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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Un dispositivo para configurar equipos NTV. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / antenas de television La recepción de programas de televisión a través de transpondedores de satélite se ha convertido en la señal del día en la actualidad. El número de satélites en órbita geoestacionaria y el número de programas en cada uno de ellos está aumentando. Comprar un sistema de recepción NTV en una tienda ya no es un problema y sus precios están bajando. Habiendo comprado equipos fabricados en fábrica, muchos radioaficionados experimentan con ellos. También tenemos entusiastas que fabrican estos equipos ellos mismos. Aquí publicamos una descripción de un dispositivo simple para la sintonización óptima de todos los componentes del sistema de recepción NTV. La recepción de programas de televisión a través de repetidores de satélite interesa a un creciente círculo de lectores. Con el lanzamiento a órbita geoestacionaria de satélites de sistemas de transmisión directa de televisión (NTV), por ejemplo. "Hals" y "Not Bird", dicha recepción está disponible para muchos residentes de nuestro país (bajo costo de equipo, pequeñas dimensiones de la antena). Al mismo tiempo, otros satélites también son de interés para los radioaficionados, cuya señal es mucho más débil, y para obtener una calidad de recepción satisfactoria, se deben utilizar antenas de gran tamaño.
Uno de los problemas que deben resolverse en estos experimentos es depurar el sistema de antena y sintonizarlo al satélite requerido para obtener la señal máxima. Para los sistemas NTV que utilizan transmisores relativamente potentes, este problema se resuelve fácilmente, ya que es posible utilizar antenas con un diámetro pequeño de espejo parabólico. Para tales antenas, el ancho del patrón de radiación es de varios grados, por lo que las pequeñas imprecisiones al apuntarlo son bastante aceptables y ni siquiera tendrán un efecto muy fuerte en el resultado final. Otra cosa es cuando se usa una antena grande y se reciben señales débiles. En este caso, se requiere un ajuste muy cuidadoso y cuidadoso. El instrumento combinado que se describe a continuación ayudará a reducir significativamente la complejidad de este proceso, simplificarlo y hacerlo visualmente claro, que, en combinación con un osciloscopio, puede usarse como un indicador panorámico del espectro del rango de frecuencia 0,8 ... 2 Hz o un indicador de la respuesta de frecuencia de este rango, y sin osciloscopio, como indicador de nivel de señal en cualquier área o inmediatamente en todo el rango. Con la ayuda del dispositivo, puede evaluar rápidamente la salud del convertidor por el nivel de ruido, verificar el rendimiento del sintonizador, si es necesario (si, por ejemplo, es de fabricación propia o funciona durante mucho tiempo), ajustar la respuesta de frecuencia y el rango de sintonía. El dispositivo lo ayudará a sintonizar rápidamente las señales de los satélites y ajustar el sistema de antena a la señal máxima, aclarar la ubicación del convertidor (alimentador), ajustar su polarización, etc. La principal conveniencia radica en el hecho de que los resultados de las manipulaciones se reflejan inmediatamente en la pantalla del osciloscopio o en el indicador de cuadrante. El esquema del dispositivo y su diseño son bastante simples y accesibles para la fabricación por parte de radioaficionados de calificación media. El diagrama de bloques se muestra en la Fig.1. Consiste en un oscilador controlado por corriente (G1): un generador de microondas con un rango de sintonización de 0,8 ... 2 GHz, un amplificador de búfer A 1, de cuya salida sale una señal en una escala de 1; 1 va a la salida "GKCH 1:1" y, a través del atenuador resistivo A2, a la salida "GKCh 1:10". Un controlador de voltaje triangular (G2) y un convertidor de voltaje a corriente (U1) están diseñados para controlar el generador. Las frecuencias superior e inferior del rango de oscilación se configuran de forma independiente mediante resistencias variables, lo cual es conveniente durante el funcionamiento. El amplificador AZ sirve para suministrar una señal al barrido del osciloscopio. Estos nodos están alimentados por una fuente de alimentación de red (U2).
