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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Un dispositif pour la mise en place d'équipements NTV. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Antennes de télévision La réception des programmes de télévision par transpondeurs satellites est devenue le signe du jour aujourd'hui. Le nombre de satellites en orbite géostationnaire et le nombre de programmes sur chacun d'eux est en augmentation. L'achat d'un système de réception NTV dans un magasin n'est plus un problème, et ses prix baissent. Après avoir acheté du matériel fabriqué en usine, de nombreux radioamateurs l'expérimentent. Nous avons aussi des passionnés qui fabriquent eux-mêmes de tels équipements. Nous publions ici une description d'un appareil simple pour un réglage optimal de tous les composants du système de réception NTV. La réception de programmes télévisés par des répéteurs satellites intéresse un cercle croissant de lecteurs. Avec la mise en orbite géostationnaire des satellites des systèmes de télédiffusion directe (NTV), par exemple. "Hals" et "Not Bird", une telle réception est devenue accessible à de nombreux habitants de notre pays (faible coût de l'équipement, petites dimensions de l'antenne). Parallèlement, d'autres satellites intéressent également les radioamateurs, dont le signal est beaucoup plus faible, et pour obtenir une qualité de réception satisfaisante, il faut utiliser de grandes antennes.
L'un des problèmes qui doivent être résolus dans ces expériences est le débogage du système d'antenne et son réglage sur le satellite requis pour le signal maximal. Pour les systèmes NTV utilisant des émetteurs relativement puissants, ce problème est facilement résolu, car il est possible d'utiliser des antennes avec un petit diamètre d'un miroir parabolique. Pour de telles antennes, la largeur du diagramme de rayonnement est de plusieurs degrés, donc de petites imprécisions dans son pointage sont tout à fait acceptables et n'auront même pas un effet très fort sur le résultat final. Une autre chose est lorsqu'une grande antenne est utilisée et que des signaux faibles sont reçus. Dans ce cas, un réglage très minutieux et soigneux est nécessaire. L'instrument combiné décrit ci-dessous contribuera à réduire considérablement la complexité de ce processus, à le simplifier et à le rendre visuellement clair, qui, en combinaison avec un oscilloscope, peut être utilisé comme indicateur panoramique du spectre de la gamme de fréquences 0,8 ... 2 Hz ou un indicateur de la réponse en fréquence de cette gamme, et sans oscilloscope - comme indicateur de niveau de signal dans n'importe quelle zone ou immédiatement dans toute la gamme. À l'aide de l'appareil, vous pouvez évaluer rapidement la santé du convertisseur par le niveau de bruit, vérifier les performances du tuner, si nécessaire (si, par exemple, il est fait maison ou fonctionne pendant une longue période), ajuster la réponse en fréquence et la plage d'accord. L'appareil vous aidera à vous connecter rapidement aux signaux satellites et à ajuster le système d'antenne au signal maximum, à clarifier l'emplacement du convertisseur (alimentation), à ajuster sa polarisation, etc. La principale commodité réside dans le fait que les résultats des manipulations sont immédiatement reflétés sur l'écran de l'oscilloscope ou sur l'indicateur à cadran. Le schéma de l'appareil et sa conception sont assez simples et accessibles pour la fabrication par des radioamateurs de qualification moyenne. Le schéma fonctionnel est illustré à la Fig.1. Il se compose d'un oscillateur commandé en courant (G1) - un générateur de micro-ondes avec une plage d'accord de 0,8 ... 2 GHz, un amplificateur tampon A 1, à la sortie duquel un signal sur une échelle de 1; 1 va à la sortie "GKCH 1:1", et à travers l'atténuateur résistif A2 - à la sortie "GKCh 1:10". Un pilote de tension triangulaire (G2) et un convertisseur tension-courant - (U1) sont conçus pour contrôler le générateur. Les fréquences supérieures et inférieures de la plage de swing sont réglées indépendamment les unes des autres à l'aide de résistances variables, ce qui est pratique pendant le fonctionnement. L'amplificateur AZ sert à fournir un signal au balayage de l'oscilloscope. Ces nœuds sont alimentés par une alimentation secteur (U2).
