Антенный усилитель SWA LSA. Технические характеристики усилителей SWA Антенный усилитель swa 7

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 , 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.

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 ). 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).

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 . 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 . 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 .

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<4,5 дБ на той же частоте. Причем, чем меньше это значение по сравнению с коэффициентом Кш1 телевизора, тем эффективнее применение усилителя и тем выше качество приема.

Коэффициент шума зависит также от качества согласования на входе усилителя и режима работы первого транзистора. Для усилителей SWA тип транзистора VT1, режим его работы и качество согласования определяет приведенный коэффициент Кш= 1,7...3,1 дБ (см. табл. 1).

Из изложенного выше ясно, что выбор антенного усилителя по принципу - чем больше коэффициент усиления, тем лучше - неверен. Именно поэтому многие владельцы, меняя усилители, не могут добиться хорошего результата. Причина такого парадоксального, на первый взгляд, факта заключается в том, что коэффициент шума, как правило, неизвестен (его нет в торговой информации фирм), а на самом деле он лишь незначительно отличается у многих моделей с разным усилением (см. табл. 1). Увеличение же коэффициента усиления при неизменном коэффициенте шума не дает выигрыша в отношении сигнал/шум и, следовательно, улучшения качества приема. Редкий успех достигается только тогда, когда случайно попадается малошумящий усилитель.

Следовательно, при выборе антенного усилителя ориентироваться нужно в первую очередь на минимальный уровень шума. Вполне хорошим можно считать усилитель с Кш<2 дБ. Из табл. 1 лучшими можно считать модели SWA-7, SWA-9, имеющие Кш=1,7 дБ. Информацию о коэффициенте шума новых усилителей можно найти в каталогах фирмы ANPREL или в сети Интернет.

Что же касается коэффициента усиления, то он, разумеется, тоже имеет значение, но не для максимального усиления слабых сигналов, а, в первую очередь, для компенсации потерь в соединительном кабеле, согласующе-разветвляющих устройствах и т. п. Из-за этих потерь при недостаточном усилении уровень сигнала на входе телевизора может упасть ниже порога чувствительности, ограниченной синхронизацией или даже усилением, что сделает прием невозможным. Поэтому для правильного выбора коэффициента усиления необходимо знать затухание сигнала во всем соединительном тракте. А его ориентировочное значение несложно рассчитать.

Погонное затухание сигнала в распространенном кабеле марки РК-75-4-11 равно 0,07 дБ/м на первом-пятом, 0,13дБ/м на шестом-двенадцатом и 0,25...0,37 дБ/м на 21-60-м телевизионных каналах . При длине фидера 50 м ослабление на 21-60-м каналах составит 12,5...17,5 дБ. Если установлен промышленный пассивный разветви-тель, он вносит дополнительные потери на каждом своем выходе, значение которых, как правило, указано на корпусе.

Рассчитав затухание в кабеле и прибавив к нему ослабление в разветвителе (если он есть), получают минимальный коэффициент усиления антенного усилителя. К нему прибавляют запас в 12...14 дБ для усиления слабых сигналов, что необходимо из-за низкой эффективности широкополосных малогабаритных приемных антенн. По полученному значению Ку выбирают антенный усилитель. Намного превышать полученное значение коэффициента усиления не следует, так как это увеличивает вероятность самовозбуждения и перегрузки мощными сигналами близко расположенных станций.

Ремонт антенных усилителей в основном сводится к замене активных элементов, поврежденных грозовыми разрядами. Следует отметить, что наличие в некоторых моделях диода на входе не гарантирует полной молниезащиты: при мощном атмосферном разряде пробиваются как защитный диод, так и, как правило, оба транзистора.

Антенные усилители SWA собраны по технологии автоматической поверхностной сборки на микроэлементах, что требует аккуратности при ремонте. Пайку следует выполнять малогабаритным паяльником с остро заточенным жалом. В неработающем усилителе следует осторожно, стараясь не повредить тонкие печатные проводники, выпаять микротранзисторы VT1, VT2 и защитный диод (если он есть).

Основные параметры отечественных транзисторов, пригодных для установки в усилители SWA, указаны в табл. 2 [З]. Из нее следует, что использование в первом каскаде транзисторов КТ391А-2, КТ3101А-2, КТ3115А-2, КТ3115Б-2, КТ3115В-2 шумовые характеристики большинства моделей усилителей не ухудшает, а применение транзисторов 2Т3124А-2, 2Т3124Б-2, 2Т3124В-2, КТ3132А-2 снижает Кш до 1,5 дБ, что улучшает параметры усилителя. Это обстоятельство позволяет рекомендовать замену первого транзистора усилителя на указанные последними даже в исправных, но "шумящих" усилителях с целью повышения качества их работы. Необходимо отметить, что в табл. 2 даны предельные значения, типовые же параметры, как правило, лучше [З].

