать отожжен­ную над газовой горелкой пла­стину фотоглянцевателя), дета­ли 2 вытачиваются из латунно­го прутка. Втулки 2 рассчитаны на то, что вход и выход усилите­ля выполнены 75-омным коак­сиальным кабелем с наружным диаметром по изоляции 4 мм. Можно использовать другой 75-омный кабель, но в этом случае необходимо соответственно из­менить диаметры втулок 2 и от­верстий в стенке корпуса 1.

Разделительный фильтр питания L7, С12, С13 монтиру­ют в отдельной коробочке произвольной конструкции, на которой устанавливают входное антенное гнездо и выход­ной антенный штекер.

Питать усилитель можно от любого стабилизированного источника 9-12 В, например, от имеющихся в продаже бло­ков питания транзисторных приемников БП9В, Д2-15 и т. п.

Рис. 3. Детали корпуса усилителя.

Можно также смонтировать элементы фильтра внутри теле­визора рядом с антенным входом ДМВ, а для питания уси­лителя использовать напряжение 12 с селектора ДМВ.

1.3. Монтаж и настройка усилителя

Собирают усилитель в следующей последовательности. Монтируют на плате все элементы кроме резисторов R1 и R5. Если используются транзисторы не с пленарными вы­водам, то для них сверлят в плате отверстия, а в перегород­ках 4 делаются прямоугольные вырезы (на рис. 3 показаны штриховой линией). В плату впаиваются соответствующи­ми выступами перегородки 3 и 4. Сгибают и спаивают бо­ковую стенку корпуса 1. В неё герметично впаивают втулку 2. Входной 7 и выходной 8 коаксиальные кабели длиной по 80 см вставляют в отверстия втулок, оплетку разделяют на 2 части и припаивают к корпусу изнутри. Центральная жила кабелей должна выступать внутрь корпуса на 3-4 мм. Встав­ляют плату в корпус, так чтобы кромки перегородок 3, 4 и кромка стенки 1 лежали в одной плоскости (рис. 4), и про­паивают стыки перегородок между собой и корпусом. Кро­ме того в 10-и точках припаивают нечетную плату к стенке 1. Места пайки показаны на рис. 2 и рис. 4. Припаиваются к центральным жилам кабелей элементы С1, L1 и С9, L6. Вни­мательно све­ряют рис. 1, 2 и 4 правильности монтажа.

Далее про­изводят на­стройку усили­теля. Для этого по выходному кабелю 8 пода-

Рис. 4. Конструкция усилителя.

ют на усилитель питание. Измеряя напряжение U1 на рези­сторе R3 подбором резистора R1 устанавливают значение тока 11 (И = U1/R3) в соответствии с табл. 1 для транзисто­ра первого каскада. Впаивают в плату подобранный резис­тор R1. Аналогичную процедуру проделывают для второго каскада, измеряя напряжение U2 на резисторе R7 и уста­навливая ток 12 = U2 / R7 в соответствии с табл. 1. Впаивают резистор R5. На рис. 1 величины R1 и R5 даны ориентиро­вочно, реально они могу значительно отличаться от указан­ных. Проверяют отсутствие самовозбуждения усилителя. Для этого подключают параллельно R3 вольтметр и каса­ются пальцем вывода коллектора транзистора VT1. Если первый каскад не возбуждается, то показание вольтметра не изменится. Аналогично проверяют второй каскад. Уст­ранить самовозбуждение (о. его наличии свидетельствует резкое уменьшение тока транзистора при его касании паль­цем) можно лишь заменой транзистора. Следует отметить, что усилитель не склонен к самовозбуждению — из несколь­ких десятков изготовленных усилителей возбуждался лишь

один, собранный на транзисторах КТ372А. Проверяют по­требляемый усилителем ток, которых должный быть равен: И +12= 10 мА; при необходимости подбирают резистор R8, так чтобы ток через стабилитрон VD1 составлял около ЮмА. Заключительной операцией является герметизация уси­лителя. Для этого крышки 5 пропаивают по периметру кор­пуса, а места ввода коаксиального кабеля дополнительно промазываю каким-либо герметиком, водостойким клеем и т. п. К мачте антенн усилитель крепится при помощи К из крышек произвольная.

2. Антенна ДМВ

Как указывалось выше, добиваться очень большого ко­эффициента усиления антенны ДМВ не имеет смысла, по­скольку это ведет к неоправданному усложнению её конст­рукции. Однако и рассчитывать на дальний прием с мало­эффективной антенной тоже не приходится.

Опыт конструирования и использования антенн ДМВ по­казывает, что наиболее простой и в то же время весьма эф­фективной является Z-антенна с рефлектором. Её отличи­тельными особенностями является широкополостность, большой коэффициент усиления, хорошее согласование непосредственно с 75-омным коаксиальным кабелем и не­критичность размеров.

Конструкция антенны для 21 -60 каналов показана на рис. 5. Если антенна будет использоваться в диапазоне 61-100 каналов, то все её размеры необходимо уменьшить в 1,5 раза. Активное полотно 1 антенны изготавливается из алю­миниевых полос и скрепляется «внахлест» винтами с гайка­ми. В точках соприкосновения пластин должен быть надеж­ный электрический контакт. На матче 6 (она может быть ме­таллической или деревянной) полотно закрепляется при по­мощи стоек-опор 2 в точках С и D. Поскольку эти точки име­ют нулевой относительно земли потенциал, то стойки 2 мо­гут быть металлическими. Кабель 3 подсоединяется к точ­кам А и В (оплетка — к одной точке, а жила — к другой) и про­кладывается вдоль полотна по нижней стойке 2 и по матче 6 к усилителю 7. Закрепляется кабель проволочными хому­тиками. Полотно 1 может быть само по себе использовано как антенна. Её коэффициент усиления составляет 6-8 дБ. Однако лучше снабдить полотно рефлектором.