Ces éléments, associés à la tête de détection, fournissent une indication panoramique de la réponse en fréquence. Pour ce faire, l'entrée "Y" de l'oscilloscope reçoit un signal de la sortie de la tête de détection, et l'entrée "X" est un signal de balayage de la sortie de l'amplificateur AZ. Pour mettre en œuvre le mode analyseur de spectre, l'appareil dispose d'un mélangeur (U3), auquel passe le signal du générateur de la sortie "GKCh" par l'entrée "GKCh", et le signal de la sortie du convertisseur hyperfréquence par le " SI". Le signal de sortie du mélangeur est amplifié par des amplificateurs vidéo (A4 et A5), détectés par un détecteur d'amplitude (U4), à partir de la sortie desquels le signal peut être envoyé soit à l'entrée "Y" de l'oscilloscope, soit à un cadran indicateur. L'appareil dispose de prises pour alimenter le convertisseur. L'analyseur de spectre fonctionne avec ce que l'on appelle le "zéro IF", ce qui a permis, avec une qualité satisfaisante, de simplifier la construction de l'appareil. Structurellement, l'appareil est composé de quatre composants principaux : une unité haute fréquence, un pilote de tension et de courant de commande, un amplificateur vidéo et une alimentation. Chacun des blocs est assemblé sur un circuit imprimé séparé. Cela a permis de les fabriquer et de les régler séparément les uns des autres, puis de les installer ensuite dans le boîtier de l'instrument. Le schéma de l'unité haute fréquence est illustré à la Fig.2. Sur les transistors VT1 et VT2, un générateur de micro-ondes est fabriqué, dont la fréquence de génération peut être contrôlée à l'aide de courant, et sur VТЗ - un amplificateur tampon. Les signaux de la sortie de l'amplificateur sont acheminés vers les prises ХS1 "1:1" et ХS2 "1:10". Ces nœuds ont été décrits plus en détail plus tôt dans [1].
Un mélangeur de signal est monté sur le transistor VT4, il fonctionne en mode analyseur de spectre. Un signal du convertisseur hyperfréquence arrive à sa base via la prise XS3, et le signal du générateur arrive à l'émetteur via la prise XS4. Pour ce faire, les prises XS1 et XS4 sont reliées par un câble coaxial. Le signal de différence est prélevé sur le collecteur du transistor VT4 puis envoyé à l'entrée de l'amplificateur vidéo, tandis que le condensateur C14 supprime les composantes haute fréquence du signal de différence. Le convertisseur hyperfréquence est alimenté à travers un filtre passe-bas L2C3. Le schéma du formateur de la tension et du courant de commande est illustré à la Fig.3. Un pilote de tension triangulaire est assemblé sur les microcircuits DA1 - DAZ et DD1, qui fonctionne en conjonction avec un stabilisateur de courant contrôlé sur le microcircuit DA4 et le transistor VT5.Un amplificateur de signal de balayage d'oscilloscope est assemblé sur le DA5. L'amplitude de cette tension peut être ajustée par une résistance variable R27. Les résistances R17 et R20 définissent respectivement les fréquences inférieure et supérieure de la plage de fréquence d'oscillation du générateur de micro-ondes. Ce nœud est réalisé selon le schéma [2] et n'est donc pas décrit en détail ici non plus.
Le circuit amplificateur vidéo est illustré à la Fig. 4. Il est en deux étapes; chacun d'eux est fabriqué sur un amplificateur opérationnel à grande vitesse. Le gain de chaque étage est de 38...40 dB, ce qui fournit la sensibilité requise de l'analyseur de spectre. Le réglage du gain est effectué par une résistance variable R32.
À l'entrée de chaque étage, des filtres passe-haut C19 R29 et C23 R33 sont installés, conçus pour réduire l'effet des interférences et des interférences à basse fréquence. Il n'y a pas de filtre passe-haut spécial dans l'amplificateur vidéo. son rôle est joué par les amplis op eux-mêmes, qui fournissent la bande passante traversante de l'analyseur de plusieurs centaines de kilohertz. À la sortie du deuxième étage, une diode détectrice VD2 est installée, qui coupe les demi-ondes négatives du signal, et les demi-ondes positives de la tension alternative du signal sont envoyées à l'entrée "Y" ou à un pointeur indicateur. L'alimentation est assemblée selon le schéma traditionnel (Fig. 5) et contient un transformateur de puissance abaisseur T1, un redresseur pleine onde sur une matrice de diodes VDZ et des condensateurs de lissage C27 et C28. Les stabilisateurs de tension sont fabriqués selon un schéma bien connu et n'ont pas besoin de commentaires.