Малошумящие СВЧ транзисторы серий 2Т3124, КТ3132 относительно дороги и слаботочны, поэтому их лучше устанавливать только в первый каскад, а во втором использовать более дешевые и мощные транзисторы КТ391А-2, КТ3101А-2 (см. табл. 2) и даже серий КТ371, КТ372, КТ382,КТ399 и другие с граничной частотой около 2 ГГц [З]. Однако в последнем случае будет немного меньше коэффициент усиления на верхних частотах диапазона.

Размеры корпуса импортных микротранзисторов равны 1,2х2,8 мм при длине выводов 1...1.5 мм. Соответственно и расстояния на плате между печатными площадками для выводов транзисторов малы. Установка отечественных транзисторов с диаметром корпуса 2 мм со стороны поверхностного монтажа, хотя и возможна, но затруднительна: при пайке их можно повредить. Новые транзисторы лучше установить с противоположной стороны платы, просверлив предварительно отверстия для выводов сверлом диаметром 0,5...0,8 мм. Лучше сверлить не в самом печатном проводнике, а так, чтобы отверстие касалось края площадки. Если со стороны, противоположной поверхностному монтажу, имеется слой фольги, то отверстия в нем следует раз-зенковать сверлом диаметром 2...2,5 мм (кроме отверстия для вывода эмиттера транзистора VT1).

Затем устанавливают новые транзисторы так, чтобы кристаллодержатель или корпус прибора касался платы. Если выводы значительно выступают с другой стороны, после пайки их следует откусить. СВЧ транзисторы чувствительны к статическому электричеству, поэтому при пайке следует соблюдать соответствующие меры защиты. Время пайки - не более 3 с [З].

Защитный диод можно не устанавливать. Лучшей защитой от атмосферного электричества служит хорошее заземление антенны.

В усилителях SWA оба транзистора работают с коллекторным током 10...12 мА. После замены такой ток приемлем для второго транзистора (например, КТ3101А-2), но превышает постоянно допустимый для первого, если установлены транзисторы серий КТ3115, КТ3124 и КТ3132А-2 (см. табл. 2). Коллекторный ток зависит от параметра h21э, по которому транзисторы имеют значительный разброс. Поэтому после монтажа конкретного экземпляра необходимо установить рабочую точку транзистора VT1. Для этого выпаивают микрорезистор R1 и вместо него временно подключают подстроечный резистор (СПЗ-23, СПЗ-27 и т. п.) сопротивлением 68...100 кОм. Перед включением питания движок резистора должен находиться в положении максимального сопротивления, чтобы не повредить транзистор.

На усилитель подают напряжение 12 8 от блока питания и измеряют падение напряжения на резисторе R2 (см. рис. 1 и 2). Поделив измеренное напряжение на сопротивление резистора R2, узнают коллекторный ток. Регулируя сопротивление подстроечного резистора в сторону уменьшения, добиваются коллекторного тока около 5 мА, что соответствует минимуму шумов по характеристике транзисторов [З]. На этом настройку заканчивают и вместо подстроечного резистора впаивают постоянный такого же сопротивления (МЛТ-0,125 или импортный), укоротив предварительно до минимума его выводы.

После этого покрывают печатную плату и бескорпусные транзисторы слоем радиотехнического лака или компаунда. Внешний вид восстановленного усилителя SWA-36 показан на рис. 3. В нем использованы транзисторы (рис. 3,а) 2Т3124Б-2 (VT1) и КТ3101А-2 (VT2). В связи с простейшей конструкцией усилителя приняты меры по устранению самовозбуждения: на вывод коллектора транзистора VT1 надето ферритовое микрокольцо (его применяют в селекторах каналов СК-М телевизоров ЗУСЦТ и 4УСЦТ). Коллекторный ток транзистора VT1 задан резистором R1 (рис. 3,6) номиналом 51 кОм (было 33 кОм).

Pиc.3

Во втором каскаде были опробованы транзисторы серий КТ372, КТ399, с которыми сохранялись устойчивость и достаточный коэффициент усиления. При этом была проверена возможность установки дополнительного конденсатора Сд емкостью 150 пФ (рис. 3,6), шунтирующего резистор R5 (см. рис. 1), для увеличения коэффициента усиления. При установке конденсатора самовозбуждение усилителя устраняют понижением напряжения питания.

В основном варианте (с транзисторами 2Т3124Б-2 и КТ3101А-2) усилитель обеспечил лучшее, чем до ремонта, качество приема, которое визуально оценено примерно одинаковым приему с новым усилителем SWA-9.

