Antena aktif 1 hingga 20dB, rentang 1-30 MHz

Aktif antena 1 untuk berbagai 20dB, 1-30 MHz.olehRodney A. KreuterandTony van Roon

“Ketika nasib atau tetangga jahat mencegah Anda merangkai antena penerima kabel panjang, Anda akan menemukan bahwa antena ukuran saku ini akan memberikan penerimaan yang sama, atau bahkan lebih baik. "Antena Aktif" ini murah untuk dibuat "dan memiliki rentang 1 hingga 30Mhz di antara 14 dan 20dB."
Fatau penerimaan gelombang pendek konvensional semua-frekuensi, aturan umumnya adalah "semakin lama antena semakin kuat sinyal yang diterima." Sayangnya, antara tetangga yang jahat, aturan perumahan yang ketat, dan plot real-estate tidak jauh lebih besar dari cap pos, pendek Antena gelombang sering berubah menjadi beberapa kaki kawat yang dilempar keluar dari jendela - bukannya kaki antena panjang 130, kami benar-benar ingin merangkai di antara dua menara 50-kaki.

Untungnya, ada alternatif yang nyaman untuk antena kabel panjang, dan itu adalah antena aktif; yang pada dasarnya terdiri dari antena yang sangat pendek dan penguat gain tinggi. Unit saya sendiri telah beroperasi dengan sukses selama hampir satu dekade. Ini bekerja dengan memuaskan.

Konsep antena aktif cukup sederhana. Karena antena secara fisik kecil, itu tidak mencegat energi sebanyak antena yang lebih besar, jadi kami hanya menggunakan penguat RF built-in untuk menebus sinyal "kehilangan". Selain itu, penguat memberikan pencocokan impedansi, karena sebagian besar penerima dirancang untuk bekerja dengan antena 50-ohm.

Antena aktif dapat dibangun untuk rentang frekuensi apa pun, tetapi lebih umum digunakan dari VLF (sekitar 10KHz) hingga sekitar 30MHz. Alasan untuk itu adalah karena antena ukuran penuh untuk frekuensi tersebut seringkali terlalu lama untuk ruang yang tersedia. Pada frekuensi yang lebih tinggi, sangat mudah untuk merancang antena gain tinggi yang relatif kecil.

Antena aktif yang ditunjukkan di bawah ini (Gbr. 1), memberikan penguatan 14-20dB pada frekuensi gelombang pendek dan radio-amatir populer dari 1-30MHz. Seperti yang Anda harapkan, semakin rendah frekuensinya semakin besar gain. Gain 20dB adalah tipikal dari 1-18 MHz, menurun menjadi 14dB di 30MHz.

Circuit Design:
Karena antena yang jauh lebih pendek dari panjang gelombang 1 / 4 menghadirkan impedansi yang sangat kecil dan sangat reaktif yang tergantung pada frekuensi yang diterima, tidak ada upaya yang dilakukan untuk mencocokkan impedansi antena - itu akan terbukti terlalu sulit dan membuat frustrasi untuk mencocokkan impedansi selama satu dekade. cakupan frekuensi. Sebagai gantinya, tahap input (Q1) adalah pengikut-sumber JFET, yang input impedansinya tinggi berhasil menjembatani karakteristik antena pada frekuensi berapa pun. Meskipun banyak jenis JFET yang berbeda dapat digunakan - seperti MPF102, NTE451, atau 2N4416 - ingatlah bahwa respons frekuensi tinggi secara keseluruhan diatur oleh karakteristik amplifier JFET.

Transistor Q2 digunakan sebagai pengikut-emitor untuk menyediakan beban impedansi tinggi untuk Q1, tetapi yang lebih penting, ini menyediakan impedansi drive yang rendah untuk amplifier Q3 penguat emitor biasa, yang menyediakan semua dari gain tegangan amplifier. Parameter terpenting Q3 adalah fT, Frekuensi tinggi cut-off, yang harus di kisaran 200-400 MHz. Sebuah 2N3904, atau 2N2222 yang bekerja dengan baik untuk Q3.

Parameter rangkaian Q3 yang paling penting adalah penurunan tegangan pada R8: Semakin besar penurunan, semakin besar gain. Namun, passband berkurang karena keuntungan Q3 meningkat.

Transistor Q4 mentransformasikan impedansi keluaran Q3 yang relatif moderat menjadi impedansi rendah, sehingga menyediakan drive yang cukup untuk impedansi input antena-XMUMX-ohm penerima.

Aktif Antena Skema Diagram

Bagian Daftar dan komponen lainnya:

semikonduktor:
      Q1 = MPF102, JFET. (2N4416, NTE451, ECG451, dll) Q2, Q3, Q4 = 2N3904, transistor NPN

resistor:
Semua Resistor adalah 5%, 1 / 4-watt
    R1 = 1 megohm R5 = 10K R2, R10 = 22 ohm R6, R9 = 1K R3, R11 = 2K2 R7 = 3K3 R4 = 22K R8 = 470 ohm

Kapasitor (dinilai setidaknya 16V):
   C1, C3 = 470pF C2, C5, C6 = 0.01uF (10nF) C4 = 0.001uF (1nF) C7, C9 = 0.1uF (100nF) C8 = 22uF / 16V, electrolytic

Miscellaneous Parts & Bahan:
  B1 = 9-volt Baterai alkaline S1 = sakelar hidup-mati SPST J1 = Jack untuk mencocokkan kabel penerima (Anda) ANT1 = Antena cambuk teleskoping (sekrup dipasang), kawat, batang kuningan (tentang 12 ") MISC = bahan PCB, selungkup, tempat baterai, baterai 9V, dll. 

