4. УСИЛИТЕЛИ И КОНВЕРТЕРЫ ДЛЯ ПРИЕМА ТЕЛЕВИЗИОННЫХ ПРОГРАММ

4. 1. Схемотехника построения антенных усилителей

Электронное устройство, предназначенное для увеличения параметров (тока, напряжения, мощности) электрического сигнала, называется усилителем.

Основной усилительный элемент в схемах антенных усилителей -высокочастотный транзистор, который подбирается по характеристикам при проектировании конкретных схем для MB и ДМВ диапазонов ТВ вещания.

Рабочий режим выбранного транзистора в конкретной проектируемой схеме отличается от параметров, приведенных в ТУ. Значение большинства параметров зависит от рабочего режима и температуры, причем с увеличением температуры зависимость их от режима сказывается более сильно. В справочной литературе, как правило, приводятся типовые (усредненные) зависимости параметров транзисторов от тока, напряжения, частоты и т. д.

Весьма важными параметрами при выборе транзисторов для антенных усилителей являются: граничная частота - frp, коэффициент шума -Кш, коэффициент усиления по напряжению - Ки и некоторые другие.

Ухудшение характеристик транзисторов на частотах, близких к frp. обусловлено технологическими возможностями и их электрической прочностью (допустимой толщиной базы, длиной затвора). С увеличением частоты возрастает влияние паразитных параметров транзисторов:

междуэлектродных емкостей, индуктивностей выводов, сопротивления базы и др. Увеличение входной резистивной проводимости транзистора уменьшает усиление антенного усилителя и увеличивает Кш, поэтому необходимо уменьшать индуктивность вывода эмиттера и соединительных проводов. Для этого в СВЧ-транзисторах делают два плоских коротких вывода эмиттера, которые обычно припаивают непосредственно к шине нулевого потенциала («земляной»).

В усилителях изменением режима транзисторов и связи с источником и нагрузкой можно добиться максимального усиления либо минимального коэффициента шума. Уровень шумов транзисторных антенных усилителей зависит от способа их

построения и режима работы, величины сопротивления источника сигналов. Снижение шума биполярных транзисторов достигается уменьшением тока коллектора Iк и тока базы Iб (без существенного снижения коэффициента передачи тока h21, а также применением транзисторов

с высокой предельной частотой fв и малым сопротивлением rб. Транзисторы выбирают так, чтобы выполнялось условие

fв<=0,1fгp, (4.1)

где: fгp - граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с общим эмиттером.

Использование транзисторов с низким коэффициентом шума, выполнение условия согласования их с источником и нагрузкой и выбор оптимального режима работы являются основными способами повышения чувствительности антенных усилителей.

Наиболее распространены три схемы включения усилительного элемента (транзистора).

В схемах с ОБЩИМ КОЛЛЕКТОРОМ (ОК) и ОБЩИМ СТОКОМ (ОС) коэффициент передачи напряжения близок к единице, а выходной сигнал по величине и фазе повторяет входной (Uвыx=Uвx). Эти каскады называют «повторителями напряжения» (эмиттерный или стоковый повторитель). Такая схема включения обеспечивает малую входную емкость и наибольшее входное сопротивление, которое сильно возрастает при увеличении сопротивления нагрузки. Выходное сопротивление схемы наименьшее. Используются эти схемы как согласующие и разделительные, обеспечивающие передачу сигнала от высокоомных источников к низкоомным цепям и каскадам.

В схемах с ОБЩЕЙ БАЗОЙ (ОБ) и ОБЩИМ ЗАТВОРОМ (03) выходной ток примерно равен входному, поэтому их называют «повторителями тока». Такая схема обладает большой входной проводимостью (малым входным сопротивлением), самым большим по сравнению с другими схемами выходным сопротивлением и обеспечивает в основном усиление по напряжению. Коэффициент усиления по току мало изменяется при изменениях режима работы, температуры и замене экземпляров транзистора. Малая входная емкость схемы улучшает параметры каскада (ОБ, 03) на высоких частотах, хотя малое входное сопротивление является недостатком данных схем.

Схема с ОБЩИМ ЭМИТТЕРОМ (ОЭ) для биполярных и, ОБЩИМ ИСТОКОМ (ОИ) для полевых транзисторов обеспечивает наибольшее усиление по мощности, но изменяет фазу выходного напряжения на 180° по отношению к входному. При увеличении сопротивления нагрузки входное сопротивление уменьшается. Используются эти схемы в тех случаях, когда при минимальном числе транзисторов требуется получить наибольшее усиление. Однако входная емкость транзисторов Сэб влияет на сужение полосы пропускания на высоких частотах.

Одним из эффективных методов увеличения входного сопротивления эмиттерного повторителя является увеличение коэффициента передачи транзистора по току h21э. В схеме «суперальфа» (называемой также схемой Дарлингтона) ток эмиттера первого транзистора управляет базой второго транзистора, в связи с чем результирующий коэффициент передачи тока h21э равен произведению коэффициентов передачи по току отдельных транзисторов. Отсюда

Zвх = h21э* h21э* Rэ. (4.2)

Путем различных сочетаний каскадов возможны построения других усилительных схем:

ОЭ=ОБ - каскадная схема, обладающая достаточно малыми внутренними шумами, и повышенной устойчивостью;

ОК=ОБ - дифференциальный усилитель, обладающий по сравнению с каскадной схемой тем преимуществом, что здесь происходит компенсация напряжения Uбэ обоих транзисторов.

4. 1. 1. Схемные особенности антенных усилителей

При усилении слабых телевизионных сигналов большое значение имеет уровень собственных шумов входных каскадов усилителей. Поэтому в телевизионных антенных усилителях используют СВЧ-транзисторы с низкими величинами шумовых параметров. На шумовые параметры антенных усилителей также влияют и паразитные параметры применяемых пассивных элементов — сопротивлений и емкостей.

Широкополосные антенные усилители предназначены для усиления сигналов в полосе частот нескольких диапазонов метровых и (или) дециметровых волн. Обычно широкополосный усилитель строится на основе резистивного усилительного каскада, обладающего наиболее равномерной частотной характеристикой в сравнительно широком диапазоне частот. Для расширения полосы пропускания как в сторону низких, так и в сторону высоких частот в схему вводятся специальные цепи коррекции. Однако характеристики транзисторов ухудшаются на верхних частотах, что приводит к сужению полосы пропускания усилителей на этих частотах. В узкополосных усилителях (в пределах полосы пропускания) изменением характеристик транзисторов можно пренебречь.

Апериодический (резистивный) усилитель с емкостной связью называется также RC-усилителем. Название схемы связано с характером сопротивления нагрузки RH и емкостной связью каскада с источником сигнала, или с предыдущим каскадом (или нагрузкой следующего каскада). Апериодические усилители обеспечивают высокую стабильность коэффициента усиления и высокую чувствительность при усилении слабых сигналов. Коэффициент усиления в диапазоне высоких частот можно рассчитать по формуле:

где f - частота, для которой определяют усиление;

Rвых - сопротивление, полученное при параллельном соединении Rн + Rвx2;

fв= fгp:

fв = 1/2л* Rэкв* Co, (4.4)

где Rэкв = сумма сопротивлений, шунтирующих выходной каскад Со - сумма емкостей, шунтирующих выходной каскад.

Коэффициент усиления в диапазоне низких частот можно рассчитать по формуле:

Избирательными (селективными) называют усилители, полоса пропускания (задержания) которых сужена для отделения сигналов в нужной полосе частот от сигналов, помех или шумов других частот. По принципу действия и схемному выполнению избирательные усилители можно разделить на резонансные, полосовые и т. д. Резонансные усилители предназначены для усиления сигналов в заданной узкой полосе частот. Основная их особенность состоит в том, что нагрузка каскада — частотно-зависимая, в качестве которой выступает параллельный LC-контур, настроенный на частоту усиливаемого сигнала. Колебательный контур можно включить в усилитель по трансформаторной, автотрансформаторной, емкостной схеме.

Рис. 4. 7. Способы согласования в селективных усилителях

Чем больше добротность контура, тем уже полоса пропускания усилителя, тем больше усиление. Подключая параллельно резонансному контуру сопротивление, можно уменьшать его добротность и тем самым влиять на коэффициент усиления и ширину полосы пропускания усилителя. Дополнительное преимущество селективных усилителей по сравнению с апериодическими заключается в компенсации настройкой колебательных контуров влияния паразитных емкостей монтажа, снижающих усиление на верхних частотах. Увеличивая полное сопротивление нагрузки, компенсируют паразитное емкостное влияние, тем самым повышая усиление. Последнее выполняют с селекцией, распределенной по каскадам усилителя либо сосредоточенной в одном каскаде — с помощью фильтра сосредоточенной селекции (ФСС).

4.1.2. Требования к усилительным устройствам

К параметрам, которые характеризуют схемы усилителей, относятся коэффициент усиления, неравномерность коэффициента усиления, полоса усиливаемых частот и др.

КОЭФФИЦИЕНТОМ УСИЛЕНИЯ (К) усилителя называют отношение выходной величины к входной. В зависимости от рассматриваемой электрической величины, различают коэффициенты усиления по напряжению. току и мощности.

КОЭФФИЦИЕНТ УСИЛЕНИЯ ПО НАПРЯЖЕНИЮ (Ku) - это отношение напряжения на выходе усилителя к входному:

Коэффициент усиления по напряжению в многокаскадных усилителях равен произведению коэффициентов усиления каждого каскада:

Кобщ. = K1 К2 К3 ... (в относительных единицах) или

Кобщ = K1 + К2 + К3 + ... (дБ).