ЛИТЕРАТУРА:
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.

Радио 1-99

Антенный усилитель для телевизора, является широко распространен на просторах СНГ. Он является оптимальным решением для улучшения качества теле сигнала. Собственное усиление в антенне не играет значительной роли, а вот её антенный усилитель серьезно влияет на качество картинки.

Лучшими усилителями, зарекомендовавшими себя в течение годов работы, принято считать SWA-7, 14, 17, 107, 109, 2000. SWA-2000 является более новым антенным усилителем, имеющим два дополнительных транзистора. В составе усилителя есть два транзистора VT1 и VT2, которые включены в соответствии со схемой к ОЭ. Снятие сигнала происходит на коллекторе в транзисторе VT2 и подается проходя конденсатор С9 к кабелю. Расположение дополнительных транзисторов VT3 и VT4 осуществляется в активных цепях, которые обеспечивают напряжением смещения базы в транзисторах VT1 и VT2.

Несмотря на то, что активно вводится цифровое телевидение, на антенны, имеющие активное усиление всегда будет спрос, Поскольку сигнал к телевизионному тюнеру подается при помощи антенн, имеющих дециметровый диапазон.

Так вот, для улучшения телевизионного сигнала пользуются антенным усилителем. Наилучшее усиление достигается, когда установка антенного усилителя производиться не рядом с телевизионным входом, а в непосредственной близости с антенной. Для уменьшения затухания лучше пользоваться современными коаксиальными кабелями. Усилитель питается при помощи коаксиального кабеля. Номинал напряжения блока питания в антенном усилителе чаще всего равен 12 В, а значение затухания кабеля 0,1 - 0,5 децибел на м, если брать разные телевизионные каналы.

В сельской местности, когда телецентры находятся на большом расстоянии, пользуются усилителями, усиление которых больше 100 Дб. Если усилитель был подобран неправильно, либо фидер и антенна не согласованы должным образом, ТО за счет возбуждения усилителя экран телевизора будет показывать с помехами, снегом.

Хоть антенный усилитель для телевизора можно купить практически на любом углу, в большинстве из них используется стандартная схема. То есть они являются двухкаскадными апериодическими усилителями, имеющими биполярные высокочастотные транзисторы, включенные в соответствии со схемой ОЭ. Взглянем внимательнее на такие модели: SWA-36 и SWA-49

В усилителе SWA-36 содержатся широкополосные каскады усиления с транзисторами VT1 и VT2. Значение сигнала антенны, по согласующему трансформатору и конденсатору С1 подается к базе в транзисторе VT1,который включен в схему с ОЭ. Определение рабочей точки в транзисторе производиться за счет напряжения смещения, которое определяется при помощи резистора R1. При этом, за счет действия отрицательной обратной связи (ООС) характеристика в первом каскаде становиться линейной, происходит стабилизация положения рабочей точки, однако, уменьшается значение усиления.

Для первого каскада не применяется коррекция частоты. Выполнение второго каскада тоже осуществляется с использованием транзистора в схеме с ОЭ и с ООС, за счет прохождения напряжения по резисторам R2 и R3.Однако, тут еще имеется токовая ООС, по резистору R4, которым обладает эмиттерная цепь. Она стабилизирует транзистор VT2. Чтобы избежать больших потерь по усилению, производиться шпунтовка резистора R4 при помощи конденсатора СЗ, который обладает относительно малой емкостью (10 пФ).

Результатом этого является то, что нижние частоты в диапазоне емкостного сопротивления на конденсаторе СЗ будут существенными и ООС переменного тока приводит к уменьшению усиления, за счет чего производиться коррекция того самого АЧХ усилителя. Усилитель SWA-36 имеет недостатки, среди них следует выделить пассивную потерю, которой обладает выходная цепь.

В нем реализована лучшая развязка цепей питания, за счет фильтров L1C6, R5C4 и повышен коэффициент усиления, благодаря конденсаторам С5 и С7.

Антенный усилитель - это устройство, которое устанавливается на антенну с целью усилить сигнал и, как следствие, улучшить качество картинки на экране телевизора. Особенно актуален он будет в местности, далёкой от телебашен. Как правило, это находящиеся вдали от цивилизации деревни и села.

Установка антенного усилителя необходима для улучшения качества сигнала.

Причин плохого приёма сигнала может быть множество. С такой проблемой сталкиваются даже жители крупных городов, хотя, казалось бы, они находятся в непосредственной близости от вышек. Самые распространённые причины возникновения помех:

• источник сигнала слишком далеко от точки приёма;
• препятствия, расположенные на пути сигнала - деревья, высотные дома и т. д.;
• ландшафтный провал между точкой приёма сигнала и вышкой;
• слабый сигнал.

