Юный техник, 2008 № 08
Шрифт:
Возьмем среднее значение С ант= 4 пФ. Тогда в середине СВ-диапазона (на частоте 1 МГц) емкостное сопротивление антенны будет Х а= 1/2fC ант= 40 кОм!
Если даже приемник совсем не нагружает антенну, то емкостное сопротивление кабеля — всего 400 Ом.
Мы получили емкостный делитель напряжения в 100 раз, а ведь на короткую антенну поле радиостанций наводит и без того слабый сигнал. На приемник в нашем примере поступит всего 2,5 мкВ, что может оказаться меньше, чем его чувствительность! Ситуация еще хуже, если у вас
Это значит, что нужен антенный усилитель с таким же коэффициентом усиления. Но мы не можем беспредельно ослаблять сигнал, а потом его усиливать, ведь собственный шум усилителя остается прежним! Следовательно, такое решение ухудшает отношение сигнал/шум, а значит, и качество приема. Положение еще терпимо, если шум эфира огромен и намного превосходит собственный шум усилителя, но все равно есть предел. Надо искать другие решения.
Одно из них — расположить усилитель с высоким входным сопротивлением около самой антенны, а уже после него включить кабель. Так обычно и делают, но это исключает работу антенны с радиостанцией.
Если вы читали про регенераторы, то уже знаете, что ПОС компенсирует потери в колебательном контуре, теоретически внося в него отрицательное сопротивление. Нам же здесь надо скомпенсировать потери в емкостном делителе, причем в широкой полосе частот. Значит, нужна отрицательная емкость. В природе такой не существует, но ее можно создать средствами радиоэлектроники. Отрицательная емкость создает такой же 90-градусный сдвиг между током и напряжением, как и обычная, но ток должен не втекать, а вытекать из нее! Чтобы создать этот эффект, соединим выход усилителя А1с его входом емкостью обратной связи (рис. 1).
Усилитель должен быть неинвертирующим и широкополосным, то есть не вносить дополнительных фазовых сдвигов.
Через цепь ОС на вход усилителя потечет ток в том же направлении и в той же фазе, как и от антенны. В результате напряжение на входе усилителя возрастет и потери в емкостном делителе будут частично скомпенсированы.
Расчет показывает, что для полной компенсации потерь в приведенном примере при С ант= С осусиление Кдолжно быть около 50. Тогда на выходе усилителя напряжение сигнала будет равно ЭДС в антенне. Еще увеличивая емкость С ос и К, можно получить дополнительное усиление сигнала, но затем вся система самовозбудится — все, как в обычном регенераторе.
Правда, генерировать он будет не синусоидальные, а релаксационные колебания сложной формы.
Проект практической схемы антенного усилителя, установленного не около антенны (как часто делают), а непосредственно на входе приемника, показан на рисунке 2.
Антенна WA1 через кабель подсоединена ко входу усилителя, собранного на полевом VT1 и биполярном VT2 транзисторах. Цепочка C1R1 нужна лишь для защиты полевого транзистора от статических и низкочастотных наводок и случайных попаданий постоянного напряжения на кабель и антенну. Емкость и сопротивление этих элементов не критичны.
Усилитель представляет собой повторитель сигнала с усилением, равным отношению сопротивлений (R3 + R2)/R2.
ПОС создается через подстроечный конденсатор С3.
Следует заметить, что усилитель нельзя включать без входного антенного кабеля — он немедленно самовозбудится (но из строя не выйдет и ничего страшного с ним не произойдет). На время налаживания, если кабеля нет, замкните вход усилителя на общий провод большой емкостью, например 0,1 мкФ. Проверьте режим транзисторов по постоянному току — на выходе усилителя должно быть напряжение, равное примерно половине напряжения питания. Установить его можно подбором резисторов R2, R3 и заменой транзистора VT1 на такой же, но с другим буквенным индексом.
КП303А, Б, В дают меньший ток и, соответственно, меньшее напряжение, а Г, Д, Е — большее. Имейте в виду, что вход приемника не должен быть замкнут по постоянному току (легко проверить омметром). Если же он замкнут (на входе приемника катушка), включите в выходной провод усилителя разделительный конденсатор (от 1000 пФ и выше). Затем подключите усилитель в штатном режиме и проверьте его работу, принимая радиостанции. Отрегулируйте конденсатор С3 и регулятор усиления так, чтобы прием дальних станций был хорошим, но не подходите слишком близко к порогу генерации — усилитель будет устойчивее.
В заключение отмечу, что данный усилитель может работать и как обычный резонансный регенератор, если на его вход вместо штыря и кабеля подключить контур магнитной антенны (без всяких отводов и катушек связи).
В. ПОЛЯКОВ, профессор
ЧИТАТЕЛЬСКИЙ КЛУБ
Вопрос — ответ
По радио говорили: «Выносите почаще мусор, иначе рискуете заболеть»… Не знаете ли вы какие-то подробности?..
Ирина Чернова,
г. Москва
Немецкие ученые предупреждают: долго держать дома мусорное ведро с органическими отходами опасно для здоровья. Исследования показали, что рассеянные в воздухе споры грибов, разлагающих органику, могут привести к аллергическим реакциям — лихорадке, зуду и даже к астме. Особенно опасна аспергиллома — гриб, поселяющийся в легких. «Даже при простом поднятии крышки ведра с органическими отходами вы можете вдохнуть ее споры, — поясняет ведущий пульмонолог Немецкого фонда легких Харальд Морр. — Чем больше спор вы вдохнете, тем хуже могут быть последствия для вашего здоровья».
Слышала, будто далеко не все витамины полезны. Как это может быть? Ведь долгое время врачи уверяли всех, что витамины полезны для здоровья, при их недостатке люди заболевают…
Вероника Кострикова,
г. Омск
Да, мы привыкли к аксиоме: витамины — это источник жизни. Но при внимательном изучении вопроса все оказывается далеко не так просто. Недавно группа ученых Копенгагенского университета обобщила важные данные. На основании результатов 67 научных исследований специалисты пришли к выводу: оказывается, витамины могут навредить.