Le schéma des connexions carte à carte est illustré à la Fig.6. L'appareil est allumé par le commutateur SA1 et les modes de fonctionnement sont commutés par le commutateur SA2. Ces interrupteurs, ainsi que les résistances variables R17, R20, R27, R32, sont situés sur la face avant de l'appareil. Et sur la fig. 7 montre un schéma de la tête de détection. Son objectif principal est de détecter un signal micro-onde.
Comme mentionné ci-dessus, l'appareil peut être utilisé comme indicateur de réponse en fréquence, analyseur de spectre ou indicateur de niveau de signal. Dans le premier cas, l'appareil fonctionne en conjonction avec un oscilloscope doté d'une entrée "X". Un signal est envoyé à son entrée depuis la sortie XS6 ("Exit X") de l'appareil et le balayage est réglé sur plein écran. Dans ce cas, une ligne horizontale lumineuse, appelée "zéro", apparaîtra sur l'oscilloscope, qui est réglé sur la ligne inférieure de la grille de l'écran. La sortie de la tête de détection est connectée à l'entrée "Y" de l'oscilloscope, et son entrée est connectée à la prise de sortie XS1 ("sortie GKCh 1 : 1"). Dans ce cas, une ligne inclinée ou quelque peu incurvée apparaîtra sur l'écran, dont la hauteur par rapport à la ligne zéro sera proportionnelle au niveau de signal du générateur de micro-ondes, cette ligne sera la ligne de référence. Ensuite, la tête de détection est connectée à la sortie ou au point de commande de l'appareil à l'étude, et le signal de la prise XS1 ("sortie GKCh" 1 ; 1 ou 1:10) est envoyé à l'entrée de l'appareil. En comparant la position de la ligne de référence et la ligne obtenue dans ce cas, on peut juger si le signal hyperfréquence traverse ou non cet appareil, si le signal y est amplifié ou atténué, et aussi quelle est sa réponse en fréquence. Ainsi, vous pouvez vérifier la santé des tuners, des amplificateurs, des répartiteurs de signal, etc. La gamme dans laquelle ces paramètres sont étudiés est fixée par les résistances R17 et R20 (shaper unit, Fig. 7) et peut aller de quelques dizaines de MHz à la gamme complète. Dans ce mode, le mélangeur et l'amplificateur vidéo ne fonctionnent pas car ils ne sont pas alimentés.
En mode analyseur de spectre, tous les composants de l'appareil fonctionnent, les prises XS1 et XS4 sont reliées par un câble et la sortie du convertisseur hyperfréquence est reliée à la prise XS3 ("IF Input"). Dans ce cas, une ligne floue, appelée "piste de bruit", doit être observée sur l'écran de l'oscilloscope. Après avoir appliqué la tension d'alimentation au convertisseur (prise XS5), le niveau de bruit devrait augmenter de manière significative, son amplitude peut être ajustée par la résistance R32 (unité d'amplification vidéo). Lors du déplacement de l'antenne dans l'espace au moment de la syntonisation du satellite, des rafales d'un signal semblable à du bruit apparaîtront sur l'écran de l'oscilloscope - au point de balayage qui correspond à la fréquence de ce signal. À l'aide de résistances variables pour régler la plage d'oscillation de fréquence, ce signal peut être "étendu" en plein écran. Après cela, vous pouvez régler le système d'antenne, modifier la polarisation et les angles d'installation jusqu'à ce que l'amplitude maximale du signal reçu soit obtenue. Ce paramètre vous permet de "presser" le maximum possible du système. Par la distribution des signaux dans la gamme de fréquences et leur puissance relative, il est déterminé sur quel satellite l'antenne est syntonisée. Si dans ce mode, un indicateur de mesure à pointeur est connecté à la "Sortie Y" de l'appareil, par exemple un microampèremètre avec un courant de déviation total de 100 μA. puis par la déviation de la flèche, on peut juger du changement de niveau du signal reçu, ce qui signifie qu'il sera commode d'accorder le système d'antenne au signal maximum. Un croquis de la carte de circuit imprimé de la partie haute fréquence est illustré à la fig. 8. Il est fait de fibre de verre double face. Les conducteurs sont situés d'un côté de celui-ci, et l'autre est laissé métallisé (il sert d'écran) et est connecté le long du contour au bus d'alimentation commun du premier côté. La carte est placée sur la paroi latérale du boîtier de l'appareil et y est fixée avec quatre prises de sortie micro-ondes. Cela garantit une distance minimale entre les connecteurs haute fréquence et les éléments de la carte.