Выбор антенного усилителя зависит от множества факторов. Однако первым делом нужно понять - какая именно установлена антенна . Всего их два типа: пассивная и активная. В конструкцию активной антенны уже по умолчанию встроен усилитель сигнала. Если же у вас возникли проблемы с сигналом, то, вероятней всего, вы обладатель пассивной антенны. Подобную антенну следует устанавливать только в том случае, если передающая сигнал вышка находится в пределах видимости и между ней и антенной нет никаких преград.

Следующее, что необходимо выяснить - это расстояние до ближайшей вышки.

СОВЕТ. В зависимости от расстояния до вышки следует выбрать прибор с подходящим коэффициентом усиления. Как правило, покупать антенный усилитель стоит только при условии, что расстояние от вышки до дома составляет более 10 км. Если же расстояние меньше, то проблема в неправильно подобранной антенне и усилитель положения не исправит.

Коэффициент усиления - это характеристика, с которой нужно быть осторожным. Это тот случай, когда больше не значит лучше. При недостатке сигнал будет недостаточно сильным, а при избытке появятся шумы, которые всё равно будут мешать качественной трансляции . По этой причине для одного типа антенн выпускают множество моделей усилителей с разными характеристиками.

Для правильного выбора коэффициента необходимо использовать специальную таблицу. В этом нет ничего сложного.

Виды усилителей

Мы не будем вдаваться в тонкости конструкции антенного усилителя - для обывателя эта информация будет бесполезной. Расскажем о двух видах усилителей и их назначении.

Усилитель SWA

Антенные усилители SWA применяются в антеннах решётчатого типа ASP-4 и ASP-8, которые часто называют «польскими» антеннами. Сами по себе эти антенны обладают очень низким коэффициентом усиления, и без усилителя им не обойтись.

Двумя самыми главными характеристиками при выборе усилителя SWA будут - коэффициент усиления и коэффициент шума. При покупке обратите внимание именно на них. О первом мы уже говорили выше. Со вторым всё ещё проще - чем меньше, тем лучше.

Усилитель LSA

У этого типа усилителей очень узкая область применения. Выпускаются они для ремонта вышедших из строя антенн Локус. Определённые модели LSA могут усилить соответствующие им модели антенн Локус.

Блок питания

Как правило, конструкция антенного усилителя снабжена встроенным блоком питания. Устройство подключается к сети и, за счёт своей небольшой мощности, потребляет всего лишь около 10 Вт. Существуют встроенные и внешние блоки питания. Встроенные блоки питания - это маломощные устройства небольшого размера. При нестабильной работе электрической сети от них мало толку. Однако если скачки напряжения большая редкость - его будет вполне достаточно.

Внешние блоки питания отличаются крупными габаритами и потребляемой мощностью. Они предоставляют стабильную работу антенного усилителя даже в условиях нестабильной сети. Подобные блоки питания предназначены для различного входного напряжения: 5, 12, 18, 24 В. Этот параметр должен точно соответствовать напряжению питания конкретно вашего усилителя.

Установка усилителя антенны

Внешне усилитель представляет собой небольшую электронную схему. Крепится он непосредственно на саму антенну при помощи болтов и гаек. Большую эффективность усилитель покажет, если будет установлен вблизи антенны на мачте, между согласующим устройством и фидером. Сигнал, проходящий от антенны по фидеру, существенно уменьшает его уровень. После установки необходимо проверить - улучшился ли сигнал. Без оборудования это можно сделать, просто включив телевизор.

Если антенна уже установлена - не составит труда подключить усилитель и, используя специальный переходник, запитать блок питания. Однако если антенна не подключена, то вам придётся озадачиться проведением кабеля к телевизору . Если вы в себе не уверенны, то лучшим решением будет вызвать телемастера, который быстро и качественно выполнит эту задачу.

Подключение телевизионного кабеля к телевизору

Первым шагом будет выбор телевизионного кабеля. Это очень ответственный момент, так как даже дорогой телевизор не обеспечит вас качественной картинкой без правильно подобранного провода.

Самыми распространёнными на рынке являются коаксиальные кабели различных производителей с волновым сопротивлением 75 Ом марок RG 6U, SAT 50, SAT 703B и DG 113. Марки приведены в порядке возрастания качества. Маркировка наносится на оболочку кабеля по всей длине.

ВАЖНО. Мы не будем описывать все существующие антенные кабеля, так как это не представляется возможным. Однако просим обратить ваше внимание на следующее - кабель должен иметь волновое сопротивление 75 Ом и внешний диаметр оболочки должен быть не менее 6 мм. Придерживаясь этих двух критериев, вы сможете подобрать подходящий кабель.