КОЭФФИЦИЕНТ УСИЛЕНИЯ ПО ТОКУ(Ki)- это отношение выходного тока к входному:

. Кi=Iвых/Iвх=20lg(Iвых/Iвх)(дБ). (4.8)

КОЭФФИЦИЕНТ УСИЛЕНИЯ ПО МОЩНОСТИ (Кр) - это отношение выходной мощности к входной:

Кр=Pвых/Pвх=10lg(Pвых/Pвх) (4.9)

НЕРАВНОМЕРНОСТЬ КОЭФФИЦИЕНТА УСИЛЕНИЯ - величина, характеризующая изменение коэффициента усиления в пределах рабочего диапазона частот. Определяется как отношение максимального коэффициента усиления к минимальному в полосе усиливаемых частот.

АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА (АЧХ) - зависимость коэффициента усиления или амплитуды (напряжения) на выходе усилителя от частоты входного сигнала, неизменного по величине. Так как параметры элементов усилителей зависят от частоты, то величина выходного сигнала будет постоянной только в определенном диапазоне частот, называемом полосой пропускания.

ПОЛОСА ПРОПУСКАНИЯ (В) или ДИАПАЗОН УСИЛИВАЕМЫХ ЧАСТОТ- область частот, в которой коэффициент усиления изменяется не более, чем это допустимо по техническим условиям. Допустимые изменения коэффициента усиления в пределах полосы пропускания зависят от назначения и условий работы усилителя. Обычно считается допустимым ослабление уровня сигнала на 3 дБ (2^0.5 = 0,707 раз) по сравнению с максимальным значением на резонансной частоте (частотах). Ширина полосы пропускания определяется как разность между верхней fв и нижней fн граничными частотами. B=fв-fн. (4.10)

Рис. 4.8. Полоса пропускания усилителя

В зависимости от назначения антенные усилители могут быть относительно узкополосными [полоса пропускания менее октавы, fв/fн < 2] и широкополосными [полоса - несколько октав].

ДИНАМИЧЕСКИЙ ДИАПАЗОН (Д) - диапазон уровней усиливаемых входных сигналов, ограничиваемый снизу собственным шумом и сверху допустимыми нелинейными искажениями сигнала:

Д= 20lg(Uвх.max/Uвх.min) (дБ). (4.11)

КОЭФФИЦИЕНТ ШУМА [F] - параметр канала приема (передачи), выражаемый отношением мощности сигнала к мощности шума и позволяющий численно оценить шумовые характеристики устройств (в большинстве случаев значение параметра указывается в децибелах).

4. 2. Антенные усилители

При значительном удалении от телевизионного центра или недостаточной величине принимаемого сигнала (даже при использовании антенн с большим коэффициентом усиления) для обеспечения уверенного приема желательно применить антенный усилитель.

Приобретая антенный усилитель, следует обратить внимание на возможность его установки рядом с антенной или на самой антенне. Установленный рядом с телевизором, антенный усилитель не способен в полной мере повысить качество приема ТВ программ. Он в одинаковой степени усиливает как ТВ сигнал, так и внешние шумы: при большом уровне шума и значительной длине фидерной линии качественный просмотр телепередач будет невозможен.

Принятый антенной слабый сигнал, пройдя по фидеру, еще более уменьшится и будет иметь недостаточный уровень. Шумы при этом могут достигнуть значительной величины. Поэтому устанавливать усилитель нужно как можно ближе к антенне.

4. 2. 1. Оборудование телевизионное унифицированное (ОТУ-2. 2)

Оборудование телевизионное унифицированное ОТУ-2. 2 используется для работы в системах коллективного приема телевидения (СКПТ). Оно обеспечивает усиление на телевизионных каналах в метровом диапазоне волн и рассчитано для круглосуточной работы на лестничных клетках, в подъездах (в антенных шкафах или непосредственно на стене).

В состав оборудования входят:

- сборочный корпус с фильтром сложения КС-2;

- усилители УТД-I-II, УТД-III;

- блок питания БПС-5 (БПС-3.2).

В зависимости от варианта исполнения в состав оборудования входят один либо два усилителя:

ОТУ-2.2.1: УТД-I-II...................... 48,5 - 100 МГц;

ОТУ-2.2.2: УТД-III....................... 174 - 230 МГц;

ОТУ-2.2.3: УТД-I-II и УТД-III.... 48,5-100 МГц и 174-230 МГц.

Рис. 4.9. Внешний вид ОТУ-2.2

Основные технические характеристики ОТУ-2. 2:

Коэффициент усиления, дБ, не менее....................................................................... 25

Неравномерность частотной характеристики, дБ, не более, в полосах частот:

каждого из усиливаемых каналов............................................................................ 1

каждого из усиливаемых диапазонов...................................................................... 3

КБВ со стороны входов и выходов оборудования, не менее.................................. 0, 5

Коэффициент шума, дБ, не более............................................................................. 9

Выходное напряжение (максимальное) каждого из двух сигналов, поданных на ВХОД I (1-5 к) или ВХОД II (6-12 к) оборудования, при коэффициенте перекрестной модуляции-46 дБ, мВ, не менее.................................................... 200

Потребляемая мощность от сети переменного тока при номинальном напряжении 220 В, Вт, не более....................................................... 8

Усилители УТД-I-II и УТД-III предназначены для работы в составе оборудования ОТУ. Конструктивно они выполнены однотипно и различаются только маркировкой.

Принципиальная схема усилителя УТД-I-II, предназначенного для усиления телевизионных каналов в I - II диапазоне метровых волн, приведена на рис. 4. 10. Усилитель выполнен по трехкаскадной схеме на транзисторах VT1-VT3 (КТ-368А). Первый каскад выполнен по схеме с общим эмиттером, второй и третий — по схеме с общей базой. Режимы транзисторов по постоянному току определяют элементы R2R3, R7R8, R12R13. В качестве согласующих цепей в усилителях применены полосовые фильтры. Входная цепь C1L1L2C2 обеспечивает согласование входного сопротивления первого каскада усилителя с волновым сопротивлением антенны. Коррекцию завала АЧХ на верхних усиливаемых частотах осуществляет межкаскадный фильтр L3C9L4C10.

Таблица 4. 1. Данные катушек индуктивности УГД-I-II

Обозначение по схеме	Количество витков	Марка провода и диаметр, мм	Индуктивн., мкГн
LI	7, 5	ПЭВ-1, 0, 8	0, 33
L2	5, 5	ПЭВ -1, 0, 8	0, 2
L3	4, 5	ПЭВ -1, 0, 8	0, 33
L4	4, 5	ПЭВ -1, 0, 8	0, 31
L6	7, 5	ПЭВ - 1. 0, 8	0, 44
L7	7, 5	ПЭВ -1, 0, 8	0, 39

Согласование выхода усилителя со входом устройства сложения сигналов (УСС) осуществляет выходной полосовой фильтр L6C13L7C14. Напряжение питания на усилитель подают с выходного высокочастотного соединителя через L8C12L5C8C4.

Усилитель УТД-Ш предназначен для усиления телевизионных каналов в III диапазоне метровых волн. Принципиальная схема приведена на рис. 4. 12. Схема усилителя выполнена на транзисторах КТ-368А. Первый и третий каскад выполнены по схеме с общим эмиттером, второй и четвертый — по схеме с общей базой. Режимы транзисторов по простоянному току определяют элементы R1R2, R6R7, R9R10, R14R15. Входная цепь C1L1L2L3C2 обеспечивает согласование входного сопротивления первого каскада усилителя с волновым сопротивлением антенны. Настройка на оптимальное согласование осуществляется емкостями С1, С2. Коррекцию завала АЧХ на верхних усиливаемых частотах обеспечивает межкаскадный фильтр L4L5L7C11. Полосовой фильтр L10L8L9C18 осуществляет согласование выхода усилителя со входом фильтра сложения сигналов.

Таблица 4. 2. Данные катушек индуктивности УТД-111

Обозначение по схеме	Количество витков	Марка провода и диаметр,мм	Индуктивн., мкГн
L1	3,5	ПЭВ - I, 0,8	0,096
L2	2,5	ПЭВ-I, 0,8	0,055
L3	2,5	ПЭВ - I, 0,8	0,068
L4	3,5	ПЭВ-I, 0,8	0,048
L5	2,5	ПЭВ -1, 0,8	0,03
L7	1,5	ПЭВ - I, 0,8	0,078
L8	4,5	ПЭВ-I, 0,8	0,044
L9	1,5	ПЭВ - I, 0,8	0,045
L10	3,5	ПЭВ - I, 0,8	0,072

Катушки индуктивностей полосовых фильтров выполнены проводом ПЭВ -1-0, 8 без каркасов. Необходимое значение индуктивности достигается путем изменения расстояния между витками при регулировке усилителей.

Напряжение питания на усилитель подают с выходного высокочастотного соединителя через L 11С12C16C17L6C3C7C9.

Выходы усилителей УТД-1-11 и УТД-111 соединены со входами устройства сложения сигналов (рис. 4.12). УСС состоит из фильтров верхних C1L2C3L4C4 и нижних частот L1C2L3C5L5C6. Устройство сложения сигналов обеспечивает развязку между усилителями разных диапазонов (не менее 20 дБ), внося незначительные потери на рабочих частотах (не более 0,5 дБ).

