Автор Тема: Усилители приемных антенн  (Прочитано 85514 раз)

RV3DSF

  • Гость
Усилители приемных антенн
« : 07 Июля 2009, 04:24:09 »
Доброе время Игорь! Большое спасибо за ответ. У меня комментарий и вопрос по 5-ой части книжки. http://dl2kq.de/ant/kniga/9643.htm Этой весной, в мае, ходил в лес за берёзовым соком и брал с собой «DEGEN-1103», чтоб не скучно было пока сок капает. В нём на КВ диапазоне для приёма используется полуметровая телескопическая антенна подключённая к истоковому повторителю. Гуляя в гуще леса, вполне уверенно принимал громкие станции США и Японии в диапазонах 14 и 18 мегагерц. Во время захода солнца уверенно слышал несколько пиратских АМ станций Украины и юга России в диапазоне 1,7-1,8 МГц, а некий «Чемодан – город Тула» даже зажигал несколько сегментов S-метра.  . Т.е. схемное решение очень эффективное. Теперь вопрос:
Если короткую антенну использовать не в виде штыря, а согнуть в виде рамки, то правильно ли я думаю, что в таком случае согласующий усилитель должен быть наоборот, очень низкоомным? Т.е. быть усилителем напряжения. Например, каскад с общей базой, или на полевом транзисторе с большой крутизной включённым по схеме с общим затвором.

Оффлайн DL2KQ

  • Администратор
  • *****
  • Сообщений: 2319
  • Репутация: +240/-5
    • Просмотр профиля
Re: Усилители приемных антенн
« Ответ #1 : 08 Июля 2009, 08:10:49 »
Да низкоомным. Но очень и очень низкоомным. Прикинем: Ra очень короткой петли составляет несколько десятков миллиом. Значит, чтобы не сильно ослабить ток, наведенный ЭМВ в рамке Rвх должно быть такого же порядка. А лучше - в несколько раз меньше. Т.е. десятки ... единицы миллиом. Следовательно, каскады с ОБ/OИ с их единицами ом, отпадают.
Но на скоростном операционном усилителе получить такие цифры можно. Известно, что входное сопротивление преобразователя ток-напряжение, показанного на следующем рисунке, составляет R1/(1+K), где К – коэффициент усиления ОУ с разомкнутой ООС.
Современные ОУ имеют К > 1000 на частотах единицы МГц. Значит, при R1 = 50 Ом получается Rвх < 50 мОм.
Эта схема, по сути, токовый повторитель (ну логично же: источнику напряжения-короткому штырю – повторитель напряжения, источнику тока-маленькой рамке – повторитель тока).
Ток, наведенный в маленькой приемной рамке не усиливается, а повторяется. Но на выходе он оказывается приложен не к десяткам миллиом Ra рамки, а к резистору R1. Т.е. коэффициент усиления схемы по напряжению Кu = R1/Ra. Это эквивалентно пассивной рамке с добротностью, равной Кu. Но пассивной рамке потребуется конденсатор (для образования резонансного контура) и система получится узкополосной. А рамка с токовым повторителем частононезависима.
   Более точный анализ, с учетом индуктивного сопротивления рамки дает меньшие (около сотни при квадратной рамке со стороной 20 см) цифры усиления (виртуальной добротности), монотонное падение усиления с ростом частоты и менее жесткие требования к Rвх (но меньше 1 Ома его все равно надо иметь).

Более близкий к практике вариант схемы, показан на следующем рисунке.
Однополярное питание, резисторы R2, R3 задают смещение. Кстати, рамка тут получается отвязана от корпуса, а синфазные наводки на нее очень сильно (на десятки дБ) давятся самим ОУ.
По идее, получается очень практичная приемная антенна: магнитная, апериодическая, защищенная от синфазных наводок. Но это по идее - такие системы я не пробовал на практике. Поэтому вышеприведенное всего лишь мои размышления на эту тему...

Оффлайн 4Z1UF

  • ***
  • Сообщений: 23
  • Репутация: +0/-0
    • Просмотр профиля
Re: Усилители приемных антенн
« Ответ #2 : 12 Августа 2011, 11:47:28 »
Есть ли У тебя какие-то рекоммендации по низкошумящим усилителям, желательно с усилением бОльшим (>20dB), нежели основная масса публикуемых в интернете?

Оффлайн DL2KQ

  • Администратор
  • *****
  • Сообщений: 2319
  • Репутация: +240/-5
    • Просмотр профиля
Re: Усилители приемных антенн
« Ответ #3 : 13 Августа 2011, 15:34:08 »
На 160 и 80 м уже можно с успехом использовать малошумящие ОУ. Дифференциальный усилитель на них не требует трансформатора, а входное сопротивление может быть легко установлено таким, какое требуется рамке.
Навскидку посмотри ADA4899-1 - на нем можно получить до 36 дБ на 3,5 МГц и AD8432 - это не совсем ОУ, а дифференциальный усилитель дающий 24 дБ аж до 30 МГц.

Оффлайн 4Z1UF

  • ***
  • Сообщений: 23
  • Репутация: +0/-0
    • Просмотр профиля
Re: Усилители приемных антенн
« Ответ #4 : 14 Августа 2011, 19:20:48 »
Игорь, спасибо.
Большинство рекомедаций по этим антеннам предлагают запитывать рамку коаксом (через соответствующий трансформатор), а усилитель ставить уже внизу, у трансивера. В этом случае усилитель тоже может быть дифференциальным

Оффлайн DL2KQ

  • Администратор
  • *****
  • Сообщений: 2319
  • Репутация: +240/-5
    • Просмотр профиля
Re: Усилители приемных антенн
« Ответ #5 : 15 Августа 2011, 23:07:28 »
Усилитель лучше наверху.

