這款用于VHFFM廣播頻段的高性能兩級(jí)天線放大器與良好的定向天線配合使用,將使您能夠捕獲遠(yuǎn)距離(DX)電臺(tái)。或者,它將極大地改善您對(duì)您所在地區(qū)邊緣和嘈雜的FM信號(hào)的接收。
這款用于VHFFM廣播頻段的高性能兩級(jí)天線放大器與良好的定向天線配合使用,將使您能夠捕獲遠(yuǎn)距離(DX)電臺(tái)。或者,它將極大地改善您對(duì)您所在地區(qū)邊緣和嘈雜的FM信號(hào)的接收。
調(diào)頻/甚高頻天線放大電路原理圖
由于各種原因,越來(lái)越多的人對(duì)可以通過(guò)電纜系統(tǒng)接收的無(wú)線電信號(hào)的質(zhì)量不滿意。不幸的是,在前端站中創(chuàng)建的交叉調(diào)制和其他令人討厭的效果與可以在商業(yè)上購(gòu)買的高端FM調(diào)諧器的卓越品質(zhì)形成鮮明對(duì)比。
毫不奇怪,此類調(diào)諧器的所有者通常更喜歡在屋頂上擁有自己的天線。再加上像這里描述的高性能FMantena增強(qiáng)器,您可以開始DXing并享受高質(zhì)量的立體聲接收。作者將本放大器與SangeanATS-803World頻段接收器,飛利浦RR-571調(diào)諧器和單元件立方體四向天線結(jié)合使用,高度僅為15英尺。使用這種設(shè)置,他能夠接收最遠(yuǎn)500公里的FM電臺(tái)。
天線增強(qiáng)器電路說(shuō)明
在我們即將描述的設(shè)計(jì)中,您會(huì)發(fā)現(xiàn)以下重要參數(shù)耦合在一起:低噪聲系數(shù)(約1dB);高增益(高達(dá)40dB)和對(duì)互調(diào)產(chǎn)物的低敏感性。然而,放大器價(jià)格低廉且易于制造。圖1中的電路圖揭示了一個(gè)秘密:位于T1和T2位置的雙柵極MOSFET。第一個(gè)T1主要用于低噪聲和天線匹配,第二個(gè)T2配置用于高增益。不尋常的是,天線信號(hào)通過(guò)其源(S)端子施加到T1,這很方便,因?yàn)榕c其中一個(gè)門(G1和G2)不同,它已經(jīng)代表了相當(dāng)?shù)偷淖杩埂1M管如此,為了與50Ω同軸電纜進(jìn)行阻抗匹配,需要在調(diào)諧濾波器L1/C2上使用抽頭。
對(duì)于VHF和UHF放大器,DG-MOSFET是廉價(jià)但嘈雜的雙極晶體管以及非常昂貴且難以獲得的Ga-AsFET的良好替代品。
電路中第二個(gè)DG-MOSFET的增益可以使用預(yù)設(shè)P1進(jìn)行調(diào)節(jié),該P(yáng)2改變T2的G《》端子的偏置電壓-這是控制DGMOSFET增益的經(jīng)典方法,并且仍然工作得很好。設(shè)計(jì)中包含此類控件,以便獲得特定應(yīng)用所需的確切增益量。例如,如果您住在功能強(qiáng)大的VHFFM或電視廣播發(fā)射機(jī)附近,那么您會(huì)發(fā)現(xiàn)大量增益會(huì)產(chǎn)生交叉調(diào)制和其他不良影響,例如FM頻段內(nèi)的耦合振蕩和“小鳥”。
為了保持穩(wěn)定性,電源電壓分別通過(guò)電解電容器和陶瓷電容器在多個(gè)位置對(duì)低頻和高頻進(jìn)行去耦。為了使其盡可能靠近天線安裝,放大器通過(guò)下載同軸電纜供電,即通過(guò)連接到K2和K3的同軸連接器供電。在電源中,RF信號(hào)通過(guò)電容C19從同軸磁芯上取下。