Рис. 4.12. Схема устройства сложения сигналов Таблица 4.3. Данные катушек индуктивности фильтра сложения.

Обозначение по схеме	Количество витков	Марка провода и диаметр, мм	Индуктивн., мкГн
L1	5	ПЭВ-I, 0,8	0,13
L2	2,5	ПЭВ -1, 0,8	0,05
L3	5	ПЭВ-I, 0,8	0,118
L4	6	ПЭВ-I, 0,8	0,16
L5	4	ПЭВ-I, 0,8	0,102

Блок питания БПС-5 выполнен в виде съемного функционально законченного узла. На металлическом основании закреплены сетевой трансформатор, плата выпрямителя и стабилизатора, регулирующий транзистор с радиатором охлаждения и держатель предохранителя.

Таблица 4.4. Моточные данные силового трансформатора БПС-5

Марка провода	ПЭВ-1	ПЭВ- 1
Диаметр по меди	0,12	0,44
Число витков	4100	380
Отвод от витков	2370	-
Тип намотки	виток к витку	виток к витку
Направление намотки	в одну сторону	в одну сторону
Изоляция между слоями	КТ-50,1 слой	КТ-50, 1 слой
Изоляция сверху обмотки	К-120, в 2 слоя	К-120, в 2 слоя
Порядок намотки	первичная	вторичная

Принципиальная схема БПС-5, приведенная на рис. 4.13, выполнена по традиционной схеме параметрического стабилизатора с регулирующим транзистором.

Рис. 4.13. Принципиальная схема БПС-5

В более поздних выпусках оборудования применяется блок питания БПС 3.2 (рис.4.14).

Основные технические характеристики

Выходное напряжение, В ........................................................................................... 10±0,4

Предельно допустимый ток нагрузки, А, не менее .................................................. 0,3

Пульсация выходного напряжения, мВ................................................................... 2

Мощность, потребляемая от сети, Вт, не более ........................................................ 11

В схеме блока питания предусмотрена защита от коротких замыканий и перегрузок, которая срабатывает если ток нагрузки превышает предельно допустимое значение на 100% . В нормальном режиме стабилизатора увеличение тока нагрузки ведет к увеличению тока эмиттера транзистора VT2 и к уменьшению тока через стабилитрон Д814А. Суммарный ток эмиттера VT2 плюс ток стабилитрона с увеличением тока

нагрузки уменьшается. В этом режиме при колебаниях напряжения на нагрузке в цепь база-эмиттер транзистора VT2 поступает напряжение с полярностью, соответствующей отрицательной обратной связи. При возникновении перегрузки ток через стабилитрон прекращается, что эквивалентно разрыву образуемого стабилитроном плеча моста. Вследствие этого полярность напряжения на базе транзистора VT2 меняется на обратную, обратная связь становится положительной и транзисторы закрываются. Для перевода схемы в режим стабилизации необходимо выключить БПС 3.2 с последующим включением после устранения причин, вызвавших перегрузку.

Рис. 4.10. Принципиальная схема усилителя УТД-I-II

Рис. 4.11. Принципиальная схема УТД-III

Таблица 4.5. Моточные данные силового трансформатора БПС 3.2

Номер обмоток по схеме	Сердечник	Число витков	Провод
la	ШЛ 16х16, ленточный	1700	ПЭВ-1, 0 0,23
1б	ШЛ 16х16, ленточный	1300	ПЭВ-1, 00,2
II	ШЛ 16х16, ленточный	270	ПЭВ-1, 0 0,55

4.2.2. Оборудование телевизионное унифицированное (ОТУ-3. 2)

Оборудование телевизионное унифицированное ОТУ-3. 2 используется для работы в системах коллективного приема телевидения СКПТ и обеспечивает возможность приема программ метрового и дециметрового диапазонов (с использованием конвертера КТК). Оборудование рассчитано на круглосуточную работу на лестничных клетках, подъездах (в антенных

шкафах или непосредственно на стене).

Рис. 4.15. Внешний вид ОТУ-3.2

Основные технические характеристики

Коэффициент усиления по каждому входу при комплектации:

конвертерами КТК, дБ, не менее ................................................................ 24

усилителями УТК 1-5 канала, дБ, не менее ............................................... 34

усилителями УТК 6-12 канала, дБ, не менее............................................. 29

усилителями УТД, дБ, не менее .................................................................. 25

Неравномерность АЧХ в полосе частот каждого из

усиливаемых каналов, дБ, не более ....................................................................... 2

КСВ оборудования со стороны входов, не более................................................... 2

Коэффициент шума, дБ,

в I-II диапазоне 48,5— 100 МГц, не более................................................. 8

в III диапазоне 174 — 230 МГц, не более................................................... 9

Максимальный выходной уровень усиления ТВ каналов, дБ/мкВ, не менее ........ 106

Мощность, потребляемая от сети переменного тока

при номинальном напряжении 220 В, Вт, не более................................................... 12

Максимальное число устанавливаемых конвертеров и усилителей

при комплектации оборудования:

корпусом КС-3, не более .............................................................................. 3

корпусом КС-4, не более .............................................................................. 4

Усилители УТД-I-II, УТД-III УТК-1 (2....12) по конструкции выполнены однотипно и внешне различаются по маркировке. Принципиальные схемы усилителей УТД-I-II и УТД-III аналогичны применяемым в ОТУ 2. 2 и описаны в

разд. 4. 2. 1. Описание и принципиальная схема конвертера КТК приведены в разд. 4. 4. 1.

Схема типового канального усилителя УТК-1 (2.. 12) приведена на рис. 4. 16. По этой схеме выполняются усилители на любой из двенадцати ТВ каналов. УТК имеют различные по величине значения элементов (табл. 4. 6) в зависимости от канала усиления.

Таблица 4. 6. Число витков катушек и емкости конденсаторов транзисторных антенных усилителей УТК

Обозначение по схеме	Единица	Число витков катушек и емкость конденсаторов для									ТВ -	кана ла
	измерения	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
L1	витки	7	7	7	7	6, 5	5	4, 5	4, 5	4	4	4	4
L2	витки	7	7	7	7	6, 5	5	4, 5	4	4	3, 5	3, 5	3, 5
L3	витки	6, 5	6, 5	6	6	5, 5	3, 5	3, 5	3	3	2. 5	2, 5	2, 5
L4	витки	8	8	7	7	7	5, 5	4. 5	4, 5	•4	4	4	4
L5	витки	6, 5	6, 5	6	6	5, 5	3, 5	3, 5	3	3	2, 5	2, 5	2, 5
L6	витки	8	8	7	7	7	5, 5	4, 5	4, 5	4	4	4	4
С1	пФ	15	10	6, 8	4, 7	4, 3	2	2	1, 6	1, 8	1. 6	1. 6	1, 5
С2	пФ	22	15	6, 8	5, 6	5, 6	2, 2	2. 2	2	2	2, 4	1, 6	1, 6
С7	пФ	15	9, 1	5, 1	4, 7	3, 6	1, 8	1, 6	1, 4	1, 2	2, 2	1, 3	1
С8	пФ	18	6, 2	5. 1	4, 7	3, 6	1, 3	1, 6	1. 5	1, 8	1, 6	1, 3	1, 3
С13	пФ	18	9, 1	6, 2	4. 7	3, 6	1, 8	1, 6	1, 4	1, 2	2, 2	1, 3	1
С14	пФ	12	7, 5	6, 8	4, 7	3, 6	1, 5	2	2	1, 8	1, 6	1, 6	1, 6
С17, С18, С19	пФ	2, 4	2, 4	-				-	-	-	-	-

Примечание: Все катушки индуктивности намотаны проводом ПЭВ 0, 47 на каркасах из органического стекла с шагом нарезанных спиральных канавок 0, 5 мм. Для 1 - 5 каналов диаметр каркаса—10 мм, для 6- 12каналов—8мм.

Канальный усилитель выполнен по четырехкаскадной схеме на транзисторах ГТ 313Б (в более поздних модификациях усилителей используются другие транзисторы). Первый и третий каскады выполнены по схеме с общим эмиттером, второй и четвертый — по схеме с общей базой. Режимы транзисторов по постоянному току определяют элементы R1, R2, R3, R4, R8, R9, R12, R13, R17, R18. Изменением тока транзистора VT1 с помощью потенциометра R4 регулируется величина выходного сигнала усилителя. Полосу усиления заданного канала настраивают с помощью контуров полосовых фильтров C1L1L2C3, С9L3L4СП, C16L5L6C18. Емкости С2, С10, С17 используются для обеспечения необходимой связи между контурами в усилителях УТК-1 и УТК-2. Контура C1L1, L2C3, L4C11, L6C18 выполнены по последовательной схеме, а C9L3, C16L5 — по параллельной схеме. Включение контуров полосового фильтра параллельно и последовательно позволяет согласовывать высокое выходное сопротивление транзистора предыдущего каскада с низким входным сопротивлением транзистора следующего каскада, либо волновым сопротивлением кабеля на выходе усилителя. Напряжение питания на усилитель подают с выходного высокочастотного соединителя черезL7С15, R11С8.