Les croquis des cartes de circuits imprimés du shaper, de l'amplificateur vidéo et de l'alimentation sont illustrés à la fig. 9, 10 et 11. Pour leur fabrication, un matériau en feuille unilatéral peut être utilisé. Ces cartes sont ensuite placées au bas du boîtier de l'appareil sur une plaque métallique (ou une feuille de fibre de verre à une face, getinax), qui agit comme un fil commun et à laquelle les bus d'alimentation communs de toutes les cartes sont connectés.
Il est permis d'utiliser des éléments des types suivants dans l'appareil: microcircuits DA1 - DA5 - K140UD6, K140UD7, DA6.DA7 - K544UD2A, K544UD2B, DD1 - K561TM1 ou autres contenant une bascule RS. Transistors VT1 - VT4 - KT3124A - 2, KT3124B - 2, KT3124V - 2, KT3132A - 2, KT3132B - 2, KT3132V - 2; VT5 - KT608A, KT608B, KT603 avec indices de lettre de A à G, KT503 (A - E); VT6 - KT603(A - G), KT608A, KT608B, KT602A, KT602B ; VT7 - KT315(A - I), KT312(A - B), KT3102(A - E); VT8 - KT208(A - M), KT209(A - M); VT9 - KT208 (A - M), KT209 (A - M), KT203 (A - B), KT361 (A - E). Diode VD1 - KS156A ; VD2 - D9 avec n'importe quel index alphabétique, D18, D20, D310, D311A, D311B, D312A, D312B ; nous remplacerons le pont VD3 par quatre diodes de types KD102B, KD103B, KD105B, KD106A, KD509A, KD510A ; VD4, VD5 - D814G, KS211Zh, KS211Ts, KS510A ; LED HL1 - AL307 avec indices alphabétiques de A à G ou AL341 (A - D) - oxyde K50-6, K50 - 24, K53 - 1; comme C1 - C14, il est souhaitable d'utiliser des K10 - 42, K10 - 17 ou similaires sans cadre, en leur absence (cas extrême), KM, KD avec la longueur minimale possible des fils conviennent ; le reste - KLS, KD, CT, KM. Résistances variables - SPO, SP4, SP de toute modification, réglage (R6) - SDR - 19, le reste - MLT, S2-33. Dans la partie haute fréquence de la conception de l'appareil, il est souhaitable d'utiliser des résistances C2 - 10. Inductance L2 - DM - 0,1 avec une inductance de 20 - 100 μH. Un transformateur abaisseur est un transformateur de petite taille doté de deux enroulements secondaires pour une tension de 12 ... 15 V à un courant pouvant atteindre 70 mA. Dans la tête de détection, il est nécessaire d'utiliser des diodes de détection micro-ondes, des condensateurs, comme dans la partie haute fréquence de l'appareil, et des résistances C2 - 10. La configuration de l'appareil commence par le réglage du fonctionnement des cartes individuelles de l'appareil. L'alimentation n'a généralement pas besoin d'être configurée. Il vous suffit de vérifier ses performances - les tensions de sortie doivent être comprises entre 11 et 13 V. Si vous envisagez d'alimenter le convertisseur à partir de la même alimentation, vous devez l'alimenter un peu - le transformateur doit fournir du courant à 200mA; le stabilisateur fonctionnera de la même manière, seul le transistor VT6, s'il commence à devenir très chaud, vous devrez peut-être le placer sur un petit radiateur. Le pilote de tension de commande est préalablement vérifié comme suit. Les résistances R16 - R21 sont connectées à la carte, qui sont situées sur le panneau avant. Les sorties de carte 2 et 4 sont temporairement fermées et une résistance supplémentaire de 200 ohms est installée entre elles et le fil commun, après quoi des tensions d'alimentation sont appliquées. Lorsque les résistances R17 et R20 sont tournées sur une résistance supplémentaire, les oscillations triangulaires sont vérifiées avec un oscilloscope, leur amplitude maximale doit être d'au moins 1 ... 