電源電壓可通過(guò)電位器P2在一定程度上調(diào)節(jié),這也將允許一定程度的增益控制。通過(guò)“上電”LEDD2的電流應(yīng)約為10mA。如果使用低電流LED,則必須相應(yīng)地增加R8。考慮到電氣安全,我們強(qiáng)烈建議使用具有12VDC輸出的電源適配器。根據(jù)增益設(shè)置和所使用的DG-MOSFET,電路將消耗約50mA,因此在大多數(shù)情況下,100mA或功率稍大的適配器就可以了。
甚高頻調(diào)頻天線放大器結(jié)構(gòu)
放大器建立在單面印刷上電路板如圖2所示。設(shè)計(jì)中的電感器制作起來(lái)都非常簡(jiǎn)單,有關(guān)構(gòu)造詳細(xì)信息,請(qǐng)參見(jiàn)零件列表。L1、L2和L3纏繞在直徑為4.5mm的鉆頭或鉛筆上。然后需要將L1拉伸到約10毫米的長(zhǎng)度。你會(huì)發(fā)現(xiàn)需要一個(gè)相對(duì)較大的電阻器來(lái)風(fēng)阻L4-我們使用了垃圾箱中的0.5瓦碳膜電阻器(金屬膜電阻器似乎已經(jīng)完全接管了)。1MΩ的值并不重要,我們追求的是核心的“大量”碳,因此820k或1.2M也可以。
調(diào)頻天線升壓器PCB布局
DG-MOSFET不僅對(duì)靜電放電敏感,而且很容易采用錯(cuò)誤的方式安裝。非SMD版本需要在PCB上鉆5mm孔。在焊接到位之前,請(qǐng)確保您知道每個(gè)MOSFET在電路板上的最終方向——檢查、仔細(xì)思考并參考圖1中所示的元件圖。您可能會(huì)發(fā)現(xiàn)支腿對(duì)于PCB來(lái)說(shuō)有點(diǎn)太長(zhǎng)了,但直到最后一刻才使用刀具,因?yàn)槿绻麤](méi)有螺柱標(biāo)記(源端子),您將迷失設(shè)備方向。
本電路可以使用幾種VHF/UHFDG-MOSFET—見(jiàn)表1。只要有一定的靈活性,也可以使用SMD設(shè)備。一般來(lái)說(shuō),您應(yīng)該使用具有低噪聲系數(shù)的BF9xx,盡管這可能意味著整體增益略有降低。但請(qǐng)記住,放大器的增益是噪聲系數(shù)的次要因素——實(shí)際上,25dB至40dB之間的任何增益都可以。
電源部件不安裝在PCB上,但可以在小外殼中使用飛線結(jié)構(gòu)連接起來(lái)。成品PC應(yīng)用異丙醇清潔以去除焊料殘留物。
放大器必須裝在金屬外殼中,并帶有用于K1和K2的適當(dāng)同軸連接器。作者按照衛(wèi)星電視設(shè)備的習(xí)慣使用F型插座。它們便宜且易于獲得。但是,BNC插座也可以同樣很好地使用。插座與放大器輸入和輸出之間的連接應(yīng)盡可能短,請(qǐng)使用RG174/U等細(xì)同軸電纜。
甚高頻天線設(shè)置
對(duì)PCB進(jìn)行最終的徹底檢查,以檢查焊接不良,組件錯(cuò)誤等,并在繼續(xù)之前解決所有問(wèn)題。
將所有預(yù)設(shè)和修剪器設(shè)置為其行程的中心。為放大器通電,并檢查電路圖中指示的各種測(cè)試電壓。這些電壓是典型的,不應(yīng)被視為“定律”。將您的VHFFM收音機(jī)調(diào)諧到大約98MHz的微弱信號(hào)。從后到前調(diào)諧放大器,即首先調(diào)諧C14,然后調(diào)諧C5,然后調(diào)諧C2以獲得最佳接收效果——您的耳朵和調(diào)諧器的S表會(huì)告訴您發(fā)生了什么。如有必要,使用P1減少或增加增益。模擬微弱信號(hào)的一個(gè)好方法是將天線遠(yuǎn)離發(fā)射器方向。
放大器的3dB帶寬約為10MHz,所有調(diào)諧元件位于中心頻率。通過(guò)仔細(xì)重新調(diào)諧三個(gè)微調(diào)器電容器(“交錯(cuò)”),可以將其擴(kuò)大到20-25MHz,但代價(jià)是一些增益。也可以通過(guò)拉伸或壓縮三個(gè)空氣間隔電感來(lái)實(shí)現(xiàn)微調(diào)。但是,此方法可能僅適用于專家。