Электрические параметры усилителей канальных УТК

Параметры усилителей для ТВ каналов.............................................................. 1... 5.. 6... 12

Коэффициент усиления на средней частоте канала, дБ, не менее..................... 34...... 29

Неравномерность частотной характеристики в полосе частот канала,

дБ, не более........................................................................................................... 1, 5...... 1, 5

КСВ в полосе частот канала, не более................................................................. 1, 7...... 1, 7

Коэффициент шума, дБ, не более.......................................................................... 5......... 9

Избирательность при расстройке на 18 МГц от границ полосы

усиливаемого сигнала, дБ, не менее................................................................... 20...... 20

Максимальный выходной уровень в ТВ канале, дБ/мкВ, не менее................. 110.... 103

Потребляемая мощность, Вт, не более.................................................................. 1......... 1

Рис. 4. 17. Внешний вид усилительной линейки УТК

Все рассмотренные устройства предназначены для совместной работы в едином сборочном корпусе в сочетаниях, определяемых конкретны ми условиями. Устройства питаются от общего источника, входящего в состав оборудования. Поскольку напряжение питания подается к усилителям и конвертерам через выходной высокочастотный соединитель, в сборочном корпусе предусматривается включение элементов, обеспечивающих разделение постоянного тока и тока высокой частоты.

Блок питания в OTУ 3. 2, укомплектованный корпусом КС-4, выполнен по опрощенной схеме на одном транзисторе. Конструктивно сетевое трансформатор и плата стабилизатора установлены на корпусе КС-4.

Принципиальная электрическая схема соединений ОТУ 3. 2 при комплектации корпусом КС-3 приведена на рис. 4. 18, при комплектации корпусом КС-4 на рис. 4. 19.

Отличия канальных усилителей последних лет выпуска (рис. 4. 20, 4. 21) заключаются в применении более высокочастотных транзисторов и незначительных изменений в схеме.

Рис. 4. 21. Принципиальная схема УТК-12

Рис. 4.16. Принципиальная схема УТК-1 (2...12)

Рис. 4.20. Принципиальная схема УТК-3

4. 2. 3. Усилитель телевизионный широкополосный коллективный (УТШК)

Антенный усилитель (УТШК) предназначен для усиления телевизи онных сигналов, принятых антеннами коллективного пользования метро вого диапазона, и рассчитан на круглосуточную работу от сети переменного тока частотой 50 Гц, напряжением 127 ±15% или 220В ±20%.

Рис. 4. 22. Внешний вид усилителя УТШК

Основные технические характеристики УТШК

Параметры усилителя для диапазонов.................................................................... I-II....... Ill

Коэффициент усиления, дБ, не менее..................................................................... 25....... 25

Неравномерность АЧХ, дБ, не более........................................................................ 2......... 3

КСВ со стороны входа, не более............................................................................. 1, 8....... 2

Коэффициент шума, дБ, не более............................................................................ 8......... 9

Максимальный выходной уровень в ТВ канале, дБ/мкВ, не менее..................... 110..... 106

Потребляемая мощность от сети переменного тока при номинальном напряжении 220 В, Вт, не более............................................................... 8

Конструктивно усилитель выполнен в металлическом корпусе, разделенном двумя перегородками. В центральном отсеке расположены сетевой трансформатор, плата стабилизатора (УЗ) и устройство сложения сигналов (У4), в боковых отсеках установлении линейки усилителей УТД-I-II (У1) и УТД-III (У2). Входы антенн и общий выход расположены с противоположных сторон корпуса. Схема линейки усилителя У1 приведена на рис 4. 23. Описание принципиальной схемы аналогично усилителю УТД-111, применяемому в ОТУ, за исключением некоторых элементов и их обозначений.

Схема линейки У2 приведена на рис. 4. 24. Отличительной особенностью принципиальной схемы линейки У2 от усилителя УТД-III, применяемого в ОТУ, является исполнение оконечного каскада на двух транзисторах VT4, VT5 с параллельным включением по выходу, что повышает нагрузочную способность усилителя.

Стабилизатор УЗ (рис. 4. 25) выполнен на транзисторах VT1, VT2. Выходной транзистор стабилизатора VT1 (для отвода тепла) установлен на корпусе усилителя.

Рис. 4. 23. Принципиальная схема линейки У1 (УТШК)

Рис. 4. 24. Принципиальная схема линейки У2 (УТШК)

Рис. 4. 25. Принципиальная схема блока питания УТШК

Выходы линеек усилителей соединены со входом платы У4 - устройства сложения сигналов (УСС). Устройство сложения сигналов (рис. 4. 26) представляет собой фильтр верхних (L2, C2, C4, L4, C6) и нижних частот (C1, L1, C3, L3, C5, L5). УСС обеспечивает развязку между линейками усилителей разных диапазонов (не менее 20 дБ), внося незначительные потери на рабочих частотах (не более 0, 5 дБ). Корректировка АЧХ в III диапазоне производится подстройкой емкостей С4 (У4) и С19 (У2).

Рис. 4. 26. Принципиальная схема блока фильтра УТШК

4.3. Усилители телевизионные индивидуальные

Индивидуальные антенные усилители предназначены для повышения уровня телевизионного сигнала при приеме передач черно-белого и цветного изображения. Они рассчитаны для совместной работы с телевизионными приемниками любого типа и класса. Обычно вход и выход усилителя рассчитан на подключение фидера с волновым сопротивлением 75 Ом. Индивидуальные антенные усилители в зависимости от усиливаемых

частот изготавливаются для диапазонов MB, ДМВ либо MB + ДМВ. По конструктивному исполнению усилители размещают на мачте (в непосредственной близости от антенны) или устанавливают рядом с телевизионным приемником.

4.3.1. Усилители телевизионные MB диапазона УТДИ I-II, УТДИ III

Усилители телевизионные диапазонные индивидуальные предназначены для усиления сигналов в метровом диапазоне волн. Блок УТДИ-I-II усиливает телевизионные сигналы с 1 по 5 телевизионный канал, блок УТДИ -III с 6 по 12 телевизионный канал.

Рис. 4. 27. Внешний вид усилительного комплекта УТДИ-I-II, УТДИ-III

Электрические параметры блока усилителя УТДИ-I-II

Коэффициент усиления, дБ, не менее ....................................................................... 14

Неравномерность АЧХ, дБ, не более ...................................................................... 3

КБВ со стороны выхода, не менее........................................................................... 0,6

Коэффициент шума, дБ, не более ........................................................................... 5

Электрические параметры блока усилителя УТДИ-III

Коэффициент усиления, дБ, не менее .................................................................... 12

Неравномерность АЧХ, дБ, не более ...................................................................... 3

КБВ со стороны выхода, не менее........................................................................... 0,6

Коэффициент шума, дБ, не более ........................................................................... 6

Конструктивно усилитель состоит из трех блоков — двух блоков усилителей А2 (УТДИ-I-II) и А1 (УТДИ-III), которые устанавливаются непосредственно на мачте антенн либо в непосредственной близости от них и блока питания с устройством сложения сигналов A3, устанавливаемого непосредственно у телевизионного приемника. Телевизионный

сигнал от антенны метрового диапазона (6-12 канал) поступает на разъем входа блока усилителя А1 (рис. 4. 28). На входе А1 установлен фильтр 1С1, 1L1,1L2,1L3, 1С2, настройка которого производится при помощи 1С1 и 1С2. Фильтр обеспечивает согласование входного сопротивления первого каскада усилителя, выполненного на транзисторе 1VT1 (КТ368А), с волновым сопротивлением антенны. Первый каскад усилителя собран по схеме с общим эмиттером. Режим транзистора по постоянному току определяют резисторы 1R1, 1R2. Элементы отрицательной обратной связи 1R4, 1C5 осуществляют коррекцию на верхних частотах диапазона. Второй каскад усилителя собран по схеме с общей базой. Режим работы транзистора 1VT2 (КТ368А) по постоянному току задан величинами резисторов 1R6, 1R7.

Выходной сигнал через полосовой фильтр 1L4, 1L5, 1L61C10 по фидеру снижения поступает на вход устройства сложения сигналов блока АЗ. Телевизионный сигнал от антенны метрового диапазона (1-5 канал) поступает на входной разъем блока усилителя А2. Описание принципиальной схемы аналогично усилителю УТДИ-III (А1), за исключением некоторых элементов и их обозначений. Стабилизированный блок питания выполнен на элементах 3VT1, 3VD5 по традиционной схеме параметрического стабилизатора. Первичная обмотка ЗТ1 включается последовательно с источником питания телевизионного приемника, что позволяет уменьшить габариты понижающего трансформатора. Питание подается на блок A3 при включении телевизора. Через 3L6, 3L7 напряжение питания 10, 5 В подается на соединительные разъемы (САТ-Г, CAT-Ш) и по фидерам поступает в блоки усилителей. Устройство сложения сигналов представляет собой фильтр верхних 3C1, 3L1, 3C2, 3L2, 3C3 и нижних частот ЗС6, 3L3, ЗС7, 3L4, 3C8, 3L5 и обеспечивает развязку между блоками усилителей разных диапазонов, внося незначительные потери на рабочих частотах. АЧХ диапазонных усилителей формируется изменением величины построечных емкостей (1С1, 1С2, 1С7, 1С10 - усилитель УТДИ-III 2С7, 2С10 - усилитель УТДИ-I-II и ЗС2. 3СЗ в устройстве сложения сигналов), а также изменением индуктивностей полосовых фильтров соответствующих диапазонов. При растяжении витков повышается частота настройки контуров, а при сжатии — наоборот, частота понижается.

Рис. 4. 29. Принципиальная схема блока A3

4. 3. 2. Усилители телевизионные MB диапазона УТДИ I-III

Усилитель телевизионный диапазонный индивидуальный УТДИ-I-III предназначен для усиления сигналов в метровом диапазоне волн с 1 по 12 телевизионный канал.

