Закрыть ... [X]

Самодельные преселекторы на кв

Как отмечалось в ветке про ICOM IC-R75, для DX-приема нужны не только SW-приемник, чистый эфир и хорошее прохождение, но и внешняя полноразмерная антенна и согласование антенны с фидером и приемником а для приемников с невысокой динамикой - антенный преселектор. Выполнение всех этих условий обеспечивает максимальную реальную чувствительность системы антенна-фидер-приемник (измеряемой по минимальной напряженности поля при заданном сигнал/шуме на выходе приемника) или максимально возможный уровень сигнала на входе приемника (точнее на первом активном элементе – например, смесителе 1-й ПЧ) при той же напряженности поля от станции.

Вообще для современных приемников именно совершенство входных цепей является ключевым элементом качества их работы и во многом определяет их характеристики. Поэтому важными являются и устройства, дополнительно включаемые между антенной и приемником.

Внешняя полноразмерная антенна для приемника – обычно высоко подвешенные луч (длинный провод) или диполь (два провода) с размахом полотна, равным половине длины волны для диполя или четверти длины волны для луча, что для диапазона 80 метров составит 40 и 20 метров соответственно. Дальнейшее увеличение размеров не приводит к увеличению силы снимаемого с антенны сигнала. А вот уменьшение размеров полотна приводит к уменьшению силы сигнала. Хотя зависимость эта нелинейная – максимальный рост силы сигнала происходит на малой длине полотна, а минимальный рост – когда длина полотна уже находится вблизи указанных выше расчетных значений.
Приемник должен быть заземлен и лучше всего натурально - например, через отрезок трубы, забитой в землю (для особо дотошных - на глубину промерзания);
в случае луча, кстати, земля играет роль второго "электрода".

Согласование сопротивлений антенны, фидера и приемника минимизирует потери сигнала при передаче его от антенны на приемник (первый смеситель). Так, сопротивление луча (длинного провода) может меняться в очень широких пределах – от единиц до тысячи ом и зависит от длины волны, размеров, конфигурации и ориентации луча, близости земли, зданий, металлической крыши и т.п. Сопротивление же фидера и входа приемника обычно 50ом.

Согласование сопротивлений совершенно необходимо для трансивера, т.к. это влияет на уровень излучаемой мощности радиосигнала (по-сути определяет дальность радиосвязи), и может привести к повреждению выходных каскадов трансивера.

Несогласованная антенна для приемника, конечно, не может повредить приемник; но потери от несогласования антенны уменьшают силу сигнала на входе приемника, то-есть ухудшают реальную чувствительность приемника на единицы и даже десятки децибел.

В продаже имеется множество различных типов и брэндов согласующих устройств для трансиверов – антенных тюнеров, ручных и автоматических; и очень мало антенных тюнеров специально для приемников. Все антенные тюнеры строятся обычно по П-образной или, чаще всего, Т-образной схеме.

П-образная схема включает в себя: КПЕ на землю, переменную индуктивность последовательно, КПЕ на землю.
Т-образная схема включает в себя: КПЕ последовательно, переменную индуктивность на землю, КПЕ последовательно.

Необходимо отметить, что, например, ручной Т-образный антенный тюнер имеет три элемента регулировки и, соответственно три(!) дополнительных ручки настройки: «антенна», «индуктивность», «приемник». Хотя обращаться с ними не так уж сложно. После выбора частоты на приемнике ручки «антенна» и «приемник» устанавливаем в среднее положение, далее крутим «индуктивность» по максимуму сигнала (эфирного шума) и, наконец, подстраиваем «антенну» и «приемник» опять же по максимуму сигнала. Для каждого участка длин волн (диапазона) есть определенная оптимальная комбинация положений ручек, которая может быть записана на бумажке.

Конечно, много заморочек при настройке, но, как следует из названия этой темы форума, материал этот предлагается для «эстетов» и «максималистов» DX-приема! Кроме того, чем больше ручек, тем эффектнее работа оператора в глазах второй (и лучшей) половины или знакомой девушки (у которой есть только маленький AM-FM приемник всего с двумя ручками – громкость и настройка).

Для большинства же любителей радиоприема (не таких фанатов DX) вполне достаточно ненастраиваемого согласующего устройства – широкополосного трансформатора (балуна или матчера), у которого коэффициент трансформации выбирается на основе компромисса – обычно 9:1 для луча (длинного провода) и 4:1 для диполя.