После того как вы выбрали кабель - его необходимо соединить со штекером, так как голые провода к телевизору не подключить. В наше время самое широкое распространение получили F-штекеры. Доступны штекеры трёх разных размеров для кабелей разного диаметра. Будьте внимательны при покупке - убедитесь, что штекер подходит вашему кабелю. После покупки останется установить штекер. Сделать это можно по приведённой ниже схеме.

Заземление антенны

Однако это ещё не всё. Перед использованием антенну необходимо заземлить. Это очень важная и ответственная процедура, и подойти к ней стоит со всей ответственностью.

ВАЖНО. Будьте осторожны! В предыдущих этапах максимум, что вы могли испортить - кабель. При заземлении же есть все шансы получить удар током - что может привести к летальному исходу. Поэтому ни в коем случае не пытайтесь делать заземление самостоятельно! Вызовите мастера, который сделает всё быстро и качественно.

Если вы проживаете в многоквартирном доме, как правило, антенна будет установлена на балконе или лоджии. В подобных случаях в заземлении нет необходимости, т. к. оно уже предусмотрено при постройке дома. Актуально будет заземление в частном доме или на дачном участке.

На этом всё. В этой статье мы поговорили о существующих видах антенных усилителей и о том, как их лучше установить. Надеемся, статья была информативной и помогла вам в этом непростом вопросе.

В данном разделе Вы можете подобрать оптимальный антенный усилитель swa к синфазным решёткам ASP8 (сеткам), что поможет добиться более качественного приема телеканалов. Блок питания для антенны, который вышел из строя, также можно найти в нашем интернет-магазине. Если синфазная решетка ASP8 (сетка) расположена вблизи ретранслятора, можно ограничиться установкой платы SWA согласования для антенн данного типа.

Усилители SWA, которые мы предлагаем, можно использовать для усиления ТВ сигналов в распределительной сети (кабельное ТВ, эфирное) домов, коттеджей, квартир, когда используется несколько телевизионных приемников. Усилители такого типа лучше всего использовать, когда наблюдается небольшой «перекос» уровней входного сигнала. Его нужно выровнять на всех имеющихся каналах, перед тем как подавать на усилитель.

Различают раздельное усиление сигнала (ДМВ, МВ) и общее - широкополосное. Выбирая усилитель ТВ сигнала swa , обратите внимание на такие характеристики, как диапазон рабочих частот (не должен быть уже диапазона, который принимает антенна), коэффициент усиления (может достигать 40 дБ), коэффициент шума (лучше, если не больше 2дБ). Усилители SWA отлично подходят для приема слабых ТВ сигналов МВ, поскольку имеют повышенное усиление на МВ.

Усилитель ТВ сигнала для других антенн.

Обширный ассортимент усилителей для антенн отличных от синфазных решёток (сеток) Вы можете найти в разделе

Конструкции антенн

А. ПАХОМОВ, канд. техн. наук, г. Зерноград Ростовской обл.
Журнал Радио, 2000 год, №7

Об антенных усилителях SWA для польских малогабаритных телевизионных антенн (как их принято называть в народе "Решетка") автор уже рассказывал (более подробно в материале Усилители SWA для антенн типа "Решетка"). За прошедшее время на российском рынке появилось много новых моделей. Данная статья знакомит читателей с их схемотехникой и характеристиками.

В 90-х годах в связи с расширением сети эфирного телевещания и увеличением числа действующих каналов резко возрос интерес пользователей к многоканальным телевизионным антеннам, способным без каких-нибудь переключений принимать осе программы в диапазонах MB и ДМВ. С середины десятилетия на рынок стали поступать польские малогабаритные телевизионные антенны ASP-4WA, ASP-8WA (CX-8WA) фирм ANPREL, DIPOL, ELECTRONICS и др., удовлетворяющие (в той или иной степени) требованиям такого приема. Антенны быстро завоевали популярность, и сейчас в эксплуатации находится довольно большое их количество.

Индивидуальные телевизионные антенны ASP-4WA, ASP-8WA представляют собой плоские вибраторные конструкции с общим сетчатым экраном-рефлектором. Они активны, т. е. снабжены электронными усилителями, установленными непосредственно на антеннах и питающимися по фидеру снижения. Многие характеристики антенн, такие, в частности, как коэффициент усиления и полоса пропускания, получены благодаря использованию именно антенных усилителей. Следовательно, от параметров последних во многом зависит качество воспроизводимого телевизионного изображения.

Для активных антенн ASP разные производители выпускают целую гамму унифицированных антенных усилителей под различными торговыми марками и номерами. Конструктивно все они оформлены одинаково: в виде небольшой печатной платы (примерно 60x40 мм) с поверхностным монтажом микроэлементов. Платы изготовлены по автоматизированной технологии SMD и вполне надежны, благодаря многократному контролю. Из-за характерного конструктивного исполнения эти антенные усилители называют пластинчатыми.

