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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Amplificador de antena receptora. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Amplificadores de antena Como saben, es deseable utilizar un amplificador de antena para recibir antenas de cuadro ("banderas"). En su fabricación no hay problemas con el nivel de ruido y amplificación. Esto es fácil de hacer. Pero tales antenas requieren un coeficiente de atenuación de modo común muy alto (CMRR o, en inglés, CMRR, de Common-Mode Rejection Ratio) del amplificador. De lo contrario, dicha interferencia puede "estropear" por completo los parámetros de la antena, lo que a menudo sucede en la práctica y sirve como base para la opinión de que tales antenas funcionan "regularmente". La forma más fácil de lograr el objetivo es hacer que el amplificador sea diferencial con un CMRR grande. Y necesitas un amplificador así. El uso de un transformador de equilibrio con un amplificador desequilibrado no dará un buen resultado. Incluso los mejores transformadores de este tipo (estamos hablando de transformadores de alta impedancia) tienen una relación de rechazo de modo común a frecuencias de 1,8 y 3,5 MHz (y las antenas receptoras se necesitan principalmente en bandas de baja frecuencia de aficionados) rara vez supera los 40 dB. Y esto no es suficiente: en condiciones reales, según el autor, se requiere un mínimo de 50 ... 60 dB de atenuación del componente de modo común. Tal supresión puede ser proporcionada por amplificadores diferenciales. La forma más fácil de ensamblarlos en circuitos integrados. La idea de hacer un amplificador diferencial basado en elementos discretos se rompe por la imposibilidad práctica de seleccionar componentes con una precisión de 0,1 ... 0,3%. La implementación habitual de la etapa diferencial en un amplificador operacional brinda tal supresión, pero tiene la desventaja de que las impedancias de entrada de sus entradas son diferentes. A partir de esto, la antena pierde simetría. Una solución completamente satisfactoria es el uso de un amplificador diferencial AD8129 dedicado. A frecuencias por debajo de 4 MHz, tiene un CMRR de 80 (!) dB, además, este microcircuito tiene dos entradas diferenciales con una impedancia igual y muy alta (más de 4 MΩ). Una ventaja adicional es que las entradas diferenciales no se utilizan para establecer la ganancia, es decir, no es necesario cargarlas con nada adicional. El diagrama de circuito del amplificador se muestra en la fig. 1. Cuando use un amplificador con antena de cuadro, no instale varicaps VD1-VD4 y elementos de su circuito de control (R1, C1, R5, C9), y cuando use una antena magnética de ferrita, no instale resistencia R2.
La ganancia de voltaje (en este caso, es aproximadamente igual a 30) se establece por la relación de resistencia de las resistencias R7 / R6. Estas resistencias no afectan la impedancia de entrada de las entradas de trabajo (pines 1 y 8 del chip DA1). Este chip requiere una fuente de alimentación bipolar. Tenga en cuenta que hay dos "tierras" diferentes en el dispositivo y que no están conectados directamente entre sí. Uno de ellos es el cable común del amplificador y el otro es la trenza del cable coaxial que conecta el amplificador al receptor (transceptor). Los circuitos L1C2C4 y L2C3C5 filtran adicionalmente la energía. El voltaje en el punto medio ("tierra del amplificador") establece el estabilizador DA2. La alimentación se suministra al amplificador a través de un cable coaxial. Para una protección adicional contra la "suciedad" que se puede inducir en la cubierta del cable, se instala un transformador de aislamiento T2. Está enrollado en dos hilos sobre un núcleo magnético de baja frecuencia de ferrita de modo que la inductancia de sus devanados no sea inferior a 1 mH. La salida del amplificador a través de la resistencia R8 está conectada a un transformador RF de aislamiento T1, con una pequeña capacitancia vuelta a vuelta y una relación del número de vueltas de los devanados de 1:1. Este transformador es necesario para el desacoplamiento en modo común entre el cable común del amplificador y la trenza del cable coaxial. La resistencia R8 establece la impedancia de salida del amplificador (el propio chip DA1 tiene una impedancia de salida baja). Los diodos VD7 y VD8 (cualquier silicio de alta frecuencia) protegen los circuitos de entrada del receptor. El hecho es que el chip DA1 puede producir una señal de salida con una amplitud de hasta 5 V, lo que no es aceptable para todos los receptores. El condensador C7 se está separando. Los elementos L3, C10 comparten en el "cuello" la fuente de alimentación del amplificador y la entrada del receptor. Como ya se mencionó, los pines 1 y 8 del chip DA1 son entradas diferenciales de alta resistencia. Necesitan resolver tres problemas. Primero, "únelos" en corriente continua al cable común del amplificador. Esto lo hacen las resistencias R3, R4. Su resistencia no es muy importante (excepto en el caso de trabajar con una antena magnética de ferrita, ver más abajo), de 100 kΩ a 1 MΩ, pero su identidad es muy importante. Estas resistencias deben seleccionarse con un multímetro digital con una diferencia no superior al 0,1% (cuanto menos es mejor). De lo contrario, "sesgan" la entrada del amplificador con una reducción correspondiente en CMRR. En segundo lugar, es necesario proteger las entradas cuando el transmisor está funcionando. Un par de diodos RF VD5, VD6 hacen frente a esto. En tercer lugar, conecta la antena y los elementos que necesita. Depende de qué antena se utilizará. Si es un marco, como una "bandera", se conecta directamente a las entradas. Además, se instala una resistencia R2 con una resistencia igual a la resistencia de salida del marco (generalmente varios cientos de ohmios). Si se trata de una antena magnética de ferrita, no se necesita R2, pero se instalan los varicaps de sintonía VD1-VD4 y su circuito de control desde el "shek" (R1R5C1C9). Además, cuando trabaje con una antena magnética de ferrita (MA), debe pensar en la resistencia de las resistencias R3 y R4. Determinan el factor de calidad del circuito de la antena (por supuesto, además del factor de calidad de la propia bobina de la antena). Dependiendo de la inductancia, el factor de calidad MA y el ancho de banda deseado (sin sintonizar), debe elegir los valores de las resistencias R3, R4. En la fig. 2 muestra el espectro en la banda de 100 kHz a la salida del amplificador descrito con una resistencia de estas resistencias de 390 kOhm y una antena magnética de ferrita conectada enrollada en una varilla de 8 mm de diámetro y 100 mm de longitud con un magnético permeabilidad de 400. La recepción se produce en un rango de 160 metros. La antena está ubicada en el interior, por lo tanto, además de señales útiles, también se ven muchas interferencias.
A la salida, el nivel de ruido del aire en la frecuencia de resonancia MA es de 93 dBm (la escala vertical de la figura está en dBm), es decir, 5 μV, que corresponde aproximadamente al nivel de ruido de una antena de tamaño completo. Si necesita cambiar la ganancia, esto se hace seleccionando las resistencias R7 / R6. El AD8129 puede proporcionar una amplificación de hasta 100x en las bandas de HF de baja frecuencia. El uso de un amplificador le permite colocar la antena lejos de fuentes locales de interferencia y, por lo tanto, mejorar la calidad de la recepción. Autor: Igor Goncharenko (DL2KQ)
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