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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Amplificateur d'antenne de réception. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Amplificateurs d'antenne Comme on le sait, il est conseillé d'utiliser un amplificateur d'antenne pour recevoir des antennes cadres (« drapeaux »). Il n'y a aucun problème de niveau de bruit et d'amplification lors de sa fabrication. C'est facile à faire. Mais de telles antennes nécessitent que l'amplificateur ait un taux de réjection des composantes de mode commun (CMRR ou, en anglais, CMRR - de Common-Mode Rejection Ratio) très élevé. Sinon, de telles interférences peuvent complètement « ruiner » les paramètres de l'antenne, ce qui arrive souvent dans la pratique et sert de base à l'opinion selon laquelle de telles antennes fonctionnent « comme ça ». Le moyen le plus simple d'atteindre cet objectif est de réaliser un amplificateur différentiel avec un grand CMRR. Et c'est exactement ce dont vous avez besoin. L'utilisation d'un transformateur balun avec un amplificateur asymétrique ne donnera pas un bon résultat. Même les meilleurs transformateurs de ce type (nous parlons de transformateurs à haute résistance) ont un coefficient de suppression de mode commun aux fréquences de 1,8 et 3,5 MHz (et les antennes de réception sont nécessaires principalement dans les bandes amateurs basse fréquence) qui dépasse rarement 40 dB. Et cela ne suffit pas : dans des conditions réelles, selon l'auteur, un minimum de 50...60 dB d'atténuation de la composante de mode commun est requis. Une telle suppression peut être assurée par des amplificateurs différentiels. Le moyen le plus simple de les assembler est sur des circuits intégrés. L'idée de réaliser un amplificateur différentiel utilisant des éléments discrets est contrecarrée par l'impossibilité pratique de sélectionner des composants avec une précision de 0,1...0,3 %. La mise en œuvre habituelle d'un étage différentiel sur un amplificateur opérationnel permet une telle suppression, mais présente l'inconvénient que les impédances d'entrée de ses entrées sont différentes. Cela fait perdre à l’antenne sa symétrie. Une solution tout à fait satisfaisante consiste à utiliser un amplificateur différentiel spécialisé AD8129. Aux fréquences inférieures à 4 MHz, il a un CMRR de 80(!) dB, de plus, ce microcircuit dispose de deux entrées différentielles d'impédance égale et très élevée (plus de 4 MOhms). Un autre avantage est que les entrées différentielles ne sont pas utilisées pour régler le gain, c'est-à-dire qu'elles n'ont pas besoin d'être chargées avec quoi que ce soit de supplémentaire. Le schéma de circuit de l'amplificateur est présenté sur la Fig. 1. Lorsque vous utilisez un amplificateur avec une antenne cadre, n'installez pas les varicaps VD1-VD4 et leurs éléments de circuit de commande (R1, C1, R5, C9), et lorsque vous utilisez une antenne magnétique en ferrite, n'installez pas la résistance R2.