Простейший рефлектор 4 (рис. 56) представляет собой плоский экран, изготовленный из трубок или отрезков тол-

016

016

стого провода. Диаметр элементов рефлектора некритичен и может быть 3-10 мм. Антенна с плоским рефлектором име­ет коэффициент усиления 8-10 дБ. Поднять коэффициент усиления до 15 дБ (эквивалентно 40-элементной антенне «волновой канал») позволяет сложный рефлектор типа «по­луразвалившийся короб» (рис. 5в). Конструктивное испол­нение такого рефлектора может быть самым различным, в зависимости от Ваших возможностей.

Пространственная ориентация антенны, изображённая на рис. 5 соответствует приему сигналов с горизонтальной по­ляризацией. Для приема вертикально-поляризованных сиг­налов необходимо полотно и рефлектор повернуть на 90°.

Усилитель ДМВ располагают в непосредственной близо­сти от антенны (см. рис. 5). Вход усилителя с полотном ан­тенны соединяют тем же кабелем, что заделан в усилитель. Входной кабель усилителя наращивают кабелем снижения. Желательно, чтобы он был как можно большего диаметра (от этого зависят потери в кабеле), использовать кабель диаметром 4 мм можно лишь в том случае, если его длина не превышает 10 м.

Соединения кабелей должно выполняться «ветик», так чтобы минимальным образом нарушалась коаксиальная структура фидера.

Если нет возможности изготовить описанную антенну, то усилитель может быть с несколько худшими результатами использован с промышленными наружными широкополос­ными антеннами ДМВ, например, типа, АТНГ(В)-5.2.21-41 (торговое название «ГАММА-1»).

Установка антенны определяется тем, на какой тип про­хождения ДМВ Вы рассчитываете. Если необходимо вести прием непосредственно за зоной обслуживания телецент­ра (60-200 км), то антенну следует установить так, чтобы в направлении прихода сигналов между ней и линией гори­зонта не было препятствий (дома, холмы и т. п.). Если же Вы ориентируетесь на сверхдальний прием при тропосферном или волновом распространении (при этом сигнал приходит «с неба» под углом 5-10° к горизонту), то не очень близко расположенные препятствия обычно помехой не является.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключение несколько слов о практических результа­тах приема ДМВ. Изготовление по прилагаемому описанию антенны с усилителем в течение нескольких лет использо­вался в г. Одессе для регулярного приема сигналов Киши­невского телецентра (расстояние — 160 км). За городом, в зоне радиотени для MB телецентра, уверенно принимают­ся сигналы маломощных ДМВ ретрансляторов, находящих­ся на противоположной стороне Одесского залива (рассто­яние — 60-80 км). В ясные дни весенних и летних месяцев с хорошим качеством ведется прием болгарской программы БТ2 из Варны (расстояние — 500 км) и турецкой программы TV2 из Стамбула (расстояние более 600 км).

ЕЩЕ ОДНА ДМВ-АНТЕННА

Вещание в дециметровом диапазоне становится все

шире. Но вот беда — в мага­зине далеко не всегда удает­ся купить спе­циальную ан­тенну. Вот не­сложная кон­струкция такой антенны. Она высоко чувстви­тельна, устойчиво ра­ботает в диапазоне 21 -60 каналов. В домашней мас­терской ее можно смастерить за день-два.

Чертеж антенны — на рисунке. По­требуются две медные или латунные трубки диаметром 16 мм и длиной 460 мм, прутки диаметром 5 мм, прямоугольная пластина размером 120x60x8 мм из того же материала.

Работу начинайте с подгонки трубок (рис.1). С точное —

тью до миллиметра накерните точки в местах, где предсто­ит просверлить отверстия. Их, напомним. 14, по числу прут­ков-директоров. Сверлятся они диаметром 4.2 мм. а затем нарезается резьба М5.

Следующий этап — установка трубок на пластине-фикса­торе (рис. 2). Выполнить ее можно на резьбе или пайкой. Но поскольку тепловая инерция и трубки и пластины вели­ка, их придется предварительно накалять на газовой плите и лишь потом паять. Мощность паяльника не менее 100 Вт. Припой обычный, например, ПОС-61.

Какой бы способ вы ни выбрали, помните, трубки долж­ны быть строго параллельны друг другу, а оси отверстий под директоры — горизонтальны. На незакрепленные концы тру­бок советуем надеть фиксатор. Его просто сделать из лис­тового оргстекла (рис. 4) размером 90x30x10 мм. И лучше разъемным.

Директоры нарежьте из прутиков диаметром 5 мм (рис. 2), по два каждого размера. На концах не забудьте резьбу М5. Устанавливают их в том порядке, что показан на общем виде. Кабель пропустите через верхнюю трубку, припаяв к ней оп­летку. Центральную жилу припаяйте к месту, показанному на рисунке. Остается сориентировать антенну точно на теле­центр и подключить к телевизору.