Поиск по сайту

6.4. Широкополосный конвертер

Предлагаемый к повторению простой по своему схемно-техническому решению конвертер предназначен для применения на удаленных от ТЦ садово-огородных и приусадебных участках в сельской местности вместе с самодельными зигзагообразными антеннами, устанавливаемыми на одной опоре вместе с другими антеннами метровых волн. Такая антенна должна быть изготовлена с учетом ее эксплуатации с данным конвертером в условиях воздействия на них различных механических и климатических нагрузок во всех макроклиматических зонах страны с умеренно-холодным или холодным климатом. Конвертер устойчиво работает при воздействии пониженной и повышенной температуры окружающего воздуха, пониженном атмосферном давлении и при воздействии синусоидальных нагрузок в диапазоне частот от 50 до 100 Гц с ускорением до 20 g (196,2 м/с^2).

Конвертер применяется в тех случаях, когда в телевизионных приемниках ранних выпусков отсутствует селектор каналов ДМВ и он может работать только на первых 12 каналах метрового диапазона.

Конвертер обеспечивает в этом случае прием любого канала ДМВ, начиная с 21-го канала. Конвертер устанавливается рядом с активным вибратором на стреле антенны вместе с автономным источником питания.

Рассматриваемый конвертер применяется с различными типами ТА, обеспечивающих прием дециметровых волн на садовых участках, находящихся в зоне прямой видимости, и очень редко — в зонах тени и полутени. Расположение конвертера на стреле ТА позволяет уменьшить потери в кабеле снижения за счет уменьшения длины отрезка кабеля, соединяющего антенну с конвертером, и на вход телевизора будут передаваться ТВ-сигналы метрового диапазона.

Основные параметры и технические характеристики:

номинальное напряжение автономного источника питания постоянного тока ....... 9В

допускаемые пределы изменения питающего напряжения, при которых обеспечивается устойчивая работа конвертера ............ 8—9,5 В

номинальный ток, потребляемый конвертером в рабочем режиме эксплуатации.......... 3,2 мА

пределы регулирования тока нагрузки ...... 2.4—4,5 мА

волновое сопротивление коаксиального кабеля снижения ............................. 75 Ом

диапазон каналов, принимаемых конвертором 21—40-й рабочая частота, действующая на входе.

конвертера ..................... . . . . 470—630 МГц

рабочий диапазон телеканалов ..... . . . . 1—12-й

неравномерность АЧХ. ............ . . . . 3,8 дБ

коэффициент усиления ............ . … 15 дБ

входное сопротивление ........... . … 75 Ом

потребляемый ток ................ . … 12 мА

расчетный коэффициент шума на частоте 400 МГц. .................6,5 дБ

полоса рабочих частот, действующих

на выходе конвертера ........... . . . . 48,5—230 МГц

Условия эксплуатации:

температура окружающей среды:

повышенная ................ …40 °С

пониженная .................. …— 45 °С

относительная влажность воздуха при

температуре 20 °С, не более . . . .... 95 %

атмосферное давление, кПа (мм pi г.) . . 26,7—120 (200-900)

Конвертер настраивается на любой свободный канал метровых волн (например, на 4-й. 5-й или с 6-го по 12-й). В этом случае для подачи напряжения питания на конвертер используется кабель снижения. Если-переместить конвертер ближе к телевизионному приемнику, то придется применить двухпроводную линию, и тогда электропитание конверуера можно осуществлять от сетевого стабилизированного БП напряжением + 9 В.

Принципиальная электрическая схема широкополосного конвертера, преобразующего дециметровые волны в метровые, приведена на рис. 6.5. Необходимо еще раз напомнить, что схема данного конвертера специально разработана для использования с телевизионными приемниками, у которых в структурной схеме нет селектора каналов ДМВ.

Конвертер, выполненный в соответствии с рассматриваемой принципиальной схемой, характеризуется высокой степенью технико-экономических показателей при его постоянной эксплуатации, так как ток, потребляемый от автономного источника питания GB1, не превышает 5 мА.

Данный конвертер включает в свой состав два основных функциональных узла: гетеродин и смеситель. Напомним, что гетеродином в радиоэлектронике называется маломощный генератор сигналов, используемый как источник колебании вспомогательной частоты при преобразовании ВЧ-сигналов. Гетеродин выполнен на планарном германиевом транзисторе системы п—р—п с четырьмя выводами, один из которых соединен с корпусом. -

Гетеродин собран по схеме емкостной трехточки с обратной связью, включенной через универсальный выпрямительный диод VD1. В свою очередь, этот диод включен по схеме обратного смещения и предназначен одновременно для настройки конвертера. При изменении сопротивления переменного резистора R7 изменяется ток, протекающий через транзистор VT1, а следовательно, изменяется обратное напряжение на диоде VD1 и частота настройки резонансного контура гетеродина. Заметим, что в качестве резонансного контура применена несимметричная полосковая линия L1, изготовленная из полоски фольги, вырезанной непосредственно на печатной плате шириной 3 мм. Основные размеры полосковой линии L1 приведены на рис. 6.6. Действующую длину полосковой линии можно изменять при настройке конвертера с помощью установки шунтирующей перемычки, перемещаемой вдоль длинной стороны полосковой линии.

