Antenna attiva 1 għal 20dB, 1-30 MHz

Attiva antenna 1 firxa 20dB, 1-30 MHz.byRodney A. KreuterandTony van Roon

“Meta d-destin jew il-ġirien diżgustanti ma jħallukx issegwi antenna li tirċievi wajer twil, int issib li din l-antenna daqs il-but tagħti l-istess riċeviment, jew saħansitra aħjar,. Din l- "Antenna Attiva" hi rħisa biex tinbena "u għandha firxa ta '1 għal 30Mhz bejn il-gwadann ta' 14 u 20dB."
Fjew ir-riċeviment konvenzjonali ta 'mewġ qasir ta' frekwenza kollha, ir-regola ġenerali hija "iktar ma tkun l-antenna, iktar ikun qawwi s-sinjal riċevut." Sfortunatament, bejn ġirien diżgustanti, regoli tad-djar restrittivi, u biċċiet tal-propjetà immobbli mhux wisq ikbar minn timbru tal-posta, qasir Antenna bil-mewġ ħafna drabi tidher li hija ftit saqajn ta 'wajer mitfugħ mit-tieqa - minflok is-saqajn XNUMx ta' wajer twil antennali nixtiequ tassew jintrabtu bejn żewġ torrijiet tas-saqajn 130.

Fortunatament, hemm alternattiva konvenjenti għall-antenna tal-wajer twil, u dik hija antenna attiva; li bażikament tikkonsisti minn antenna qasira ħafna u amplifikatur ta ’qligħ għoli. L-unità tiegħi stess ilha topera b'suċċess għal kważi għaxar snin. Taħdem b’mod sodisfaċenti.

Il-kunċett ta 'antenna attiva huwa pjuttost sempliċi. Peress li l-antenna hija fiżikament żgħira, ma tinterċettax enerġija daqs antenna ikbar, għalhekk aħna sempliċement nużaw amplifikatur RF integrat biex tpatti għas-sinjal apparenti "telf." Ukoll, l-amplifikatur jipprovdi tqabbil ta 'impedenza, minħabba li Ħafna riċevituri huma maħsuba biex jaħdmu b'antenna 50-ohm.

Antenni attivi jistgħu jinbnew għal kwalunkwe firxa ta 'frekwenzi, imma huma aktar komunement użati minn VLF (10KHz jew hekk) għal madwar 30MHz. Ir-raġuni għal dan hija għaliex antenni ta 'daqs sħiħ għal dawk il-frekwenzi ħafna drabi huma twal wisq għall-ispazju disponibbli. Fi frekwenzi ogħla, huwa pjuttost faċli li tiddisinja antenna ta 'qligħ għoli relattivament żgħira.

L-antenna attiva li tidher hawn taħt (Fig. 1), tipprovdi qligħ 14-20dB fil-frekwenzi popolari ta 'mewġ qasir u radju-dilettanti ta' 1-30MHz. Kif tistenna, iktar ma tkun baxxa l-frekwenza, iktar ikun kbir il-qligħ. Qligħ ta '20dB huwa tipiku minn 1-18 MHz, li jonqos għal 14dB f'30MHz.

Circuit Design:
Minħabba li l-antenni li huma ferm iqsar mill-mewġa ta '1 / 4 jippreżentaw impedenza żgħira ħafna u reattiva ħafna li tiddependi fuq il-frekwenza riċevuta, ma sar l-ebda attentat biex jaqbel mal-impedenza tal-antenna - tirriżulta diffiċli u frustranti wisq biex taqbel mal-impedenzi fuq għaxar snin ta 'kopertura ta' frekwenza. Minflok, l-istadju ta 'input (Q1) huwa segwaċi tas-sors JFET, li l-input ta' impedenza għolja tiegħu jgħaqqad b'suċċess il-karatteristiċi ta 'l-antenna fi kwalunkwe frekwenza. Għalkemm jistgħu jintużaw ħafna tipi differenti ta 'JFET - bħall-MPF102, NTE451, jew 2N4416 - wieħed iżomm f'moħħu li r-rispons ġenerali ta' frekwenza għolja huwa stabbilit mill-karatteristiċi ta 'l-amplifikatur JFET.

Transistor Q2 jintuża bħala emitter-follower biex jipprovdi tagħbija ta 'impedenza għolja għal Q1, iżda aktar importanti minn hekk, jipprovdi impedenza ta' sewqan baxxa għal amplifikatur ta 'emettitur komuni Q3, li jipprovdi kollha tal-qligħ tal-vultaġġ tal-amplifikatur. L-iktar parametru importanti ta 'Q3 huwa fT, Il-frekwenza għolja cut-off, li għandu jkun fil-medda ta 200-400 MHz. A 2N3904, jew 2N2222 jaħdem tajjeb għall Q3.