О схемотехнике, параметрах, недостатках и ремонте большого числа антенных усилителей SWA подробно рассказано в . Однако фирмы, выпускающие такие усилители, совершенствуют свою продукцию, и в настоящее время появилось много новых моделей: SWA. S&A, GPS, РАЕ и др. Их параметры, несомненно, представляют большой практический интерес как для владельцев, уже эксплуатирующих антенны и желающих улучшить качество изображения, так и для тех, кто решил купить новую антенну. Кроме того, усилители могут работать и с другими типами антенн, например, логопериодическими, волновой канал и т. п. (при условии согласования входных сопротивлений).

Антенные усилители имеют ряд характерных параметров, которые условно можно разделить на две группы: общие и индивидуальные. К общим относятся: входное и выходное сопротивления (300 и 75 Ом соответственно), напряжение питания (9... 15 В при номинальном 12В), рабочий интервал частот-каналов (1-68 телеканалы, за редким исключением). Благодаря общим параметрам обеспечивается взаимозаменяемость усилителей.

Однако для оценки качества усилителя важны также индивидуальные параметры, отличающие один усилитель от другого, в частности, шумовые и усилительные. Информация о них не всегда доступна, хотя в последнее время ее стали частично помещать в торговой документации к антеннам. Полностью же она указана в фирменных каталогах, приобрести которые затруднительно даже у фирм, торгующих антеннами оптом.

С целью правильного выбора антенного усилителя обязательно нужно знать два его индивидуальных параметра: коэффициент шума и приведённый коэффициент усиления Ку. Весьма желательно также представлять и вид его АЧХ.

Первостепенное значение при выборе усилителя имеет коэффициент шума: он должен быть как можно меньше и непременно ниже, чем у входного каскада телевизора . Современный антенный усилитель должен иметь коэффициент шума не более 2 дБ.

Второй параметр (коэффициент усиления) рассчитывают по методике, описанной в , исходя из потерь сигнала в кабеле и пассивных развет-вителях (если они есть). Выбирают антенный усилитель по ближайшему к расчетному значению коэффициента Ку. Его увеличение сверх расчетного дает эффект при одновременном снижении уровня шума, иначе только повышается опасность самовозбуждения и перегрузки усилителя мощными сигналами от близко расположенных станций.

Необходимо учитывать также зависимость коэффициента Ку от частоты, которая определяется реальной АЧХ усилителей Каждый из них имеет свой характерный вид АЧХ. Так, усилители SWA и РАЕ имеют один плавный максимум (горб) на частоте примерно 600 МГц (подъем усиления достигает 6... 10 дБ). У усилителей S&A и РА характеристика двугорбая: второй подъем усиления на 3...5 дБ расположен на частоте примерно 100 МГц, т. е. на MB. Вид АЧХ позволяет выбрать усилитель в зависимости от условий приема с целью улучшения устойчивости и помехозащищенности за счет снижения усиления на нерабочих участках диапазона. Указанный в документации коэффициент усиления, как правило, относится к диапазону ДМ В, на частотах MB он может быть существенно ниже.

Большинство новых усилителей собрано по традиционной двухкаскадной схеме ОЭ-ОЭ. Рассмотрим схемотехнику, параметры и АЧХ некоторых новых моделей усилителей различных марок.

Усилитель SWA-555, принципиальная схема которого изображена на рис. 1, представляет собой двухкаскадный апериодический усилитель ВЧ на биполярных микротранзисторах Т67 (BFG-67) или BFR-91A. Первый каскад - широкополосный, без коррекции. Во втором каскаде имеется коррекция: конденсатор С5 в цепи токовой ООС транзистора VT2 обеспечивает спад АЧХ на нижних частотах рабочего диапазона , а конденсатор С4 в цепи ООС по напряжению ограничивает усиление на верхних частотах и за пределами рабочей полосы. АЧХ усилителя показана на рис. 2. В целом схемы усилителей SWA-555 и SWA-9 практически полностью совпадают (у первого лишь отсутствует LC-фильтр в цепи питания и изменены некоторые номиналы пассивных элементов). Поэтому и АЧХ усилителей близки. Однако при использовании в первом каскаде малошумящего транзистора BFR-91A (Кш=1,6 дБ) усилитель SWA-555 имеет меньший коэффициент шума.