Смеситель конвертера выполнен также на ВЧ-транзисторе VT2 системы п—р—п, который имеет планарные выводы. Сигнал гетеродина через сопротивление резистора R1 поступает непосредственно на базу транзистора VT2 смесителя. Такая схема включения транзистора позволяет избежать изготовления дополнительных полосковых линий связи, обеспечивает устойчивость работы смесителя и исключает самовозбуждение.

Как следует из схемы, на базу транзистора VT2 поступает одновременно и сигнал ДМВ, принимаемый ТА.

Создается напряжение разностной частоты, которое усиливается транзистором VT2. Это напряжение выделяется специальным согласующим контуром, собранным на элементах L2, СЗ и R4, и по отрезку коаксиального кабеля, на конце которого смонтирован антенный соединитель Х4, подводится к входу телевизионного приемника, работающего на одном из каналов метровых волн.

В данной схеме напряжение питания конвертера + 9 В с аккумуляторной батареи или другого ХИТ поступает на конвертер через коаксиальный кабель, например кабель марки РК-75-3-31, и далее на выходной согласующий резистор, имеющийся в телевизионном приемнике, сопротивление которого равно 75 Ом.

После включения штекера, смонтированного на выходе конвертера в гнездо, расположенное на телевизионном приемнике, должен загореться индикаторный светодиод HL1. Для его выключения достаточно вынуть штекер из антенного входа телевизионного приемника.

Конструкция и размеры. Корпус конвертера выполнен в виде равностороннего прямоугольника, детали конструкции которого определяются при эскизном проектировании и показаны на рис. 6.6. Сверху и снизу корпус конвертера закрыт крышками (поз. 9), выполненными из латуни или другого немагнитного материала толщиной 0,4—0,6 мм.

Сплошная боковая стенка корпуса (поз. 1) выполнена из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита, к внутренней стороне которого припаивается угольник (поз. 5), изготовленный из латуни. Крепежные детали (поз. 2) соединяют крышки конвертера между собой и обеспечивают необходимую герметичность конструкции. Между корпусом и крышками можно проложить герметизирующие прокладки. Это необходимо сделать для того, чтобы при эксплуатации конвертера, установленного на антенне, обеспечивалась его работоспособность в жестких условиях воздействия климатических, механических и биологических нагрузок: температуры, дождя, инея, росы, ветра, солнечной радиации.

Монтажная плата (поз. 3) выполнена в виде самостоятельной сборочной единицы, на которой устанавливаются две планки (поз. 10 и 11), выполненные из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. На основании монтажной платы (ширина 36 мм, длина 106 мм) в верхнем фольгированном слое сделана П-образная прорезь, образующая несимметричную полосковую линию L1.

Планки (поз. 10 и 11) припаиваются фольгированными слоями к основанию монтажной платы с помощью мягкого припоя марки ПОС-61 по периметру с обеих сторон. Перед установкой плиты (поз. 10) на основание в ней просверливают два отверстия диаметром 5,5 мм, через которые проходят при монтаже отрезки коаксиальных кабелей, а также делают паз шириной, несколько превышающей ширину полосковой линии. Эта планка выполняет роль ребра жесткости, в которую упирается верхняя крышка конвертера. Планка (поз. 11) является экраном, устанавливаемым между двумя транзисторами VT1 и VT2. В этой планке просверлено два технологических отверстия диаметром 2-2,5 мм на произвольном расстоянии от основания, а также такой же паз, как и в первой планке.

В основании монтажной платы необходимо просверлить два отверстия для установки транзисторов диаметром 6 мм, 12 отверстий диаметром 1 мм для установки резисторов и конденсаторов, а также проходные отверстия для крепежных винтов диаметром 3—3,5 мм. Расстояния между отверстиями определяются при разработке эскизной документации или при макетировании.

Две боковые стенки корпуса усилителя (поз. 4) без каких-либо отверстий изготавливаются из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита, они обращены фольгой в обе стороны и спаяны между собой через промежуточные детали по периметрам по всей длине припоем марки ПОС-61.

Два упорных угольника (поз. 5) устанавливаются на торцевых стенках корпуса конвертера на расстоянии от верхнего среза корпуса, равном высоте планок (поз. 10 и 11). Изготавливаются эти угольники из латуни или из бронзовых сплавов, ширина полок которых равна 5 мм, а длина 20 мм.