Такой трансформатор, конечно, не дает полного согласования с антенной во всем диапазоне приема. То-есть, есть участки длин волн, в которых потери могут быть существенны - единицы и даже десятки децибел. Но в целом (осредненно по всему диапазону 1,6-30мгц) он значительно улучшает картину (реальную чувствительность) по сравнению с той ситуацией, когда Вы длинный провод подключаете к приемнику прямо на вход 50ом.

Трансформатор имеет большие плюсы по сравнению с антенным тюнером: он прост в изготовлении, не требует настройки, не имеет дополнительных ручек настройки, может быть установлен в месте установки антенны.

Например, длинный провод Вы натягиваете на крыше, там же ставите трансформатор (балун или матчер) и далее тяните коаксиальный кабель на вход приемника (50ом), который может быть установлен несколькими этажами ниже. При этом сигнал снимается с высоко установленной антенны (что очень хорошо) и минимизируются бытовые помехи от этажей, мимо которых проходит коаксиальный кабель.

Многие приемники уже имеют внутренний штатный трансформатор (вход 500ом), к которому можно и нужно подключать длинный провод (кроме 750 приемника, смотри тему по 750); однако описанная выше схема с коаксиальным кабелем потребует внешнего самодельного или покупного трансформатора (балуна или матчера) 9:1.

Коаксиальный кабель тоже привносит потери - не так, чтобы очень большие, но для DX и не маленькие. Так, RG-58 (50ом, диаметр 5мм) имеет потери 0,15 дб/м; т.е. для 30 метров ослабление сигнала составит почти 5дб. RG-8 и RG-213 имеют меньшие потери, но уж очень они толстые и дорогие.

Антенный преселектор позволяет повысить реальную чувствительность, особенно для современных SW-приемников с небольшим динамическим диапазоном, оснащенных широким и единственным (1,6-30мгц) полосовым входным фильтром.

А дело тут вот в чем. При подключении внешних полноразмерных антенн возможна перегрузка радиотракта (обычно смесителя 1-й ПЧ) от любых сильных станций и помех, находящихся в полосе приема (1,6-30мгц). Для устранения перегрузки придется включить аттенюатор, например, -20дб. Это позволит услышать «забитую» ранее любимую станцию, но это же ухудшит реальную чувствительность приемника на 20дб.

Именно поэтому, кстати, в ICOM R75 использованы узкие коммутируемые входные полосовые фильтры – весь диапазон приема разделен на 8 полос, что вкупе с тройным преобразованием обеспечивает динамический диапазон более 100 дб, что на 20..30дб больше, чем у обычных (неспециализированных) приемников. Так что и антенный преселектор приемнику R75 без особой надобности, хотя и хорош для понта.

В обычных же приемниках при использовании преселектора Вы устраняете перегрузку от сильных станций и помех, если, конечно они не расположены совсем рядом. Реальная чувствительность при этом остается на прежнем уровне; точнее она ухудшается на величину потерь в преселекторе при точной настройке – менее 5дб (обычно 3..4дб) для пассивных преселекторов.

Антенный преселектор обычно представляет собой настраиваемый LC-контур; «высший пилотаж» схемотехники – когда фильтрация идет в низкоомных линиях, например 5ом вместо 50ом, что обеспечивает очень высокие селективные свойства (конкретные схемы по возможности приведу ниже).

Понятно, что антенный преселектор имеет собственную ручку настройки и переключатель диапазонов.

Вообще говоря, антенный тюнер, будучи по-сути фильтром низкой или высокой частоты тоже имеет селективные свойства, но в меньшей степени, чем преселектор. С другой стороны простейшие преселекторы обладают и согласующими свойствами. Поэтому некоторые простые устройства позиционируются изготовителями, как комбинированные, т.е. «тюнер/преселектор».

Но главные задачи у этих устройств все-таки разные: антенные тюнеры минимизируют потери при передаче сигнала от антенны на приемник за счет согласования сопротивлений антенна-фидер-приемник, а антенные преселекторы расширяют реальный динамический диапазон приемника за счет подавления сильных сигналов и помех, находящихся не на частоте, но в диапазоне приема. Указанные устройства улучшают реальную чувствительность конкретного приемника – то-есть улучшают возможность прослушивания слабых DX-станций, имеющих очень маленькую напряженность поля в точке приема.