Estos elementos, junto con la cabeza del detector, proporcionan una indicación panorámica de la respuesta de frecuencia. Para hacer esto, la entrada "Y" del osciloscopio recibe una señal de la salida del cabezal detector, y la entrada "X" es una señal de barrido de la salida del amplificador AZ. Para implementar el modo analizador de espectro, el dispositivo tiene un mezclador (U3), al que pasa la señal del generador desde la salida "GKCh" a través de la entrada "GKCh", y la señal de la salida del convertidor de microondas a través del " entrada SI". La señal de salida del mezclador es amplificada por amplificadores de video (A4 y A5), detectada por un detector de amplitud (U4), desde cuya salida la señal puede ser alimentada a la entrada "Y" del osciloscopio o a un dial indicador. El dispositivo tiene enchufes para alimentar el convertidor. El analizador de espectro opera con la denominada "FI cero", lo que permitió, con una calidad satisfactoria, simplificar la construcción del dispositivo. Estructuralmente, el dispositivo consta de cuatro componentes principales: una unidad de alta frecuencia, un controlador de voltaje y corriente de control, un amplificador de video y una fuente de alimentación. Cada uno de los bloques se ensambla en una placa de circuito impreso separada. Esto hizo posible fabricarlos y regularlos por separado, y solo luego instalarlos en la caja del instrumento. El esquema de la unidad de alta frecuencia se muestra en la Fig.2. En los transistores VT1 y VT2, se fabrica un generador de microondas, cuya frecuencia de generación se puede controlar mediante corriente, y en VТЗ, un amplificador de búfer. Las señales de la salida del amplificador se envían a los enchufes ХS1 "1:1" y ХS2 "1:10". Estos nodos se describieron con más detalle anteriormente en [1].
Se ensambla un mezclador de señal en el transistor VT4, funciona en el modo de analizador de espectro. Una señal del convertidor de microondas llega a su base a través del zócalo XS3, y la señal del generador llega al emisor a través del zócalo XS4. Para ello, las tomas XS1 y XS4 se conectan con un cable coaxial. La señal de diferencia se toma del colector del transistor VT4 y luego se alimenta a la entrada del amplificador de video, mientras que el capacitor C14 suprime los componentes de alta frecuencia de la señal de diferencia. El convertidor de microondas se alimenta a través de un filtro de paso bajo L2C3. El esquema del modelador de la tensión y corriente de control se muestra en la Fig.3. Se ensambla un controlador de voltaje triangular en los microcircuitos DA1 - DAZ y DD1, que funciona junto con un estabilizador de corriente controlado en el microcircuito DA4 y el transistor VT5. Se ensambla un amplificador de señal de barrido de osciloscopio en el DA5. La amplitud de este voltaje se puede ajustar mediante una resistencia variable R27. Las resistencias R17 y R20 establecen, respectivamente, las frecuencias inferior y superior del rango de frecuencia oscilante del generador de microondas. Este nodo está hecho de acuerdo con el esquema [2] y, por lo tanto, tampoco se describe en detalle aquí.
El circuito amplificador de video se muestra en la Fig. 4. Él es de dos etapas; cada uno de ellos está hecho en un amplificador operacional de alta velocidad. La ganancia de cada etapa es de 38...40 dB, lo que proporciona la sensibilidad requerida del analizador de espectro. El ajuste de ganancia se realiza mediante una resistencia variable R32.
En la entrada de cada etapa, se instalan filtros de paso alto C19 R29 y C23 R33, que están diseñados para reducir el efecto de interferencia e interferencia de baja frecuencia. No hay un filtro de paso alto especial en el amplificador de video. su papel lo desempeñan los propios amplificadores operacionales, que proporcionan el ancho de banda del analizador de varios cientos de kilohercios. En la salida de la segunda etapa, se instala un diodo detector VD2, que corta las medias ondas negativas de la señal, y las medias ondas positivas de la tensión alterna de la señal se alimentan a la entrada "Y" o un puntero. indicador. La fuente de alimentación se ensambla de acuerdo con el esquema tradicional (Fig. 5) y contiene un transformador de potencia reductor T1, un rectificador de onda completa en una matriz de diodos VD27 y condensadores de suavizado C28 y CXNUMX. Los estabilizadores de voltaje se fabrican de acuerdo con un esquema bien conocido y no necesitan comentarios.
