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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE L'utilisation d'amplificateurs d'antenne. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Amplificateurs d'antenne L'installation d'un amplificateur d'antenne à proximité du téléviseur entre la ligne d'alimentation et l'entrée d'antenne du récepteur de télévision permet d'augmenter le gain du chemin de réception, c'est-à-dire améliore la sensibilité limitée par le gain. Il a été montré qu'avec les téléviseurs modernes, cette méthode ne conduit pas à une amélioration de l'image dans des conditions de longue portée, car une amélioration de la sensibilité est nécessaire, limitée non pas par le gain, mais par le bruit. L'amplificateur d'antenne, ayant sensiblement le même niveau de bruit intrinsèque qu'un récepteur de télévision, n'améliore pas la sensibilité limitée par le bruit. Néanmoins, l'utilisation d'un amplificateur d'antenne améliore dans certains cas la réception, mais pour cela, il doit être installé non pas près du téléviseur, mais près de l'antenne, sur le mât entre l'antenne et le chargeur ou dans l'espace du chargeur, à proximité immédiate de l'antenne. Quelle est la différence? Le fait est que le signal, passant au chargeur, subit une atténuation, son niveau diminue. L'atténuation dépend de la marque du câble à partir duquel le chargeur est fabriqué. De plus, plus l'atténuation est grande, plus la longueur de la ligne d'alimentation est grande et plus la fréquence du signal est grande, c'est-à-dire le numéro du canal sur lequel la transmission est reçue. Lorsque l'amplificateur d'antenne est installé près du téléviseur, un signal déjà atténué par le chargeur arrive à son entrée et le rapport signal sur bruit à l'entrée de l'amplificateur d'antenne est inférieur à celui si l'amplificateur d'antenne était installé près de l'antenne lorsque le signal n'est pas atténué par le feeder. Dans ce cas, bien sûr, en passant par le feeder, le signal est également atténué, mais le bruit est également atténué du même facteur. Par conséquent, le rapport signal sur bruit ne se détériore pas. Les câbles de télévision de différentes marques se caractérisent par la dépendance d'une atténuation spécifique à la fréquence. Il est d'usage d'appeler l'atténuation spécifique d'un câble coaxial telle que subit un signal d'une certaine fréquence en traversant un câble de 1 m de long.L'atténuation spécifique se mesure en dB/m et est donnée dans les ouvrages de référence sous forme de dépendances graphiques de atténuation spécifique en fréquence ou sous forme de tableaux. Sur la fig. 2 montre de telles courbes pour certaines marques de câbles coaxiaux de 1 ohms. En les utilisant, vous pouvez calculer l'atténuation du signal dans le câble pour une certaine longueur sur n'importe quel canal de fréquence de la plage du mètre ou du décimètre. Pour ce faire, vous devez multiplier la valeur de l'atténuation spécifique obtenue à partir de la figure par la longueur du chargeur, exprimée en mètres. Le résultat est l'atténuation du signal en décibels. Le type de câble le plus courant pour un chargeur est le RK 75-4-11, son atténuation spécifique est de 0 ... 05 dB / m dans la plage des canaux 0-08, 1 ... 5 dB / m dans la plage de canaux 0-12 et 0...15 dB/m dans la plage des canaux 6-12. Ainsi, avec une longueur de départ de 0 m, l'atténuation du signal dans le départ sur le 25ème canal ne sera que de 0 dB, ce qui correspond à une diminution de la tension du signal de 37 fois, et avec une longueur de départ de 21 m, l'atténuation sur le 69ème canal sera de 20 dB (diminution de 12 fois). Dans la gamme décimétrique, avec une longueur de ligne de 3 m, l'atténuation sera égale à 1 ... 41 dB, selon le numéro de canal, ce qui correspond à une diminution de la tension du signal de 50 ... 12 fois, et avec une longueur de ligne de 7 m - 5 ... 2 dB (réduction du signal de 38 ... 