Оффлайн 4Z1UF

  • ***
  • Сообщений: 23
  • Репутация: +0/-0
    • Просмотр профиля
Re: Усилители приемных антенн
« Ответ #6 : 17 Августа 2011, 02:54:08 »
Игорь, если вешать дифференчиальный усилитель на антенну, то как бороться с довольно высоким напряжением, которое наведётся на рамку от передающей антенны? Достаточно ли просто обесточивать усилитель на время передачи или нужна дополнительная защита?

Оффлайн DL2KQ

  • Администратор
  • *****
  • Сообщений: 2319
  • Репутация: +240/-5
    • Просмотр профиля
Re: Усилители приемных антенн
« Ответ #7 : 18 Августа 2011, 06:40:48 »
Пара диодов на входе ограничит мощность на уровне 0 ... 1 dBm даже при 50-ти омном входе. Для большинства усилителей это ощутимо ниже предельно допустимого входного сигнала.
Снятием питания делу не поможешь – переход база-эмиттер вполне может сгореть и без питания.

rk1owa

  • Гость
Re: Усилители приемных антенн
« Ответ #8 : 28 Мая 2012, 12:37:24 »
Собираемся поставить двойной флаг. Не подскажите схему усилителя?

Оффлайн DL2KQ

  • Администратор
  • *****
  • Сообщений: 2319
  • Репутация: +240/-5
    • Просмотр профиля
Re: Усилители приемных антенн
« Ответ #9 : 29 Мая 2012, 16:24:04 »
Если используется развязывающий трансформатор, то любой усилитель.

Я же довольно давно для приемных рамок использую их бестрансформаторное подключение к AD8129. Это дифференциальный, малошумящий усилитель с очень высоким подавлением синфазной помехи (>80 дБ) и дряни по питанию (>70 дБ).
Такую развязку (80 дБ) на 1,8 и 3,5 МГц не даст ни усилитель на дискретных элементах (с такой точностью все элементы двух каналов не подберешь), ни трансформатор (из-за межвитковой емкости).
Схема включения AD8129 стандартная (Fig. 3 в мануале), питание плюс-минус 5 В (обычные LC-фильтры по каждому питанию), усиление (резисторами обратной связи, как в обычном ОУ) выставлено 26 дБ (20 раз). Входы 1 и 8 посажены на корпус через резисторы 470 Ом (отобрана пара с разбросом менее 1 ома), к этим входам прямо подключена рамка.

ILYA, 4Z1UF

  • Гость
Re: Усилители приемных антенн
« Ответ #10 : 31 Июля 2012, 16:52:13 »
Игорь, приветствую.
Чуть ниже был вопрос (и ответ) про усилители для рамочных антенн.
Мои вопросы:
1) ведь развязывающий трансформатор используется И для транформации импедансов. Что с этим делать, если использовать только рекоменндованый дифференциальный усилитель?
2) Какое можно взять входное напряжение для расчётов?
3) Какое максимальное услиление тебе удавалось получить с этой микросхемы без существенных искажений (прошу прощения, не нашёл этого параметра в даташите).

Оффлайн DL2KQ

  • Администратор
  • *****
  • Сообщений: 2319
  • Репутация: +240/-5
    • Просмотр профиля
Re: Усилители приемных антенн
« Ответ #11 : 01 Августа 2012, 20:38:53 »
1. Входное сопротивление AD8129 задается парой резисторов на входе. Какие поставим - такое и будет. Согласовывать иначе тут нет осоого смысла.
Выходное сопротивление AD8129 очень низкое, поэтому согласовать выход можно просто последовательным резистором, равным волновому кабеля.
2. С маленькой апериодической рамки в любом случае сигналы будут маленькие. Примерно на 30 дБ ниже, чем с полноразмерной антенны.
3. У меня только 26 дБ используется. Но, судя по Fig. 75 и 22 в мануале, 40 дБ на 3,5 МГц получить вполне можно.

ILYA, 4Z1UF

  • Гость
Re: Усилители приемных антенн
« Ответ #12 : 03 Августа 2012, 22:35:13 »
Игорь,
кстати: в твоей вариации антенны ТХ3А ( http://dl2kq.de/ant/3-55.htm ) ты рекоммендуешь и трансформатор 1:16 в точке питания, и дифференциальный усилитель... Поясни, пожалуйста.

Оффлайн DL2KQ

  • Администратор
  • *****
  • Сообщений: 2319
  • Репутация: +240/-5
    • Просмотр профиля
Re: Усилители приемных антенн
« Ответ #13 : 05 Августа 2012, 02:21:53 »
Я ее делал довольно давно, еще до использования AD8129, на дифусилителе с относительно низким входным сопротивлением и меньшим подавлением синфазной помехи. Поэтому трансформатор там был нужен: и для согласования, и для улучшения подавления синфазной помехи.

ILYA, 4Z1UF

  • Гость
Re: Усилители приемных антенн
« Ответ #14 : 06 Августа 2012, 06:08:33 »
Игорь,
а как ты порекоммендуешь защищать вход усилителя от сигнала передающей антенны? Достаточно ли просто отключать питание?