У усилителей S&A более сложные цепи частотной коррекции в обоих каскадах. В моделях S&A-130, S&A-140, принципиальная схема которых представлена на рис. 3, в цепь ООС по напряжению каскада на транзисторе VT1 введен последовательный контур L1C2. Его резонансную частоту выбирают такой, чтобы усиление первого каскада уменьшалось на верхних частотах диапазона, что способствует устойчивости усилителя. Для расширения полосы коррекции добротность контура L1C2 уменьшена резисторами R1, R3. которые обеспечивают необходимый постоянный ток базы транзистора VT1.

Второй каскад снабжен двойными RC-цепями R6, R7. С6 и R7. С4, С5 в эмиттерной цепи транзистора VT2, изменяющими АЧХ в низкочастотной области. В результате характеристика усилителей получается двугорбой, как изображено на рис. 4. Подъем усиления на частоте 100 МГц достигает 3...4 дБ. Провал между горбами приходится на частоты 230...400 МГц, не используемые эфирными каналами телевидения. Такая форма АЧХ улучшает устойчивость и помехозащищенность усилителя.

Из других особенностей усилителей S&A следует отметить применение на входе диода грозозащиты VD1. Эффективность его не очень высока, поэтому антенну рекомендуется заземлять.

В усилителях РАЕ, как и в S&A, применена LC-коррекция в обоих каскадах. В усилителе РАЕ-45, принципиальная схема которого показана на рис. 5, она обеспечивается двумя последовательными контурами L1C3 и L2C5, включенными в цепях ООС по напряжению первого и второго каскадов соответственно. Кроме того, влияют на формирование АЧХ и конденсаторы С2, С8. В результате горб на АЧХ этого усилителя получается более острым, с резким спадом на частотах свыше 700 МГц, что видно на рис. 6.

Усилители РА подробно рассматривать нет смысла, поскольку они аналогичны усилителям S&A, за исключением применения на входе вместо диода VD1 катушки. Вид АЧХ усилителей РА и S&A примерно одинаков.

Модели GPS подобны усилителям SWA-455, SWA-555 и отличаются только номиналами корректирующих элементов во втором каскаде. За счет увеличения емкости блокирующего конденсатора в эмиттерной цепи второго транзистора достигнуто повышенное усиление на участке частот 100...400 МГц.

В некоторых новых моделях усилителей к эмиттеру второго транзистора подключена дополнительная цепь из последовательно соединенных подстроечного и постоянного резисторов и конденсатора (на рис. 1 показаны штриховой линией). Подстроечным резистором в этом случае можно изменять усиление в области нижних частот диапазона и, следовательно, АЧХ усилителя. К сожалению, ценность такого регулятора коррекции невелика, поскольку усилитель при поднятой антенне труднодоступен.

Проведенный анализ схемотехники и АЧХ, разумеется, не полон, так как, кроме корректирующих цепей, на АЧХ влияют взаимное расположение деталей, емкость монтажа, наличие полосковых линий и т. д. Тем не менее он, по мнению автора, достаточен для правильного выбора усилителя по виду АЧХ, а в ряде случаев и для самостоятельной подстройки путем подбора корректирующих элементов.

Из анализа вытекают следующие практические рекомендации. Реальный вид АЧХ усилителей SWA и РАЕ таков, что их лучше применять в основном для приема удаленных станций диапазона ДМВ. на котором усилители имеют максимальное усиление. За счет пониженного усиления в области MB такие усилители (особенно РАЕ) более устойчивы и лучше защищены от помех на этих частотах.

Для приема слабых сигналов MB предпочтение следует отдать усилителям S&A, РА и GPS, имеющим повышенное усиление на MB. Это особенно важно, учитывая, что у малогабаритных антенн ASP очень мало собственное усиление на MB диапазоне: на частоте 50 МГц оно, например, у антенны ASP-8WA не превышает 1 дБ .

Основные параметры новых моделей SWA. S&A. PA, GPS, РАЕ (рабочий частотный интервал f, коэффициент шума Кш и коэффициент усиления Ку), взятые из сети Интернет . а также фирменных каталогов, представлены в помещаемой здесь таблице. При расхождении сведений в нее внесены худшие значения. Очевидно, что у некоторых новых моделей достигнуто некоторое снижение шума (до 1,5 дБ), однако по-прежнему встречаются и довольно "шумящие" усилители с КШ1 равным 3...3.9 дБ (SWA-31. SWA-32, S&A-110. S&A-120. РА-10), которые применять не рекомендуется.

Фирмам-производителям пока не удалось добиться существенного улучшения шумовых характеристик у большинства усилителей. Лучшие прежние модели SWA-7, SWA-9 имели коэффициент Кш=1,7 дБ . Он и остался примерно таким же у новых усилителей или снижен незначительно, за исключением моделей SWA-47(AST), SWA-49(AST). Это объясняется прежде всего тем, что схемотехника и применяемые транзисторы не изменились: во входных каскадах используют те же СВЧ транзисторы Т67, V3, 415 с предельной частотой 7,5 ГГц и коэффициентом шума до 3 дБ и лишь изредка - менее "шумящий" BFR-91A.