其他樂(lè)隊(duì)
放大器可以修改為在稍高的頻率下使用,如120MHz(VHF空帶),145MHz(2米無(wú)線電業(yè)余頻段甚至146-174MHz(PMR頻段)。然而,在調(diào)整電感器以使其在新頻率下諧振時(shí)可能需要一些經(jīng)驗(yàn)。如果您發(fā)現(xiàn)特定的修剪器不再“峰值”,則L/C組合超出了范圍。由于缺乏像柵斗這樣的專用測(cè)試設(shè)備來(lái)查看它在哪里產(chǎn)生共振,請(qǐng)通過(guò)安裝匝數(shù)較少的電感器進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn),看看會(huì)發(fā)生什么。無(wú)論頻率如何,助推器都不會(huì)不給達(dá)夫接收器生命之吻。
組件列表
電阻:R1=10kΩR2=150kΩR3=1MΩR4=220ΩR5=100kΩR6=3Ω3R7=1kΩ
R8=1kΩ2*
P1=47kΩ預(yù)設(shè)H
P2=10kΩ線性電位器電容器:
C1,C6=22pF陶瓷C2,C5,C14=22pF微調(diào)器
C3,C7,C17,C18=1nF陶瓷C4,C9,C13,
C15=100nF陶瓷
C8,C10=10nF陶瓷C11,C16=100μF25V徑向C12=3pF9陶瓷
C19=12pF陶瓷
半導(dǎo)體:D1,D3=1N4007
D2=LED
T1,T2=BF965或BF966S
電感器:
FB1,F(xiàn)B2,F(xiàn)B3=5匝鐵氧體磁珠
上的0.15mm(38SWG)漆包銅線L1=7匝直徑0.9mm(20SWG)漆包銅線;內(nèi)部直徑5毫米;長(zhǎng)度10毫米;從地面
L5,L2=3圈7.0毫米直徑(9SWG)抽頭20圈,內(nèi)部直徑5毫米;閉繞
L4=30匝直徑0.15mm(38SWG)漆包銅線,位于1MΩ0.5W電阻上
其他:
K1-K4=F插座,印刷電路板安裝
S1=開/關(guān)開關(guān),1個(gè)觸點(diǎn)
所有更改為SMD《img數(shù)據(jù)-延遲-回退=“1”解碼=“異步”加載=“l(fā)azy”src=“https://www.electroschematics.com/wp-content/uploads/2008/12/change-smd.jpg?resize=300%2C138”alt=“”標(biāo)題=“更改-SMD
”寬度=“
雖然BF966DG-MOSFET已不再生產(chǎn),但它仍然存在于電子產(chǎn)品零售和剩余電路中。從廣義上講,BF9xx系列的“傳統(tǒng)”SOT103外殼中的DG-MOSFET正在被其SMD(SOT143)對(duì)應(yīng)物迅速取代。
這些是完美的電氣替代品,但需要短線才能安裝在為SOT103晶體管鋪設(shè)的電路板上。在許多情況下,類型編號(hào)是SOT103父器件的類型編號(hào)加上偏移量。例如,BF966S與BF996S電氣兼容,BF981及其后繼產(chǎn)品BF991也是如此。
需要注意的另一個(gè)有趣的一點(diǎn)是,SOT143DG-MOSFET類型代碼中的–R后綴表示“反射”引腳排列。為天線升壓器設(shè)計(jì)的PCB布局允許安裝BF143xx系列的SMD(SOT103)和“引線”(SOT9)DG-MOSFET,后者安裝在5mm孔中,允許其端子與PCB走線齊平焊接。很遺憾,“-R”后綴SOT143DG-MOSFET不能在此板上使用。
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