20 fois). Ainsi, avec une longueur de feeder de 50 m, même sur le 12ème canal, le signal traversant le feeder est plus que divisé par deux, et le rapport signal sur bruit à l'entrée TV sera également plus que divisé par deux. Si vous installez un amplificateur d'antenne avant que le signal n'entre dans le chargeur, avec le même niveau de bruit d'entrée de l'amplificateur d'antenne que celui du téléviseur, vous doublerez plus que le rapport signal/bruit. Un gain encore plus important sera obtenu avec une longueur de feeder plus longue ou lors de la réception d'un signal de l'ordre du décimètre. Le gain nécessaire et tout à fait suffisant de l'amplificateur d'antenne doit être égal à l'atténuation du signal dans le feeder. Cela n'a aucun sens d'utiliser des amplificateurs d'antenne avec un gain supérieur à celui requis. Plusieurs types d'amplificateurs d'antenne sont disponibles. Les plus largement utilisés sont les amplificateurs d'antenne de la gamme de compteurs de type UTDI-I-III (amplificateur de bande de télévision individuel pour les fréquences des gammes I-III). Ils sont conçus pour les 12 canaux de la gamme de compteurs et contiennent un bloc d'alimentation CA intégré avec une tension de 220 V. La conception de l'amplificateur vous permet de l'installer sur un mât à proximité d'une antenne alimentée par un chargeur sans poser fils supplémentaires. Le gain de l'amplificateur UTDI-I-III est d'au moins 12 dB (4 fois en tension) et le niveau de son propre bruit est légèrement inférieur au niveau du propre bruit des récepteurs de télévision en noir et blanc et en couleur. Si les amplificateurs UTDI-I-III sont de gamme et sont conçus pour amplifier le signal de télévision sur l'un des 12 canaux de la gamme de compteurs, alors les amplificateurs d'antenne de type UTKTI (amplificateur à transistor de canal de télévision individuel) sont monocanal et sont conçus pour amplifier le signal d'un seul canal de fréquence bien défini de la gamme de compteurs. Le numéro de canal est indiqué après la désignation du type d'amplificateur. Ainsi, UTKTI-1 signifie que l'amplificateur est conçu pour amplifier le signal sur le premier canal de fréquence, et UTKTI-8 pour amplifier le signal sur le huitième canal. Les amplificateurs de type UTKTI disposent également d'une alimentation 220 V AC intégrée. Le niveau de bruit intrinsèque des amplificateurs de ce type est quelque peu inférieur à celui du type UTDI-I-III. La puissance consommée par le secteur UTDI-I-III ne dépasse pas 1 W et UTKTI - 5 W. Du fait que la diffusion télévisuelle dans la gamme décimétrique se généralise et que l'atténuation du signal dans la ligne d'alimentation dans cette gamme est augmentée, l'utilisation d'amplificateurs d'antenne conçus pour cette gamme devient pertinente. Par exemple, un amplificateur de type UTAI-21-41 (amplificateur d'antenne de télévision individuel, conçu pour 21-41 canaux) avec un gain d'au moins 14 dB dans la gamme de fréquences de 470 ... 638 MHz. Auparavant, malgré la sortie d'amplificateurs d'antenne industriels, dans les magazines "Radio" et dans les collections "Pour aider le radioamateur", un grand nombre de descriptions et de schémas d'amplificateurs d'antenne pour l'autoproduction étaient donnés. Ces dernières années, de telles publications sont devenues rares. Ainsi, dans la collection "Aider le radioamateur" numéro 101, p. 24-31 une description très détaillée d'un amplificateur d'antenne à bande étroite avec une caractéristique amplitude-fréquence accordable par O. Prystaiko et Yu. Pozdnyakov est donnée. L'amplificateur est réglé sur l'un des canaux de la gamme de compteurs par un condensateur ajustable, la bande passante de l'amplificateur est de 8 MHz et le gain est de 22 ... 24 dB. L'amplificateur est alimenté par une tension constante de 12 V. Il est logique d'utiliser un tel amplificateur uniquement lorsque les transmissions sont reçues via un canal spécifique, car il n'est pas possible de reconstruire l'amplificateur installé sur le mât.