Вспоминаются тут мне ламповые приемники с входным настраиваемым резонансным контуром. Там был компромиссный технический параметр – коэффициент включения антенны в контур. Если связь была очень маленькой, то и сигнал был небольшой. При увеличении связи с антенной сигнал должен был бы возрасти (входные сопротивления ламп это позволяли), однако происходила расстройка входного контура (за счет реактивных составляющих антенны) и сигнал не возрастал, а снижался. Поэтому в специализированных приемниках (Р-250, например) для достижения высокой реальной чувствительности использовался высокий коэффициент связи с антенной, а для точной настройки входного контура (компенсации расстройки) использовался триммер – дополнительный конденсатор с отдельной ручкой, обеспечивающей настройку в резонанс. А для обычных приемников без ручки «триммер» коэффициент связи выбирался поменьше, соответственно и их реальная чувствительность не была такой высокой.

Схемотехника и конструктив антенных тюнеров и преселекторов достаточно простая (по возможности приведу ниже) и содержит мало деталей. При этом можно воспользоваться и готовыми устройствами от ведущих фирм-производителей, например, MFJ, по цене 100..200 долларов за устройство (но их еще нужно заказать «за бугром») или изготовить их самостоятельно.

Сделать их не так сложно. Требования к комплектующим при этом не такие высокие, как, например, те, которые предъявляются в антенных тюнерах для трансиверов (высоковольтные КПЕ, большеразмерные специально намотанные катушки и т.п.). Чтобы ничего не мотать, можно использовать даже стандартные индуктивности (EC24, RLB). А для широкополосных трансформаторов - обычные «низкочастотные» ферритовые кольца (М600НН и даже М2000НМ), т.к. передача сигнала идет не через перемагничивание сердечника (особенно на высоких частотах), а от витка к витку. И важным является не размер кольца или количество витков, а способ намотки.

Все устройства должны иметь режим «bypass» - то-есть возможность обхода схемы по прямому проводу. Это позволит Вам оперативно увидеть и услышать, насколько эффективна та или иная схема и проконтролировать правильность ее настройки.

Частоту настройки LC контура можно рассчитать по классической формуле:
f = 1 / (2 х число-пи х кв.корень(L х C))
или, в привычных единицах измерений:
f(мГц) = 159 / кв.корень (L(мкГн) х С(пФ))
Для расчета начала и конца диапазона нужно подставлять максимальное и минимальное значение КПЕ.

Важным является то, что все перечисленные устройства являются внешними и не требуют никаких переделок приемника.

P.S. Прошу простить за длинноту изложения, возможно говорю «избитые» истины. Просто было 2 часа свободного времени.
Дело было вечером, делать было нечего…

P.S. (№2 от 17.02.11). Если рассматривать антенну в качестве источника ЭДС (электродвижущей силы), то, как любой источник,
она имеет внутреннее (выходное) сопротивление. В случае антенны сопротивление это носит комплексный характер,
зависящий как от конструктива антенны и ее размещения, так и от частоты приема.

То-есть присутствуют и активная и реактивная составляющие. Если преобладает емкостная составляющая, то
с помощью антенного тюнера мы должны добавить "индуктивности" и все это настроить в резонанс на частоте приема.
Если же преобладает индуктивная составляющая, то антенным тюнером надо добавить "емкости"
и опять же настроить в резонанс на частоте приема.

Таким образом, с помощью антенного тюнера мы настраиваем в резонанс контур, одним из элементов которого является
непосредственно антенна.

Что касается антенного преселектора (и в этом его отличие от антенного тюнера), то он представляет собой
отдельный контур на пути от антенны до входа приемника, имеющий собственную индуктивность и собственную емкость.
Контур этот имеет связь, как с антенной (выходом антенны), так и со входом приемника.


Источник: http://www.radioplaneta.ru/forum/viewtopic.php?t=8838


Поделись с друзьями



Рекомендуем посмотреть ещё:



Преселектор к "Дегену-1103" - Самодельные - Приемники, узлы и блоки Вязание спицами топа для беременных

Самодельные преселекторы на кв Самодельные преселекторы на кв Самодельные преселекторы на кв Самодельные преселекторы на кв Самодельные преселекторы на кв Самодельные преселекторы на кв Самодельные преселекторы на кв

ШОКИРУЮЩИЕ НОВОСТИ