Le gain en tension (dans ce cas il est approximativement égal à 30) est fixé par le rapport des résistances R7/R6. Ces résistances n'affectent en rien l'impédance d'entrée aux entrées de fonctionnement (broches 1 et 8 de la puce DA1). Cette puce nécessite une alimentation bipolaire. Veuillez noter qu'il existe deux masses différentes dans l'appareil et qu'elles ne sont pas directement connectées l'une à l'autre. L'un d'eux est le fil commun de l'amplificateur et l'autre est la tresse du câble coaxial reliant l'amplificateur au récepteur (émetteur-récepteur). Les circuits L1C2C4 et L2C3C5 filtrent en outre la puissance. La tension au point médian (« masse de l'amplificateur ») est réglée par le stabilisateur DA2. L'alimentation est fournie à l'amplificateur via un câble coaxial. Pour une protection supplémentaire contre la « saleté » qui peut être induite sur la tresse du câble, un transformateur d'isolement T2 est installé. Il est enroulé en deux fils sur un noyau magnétique en ferrite LF de manière à ce que l'inductance de ses enroulements soit d'au moins 1 mH. La sortie de l'amplificateur est connectée via la résistance R8 à un transformateur d'isolement RF T1, avec une faible capacité entre spires et un rapport de spire d'enroulement de 1:1. Ce transformateur est nécessaire pour l'isolation de mode commun entre le fil commun de l'amplificateur et la tresse du câble coaxial. La résistance R8 définit la résistance de sortie de l'amplificateur (le microcircuit DA1 lui-même a une faible résistance de sortie). Les diodes VD7 et VD8 (tout silicium haute fréquence) protègent les circuits d'entrée du récepteur. Le fait est que le microcircuit DA1 peut produire un signal de sortie d'une amplitude allant jusqu'à 5 V, ce qui n'est pas acceptable pour tous les récepteurs. Le condensateur C7 est un condensateur de séparation. Les éléments L3, C10 partagent dans le "cou" l'alimentation de l'amplificateur et l'entrée du récepteur. Comme déjà mentionné, les broches 1 et 8 de la puce DA1 sont des entrées différentielles à haute impédance. Avec eux, trois problèmes doivent être résolus. Tout d’abord, « attachez-les » via un courant continu au fil commun de l’amplificateur. Cela se fait par les résistances R3, R4. Leur résistance n'est pas très importante (sauf dans le cas d'un travail avec une antenne magnétique en ferrite, voir ci-dessous) - de 100 kOhm à 1 MOhm, mais leur identité est très importante. Ces résistances doivent être sélectionnées à l'aide d'un multimètre numérique avec une différence ne dépassant pas 0,1% (mieux encore moins). Sinon, ils « fausseront » l’entrée de l’amplificateur avec une réduction correspondante du CMRR. Deuxièmement, il est nécessaire de protéger les entrées lorsque l'émetteur est en fonctionnement. Une paire de diodes RF VD5, VD6 fait face à cela. Troisièmement, connectez l'antenne et les éléments dont elle a besoin. Cela dépend de l'antenne qui sera utilisée. S'il s'agit d'un cadre, tel qu'un "drapeau", il est connecté directement aux entrées. De plus, installez la résistance R2 avec une résistance égale à la résistance de sortie du cadre (généralement plusieurs centaines d'ohms). S'il s'agit d'une antenne magnétique en ferrite, R2 n'est pas nécessaire, mais les varicaps de réglage VD1 -VD4 et leur circuit de commande du « shek » (R1R5C1C9) sont installés. De plus, lorsque vous travaillez avec une antenne magnétique en ferrite (MA), vous devez penser à la résistance des résistances R3 et R4. Ils déterminent le facteur de qualité du circuit d'antenne (bien entendu, en plus du facteur de qualité de la bobine d'antenne elle-même). En fonction de l'inductance, du facteur de qualité du MA et de la bande passante souhaitée (sans réglage), vous devez sélectionner les valeurs des résistances R3, R4. En figue. La figure 2 montre le spectre dans la bande 100 kHz à la sortie de l'amplificateur décrit avec une résistance de ces résistances de 390 kOhm et une antenne magnétique en ferrite connectée enroulée sur une tige d'un diamètre de 8 mm et d'une longueur de 100 mm avec un perméabilité magnétique de 400. La réception s'effectue sur une portée de 160 mètres. L'antenne est située à l'intérieur, donc en plus des signaux utiles, de nombreuses interférences sont également visibles.
En sortie, le niveau de bruit éthéré à la fréquence de résonance MA est de 93 dBm (l'échelle verticale sur la figure est en dBm), soit 5 µV, ce qui correspond approximativement au niveau de bruit d'une antenne pleine grandeur. Si vous devez modifier le gain, cela se fait en sélectionnant les résistances R7/R6. Le microcircuit AD8129 peut fournir une amplification jusqu'à 100 fois sur les bandes HF basse fréquence. L'utilisation d'un amplificateur permet d'éloigner l'antenne des sources locales d'interférences et ainsi d'améliorer la qualité de réception. Auteur : Igor Goncharenko (DL2KQ)
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