Amplificateur d'antenne UHF sur microcircuit. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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L'amplificateur d'antenne de la gamme décimétrique (21e - 69e chaînes de télévision) proposé à la répétition par les radioamateurs a une très petite taille en raison de l'utilisation d'un microcircuit miniature. Cela le rend très différent de ceux évoqués plus tôt dans les pages du magazine.

Avec le développement de la diffusion télévisuelle sur l'UHF, l'intérêt des radioamateurs pour les antennes et amplificateurs d'antenne de cette gamme augmente, et la disponibilité d'une base d'éléments diversifiée en vente permet le développement d'amplificateurs d'antenne très miniatures. En règle générale, ils sont effectués sur des transistors bipolaires à faible bruit, moins souvent sur des transistors à effet de champ. Actuellement, des circuits intégrés sont également devenus disponibles sur lesquels des amplificateurs d'antenne UHF subminiatures à faible bruit peuvent être assemblés.

Un exemple est le circuit intégré monolithique en arséniure de gallium MGA86563, fabriqué par HEWLETT-PACKARD. Il s'agit d'un amplificateur hyperfréquence à large bande avec une bande de fréquence de fonctionnement de 0,5 à 6 GHz.

Les principaux paramètres du microcircuit

• Gain (à une fréquence de 2,4 GHz), dB......21,8
• Facteur de bruit (à une fréquence de 2,4 GHz), dB......1,6
• Tension d'alimentation, V ...... 5
• Consommation de courant, mA......14

Puissance de sortie avec compression de gain de 1 dB, mW (plus de 0,3 V dans une charge de 50 Ohm) 2

Le microcircuit est produit en deux boîtiers : SOT-143 et subminiature SOT-363. Le coût d'un microcircuit dans un boîtier subminiature est inférieur et équivaut à plusieurs dollars. Certes, dans cette conception, il est difficile d'obtenir un gain uniforme sur toute la plage de fréquences de fonctionnement du microcircuit (jusqu'à 6 GHz), mais cela n'est pas requis pour l'amplificateur d'antenne UHF (jusqu'à 900 MHz).

Une particularité du microcircuit est que la tension d'alimentation lui est fournie via la broche de sortie. Cela lui permet d'être utilisé dans un amplificateur d'antenne avec une tension d'alimentation fournie via le câble de sortie sans aucune solution de circuit spéciale.

Pour construire un amplificateur d'antenne à faible bruit sur une telle puce, en général, un minimum de pièces est requis. Cependant, selon l'auteur, cette approche ne peut être considérée comme correcte. Le fait est que, comme tous les microcircuits micro-ondes, le MGA86563 est très sensible aux charges d'électricité statique, aux surcharges d'entrée et aux excès de tension d'alimentation. Ceci est typique des amplificateurs d'antenne, il est donc nécessaire de prendre des mesures pour protéger le microcircuit des facteurs nocifs. Dans ce cas, l'amplificateur deviendra bien sûr un peu plus compliqué, mais la fiabilité de son fonctionnement augmentera.

Le schéma de principe de l'amplificateur proposé par l'auteur est présenté sur la Fig. 1. Des diodes VD1, VD2 sont installées à son entrée, qui protègent le microcircuit des décharges électriques et des signaux radio puissants. Le filtre passe-haut C2L1C3 avec une fréquence de coupure d'environ 450 MHz supprime les signaux à basse fréquence et protège ainsi également la puce des puissants signaux basse fréquence. La sortie du microcircuit est connectée directement à la sortie de l'amplificateur et du câble de réduction (broches X3, X4). Pour protéger le circuit de sortie des surtensions ou des tensions de polarité négative, le condensateur C2 et la diode Zener VD4 sont connectés en sortie via l'inductance L3. Ces petites complications de l'amplificateur ont permis de protéger considérablement le microcircuit des effets de facteurs nocifs.

Si l'amplificateur est prévu pour être placé à proximité de l'antenne, il est recommandé de l'alimenter via un câble réducteur à partir d'une source d'alimentation stabilisée (9...15 V), toujours via une résistance de limitation de courant, comme indiqué sur la Fig. 2.

Lorsque vous placez l'amplificateur à proximité du téléviseur ou à un autre endroit du salon, la tension d'alimentation est fournie conformément au schéma de la Fig. 3.

Toutes les parties de l'amplificateur peuvent être placées sur un circuit imprimé en fibre de verre double face d'une épaisseur de 1 mm et de dimensions de 5x(25...40) mm. Un croquis des conducteurs du PCB est présenté sur la Fig. 4, placement des éléments - sur la Fig. 5.

Un côté de la carte est métallisé et connecté au fil commun de l'autre côté avec une feuille le long du bord de la carte (indiqué par la ligne pointillée). La plupart des pièces sont placées d'un côté de la carte, et les éléments L2, C4 et VD3 sont de l'autre et sont reliés au reste par un trou. L'apparence des deux côtés de la planche est illustrée à la Fig. 6.

L'amplificateur peut utiliser des condensateurs à montage en surface de petite taille K10-17, K10-42 ou des condensateurs similaires fabriqués à l'étranger. La bobine L1 contient quatre tours et L2 - 15 tours de fil PEV-2 0,2, enroulé sur un mandrin d'un diamètre de 1,5 mm. Les condensateurs C1 - C3 sont installés sur la carte "couchée" et C4 - "debout". Les bornes de la diode Zener VD3 et de la bobine L2 sont soudées à cette dernière.

Étant donné que les dimensions de la carte et de tous les éléments sont très petites, l'installation doit être effectuée avec un fer à souder légèrement chauffé, dont la pointe est affûtée, et de préférence avec une soudure à bas point de fusion. Le fer à souder, la carte et l'installateur doivent être « mis à la terre » afin d'éviter d'endommager le microcircuit par des charges d'électricité statique. S'il s'avère que la fréquence inférieure de l'intervalle reçu sera supérieure à 500 MHz, le nombre de tours de la bobine L1 doit alors être augmenté.

Après l'installation et le test du fonctionnement de l'amplificateur, toutes les pièces sont recouvertes d'une couche de colle époxy pour plus de résistance et de protection contre les influences environnementales. Lors de l'utilisation de l'amplificateur à l'extérieur, il est placé dans un étui de protection sous la forme d'un tube en plastique d'un diamètre interne de 5, d'un diamètre externe de 7...8 et d'une longueur de 18...25 mm. Le boîtier est posé sur la planche avec peu de friction afin de recouvrir les pièces. Après cela, les vides à l'intérieur du tube sont soigneusement remplis de colle époxy, puis l'ensemble de l'amplificateur, à l'exception des endroits où les câbles sont soudés, est recouvert d'une couche de peinture ou de vernis résistant à l'humidité.

Un amplificateur assemblé selon ce circuit et sur une telle carte offrait un gain de 19...20 dB avec un coefficient de transmission inégal sur toute la gamme UHF ne dépassant pas 3 dB.

L'amplificateur peut être installé n'importe où dans l'espace du câble de réduction d'antenne. Dans ce cas, les points de soudure et les parties ouvertes du câble doivent être protégés de manière fiable contre l'oxydation et l'humidité avec une peinture ou un vernis résistant à l'humidité.

En conclusion, il convient de noter que le champ d'application de ce microcircuit ne se limite pas au cas considéré. Il peut être utilisé dans un certain nombre d’autres conceptions.

Auteur : I. Nechaev, Koursk

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