El esquema de conexiones placa a placa se muestra en la Fig.6. El dispositivo se enciende con el interruptor SA1 y los modos de funcionamiento se cambian con el interruptor SA2. Estos interruptores, así como las resistencias variables R17, R20, R27, R32, se encuentran en el panel frontal del dispositivo. Y en la fig. 7 muestra un diagrama del cabezal detector. Su objetivo principal es detectar una señal de microondas.
Como se mencionó anteriormente, el dispositivo se puede utilizar como indicador de respuesta de frecuencia, analizador de espectro o indicador de nivel de señal. En el primer caso, el dispositivo funciona en conjunto con un osciloscopio que tiene una entrada "X". Se alimenta una señal a su entrada desde la salida XS6 ("Exit X") del dispositivo y el barrido se establece en pantalla completa. En este caso, aparecerá una línea horizontal luminosa, llamada "cero", en el osciloscopio, que se establece en la línea inferior de la cuadrícula de la pantalla. La salida del cabezal del detector está conectada a la entrada "Y" del osciloscopio, y su entrada está conectada al conector de salida XS1 ("GKCh salida 1: 1"). En este caso, aparecerá en la pantalla una línea inclinada o algo curva, cuya altura con respecto a la línea cero será proporcional al nivel de señal del generador de microondas, esta línea será la línea de referencia. Luego, el cabezal del detector se conecta a la salida o al punto de control del dispositivo en estudio, y la señal del zócalo XS1 ("salida GKCh" 1; 1 o 1:10) se alimenta a la entrada del dispositivo. Comparando la posición de la línea de referencia y la línea obtenida en este caso, se puede juzgar si la señal de microondas pasa o no a través de este dispositivo, si la señal se amplifica o atenúa en él, y también cuál es su respuesta de frecuencia. Así podrás comprobar el estado de sintonizadores, amplificadores, divisores de señal, etc. El rango en el que se estudian estos parámetros está establecido por las resistencias R17 y R20 (unidad de modelado, Fig. 7) y puede variar desde varias decenas de MHz hasta el rango completo. En este modo, el mezclador y el amplificador de video no funcionan porque no están alimentados.
En el modo de analizador de espectro, todos los componentes del dispositivo funcionan, los enchufes XS1 y XS4 están conectados por un cable, y la salida del convertidor de microondas está conectada al enchufe XS3 ("Entrada IF"). En este caso, debe observarse en la pantalla del osciloscopio una línea borrosa, la llamada "pista de ruido". Después de aplicar el voltaje de suministro al convertidor (conector XS5), el nivel de ruido debería aumentar significativamente, su amplitud se puede ajustar mediante la resistencia R32 (unidad amplificadora de video). Al mover la antena en el espacio en el momento de sintonizar el satélite, aparecerán ráfagas de una señal similar a un ruido en la pantalla del osciloscopio, en el punto de barrido que corresponde a la frecuencia de esta señal. Con la ayuda de resistencias variables para configurar el rango de oscilación de frecuencia, esta señal se puede "expandir" a pantalla completa. Después de eso, puede sintonizar el sistema de antena, cambiar la polarización y los ángulos de instalación hasta obtener la máxima amplitud de la señal recibida. Esta configuración le permite "exprimir" el máximo posible del sistema. Mediante la distribución de señales en el rango de frecuencia y su potencia relativa, se determina a qué satélite está sintonizada la antena. Si en este modo, un indicador de medición de puntero está conectado a la "Salida Y" del dispositivo, por ejemplo, un microamperímetro con una corriente de desviación total de 100 μA. luego, por la desviación de la flecha, se puede juzgar el cambio en el nivel de la señal recibida, lo que significa que será conveniente sintonizar el sistema de antena a la señal máxima. Un boceto de la placa de circuito impreso de la parte de alta frecuencia se muestra en la fig. 8. Está hecho de lámina de fibra de vidrio de doble cara. Los conductores se ubican a un lado del mismo, y el otro se deja metalizado (sirve de pantalla) y se conecta por el contorno a la barra común de potencia del primer lado. La placa se coloca en la pared lateral de la carcasa del dispositivo y se une a ella con cuatro tomas de microondas de salida. Esto asegura una distancia mínima entre los conectores de alta frecuencia y los elementos de la placa.