На расстоянии 12 мм от нижней кромки корпуса устанавливается перегородка (поз. 6) с отверстием диаметром 10 мм, на которой монтируется переменный резистор R7. Горизонтально расположенная перегородка (поз. 6) припаивается после установки ребра жесткости (поз. 7), с помощью которого образуется отсек для автономного источника питания GB1. Для подключения этого источника питания к конвертеру используется унифицированный электрический соединитель, состоящий из двух контактов, которые жестко закрепляются винтом с гайкой на вертикальной перегородке (поз. 7).

В качестве электрического соединителя могут быть применены оба контакта от использованных ХИТ типа «Корунд», «Крона», 7Д-0.115Д.

Покупные ЭРЭ и самодельные ЭРИ устанавливаются на монтажной плате, соединения вывело» осуществляются с помощью мягкою припоя ПОС-61 или ПOC-40, мощность которых при пайке низковольтным паяльником не превышает 60 Вт.

При изготовлении, монтаже и регулировке конвертера использованы следующие комплектующие элементы: ВЧ-транзисторы VT1 типа ГТ330Б, VT2 — ГТЗ0ЗБ: ПП-диод VD1 типа КД503Л; светодиод HL1 типа АЛ102А: аккумуляторная батарея GB1 типа 7Д-0.115Д-IV.1 с номинальным напряжением 8,4 В; конденсаторы C1 типа КЛ-1-100В-М750-10 пф, С2 — КМ-6-50В-М1500-1500 пФ, C3 — КПК-М11-350В-(2 … 20) пф, С4 — КМ-6-50В-М 1500-1500 пФ, C5 — КМ-6-50В-М 1500-1500 пф, С6 — КМ-6-50В-М1500 1500 пФ, резисторы R1 типа ВСа-0,125-91 Ом, R2 — ВСа-0,125-10 кОм, R3 — ВСа-0,125-1,2 кОм, R4 — ВСа-2Вт-75 кОм, R5 — ВСа-0,125-12 кОм, R6 — ВСа-0,125-4,7 кОм, R7 — СП-МВт-А-1,5 кОм; индуктивность L1 — П-образная прорезь в монтажной плате, L2 — самодельная катушка индуктивности изготовлена на резисторе R4 и содержит 12 витков обмоточного провода марки ПЭВ-2 диаметром 0,27 мм с отводом от 6-го витка; электрические соединители XI типа АС или САТ-Г телевизионные, Х2 и ХЗ — КМЗ-1, Х4 — САТ-Г.

Светодиод HL1 устанавливается в отверстие боковой стенки корпуса и герметизируется резиновой прокладкой. Корпусы транзисторов VT1 и VT2 заземлены.

После проведения монтажно-сборочных работ конвертер необходимо настроить на определенный заранее канал телевидения метрового диапазона. Регулировку начинают с проверки работоспособности гетеродина. Для этого к электрическому соединителю Х4 подключают измерительный прибор, работающий в режиме измерения тока по I классу точности. Сначала измеряют потребляемый конвертером ток при плавном изменении сопротивления резистора R7. В верхнем по схеме положении движка резистора R7 потребляемый ток должен иметь максимальное значение, не более 2,4 мА, а в нижнем положении движка ток должен находиться в пределах 4,4—5 мА.

Если указанные значения токов обеспечиваются при нормальных климатических условиях, то конвертер собран без ошибок и из совершенно исправных комплектующих элементов. Нормальная работа гетеродина проверяется измерением пределов изменения тока при касании жалом отвертки коллектора транзистора VT1 при любом положении движка переменного резистора R7.

Подключив конвертер к антенне и к телевизионному приемнику, иыбирают один из свободных каналов метрового диапазона и устанавливают движок переменного резистора R7 в среднее положение.

Предварительная грубая настройка конвертера на выбранный телеканал осуществляется с помощью установки контактной перемычки (на схеме не показана), которую можно изготовить в виде скобы, шунтирующей определенную часть полосковой линии при перемещении ее вдоль всей длины этой линии. Металлическая скоба-перемычка должна надежно контактировать как с поверхностью полосковой линии, так и с поверхностью монтажной платы. Для этого край монтажной платы и поверхность полосковой платы L1 зачищают от лакового покрытия до фольги.

Окончательную настройку конвертера на принимаемый канал осуществляют с помощью регулировочного резистора R7 и в некоторых случаях подстройкой контуров переключателя телевизионных каналов (ПВК).

При монтаже, регулировке и ремонте конвертера могут быть использованы другие комплектующие ЭРЭ, не ухудшающие основные электромагнитные параметры конвертера. Например, могут быть использованы любые керамические конденсаторы, имеющие группу ТКЕ, равную М750 или М1500. Можно применить любые постоянные типы резисторов, номинальная точность сопротивлений которых не превышает 10 %.

Конструкции зигзагообразных антенн, рекомендуемых для совместной работы с данным конвертером, приведены в предыдущих разделах настоящего справочника.