Параметры усилителя

для ТВ каналов........................................................................................................ 1-5... 6-12

Коэффициент усиления, дБ не менее................................................................... 10....... 9

Неравномерность частотной характеристики в полосе частот канала, дБ,

не более..................................................................................................................... 3........ 3

Коэффициент шума, дБ. не более........................................................................... 6........ 8

Входное и выходное сопротивление, Ом.............................................................. 75...... 75

Потребляемая мощность, Вт, не более................................................................................. 4

Конструктивно усилитель состоит из функционально законченного блока, устанавливаемого непосредственно у телевизионного приемника. Внутри пластмассового корпуса усилителя расположены две печатные платы (588-1, 588-2) и сетевой трансформатор (рис. 4. 31).

Отличительной особенностью исполнения данных схем усилителей является выполнение отдельных элементов полосовых фильтров методом печатного монтажа. Согласование входного сопротивления усилителей и антенн обеспечивается элементами С1, L1, L2, W1, С2 и С1, L1, С2, соответственно в III и в I-II телевизионных диапазонах. Сигнал от антенны III диапазона (6-12 телевизионные каналы) поступает на входной разъем XS1 платы 588-1. Первый каскад усилителя (плата 588-1) собран на транзисторе VT1 (КТ3109) по схеме с общим эмиттером (рис. 4. 31). Второй каскад усилителя собран по схеме с общей базой. Режим работы транзисторов по постоянному току задан величиной резисторов R1, R2 и R6, R7. Элементы R4, С4 обеспечивают коррекцию на верхних частотах диапазона. Усиленный сигнал с коллектора VT2 через полосовой фильтр W2L3W3L4C9 поступает на разъем ХР1 «выход». Усилитель 1-11 диапазона (плата 588-2) выполнен по аналогичной схеме, а выходной усиленный сигнал через фильтр W1L3L4C8 поступает на разъем общего выхода ХР1. Стабилизатор выполнен на элементах VT3VD1C10R9 (плата 588-1), а выпрямитель на элементах VD1-VD4 (плата 588-2).

Рис. 4. 31. Принципиальная схема усилителя УТДИ-I-III

4. 3. 3. Усилитель телевизионный ДМВ диапазона «Орбита» ТАИ 21-41.

Усилитель телевизионный дециметровый индивидуальный «Орбита» предназначен для усиления сигналов с 21 по 39 телевизионный канал и установке на мачте антенны.

Основные технические характеристики

Коэффициент усиления, дБ, не менее.................................................................... 12

Неравномерность АЧХ в диапазоне частот 470... 620 МГц, дБ, не более................ 3

КБВ на входе и выходе, не менее............................................................................ 0, 4

Коэффициент шума, кТо, не более............................................................................. 5*

Входное и выходное сопротивление, 0м................................................................... 75

Рис. 4. 32. Внешний вид усилителя «Орбита» ТАИ 21-41.

Конструктивно усилитель собран на печатной плате, закрытой металлической крышкой. Для защиты от влаги он помещен в круглый пластмассовый корпус с завинчиваемыми крышками. На входе и выходе усилителя установлены разъемы (антенные гнезда САТ-Г), которые соединяются (антенными штекерами САТ-Ш) фидером с блоком питания и антенной. Усилитель питается по фидеру снижения от источника питания, установленного вблизи телевизора.

Принятый антенной сигнал ДМВ поступает на вход усилителя через полосовой фильтр на C1W1 (рис. 4. 33). Элементы W1 - W3 выполнены печатным монтажом (полосковые линии в интегральном исполнении). Двухкаскадный усилитель выполнен на транзисторах VT1, VT2 (КТ3101А), включенных по схеме с общим эмиттером. Отрицательную обратную связь по току обеспечивают элементы R4C5C6 и R8C8C9, осуществляя коррекцию на верхних частотах диапазона. Режимы транзистора VT1 по постоянному току обеспечивают элементы R1, R2, а транзистора VT2 — резисторы R5, R6. Развязку по питанию обеспечивают фильтры R2C2, L1C7.

* Для пересчета коэффициента шума необходимо воспользоваться номограммой в прил. 2.

Рис. 4.33. Принципиальная схема усилителя «Орбита» ТАИ 21-41.

4. 3. 4. Усилитель телевизионный ДМВ диапазона УТДИ -IV-V

Усилитель телевизионный дециметровый индивидуальный УТДИ-IV-V обеспечивает усиление сигналов в дециметровом диапазоне волн с 21 по 41 телевизионный канал.

Основные технические характеристики

Коэффициент усиления, дБ, не менее....................................................................... 14

Неравномерность АЧХ в диапазоне частот 470... 638 МГц, дБ, не более................ 3

КБВ на входе и выходе, не менее............................................................................ 0, 4

Коэффициент шума, кТо, не более............................................................................. 5*

Входное и выходное сопротивление, Ом................................................................ 75

Потребляемая мощность от сети, Вт, не более...................................................... 3

Напряжение питания, В, при частоте 50Гц................................................................ 220+-22

Конструктивно усилитель состоит из двух блоков — блока усилителя, устанавливаемого на мачте антенны и блока питания, устанавливаемого непосредственно у телевизионного приемника.

Сигнал с антенны ДМВ поступает на клемму «вход» блока усилителя и далее на ФВЧ (1-С1, 1-L1, 1-С2, 1-L2, 1-СЗ, 1-L3), который подавляет сигналы, расположенные ниже дециметрового диапазона, и обеспечивает согласование входного сопротивления первого каскада усилителя, выполненного на транзисторе 1-V1 (КТ3101А-2), с волновым сопротивлением антенны. (рис 4. 35) Каскады усилителя собраны по схеме с общим эмиттером. Стабилизация режимов транзисторов по постоянному току осуществляется через резисторы 1-R1, 1-R2 и 1-R6, 1-R7. Элементы 1-С7, 1-С8 обеспечивают коррекцию АЧХ на верхних частотах диапазона. С выхода усилителя по фидеру снижения усиленный сигнал поступает на разъем 2-XS1 блока питания. На вход телевизионного приемника сигнал поступает с разъема 2-ХР2 через разделительную емкость 2-СЗ. Развязку каскадов усилителя по питанию обеспечивают фильтры 1-С4, 1-С5, 1-L-5 и 1-С9, 1-L6, на которые по фидеру с разъема 2-XS1 блока питания через 2-L1 подается напряжение 10, 5 В. Стабилизированный блок питания выполнен на элементах 2-V5, 2-V6 по традиционной схеме параметрического стабилизатора.

* Для пересчета коэффициента шума необходимо воспользоваться номограммой в прил. 2.

Рис. 4.35. Принципиальная схема усилителя УТДИ-IV-V

4. 3. 5. Усилитель телевизионный ДМВ диапазона УТАИ 21 - 41

Усилитель телевизионный антенный индивидуальный УТАИ 21-41 предназначен для усиления телевизионных сигналов в дециметровом диапазоне волн.

Основные технические характеристики

Коэффициент усиления, дБ, не менее........................................................................ 12

Неравномерность АЧХ в диапазоне частот 470... 640 МГц, дБ, не более................ 3

КБВ на входе и выходе, не менее............................................................................. 0, 5

Коэффициент шума, дБ, не более............................................................................. 7

Входное и выходное сопротивление, Ом................................................................. 75±3

Потребляемая мощность от сети, Вт, не более......................................................... 5

Напряжение питания, В, при частоте 50Гц................................................................ 220±10

Конструктивно усилитель состоит из двух блоков:

блока усилителя, устанавливаемого на мачте антенны, и блока питания устанавливаемого рядом с телевизором. Фидер снижения от антенны ДМВ подпаивают к клеммам Х1, Х2 (рис. 4. 37). Фильтр верхних частот C1L1L2C2W1 L3C3 обеспечивает подавление сигналов, расположенных ниже дециметрового диапазона.

Усилитель собран на транзисторах VI-V3 (КТ371АМ). Первый каскад усилителя, обеспечивающий основное усиление при регламентированном уровне шума, выполнен по схеме с общим эмиттером. Стабильность работы выходного каскада, выполненного на транзисторах V2, V3 с непосредственной связью, обеспечивает глубокая отрицательная обратная связь (резисторы R6, R8). Элементы фильтров W1 и W2 (полосковые линии) выполнены печатным монтажом со стороны навесных элементов. Полосовой фильтр L6W2L7C9 согласует выход усилителя с волновым сопротивлением фидера снижения. Развязку каскадов усилителя по питанию обеспечивают фильтры L8C7 и L5C4, на которые по фидеру с разъема XS2 блока питания через L1 подается напряжение 10, 5 В. Блок питания содержит сетевой трансформатор Т1, выпрямитель V2 - V5, емкость фильтра питания С4, параметрический стабилизатор R1V1.

Рис. 4. 37. Принципиальная схема усилителя УТАИ 21-41

4.3.6. Усилитель телевизионный MB и ДМВ диапазонов «Сириус»

Усилитель антенный широкополосный предназначен для усиления телевизионных сигналов в диапазоне частот 48, 5... 230 МГц (1... 12 каналы) и 470... 790 МГц (21... 60 каналы), а также радиосигналов в диапазоне УКВ (65, 8... 73, 0 МГц). Применяется для улучшения качества изображения и звукового сопровождения при приеме черно-белых и цветных телевизионных программ в зоне неуверенного приема и рассчитан для работы в закрытых помещениях.