L-iktar importanti mill-parametri taċ-ċirkwit ta 'Q3 huwa l-waqgħa tal-vultaġġ fl-R8: Iktar ma tkun kbira l-waqgħa, iktar ikun kbir. Madankollu, il-passband jonqos hekk kif il-qligħ Q3 qed jiżdied.

Transistor Q4 jittrasforma l-impedenza tal-ħruġ relattivament moderata ta 'Q3 f'impedenza baxxa, u b'hekk jipprovdi biżżejjed drive għal impedenza ta' input ta 'antenna ta' 50 ohm tar-riċevitur.

Attiva Antenna Skematika Dijagramma

Parts Lista u komponenti oħra:

Semikondutturi:
      Q1 = MPF102, JFET. (2N4416, NTE451, ECG451, eċċ) Q2, Q3, Q4 = 2N3904, transistor NPN

Resistors:
Resistors kollha huma 5%, 1 / 4-watt
    R1 = 1 MegOhm R5 = 10K R2, R10 = 22 ohm R6, R9 = 1K R3, R11 = 2K2 R7 = 3K3 R4 = 22K R8 = 470 ohm

Capacitors (ratati anqas 16V):
   C1, C3 = 470pF C2, C5, C6 = 0.01uF (10nF) C4 = 0.001uF (1nF) C7, C9 = 0.1uF (100nF) C8 = 22uF / 16V, elettrolitiku

Parts Miscellaneous & Materjali:
  B1 = 9-volt Batterija alkalina S1 = SPST swiċċ mixgħul J1 = Jack biex jaqbel mal-kejbil tar-riċevitur (tiegħek) ANT1 = Antenna tat-Whip Teleskopjar (immuntar bil-kamin), wajer, vireg tar-ram (madwar 12 ") MISC = materjali tal-PCB, spazju magħluq, detentur tal-batterija, snap tal-batterija 9V, eċċ. 

L-antenna tista 'tkun kważi kull ħaġa; biċċa twila ta 'wajer, virga ta' l-iwweldjar tar-ram, jew antenna teleskopika li ġiet salvata minn radju antik. Antenni ta 'sostituzzjoni teleskopika għal radji ta' transistor huma wkoll disponibbli mill-biċċa l-kbira tad-distributuri u fornituri ta 'partijiet elettroniċi.

Kostruzzjoni:
L-amplifikatur għall-unità tal-prototip juża bord ta 'ċirkwit stampat (ara hawn taħt). L-amplifikatur jista 'jintrama fuq bord ta' wajers imtaqqbin (bord vero), iżda minħabba li hemm xi sensittività għall-format partijiet, aħna tissuġġerixxi bi sħiħ li inti toħloq bord ta 'ċirkwit stampat (PCB) għall-aħjar riżultati.

PCB F'partijiet Layout
Id-dijagramma tat-tqegħid tal-partijiet hija murija fil-Fig. 2. Ħu nota li għalkemm iċ-ċomb negattiv (mitħun) tal-batterija jintbagħat lura lill-bord tal-PC, il-jack tal-ħruġ J1 għandu konnessjoni mal-art tal-kabinett. Il-konnessjoni mill-art bejn il-bord tal-PC u l-kabinett issir permezz ta ’standoffs tal-metall jew spazjaturi li jintużaw biex jintramaw il-bord tal-PC fl-ispazju magħluq. * MHUX * tissostitwixxi standoffs tal-plastik jew spazjanti għaliex ma jipprovdux konnessjoni mill-art bejn il-bord tal-PC, il-kabinett, u J1. Jekk tiddeċiedi li tuża kabinett tal-plastik biex tospita l-amplifikatur, kun żgur li l-konnessjoni mal-art ta 'J1 tintbagħat lura lill-fojl tal-art li jaħdem madwar ix-xifer ta' barra tal-PC-board.

Antenna teleskopika tintrama fiċ-ċentru tal-bord tal-PC. Minn naħa tal-fojl tal-bord, għaddi l-kamin tal-immuntar tiegħu mit-toqba fil-bord tal-PC u mbagħad issaldja r-ras tal-kamin mal-kuxxinett tal-fojl tagħha. Kemm għall-insulazzjoni kif ukoll għall-appoġġ, nużaw grommet tal-plastik jew tal-gomma bejn l-antenna u t-toqba fil-qoxra tal-kabinett li minnu tgħaddi l-antenna. Fi ftit għafsa, diversi dawriet ta 'tejp tal-plastik ta' kwalità tajba mgeżwer madwar ix-xaft ta 'l-antenna jistgħu jiġu sostitwiti għal grommet tal-gomma.