Los bocetos de las placas de circuito impreso del moldeador, el amplificador de video y la fuente de alimentación se muestran en la fig. 9, 10 y 11. Para su fabricación, se puede utilizar material de lámina de una cara. Luego, estas placas se colocan en la parte inferior de la carcasa del dispositivo sobre una placa de metal (o lámina de fibra de vidrio de un solo lado, getinax), que actúa como un cable común y al que se conectan los buses de alimentación comunes de todas las placas.
Está permitido utilizar elementos de los siguientes tipos en el dispositivo: microcircuitos DA1 - DA5 - K140UD6, K140UD7, DA6.DA7 - K544UD2A, K544UD2B, DD1 - K561TM1 u otros que contengan un flip-flop RS. Transistores VT1 - VT4 - KT3124A - 2, KT3124B - 2, KT3124V - 2, KT3132A - 2, KT3132B - 2, KT3132V - 2; VT5 - KT608A, KT608B, KT603 con índices de letras de la A a la 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). Diodos VD1 - KS156A; VD2 - D9 con cualquier índice de letras, D18, D20, D310, D311A, D311B, D312A, D312B; reemplazaremos el puente VD3 con cuatro diodos de los tipos KD102B, KD103B, KD105B, KD106A, KD509A, KD510A; VD4, VD5 - D814G, KS211Zh, KS211Ts, KS510A; LED HL1 - AL307 con índices de letras de la A a la G o AL341 (A - D) - óxido K50-6, K50 - 24, K53 - 1; como C1 - C14, es deseable utilizar K10 - 42, K10 - 17 o similares sin marco, en su ausencia (como caso extremo), son adecuados KM, KD con la longitud mínima posible de los cables; el resto - KLS, KD, CT, KM. Resistencias variables - SPO, SP4, SP de cualquier modificación, ajuste (R6) - SDR - 19, el resto - MLT, S2-33. En la parte de alta frecuencia del diseño del dispositivo, es deseable usar resistencias C2 - 10. Inductor L2 - DM - 0,1 con una inductancia de 20 - 100 μH. Un transformador reductor es cualquier de pequeño tamaño que tiene dos devanados secundarios para un voltaje de 12 ... 15 V a una corriente de hasta 70 mA. En el cabezal del detector es necesario utilizar diodos detectores de microondas, condensadores, como en la parte de alta frecuencia del dispositivo, y resistencias C2 - 10. La configuración del dispositivo comienza con el ajuste del funcionamiento de las placas individuales del dispositivo. Por lo general, no es necesario configurar la fuente de alimentación. Solo necesita verificar su rendimiento: los voltajes de salida deben estar dentro de 11 ... 13 V. Si planea alimentar el convertidor desde la misma fuente de alimentación, entonces necesita encenderlo un poco: el transformador debe proporcionar corriente. a 200mA; el estabilizador funcionará igual, solo el transistor VT6, si comienza a calentarse mucho, es posible que tengas que colocarlo en un radiador pequeño. El controlador de voltaje de control se verifica preliminarmente de la siguiente manera. Las resistencias R16 - R21 están conectadas a la placa, que se encuentran en el panel frontal. Las salidas de la placa 2 y 4 se cierran temporalmente y se instala una resistencia adicional de 200 ohmios entre ellas y el cable común, después de lo cual se aplican los voltajes de suministro. Cuando las resistencias R17 y R20 giran sobre una resistencia adicional, las oscilaciones triangulares se verifican con un osciloscopio, su amplitud máxima debe ser de al menos 1 ... 1,5 V. Luego verifican la placa del amplificador de video; no debe excitarse en ninguna posición del control deslizante de la resistencia R2. Si esto sucede, es posible que deba conectar en paralelo los condensadores C20. C21, C25, C26 instalan capacitores cerámicos con una capacidad de 0,047 - 0,1 uF. Si dicha conexión no da un efecto positivo, es necesario aumentar la capacitancia de los condensadores C22, C24 de dos a tres veces. La ganancia del amplificador de video a una frecuencia de aproximadamente 50 kHz debe ser varios miles de veces. El ajuste de la placa de alta frecuencia se realiza en la siguiente secuencia. Se suministra un voltaje de suministro (1 V) al pin 12 de la placa, y el voltaje de una fuente de alimentación estabilizada ajustable se suministra al pin 2. Un medidor de frecuencia que opera en el rango de 1 ... 