Bien plus souvent, on a besoin d'un amplificateur d'antenne à large bande capable d'amplifier les signaux de tous les programmes de télévision reçus par l'antenne. Sur la fig. 7. 1 montre un schéma d'un amplificateur d'antenne conçu pour amplifier tous les canaux de 12 mètres, développé par I. Nechaev. A une tension de 12 V, le gain est de 25 dB pour une consommation de courant de 18 mA. L'amplificateur est monté sur des transistors à faible bruit avec un facteur de bruit d'environ 3 dB. Des diodes connectées en parallèle dos à dos à l'entrée protègent les transistors de l'amplificateur contre les dommages causés par les décharges de foudre. Les deux étages sont assemblés selon le schéma avec un émetteur commun. Le condensateur C6 assure la correction de la réponse en fréquence de l'amplificateur dans les hautes fréquences. Pour stabiliser le mode transistor, l'amplificateur est recouvert d'une contre-réaction de l'émetteur du deuxième transistor à la base du premier. Pour éviter l'auto-excitation de l'amplificateur due à une rétroaction parasite entre les étages à travers l'alimentation, un filtre d'isolement R4, C1 est utilisé. Les bornes d'entrée de l'amplificateur sont connectées à la ligne d'alimentation à proximité immédiate de l'antenne, là où le signal n'a pas encore été affaibli en traversant la ligne d'alimentation. La sortie de l'amplificateur est connectée au chargeur allant au téléviseur. A travers le noyau central de cette partie de la ligne d'alimentation, la tension d'alimentation est fournie à l'amplificateur à travers la self L1. Grâce à la même inductance, une tension de + 12 V est fournie au conducteur central de la prise d'antenne du téléviseur.Le signal de la prise d'antenne du téléviseur à l'entrée du sélecteur de canal doit être alimenté via un condensateur d'isolement de 3000 pF . Les selfs sont bobinées sur des noyaux cylindriques de ferrite de 3 mm de diamètre et de 10 mm de longueur avec un fil PEL ou PEV de 0 mm de diamètre, tour à tour. Chaque inducteur contient 2 tours. Avant l'enroulement, le noyau doit être enveloppé de deux couches de film lavsan, et après l'enroulement, les spires sont fixées avec du vernis polystyrène ou de l'émail. Une description plus détaillée de l'amplificateur, un dessin d'une carte de circuit imprimé et le placement des pièces sur celle-ci sont donnés dans le magazine Radio, 20, n° 1992, p. 6-38. Un autre amplificateur d'antenne, conçu pour la gamme décimétrique de 470 ... 790 MHz (21 ... 60 canaux), a été proposé par A. Komok. Son schéma de principe est représenté sur la fig. 7.
Le gain de cet amplificateur dans la bande passante est de 30 dB lorsqu'il est alimenté par une tension de 12 V, et la consommation de courant ne dépasse pas 12 mA. Les deux étages sont montés selon un circuit émetteur commun sur des transistors hyperfréquences à faible niveau de bruit intrinsèque. La limite inférieure de la bande passante de l'amplificateur est limitée par le filtre passe-haut d'entrée et la limite supérieure est limitée par les capacités parasites des transistors et du câblage. Grâce aux résistances R1 et R3, une compensation en température du mode transistor est assurée. La bobine de filtre passe-haut L1 est enroulée avec un fil PEV-2 d'un diamètre de 0 mm et contient 8 tours. L'enroulement est effectué sur un mandrin d'un diamètre de 2 mm tour à tour, après quoi la bobine est retirée du mandrin. L'alimentation, comme pour l'amplificateur Nechaev, est fournie via le chargeur via les selfs de la conception décrite ci-dessus. L'auteur a utilisé des transistors sans boîtier dans l'amplificateur, qui nécessitent une étanchéité soignée. Nous pouvons également recommander l'utilisation de transistors à boîtier KT5A, plus abordables et résistants aux changements de conditions climatiques. Une description détaillée de cet amplificateur est placée dans la revue "Radio Amateur", 4, n° 399, p. 1993. Comme indiqué, le but principal de l'amplificateur d'antenne est de compenser l'atténuation du signal dans la ligne d'alimentation. Lors de l'utilisation d'un amplificateur d'antenne, la sensibilité limitée au bruit, c'est-à-dire la capacité à recevoir un signal faible, est déterminée par le rapport signal sur bruit non plus à l'entrée du récepteur de télévision, mais à l'entrée de