Основные технические характеристики

Коэффициент усиления, дБ, не менее....................................................................... 15

Неравномерность коэффициента усиления, дБ, не более........................................ 5

Входное и выходное сопротивление, Ом.................................................................. 75+ -3

Потребляемая мощность от сети, Вт, не более......................................................... 5

Рис. 4. 38. Внешний вид усилителя «Сириус»

Конструктивно усилитель и блок питания собраны на двухсторонней печатной плате и установлены в пластмассовый корпус. Сигнал от антенны MB поступает на первый каскад усилителя с разъема XS2 (рис. 4. 39) через фильтр L4C14C15L3, а сигнал от антенны ДМВ - с разъема XS1 через L2C9. Диод VD1 обеспечивает защиту входного каскада от перегрузки сигналами местных станций. Двухкаскадный апериодический усилитель выполнен на СВЧ транзисторах VT1, VT2 (КТ3101А), включенных по схеме с общим эмиттером. Отрицательная обратная связь по напряжению (элементы R5R7C5, R6R8C6) и цепи эмиттерной коррекции (элементы R9C10, R10C11, R12C12, R13C13) обеспечивают равномерность усиления в полосе 48, 5... 790 МГц и коррекцию на верхних частотах диапазона. Развязку от

Рис. 4. 39. Принципиальная схема усилителя «Сириус»

помех по питанию обеспечивают фильтры L1C2, R1C1. Блок питания выполнен на элементах СЗ, R2, С4.

4.3.7. Усилитель антенный телевизионный дециметрового диапазона волн УАТ ДМВ

Усилитель антенный телевизионный УАТ ДМВ предназначен для усиления телевизионных сигналов в дециметровом диапазоне волн. Конструктивно выполнен на печатной плате, расположенной в герметичном корпусе, что позволяет устанавливать его на мачте антенны (рис. 4. 40).

Основные технические характеристики

Коэффициент усиления, дБ, не менее....................................................................... 30

Неравномерность АЧХ в диапазоне частот 470... 635 МГц, дБ, не более................ 3

КБВ на входе и выходе, не менее.......................................................................... 0, 5

Коэффициент шума, дБ, не более........................................................................... 7

Входное и выходное сопротивление, Ом.................................................................. 75

Ток потребления при напряжении питания 12В, мА.................................................. 20

На входе усилителя (рис. 4. 41) установлен полосовой фильтр L1С1L2. Сигнал с выхода полосового фильтра через емкость СЗ поступает на первый каскад (транзистор VT1), выполненный по схеме с общей базой. Усиленный сигнал с коллекторной нагрузки VT1 (L3, L4) через С6 поступает на второй каскад усиления (транзистор VT2), выполненный по аналогичной схеме. Далее сигнал с коллекторной нагрузки VT2 (L6, L7) подается на базу VT3. Третий каскад усиления собран по схеме с общим эмиттером, связь между этими каскадами непосредственная. Усиленный сигнал с коллекторной нагрузки L9,L10 через С14 поступает на выходные клеммы, к которым подпаивается фидер снижения. Питание усилителя осуществляется по фидеру снижения через переходник, в котором установлены разделительная емкость и дроссель фильтра питания с предохранителем 0, 05А. Для питания усилителя используется отдельный источник напряжением 12В и током потребления не менее 0. 02А.

Рис. 4. 41. Принципиальная схема УАТ ДМВ

4.4. Конвертеры ДМВ

Преобразователи частоты (конвертеры) сдвигают спектр сигнала из одной области частот в другую при сохранении его структуры.

Принимать программы, передаваемые по каналам дециметровых волн, можно только на телевизоры, оборудованные специальными селекторами каналов. Селектор каналов дециметровых волн (СКД) производит непосредственное преобразование частот телевизионных каналов ДМВ в промежуточную частоту изображения и звука. При непосредственном преобразовании телевизионных сигналов ДМВ частота гетеродина fr СКД выше несущей частоты изображения принятого ТВ канала на 38 МГц:

fr = fни + fпчи (4-12)

где fнu - несущая частота изображения принимаемого канала;

fпчи- промежуточная частота сигнала изображения (38 МГц).

Рис. 4.42. Перенос спектра частот в конвертерах

Сигнал, преобразованный блоком СКД, поступает на вход смесителя селектора каналов метрового диапазона (СКМ), который при приеме каналов ДМВ выполняет функцию усилителя ПЧ. Для телевизионных приемников без блоков ДМВ применяют конвертеры, обеспечивающие прием и предварительное преобразование каналов дециметрового диапазона в один из каналов метрового диапазона. При этом преобразованный сигнал подается на вход селектора метрового диапазона (СКМ), где происходит его усиление и второе преобразование.

Данный способ приема (рис. 4.42) определяет частоту гетеродина конвертера, которая должна быть ниже несущей частоты изображения принятого дециметрового ТВ канала на величину несущей изображения метрового ТВ канала (на котором будет осуществляться прием ТВ программ дециметрового диапазона).

fr=fни(ДМВ) - fни(МВ), (4.13)

где fни(ДМВ) - несущая частота изображения канала приема дециметрового диапазона;

fни(МВ) - несущая частота изображения канала приема метрового диапазона.

Конвертеры могут быть встроены в телевизор, установлены в составе стационарного оборудования в системе коллективного приема, либо выполнены в виде приставки - селектора каналов дециметрового диапазона. Приставка - селектор предназначена для работы с телевизионными приемниками метрового диапазона любого типа и класса без дополнительной их переделки.

4.4.1. Конвертер КТК (ОТУ-3. 2)

Конвертер КТК рассчитан на круглосуточную работу в составе оборудования телевизионного унифицированного ОТУ-3. 2 для систем коллективного приема телевидения СКПТ и рассчитан на селекцию, преобразование и усиление одного из телевизионных каналов дециметрового диапазона волн в сигналы частот канала метрового диапазона.

Параметры конвертера Коэффициент усиления на средней частоте канала, дБ....................................... 30±5

Неравномерность АЧХ в полосе частот канала, дБ, не более................................. 2

КСВ на входе и выходе конвертера в полосе частот

±4МГц от средней частоты пропускания, не более................................................ 1, 7

Избирательность по зеркальному каналу, дБ, не менее....................................... 50

Коэффициент шума, дБ, не более........................................................................... 12

Мощность сигнала гетеродина, проникающего на вход конвертера,

мкВт, не более............................................................................................................ 0, 05

Напряженность поля радиосигнала от излучения гетеродина конвертера

на расстоянии 3 м, дБ мкВ/м. не более.................................................................... 66

Потребляемая мощность, Вт, не более...................................................................... 1, 5

Конвертер выполнен в виде линейки, конструкция которой позволяет использовать его в составе унифицированного телевизионного оборудования ОТУ-3. 2.

Принципиальная электрическая схема конвертера КТК-41/6 приведена на рис. 4. 44. Конвертер состоит из трехрезонаторного коаксиального входного фильтра (W1 W2 W3), направленного ответвителя Е4 (устройство сложения мощностей сигнала и гетеродина), смесителя на транзисторе VT1, гетеродина на транзисторе VT4 и УПЧ на транзисторах VT2, VT3. Входной

фильтр выполнен на трех отрезках короткозамкнутых коаксиальных линий. Высокочастотный сигнал вводится в фильтр с помощью индуктивной петли связи Е1, которая возбуждает линию W1.

Линии фильтра представляют собой четвертьволновые коаксиальные резонаторы с конденсаторами на открытых концах. Длина их несколько меньше четверти длины волны, соответствующей верхней границе дециметрового диапазона. На заданный канал резонаторы настраиваются с помощью подстроечных конденсаторов С1 С2 СЗ, подключенных к

Рис. 4. 43. Внешний вид конвертера КТК

открытым концам линий. Использованная конструкция позволяет настраивать фильтр на любой из каналов диапазона 470... 638 МГц (21-41 ТВ канал).

Связь резонаторов входного фильтра с генератором осуществляется с помощью петли связи Е2, а связь между резонаторами - через отверстия (окна связи), прорезаннные в общих стенках резонаторов. С выхода фильтра сигнал подается через конденсатор С4 на одно из плеч направленного ответвителя (НО) Е4, на другое плечо которого через конденсатор С7 поступает напряжение гетеродина. Направленный ответвитель обладает переходным ослаблением примерно 10 дБ и выполнен в виде двух связанных электромагнитной связью линий, намотанных на металлической трубке.

Использование НО для сложения мощностей сигнала и гетеродина позволяет уменьшить уровень мощности гетеродина, проникающей на вход

Рис. 4. 44. Принципиальная схема конвертера КТК-41/6

конвертера, а также упростить процесс настройки конвертера. С выхода НО напряжения сигнала и гетеродина подаются на вход смесителя, выполненного на транзисторе VT1. Нагрузка смесителя представляет собой фильтр на связанных емкостной связью контурах (первый - L1C12 выполнен в виде параллельного контура, а второй - L2C16 - в виде последовательного). Фильтр настраивается на полосу частот канала, в которой осуществляется преобразование. С выхода смесителя сигнал поступает на вход УПЧ (VT2 - по схеме с общим эмиттером, VT3 - по схеме с общей базой).