0,7 GHz está conectado a la toma XS2. Se aplica un voltaje de 2 V en el pin 0,5 y, aumentándolo gradualmente, alcanzan el momento de la generación. Luego, se controla un voltaje constante en el pin 3 y, al cambiar el voltaje en el pin 2, se fija el voltaje en el pin 3, correspondiente a los límites de generación inferior de 0,7 ... 0,9 GHz y superior de 1,9 ... 2,1 GHz. Es dentro de estos límites que debe cambiar el voltaje en los motores de las resistencias R17 y R20. Dichos valores de voltaje (con un pequeño margen) se establecen seleccionando los valores de las resistencias R16, R18 para la resistencia R17 y R19, R21, para la resistencia R20. Cabe señalar que a medida que disminuye el voltaje, aumenta la frecuencia generada. Posteriormente se colocan todas las placas en la caja, mientras que, como se mencionó anteriormente, la placa de agudos se monta en la pared lateral de la caja, y el resto se coloca sobre una base metálica o metalizada de dimensiones 90x120 mm y se unen a él con pegamento, así como soldando las almohadillas de montaje a tierra con un alambre estañado grueso. Además, la placa de alta frecuencia debe conectarse a lo largo del borde inferior con la base mediante una tira de lámina de cobre estañado. La base en sí está unida a la parte inferior de la caja con tornillos, aunque es mejor usar una caja de metal, sus dimensiones pueden ser (aproximadamente) 50x105x140 mm. Todos los controles están ubicados en la cubierta frontal y los enchufes XS5 - XS7 - en la parte posterior. Una vez que haya terminado de ajustar las placas individualmente, puede comenzar a calibrar las escalas de resistencias variables. Para hacer esto, el dispositivo se enciende en el modo "Análisis" y se le conecta un osciloscopio. Se debe observar una pista de ruido estrecha en la pantalla, se debe hacer horizontalmente un poco más pequeña que el tamaño de la pantalla. Luego, una señal con una frecuencia de 3 ... 1,2 GHz con un nivel de -1,5 ... 30 dBm del generador de medición (con un rango de sintonización de 50 ... 0,8 GHz) se alimenta a la entrada IF (conector XS2). El instrumento está configurado en el modo de barrido de frecuencia máxima. Aproximadamente en el centro de la pantalla, debería aparecer una señal en forma de ráfaga de amplitud. Cuando cambie la frecuencia del generador, comenzará a moverse por la pantalla. Luego, el nivel de la señal del oscilador de medición se reduce al mínimo, en el que la señal aún se observa en la pantalla, y la resistencia de ajuste R6 se usa para alcanzar su nivel máximo. El nivel de la señal del generador aumenta varias veces y la frecuencia se ajusta exactamente, por ejemplo, 1,5 GHz. Las resistencias variables R17, R20 están provistas de punteros y, al desplazar la señal en la pantalla exactamente al borde izquierdo del escaneo con la resistencia R17, hacen la marca correspondiente en la escala de esta resistencia. De manera similar, pero con la resistencia R20, la señal se desplaza exactamente hacia el borde derecho del barrido y se hace una marca en la escala de esta resistencia. Alternativamente, se establecen otros valores de frecuencias en el generador de medición y se repite el proceso de calibración. Literatura
Autor: I. Nechaev, Kursk
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