Jekk tiddeċiedi li tagħmel provvedimenti għal antenna tal-wajer, tinstalla post li jorbot XNUMx-way fuq il-kabinett. Imbagħad, kun żgur li tqabbad tul qasir ta 'wajer bejn il-kuxxinett tal-fojl tal-antenna u l-post li jorbot.

Modifikazzjonijiet:
Jekk inti interessat f'firxa ta 'frekwenza iżgħar minn 1-30MHz, ir-resister R1 jista' jiġi sostitwit b'ċirkwit ta 'tank LC sintonizzat lejn iċ-ċentru tal-firxa mixtieqa. Iċ-ċirkwit LC se jtejjeb ukoll ir-rifjut ta 'sinjali barra mill-firxa ta' interess tiegħek, imma ftakar li mhux se jtejjeb il-qligħ tal-amplifikatur.

Jekk l-interess partikolari tiegħek huwa l-frekwenzi baxxi ħafna (VLF), ir-rispons ta 'frekwenza baxxa tal-amplifikatur jista' jitjieb billi jiżdiedu l-valuri tal-kapaċitaturi C1 u C3. (Int ser ikollok tesperimenta bil-valuri.)
Għalkemm batterija 9-volt hija s-sors ta 'enerġija rrakkomandat, l-amplifikatur għandu jaħdem tajjeb billi juża 6-15 volts. In-naħa ta ’ġewwa tal-kabinett tal-prototip komplut, bl-użu ta’ batterija 9-volt bħala l-provvista ta ’enerġija, hija murija fil-Fig. 3.

F'partijiet Layout
Issolvi problemi:
Il-vultaġġi taċ-ċirkwit għal provvista ta 'enerġija ta' 9 volt huma murija fid-dijagramma skematika Fig. 1. Jekk il-vultaġġi fl-unità tiegħek ivarjaw aktar minn 20% minn dawk fl-iskema, ipprova jibdel il-valuri tar-resister biex jiksbu l-vultaġġi fil-firxa xierqa tagħhom. Pereżempju, jekk il-waqgħa tal-vultaġġ madwar R8 tkejjel biss 0.3 volt, trid tnaqqas il-valur ta 'R4 (il-valur eżatt tiegħek huwa li tidher) sabiex tiżdied il-vultaġġ bażi tal-Q3 u l-kurrent tal-kollettur.

L-uniċi vultaġġi kritiċi huma dawk madwar R3 u R8. Il-prestazzjoni għandha tkun tajba jekk huma saħansitra viċin il-valuri murija fid-dijagramma skematika.

Billi huwa kważi impossibbli li titkejjel il-vultaġġ mill-bieb tas-sors (VGS) ta 'FET, tista' titkejjel il-vultaġġ li huwa preżenti madwar R3, minħabba li hija l-istess bħal VGS. Aġġusta l-valur ta 'R3 kif meħtieġ, jekk il-vultaġġ ma jkunx fil-medda ta' 0.8-1.2 volt.

Limitazzjonijiet:
L-użu ta 'dan l-amplifikatur' il fuq minn 30 MHz mhux irrakkomandat minħabba l-qligħ imnaqqas sewwa. Waqt li topera 'l fuq minn 30 MHz tista' titwettaq billi jintużaw ċirkwiti sintonizzati fil-post tat-tagħbijiet reżistivi, dik il-modifika hija lil hinn mill-ambitu ta 'dan l-artikolu.

Oqgħod attent meta timmaniġġja l-FET (Q1). Twemmin komuni huwa li l-FET huma apparati CMOS li huma sikuri minn ħsara statika wara li jkunu ġew installati f’ċirkwit, jew wara li jkunu mmuntati fuq bord tal-PC. Għalkemm huwa minnu li huma mħarsa aħjar mill-elettriku statiku meta jiġu installati f’ċirkwit, xorta huma suxxettibbli għal ħsara minn statiku; għalhekk qatt ma tmissx l-antenna qabel ma tarmi lilek innifsek mill-art billi tmiss xi oġġett metalliku mtarraf.

Copyright u Krediti:
Sors: “RE Experimenters Handbook”, 1990. Copyright © Rodney A.Kreuter, Tony van Roon, Radio Electronics Magazine, u l-Pubblikazzjonijiet Gernsback, Inc 1990. Ippubblikat bil-permess bil-miktub. (Il-Pubblikazzjoni Gernsback u r-Radju Elettronika m'għadhomx fin-negozju). Aġġornamenti u modifiki tad-Dokumenti, id-dijagrammi kollha, PCB / Layout imfassal minn Tony van Roon. L-istazzjonar mill-ġdid jew it-teħid ta 'grafika fi kwalunkwe mod jew forma ta' dan il-proġett huwa pprojbit espressament mil-liġijiet internazzjonali tad-drittijiet tal-awtur.