Для регулировки усиления конвертера в цепь базы транзистора VT2 включен потенциометр R8. Чтобы уменьшить мощность гетеродина, проникающую на выход конвертера, в цепь коллектора этого транзистора включен последовательный контур L4C21, настраиваемый на частоту гетеродина. Гетеродин выполнен на транзисторе VT4 по схеме с общей базой. Его резонансная система состоит из двух связанных через окно связи коаксиальных линий, одна из которых (W4) эквивалентна полуволновой линии и включена в коллектор транзистора VT4, а другая (W5), эквивалентна четвертьволновой линии и включена в цепь обратной связи. За счет сравнительно слабой связи линии резонатора W5 с линией W4 и эмиттерной цепью транзистора VT4 удается получить достаточно высокую добротность резонатора W5, что позволяет стабилизировать частоту генерации. Для повышения стабильности собственной резонансной частоты резонатора W5 к линии резонатора подключается конденсатор С23 с отрицательным ТКЕ. Питание на коллектор транзистора VT4 подается со стабилитрона VD5 через фильтр Z1, подключаемый к линии резонатора W4 в точке, близкой к узлу напряжения. Для устранения в схеме гетеродина паразитных колебаний в базу транзистора VT4 включен резистор R15. Напряжение питания так же, как и в усилителях УТД и УТК, подается на конвертер через выходной высокочастотный соединитель. Разделение напряжений сигнала и постоянного тока осуществляется с помощью элементов С31, L7 и С10, С17, L3.

КТК более поздних модификаций выполнены по приведенной ниже схеме (рис. 4. 45). Ее отличительная особенность заключается в применении транзисторов прямой проводимости (VT1-VT4) и введении дополнительного транзистора в тракт усилителя ПЧ. Первый каскад ПЧ выполнен на транзисторах VT2-VT3 с гальванической связью между транзисторами. Подавление сигнала гетеродина, проникающего на выход конвертера, осуществляется элементами L9. C29. Для устранения возбуждения усилителя ПЧ применены емкости С20, С24, СЗ0.

Схема и конструкция конвертеров позволяют настраивать их в процессе производства на любые заданные сочетания каналов за исключением несовместимых. При выборе сочетаний каналов в конвертере следует учитывать данные табл. 4. 7 и 4. 8 [6. 5].

Рис. 4. 45. Принципиальная схема конвертера КТК-31/1

Таблица 4. 7. Ограничения при выборе сочетаний каналов

Таблица 4. 8. Ограничения, накладываемые наличием взаимных помех в условиях многопрограммного вещания

4.4.2. Приставка - селектор каналов дециметрового диапазона ПСКД-5-1 («Калуга», «Орбита», «Ростов-Дон», «Хмельницкий»)

Технические характеристики

Диапазон принимаемых частот, МГц........................................................... 470... 640

Вход приставки, (Rвх = 75 Ом)..................................................................... несимметричный

Коэффициент передачи по напряжению, дБ

на f= 470 МГц............................................................................................. 0

на f = 640 МГц.............................................................................................. + б

Потребляемая мощность, Вт, не более....................................................... 5

Приставка предназначена для приема сигналов дециметрового диапазона (21 -41) и преобразования их в сигналы метрового диапазона 1 или 2 каналы. Конструктивно приставка выполнена в виде функционально законченной конструкции, внутри которой расположен сетевой

трансформатор, блок стабилизации У1, блок радиотракта У2, органы управления и коммутации. Сетевое напряжение на блок ПСКД-5-1 (рис. 4. 47) поступает с переключателя В 16, при этом переключатель В1а коммутирует сигнал с выхода

конвертера на антенное гнездо XS3 (ТВ). Блок радиотракта У2 (конвертер) содержит два каскада - УРЧ (усилитель радиочастоты) и преобразователь частоты. На входе УРЧ включен фильтр верхних частот (ФВЧ) L1C1L2C2; обеспечивающий подавление частот сигналов метрового диапазона. Конденсатор СЗ улучшает согласование усилителя радиочастоты с ФВЧ. УРЧ собран на высокочастотном транзисторе VT1 по схеме с общей базой, что обеспечивает хорошее согласование с волновым сопротивлением антенны (75 Ом). Коллекторной нагрузкой VT1 является двухконтурный полосовой фильтр, состоящий из полуволновых коаксиальных линий L6, L 10, укороченных емкостями С9, С 10, С 11, С 12 на одном конце линии и емкостями варикапов VD1, VD2 на другом. Связь между контурами обеспечивается короткозамкнутой петлей L8, помещенной в щели металлической перегородки между 2-й и 3-й секциями. Такая связь эквивалентна индуктивной связи между катушками двух контуров. Перестройка полосового фильтра по диапазону частот обеспечивается подачей напряжения смещения на варикапы по цепи R3, L5, R4,L12 с контакта 3 (Uн). Элементами настройки в низкочастотном конце диапазона служат короткозамкнутые петли связи L7, L9. Усиление УРЧ регулируется путем изменения напряжения «РРУ», поступающего на базу транзистора VT1 через R2 с контакта 2. Преобразователь собран на транзисторе VT2 по схеме с общей базой. В этой схеме совмещены смеситель и гетеродин конвертера. Напряжение, выделенное в полосовом фильтре через петлю связи L11, поступает на эмиттер VT2. Коллекторная цепь транзистора VT2 через конденсатор С19 нагружена гетеродинным контуром, выполненным в виде полуволновой линии L14, укороченной емкостями С22, С23 с одной стороны и емкостью варикапа VD4 (служащего для перестройки контура по диапазону частот) и фильтром НЧ - L16L17C24 — с другой. Короткозамкнутая петля L15 служит для подстройки контура гетеродина на нижнем конце диапазона. Емкость С18 и емкость варикапа VD3 обеспечивают требуемую величину обратной связи при перестройке по диапазону.

Перестройка величины обратной связи и частоты гетеродина по диапазону обеспечивается подачей напряжения смещения на варикапы VD3, VD4 по цепи R9, L13 с контакта 5 (Uн). В результате биений между напряжениями частот принятого сигнала канала ДМВ и гетеродина конвертера на выходе фильтра НЧ возникают преобразованные напряжения промежуточных частот изображения и звукового сопровождения с частотами 1-го (2-го) ТВ канала. Путем изменения напряжения на контакте 5 происходит перестройка выхода конвертера на 1-й (2-й) ТВ канал.

Конвертер собран на печатной плате, на которой кроме радиоэлементов установлены перегородки коаксиальных контуров L6, L10, L14. Печатная плата с монтажом устанавливается в металлическую рамку и закрывается двумя металлическими крышками.

Рис. 4. 47. Принципиальная схема блока ПСКД-5-1 Блок стабилизации У1 содержит однополупериодный выпрямитель на VD1, фильтр питания С1, два параметрических стабилизатора R1, VD2, VD3 (25±2В), и R2, VD4, VD5 (20±2В). Напряжение питания конвертера (10В) подается на контакт 4 с точки соединения стабилитронов VD4 и VD5. С делителя напряжения R5, R6, R7 (контакт 4 У1) снимается напряжение для ручной регулировки усиления «РРУ». Диапазон приема FB и FH устанавливается регулировкой напряжения резисторами R3, R4. Напряжение точной (R2) и грубой (R1) настройки подается на контакт 3 (Uн) конвертера с контакта 6 блока стабилизации. Путем изменения напряжения на контакте 5 подстраивается выход конвертера на 1-й (2-й) телевизионный канал. С делителя R8, R9 (У1) на контакт 5 конвертера подается напряжение для перестройки частоты гетеродина. При переводе резистора R9 в крайнее правое положение напряжение на варикапе VD4 уменьшается, при этом емкость варикапа увеличивается, что приводит к снижению частоты гетеродина и преобразованию принимаемых каналов на второй ТВ канал. При переводе резистора R9 в крайнее левое положение принятые каналы ДМВ преобразовываются в первый телевизионный канал.

4.4.3. Приставка - селектор каналов дециметрового диапазона ПСКД-6 (ПСКД-6М)

Приставка предназначена для работы с телевизионными приемниками метрового диапазона любого типа и класса без дополнительной их переделки. Конструктивно приставка выполнена в виде функционально законченной конструкции, внутри которой расположены сетевой трансформатор, блок стабилизации А2, блок радиотракта А1, органы управления и коммутации.

Технические характеристики

Диапазон принимаемых частот............................................ 470... 640 МГц (каналы 21-41)

Вход приставки, (Rвх = 75 Ом).............................................. несимметричный

Коэффициент передачи по напряжению, дБ

на f =470 МГц....................................................................... О

на f= 640 МГц......................................................................+ 6

Потребляемая мощность, Вт, не более................................ 5

Блок радиотракта (конвертер) А1 содержит два каскада — усилитель радиочастоты (УРЧ) VT1 и преобразователь VT2, выполненные на высокочастотных транзисторах КТ346А (рис. 4. 49). Телевизионный сигнал через разъем XS1 (вход ДМВ) поступает на входную цепь

конвертера. Входная цепь выполнена в виде фильтра верхних частот L1C1L2C2, который обеспечивает подавление сигналов с частотами, расположенными ниже диапазона ДМВ. Конденсатор С4 служит для частичной компенсации реактивной составляющей входного сопротивления транзистора VT1 и улучшения согласования. УРЧ выполнен по схеме с общей базой, что позволяет обеспечить хорошее согласование с волновым сопротивлением антенного кабеля (75 Ом) во всей полосе рабочих частот. Коллекторная цепь транзистора нагружена двухконтурным полосовым фильтром, состоящим из полуволновых коаксиальных линий L6 и L10, укороченных емкостями С8, С 10, С 12, С 14 на одном конце линии и емкостями варикапов VD1, VD2 — на другом.