l'amplificateur d'antenne. Par conséquent, l'installation d'un amplificateur d'antenne à proximité d'une antenne nécessitera un niveau de signal d'entrée inférieur pour atteindre une certaine sensibilité limitée par le bruit que son installation à proximité d'un téléviseur. Ainsi, il est possible de recevoir un signal plus faible avec une meilleure qualité. L'utilisation d'un amplificateur d'antenne permet d'utiliser délibérément des départs d'une telle longueur qui, en l'absence d'amplificateur, atténueraient le niveau du signal à un niveau inacceptable. La nécessité d'utiliser un long chargeur se pose parfois dans des zones fermées, lorsque le récepteur de télévision est situé dans un creux et que l'antenne de réception installée près de la maison est couverte de collines sur le chemin de l'émetteur. Dans le même temps, les antennes de télévision installées à une distance de 100 ... 200 m de ce bâtiment offrent une réception assez fiable avec une bonne qualité d'image car elles ne sont pas couvertes par une barrière locale. Dans de telles conditions, une réception normale peut être obtenue de deux manières : soit en augmentant la hauteur du mât de l'antenne, ce qui est généralement une tâche très difficile, soit en installant l'antenne dans une zone dégagée, à une distance de 100 .. A 200 m de la maison. Ensuite, pour connecter l'antenne au récepteur de télévision, vous devrez utiliser un chargeur long. Il est facile de calculer qu'avec une longueur d'alimentation de 200 m, la marque de câble RK 75-4-11 à la fréquence du 12ème canal crée une atténuation de 30 dB, ce qui correspond à une diminution de la tension du signal de 31 fois, ce qui , en règle générale, est inférieur au seuil de sensibilité d'un récepteur de télévision . L'installation d'un amplificateur d'antenne avec au moins le même gain à la sortie de l'antenne compensera l'atténuation du signal dans une longue ligne d'alimentation et assurera un fonctionnement normal du téléviseur. Si le gain d'un amplificateur n'est pas suffisant, vous pouvez allumer deux amplificateurs en série l'un après l'autre. Dans ce cas, le gain résultant sera égal à la somme des gains des amplificateurs, s'ils sont exprimés en décibels. Avec un feeder très long et la nécessité d'amplifier le signal de plus de 30 dB, lorsqu'il faut en utiliser deux ou plus amplificateurs d'antenne, pour éviter une surcharge ou une auto-excitation, n'installez pas tous les amplificateurs au même endroit. Dans ces conditions, le premier amplificateur est installé en sortie de l'antenne, c'est-à-dire en entrée du feeder, et les amplificateurs suivants sont installés dans le feeder à peu près à la même distance les uns des autres. Ces distances sont choisies de manière à ce que l'atténuation du signal dans la section d'alimentation entre les deux amplificateurs soit approximativement égale au gain de l'amplificateur. À partir des dépendances de l'atténuation spécifique sur la fréquence pour les câbles coaxiaux de différentes marques (Fig. 2. 1), certaines conclusions peuvent être tirées. Les câbles des marques RK 75-2-13 et RK 75-2-21 ont une atténuation spécifique suffisamment importante même dans la gamme des ondes métriques, ils ne doivent pas être utilisés dans la gamme décimétrique. Les câbles des marques RK 75-7-15, RK 75-9-13, RK 75-13-11 et RK 75-17-17 ont une atténuation spécifique inférieure, mais par rapport à RK 75-4-11, en particulier dans la gamme décimétrique . Si, avec une longueur de départ de 50 m à une fréquence de 620 MHz (canal 39), le câble RK 75-4-11 introduit une atténuation de 16 dB (atténuation de la tension du signal de 6 fois), alors dans les mêmes conditions, le RK 3-75-9 introduit une atténuation de 13 dB (atténuation de 9 fois), et RK 5-3-75 - 13 dB (atténuation de 11 fois). Ainsi, un bon choix de marque de câble pour un chargeur de l'ordre du décimètre peut augmenter plusieurs fois le niveau du signal à l'entrée du téléviseur même sans utiliser d'amplificateur d'antenne. Nous pouvons donner un conseil assez simple pour choisir un câble : plus le diamètre du câble est grand, moins il introduit d'atténuation. Un câble coaxial avec une impédance caractéristique de 75 ohms est toujours utilisé comme alimentation de télévision.
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