Следует отметить влияние на характеристики усилителей не только типа первого транзистора, но и режима работы. От его коллекторного тока зависят уровень собственных шумов, коэффициент усиления и значение активной составляющей входной проводимости, влияющей на степень согласования по входу.

В большинстве антенных усилителей транзистор VT1 работает при коллекторном токе 1«=8...12 мА. Это позволяет получить довольно высокий коэффициент усиления и хорошее согласование с входным трансформатором Т1, но не оптимально для обеспечения малого уровня собственных шумов. Хотя зависимости Кш=f(Iк) используемых микрочипов неизвестны, но, как правило, для биполярных кремниевых транзисторов СВЧ минимальный уровень шума наблюдается при коллекторном токе 2...5 мА . Следовательно, существует вероятность того, что при уменьшении коллекторного тока транзистора VT1 можно снизить уровень шума при сохранении хорошего согласования на входе. Косвенно это подтверждается тем, что у усилителей РАЕ (только у них) ток первого транзистора уменьшен до 4...5 мА. за счет чего при таких же транзисторах достигнуто существенное уменьшение уровня шума: по информации из сети Интернет коэффициент Кш у этих усилителей достигает 0.8... 1 дБ.

Как отмечено в , многие антенные усилители SWA с большим коэффициентом усиления склонны к самовозбуждению. Это объясняется тем. что обеспечить устойчивость двухкаскадного апериодического усилителя ВЧ, собранного по схеме ОЭ-ОЭ, в полосе частот до 900 МГц довольно сложно. Казалось бы, дальнейшее увеличение числа каскадов не имеет смысла, поскольку добиться устойчивости в этом случае практически невозможно. Тем не менее на рынке появились усилители, собранные на четырех транзисторах. Заинтересовавшись этим фактом, автор приобрел усилитель SWA-2000/4T. Его принципиальная схема, составленная по печатной плате, представлена на рис. 7.

Анализ схемотехники этого усилителя показал, что он собран по обычной схеме на двух транзисторах VT1 и VT2, включенных с ОЭ. Входной сигнал поступает на базу транзистора VT1, усиливается в двухкаскадном тракге и снимается с коллектора транзистора VT2. поступая через переходный конденсатор С9 в коаксиальный кабель. Дополнительные же транзисторы VT3 и VT4 входят в активные цепи, задающие напряжение смещения на базах транзисторов VT1 и VT2. Так как транзисторы VT3, VT4 не усиливают полезный сигнал, для этой цели используют низкочастотные и дешевые чипы 3F.

Очевидно, что при таком построении характеристики усилителя SWA-2000/4T не могут сколь-нибудь существенно превосходить параметры двухкаскадных усилителей с аналогичной коррекцией (SWA-7, SWA-9. SWA-555 и др.), что и подтвердили сравнительные испытания.

Резюмируя, приходим к следующим выводам. Во-первых, многие из новых усилителей повторяют схемотехнику и соответственно характеристики старых моделей. При этом солидный номер новой разработки вовсе не свидетельствует о более высоком ее качестве. Например, усилитель SWA-555 по параметрам и схемотехнике представляет собой тот же усилитель SWA-9. Это же касается и усилителей, собранных на четырех транзисторах.

Во-вторых, среди новых усилителей встречаются модели с действительно улучшенными характеристиками, что предполагает и возможность повышения качества приема. По шумовым параметрам лучшими можно признать усилители SWA-47 (AST), SWA-49 (AST), а также, судя по сведениям в Интернет, усилители типа РАЕ.

В-третьих, замена антенного усилителя приведет к положительному эффекту только в случае применения новой модели с меньшим уровнем шума, расчетным значением коэффициента усиления и подходящей АЧХ.

В заключение скажем, что модели антенных усилителей фирмы-производители разрабатывают довольно быстро и не исключено, что к моменту выхода в свет журнала с этой статьей, наверно, появятся и новые, усовершенствованные усилители. В любом случае критерии определения их качества и рекомендации по выбору, рассмотренные здесь и в , не изменяются.

ЛИТЕРАТУРА
1. Пахомов А. Антенные усилители SWA. - Радио. 1999. № 1. с. 10-12.
2. Нестеренко И. И., Жужевич А. В. Выбери антенну сам. - М.: Солон. 1998.
3. Полупроводниковые приборы. Транзисторы малой мощности. Справочник (А. А. Зайцев, А. И. Миркин, В. В. Мокряков и др.). Под общей ред. А. В. Голомедова. - М. Радио и связь, 1989.