Перестройка ПФ по диапазону частот осуществляется изменением напряжения смещения на варикапах VD1, VD2, которое поступает с контакта 3 разъема XS3 через R3, R4. Элементами настройки в нижнем конце диапазона служат короткозамкнутые петли связи L5, L8, а в верхнем конце - индуктивности L4, L12. Связь между контурами полосового фильтра осуществляется петлями связи L7, L9. Регулировка усиления производится путем изменения напряжения «РРУ», поступающего с контакта 1 разъема XS3

Рис. 4. 50. Принципиальная схема блока питания и управления ПСКД-6М

на базу VT1 через резистор развязки R2. Преобразователь частоты выполнен по схеме с ОБ на транзисторе VT2. Связь с полосовым фильтром УРЧ обеспечивается петлей связи L11. Коллекторная цепь преобразователя через емкость С22 нагружена гетеродинным контуром в виде полуволновой линии L15 (укороченной конденсаторами С24, С21 и емкостью варикапа VD3, служащего для перестройки контура по диапазону частот) и полосовым фильтром С25П7.

Индуктивность L16 служит для развязки по высокой частоте между контуром гетеродина и полосовым фильтром. Короткозамкнутая петля L14 служит для корректировки частоты гетеродина на нижних каналах ДМВ, а L13 - на верхних. Емкость С18 и емкость варикапа VD4 обеспечивают требуемую величину обратной связи при перестройке по диапазону. Напряжение смещения варикапов VD3, VD4 поступает с контакта 4 разъема XS3 через резистор R9.

Температурная стабилизация частоты гетерадина зависит от ТКЕ конденсаторов С18, С21, С24 и стабильности параметров VD4. В результате биений между частотой принятого сигнала и частотой гетеродина на выходе фильтра C25L17 образуются преобразованные сигналы несущей частоты изображения и звука первого ТВ канала. Преобразованный сигнал с контакта 5 разъема XS3 поступает на блок А2. Сетевое напряжение с переключателя SA2. 1 поступает на понижающий трансформатор TV1, при этом переключатель SA2. 2 коммутирует выходной сигнал конвертера (контакт 5 ХР2) через антенную вилку XW1 на вход телевизора.

Для получения напряжения питания применена схема с удвоением напряжения на элементах VD1, VD2, С1, С2, R1. На элементах VT1, R3, R6, R8, VD3, VD5 выполнен параметрический стабилизатор, к которому подключен делитель напряжения RP2, RP3, RP4, RP5. Регулировкой RP2 (Fв), RP3 (Fн) устанавливают верхнюю и нижнюю границы приема каналов, а настройкой RP4, RP5 — канал приема. Переключатель SA1 (ДМВ1-ДМВ2) осуществляет выбор предварительно настроенного ТВ канала. Напряжение питания (12В) конвертера снимается с параметрического стабилизатора VD4 R4. Напряжение ручной регулировки усиления «РРУ» устанавливается резистором RP1. Емкости С2, С4 - фильтрующие. Контроль включения питания блока ПСКД-6 осуществляет светодиодный индикатор НП.

4.4.3. Приставка - селектор каналов дециметрового диапазона ПСКД-6 (ПСКД-6М)

Приставка предназначена для работы с телевизионными приемниками метрового диапазона любого типа и класса без дополнительной их переделки. Конструктивно приставка выполнена в виде функционально законченной конструкции, внутри которой расположены сетевой трансформатор, блок стабилизации А2, блок радиотракта А1, органы управления и коммутации.

Технические характеристики

Диапазон принимаемых частот............................................ 470... 640 МГц (каналы 21-41)

Вход приставки, (Rвх = 75 Ом).............................................. несимметричный

Коэффициент передачи по напряжению, дБ

на f =470 МГц....................................................................... О

на f= 640 МГц......................................................................+ 6

Потребляемая мощность, Вт, не более................................ 5

Блок радиотракта (конвертер) А1 содержит два каскада — усилитель радиочастоты (УРЧ) VT1 и преобразователь VT2, выполненные на высокочастотных транзисторах КТ346А (рис. 4. 49). Телевизионный сигнал через разъем XS1 (вход ДМВ) поступает на входную цепь

конвертера. Входная цепь выполнена в виде фильтра верхних частот L1C1L2C2, который обеспечивает подавление сигналов с частотами, расположенными ниже диапазона ДМВ. Конденсатор С4 служит для частичной компенсации реактивной составляющей входного сопротивления транзистора VT1 и улучшения согласования. УРЧ выполнен по схеме с общей базой, что позволяет обеспечить хорошее согласование с волновым сопротивлением антенного кабеля (75 Ом) во всей полосе рабочих частот. Коллекторная цепь транзистора нагружена двухконтурным полосовым фильтром, состоящим из полуволновых коаксиальных линий L6 и L10, укороченных емкостями С8, С 10, С 12, С 14 на одном конце линии и емкостями варикапов VD1, VD2 — на другом.

Перестройка ПФ по диапазону частот осуществляется изменением напряжения смещения на варикапах VD1, VD2, которое поступает с контакта 3 разъема XS3 через R3, R4. Элементами настройки в нижнем конце диапазона служат короткозамкнутые петли связи L5, L8, а в верхнем конце - индуктивности L4, L12. Связь между контурами полосового фильтра осуществляется петлями связи L7, L9. Регулировка усиления производится путем изменения напряжения «РРУ», поступающего с контакта 1 разъема XS3

Рис. 4. 50. Принципиальная схема блока питания и управления ПСКД-6М

4. 4. 4. Приставка - селектор каналов дециметрового диапазона ПСКД-7 (ПСКД-7-1)

Технические характеристики

Диапазон принимаемых частот,

для ПСКД-7-1.............................................................................. 470... 640 МГц

для ПСКД-7 ................................................................................. 470...790 МГц

Вход приставки, (Рю = 75 Ом)....................................................................... несимметричный

Коэффициент передачи по напряжению ....................................................... 0... 10 дБ

Потребляемая мощность, Вт, не более......................................................... 5

Рис. 4. 51. Внешний вид ПСКД-7 (ПСКД-7-1)

Схемотехническое построение блока А1 приставки «Умань» подобно ПСКД-6. 1, различие заключается в блоке стабилизации А2 (рис. 4. 526).

В данной приставке применено четыре переключателя S2. 1 - S2. 4 и четыре резистора настройки R9 - R 12 (выведенные на заднюю панель приставки), позволяющие произвести предварительную настройку на четыре телевизионных канала в диапазоне ДМВ.

4. 5. Активный фильтр сложения телевизионных сигналов АФС-1-12-2

Активный фильтр сложения АФС-1-12-2 предназначен для сложения и усиления телевизионных сигналов от четырех телевизионных антенн MB диапазона. Выход фильтра рассчитан на подключение двух телевизионных приемников. Устанавливать фильтр желательно как можно ближе к антеннам, например, в чердачном помещении. Фильтр необходимо защитить от прямого попадания влаги и пыли.

Основные технические характеристики

Коэффициент усиления, дБ, не менее

на 1 -2 каналах.............................................................. 3,5

на 3- 5 каналах ............................................................. 4,5

на 6-12 каналах .............................................................. 4,5

Неравномерность АЧХ в полосе каждого из усиливаемых

диапазонов частот, дБ, не более ............................................................................... 3

Коэффициент отражения, дБ, не более .................................................................... 0,4

Коэффициент шума, дБ, не более ............................................................................. 9

Ток потребления, мА, не более .............................................................. 30

Напряжение источника питания, В........................................................................... 12±1, 2

Рис. 4. 53. Внешний вид АФС-1-12-2

Конструктивно фильтр размещен в металлическом корпусе, закрываемом двумя крышками (корпус блока СКВ-1). Фильтр сохраняет работоспособность при понижении напряжения питания до 9В, но при этом ухудшаются его параметры. С одной стороны корпуса расположены входы антенн (четыре антенных гнезда) с противоположной стороны — три антенных гнезда (два выхода усиленного сигнала и вход питания).

На входе 1 - 2 ТВ канала (рис. 4. 54) установлен полосовой фильтр L1С1 C2L2C3C4C5L3. Сигнал с выхода полосового фильтра через емкость С6 поступает на усилитель 1 - 2 ТВ канала — транзистор VT1, выполненный по схеме с общей базой. Усиленный сигнал с коллекторной нагрузки VT1 (контуры L4C9, L5C10) через С11, L11 поступает на пассивный делитель телевизионного сигнала — элементы R14, R15, R16. По аналогичной схеме выполнен каскад для 3 - 5 ТВ канала: полосовой фильтр C12L6C13L7C14C15L8, усилительный элемент VT2 и нагрузка — контуры L9C19, L10С20. Сигнал через С21, L11 также поступает на пассивный делитель. Сигнал от одной из антенн (6 - 12 ТВ каналы) поступает на полосовой фильтр L14C24C25C26L15C27 через L12, а от другой антенны — через L13. Усилитель 6 - 12 ТВ канала выполнен по двухкаскадной схеме на транзисторах VT3 — по схеме с общим эмиттером, VT4 — по схеме с общей базой. Нагрузкой усилителя являются контуры L17C32, L18CЗЗ, L19C35. Усиленный сигнал 6 - 12 ТВ канала через С34 поступает на пассивный делитель. Питание на фильтр подается через VD1, предохраняющий схему от неправильного включения полярности питания.

Рис. 4.54. Принципиальная схема АФС-1-12-2