1,5 V. Ensuite, ils vérifient la carte de l'amplificateur vidéo - elle ne doit être excitée dans aucune position du curseur de résistance R2. Si cela se produit, vous devrez peut-être mettre en parallèle les condensateurs C20. C21, C25, C26 installent des condensateurs céramiques d'une capacité de 0,047 à 0,1 uF. Si une telle connexion ne donne pas d'effet positif, il est nécessaire d'augmenter la capacité des condensateurs C22, C24 de deux à trois fois. Le gain de l'amplificateur vidéo à une fréquence d'environ 50 kHz devrait être plusieurs milliers de fois. Le réglage de la carte haute fréquence s'effectue dans l'ordre suivant. Une tension d'alimentation (1 V) est fournie à la broche 12 de la carte et une tension provenant d'une alimentation stabilisée réglable est fournie à la broche 2. Un fréquencemètre fonctionnant dans la plage de 1 ... 0,7 GHz est connecté à la prise XS2. Une tension de 2 V est appliquée à la broche 0,5 et, en l'augmentant progressivement, ils atteignent le moment de génération. Ensuite, une tension constante est contrôlée sur la broche 3 et, en modifiant la tension sur la broche 2, la tension sur la broche 3 est fixée, correspondant aux limites de génération inférieures 0,7 ... 0,9 GHz et supérieures 1,9 ... 2,1 GHz. C'est dans ces limites que la tension sur les moteurs des résistances R17 et R20 devrait évoluer. Ces valeurs de tension (avec une petite marge) sont ensuite définies en sélectionnant les valeurs des résistances R16, R18 pour la résistance R17 et R19, R21 - pour la résistance R20. Il convient de noter que lorsque la tension diminue, la fréquence générée augmente. Après cela, toutes les cartes sont placées dans le boîtier, tandis que, comme mentionné précédemment, la carte haute fréquence est montée sur la paroi latérale du boîtier et les autres sont placées sur une base métallique ou métallisée aux dimensions de 90x120 mm et y sont fixés avec de la colle, ainsi qu'en soudant des plots de montage au sol avec un gros fil étamé. De plus, la carte haute fréquence doit être connectée le long du bord inférieur avec la base à l'aide d'une bande de feuille de cuivre étamée. La base elle-même est fixée au fond du boîtier avec des vis, alors qu'il est préférable d'utiliser un boîtier en métal, ses dimensions peuvent être (environ) 50x105x140 mm. Toutes les commandes sont placées sur le capot avant et les prises XS5 - XS7 - sur la face arrière. Après avoir fini d'ajuster les cartes individuellement, vous pouvez commencer à calibrer les échelles des résistances variables. Pour ce faire, l'appareil est allumé en mode "Analyse" et un oscilloscope y est connecté. Une piste de bruit étroite doit être observée sur l'écran, elle doit être rendue horizontalement légèrement plus petite que la taille de l'écran. Ensuite, un signal avec une fréquence de 3 ... 1,2 GHz avec un niveau de -1,5 ... 30 dBm du générateur de mesure (avec une plage d'accord de 50 ... 0,8 GHz) est envoyé à l'entrée de l'IF (prise XS2). L'instrument est réglé sur le mode de balayage de fréquence maximale. Approximativement au milieu de l'écran, un signal sous la forme d'une salve d'amplitude devrait apparaître. Lorsque vous modifiez la fréquence du générateur, il commencera à se déplacer sur l'écran. Ensuite, le niveau de signal du générateur de mesure est réduit au minimum, auquel le signal est toujours observé sur l'écran, et la résistance d'ajustement R6 atteint son niveau maximum. Le niveau du signal du générateur est augmenté plusieurs fois et la fréquence est réglée exactement, par exemple 1,5 GHz. Les résistances variables R17, R20 sont munies de pointeurs et, après avoir décalé le signal sur l'écran exactement vers le bord gauche du balayage avec la résistance R17, faites une marque correspondante sur l'échelle de cette résistance. De même, mais avec la résistance R20, le signal est décalé exactement vers le bord droit du balayage et une marque est faite sur l'échelle de cette résistance. Alternativement, d'autres valeurs de fréquences sont réglées sur le générateur de mesure, et le processus d'étalonnage est répété. littérature
Auteur : I. Nechaev, Koursk
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