Antena bisa berupa apa saja; sepotong kawat panjang, batang las kuningan, atau antena teleskopik yang diselamatkan dari radio tua. Antena pengganti teleskopik untuk radio transistor juga tersedia dari sebagian besar distributor dan pemasok komponen elektronik.

Konstruksi:
Penguat untuk unit prototipe menggunakan papan sirkuit tercetak (lihat di bawah). Penguat dapat dipasang pada papan kabel berlubang (papan vero), tetapi karena ada beberapa kepekaan terhadap tata letak bagian, kami sangat menyarankan Anda membuat papan sirkuit cetak (PCB) untuk hasil terbaik.

PCB Bagian-Layout
Diagram penempatan-bagian ditunjukkan pada Gambar. 2. Perhatikan bahwa meskipun kabel negatif (pentanahan) dikembalikan ke papan PC, jack keluaran J1 memiliki koneksi ke pentanahan kabinet. Koneksi arde antara papan PC dan kabinet dilakukan melalui penyangga logam atau spacer yang digunakan untuk memasang papan PC di enklosur. Jangan * TIDAK mengganti penyangga atau spacer plastik karena mereka tidak akan menyediakan koneksi ground antara papan PC, kabinet, dan J1. Jika Anda memutuskan untuk menggunakan kabinet plastik untuk menampung amplifier, pastikan bahwa koneksi ground J1 dikembalikan ke ground foil yang berjalan di sekitar tepi luar papan PC.

Antena teleskopik dipasang di tengah papan PC. Dari sisi foil papan, lepaskan sekrup pemasangan melalui lubang di papan PC dan kemudian solder kepala sekrup ke bantalan foilnya. Untuk kedua isolasi dan dukungan, kami menggunakan grommet plastik atau karet antara antena dan lubang di penutup kabinet melalui mana antena melewati. Dalam keadaan darurat, beberapa putaran pita plastik berkualitas baik yang dililitkan di poros antena dapat digantikan dengan karet grommet.

Jika Anda memutuskan untuk membuat ketentuan untuk antena kabel, pasang pos penjilid 5 di kabinet. Kemudian, pastikan untuk menghubungkan kawat pendek antara pad foil antena dan tiang pengikat.

Modifikasi:
Jika Anda tertarik pada rentang frekuensi yang lebih kecil dari 1-30MHz, resistor R1 dapat diganti dengan rangkaian tangki LC yang disetel ke tengah rentang yang diinginkan. Sirkuit LC juga akan meningkatkan penolakan sinyal di luar rentang minat Anda, tetapi ingatlah bahwa itu tidak akan meningkatkan penguatan amplifier.

Jika minat khusus Anda adalah frekuensi yang sangat rendah (VLF), respons frekuensi rendah amplifier dapat ditingkatkan dengan meningkatkan nilai kapasitor C1 dan C3. (Anda harus bereksperimen dengan nilai-nilai itu.)
Meskipun baterai voltase 9 adalah sumber daya yang disarankan, amplifier harus bekerja dengan baik menggunakan volt 6-15. Bagian dalam kabinet prototipe selesai, menggunakan baterai 9-volt sebagai catu daya, ditunjukkan pada Gambar. 3.

Bagian-Layout
Penyelesaian masalah:
Tegangan rangkaian untuk catu daya 9-volt ditunjukkan pada diagram skematik Gambar. 1. Jika tegangan pada unit Anda berbeda lebih dari 20% dari yang ada dalam skema, coba ubah nilai resistor untuk mendapatkan voltase dalam kisaran yang sesuai. Misalnya, jika jatuh tegangan melintasi R8 hanya mengukur 0.3 volt, Anda harus mengurangi nilai R4 (nilai tepat terserah Anda untuk mencari tahu) untuk meningkatkan tegangan dasar dan arus kolektor Q3.

Satu-satunya tegangan kritis adalah yang melintasi R3 dan R8. Kinerja harus baik jika mereka bahkan mendekati nilai yang ditunjukkan pada diagram skematik.

Karena hampir tidak mungkin untuk mengukur tegangan dari gerbang ke sumber (VGS) dari FET, Anda dapat mengukur tegangan yang ada di seluruh R3, karena itu sama dengan VGS. Sesuaikan nilai R3 sesuai, jika tegangan tidak berada dalam kisaran volt 0.8-1.2.

Keterbatasan:
Penggunaan amplifier ini di atas 30 MHz tidak disarankan karena keuntungan berkurang tajam. Sementara beroperasi di atas 30 MHz dapat dicapai dengan menggunakan sirkuit yang disetel sebagai pengganti beban resistif, modifikasi itu berada di luar cakupan artikel ini.

Hati-hati saat menangani FET (Q1). Kepercayaan umum adalah bahwa FET adalah perangkat CMOS yang aman dari kerusakan statis setelah dipasang di sirkuit, atau setelah dipasang ke papan PC. Meskipun benar, mereka lebih terlindungi dari listrik statis ketika dipasang pada suatu rangkaian, mereka masih rentan terhadap kerusakan oleh listrik statis; jadi jangan pernah menyentuh antena sebelum melepaskan diri ke ground dengan menyentuh beberapa benda logam yang di-ground.

Hak cipta dan Kredit:
Sumber: "RE Handbook Eksperimen", 1990. hak cipta © Rodney A.Kreuter, Tony van Roon, Radio Electronics Magazine, dan Gernsback Publications, Inc. 1990. Diterbitkan dengan izin tertulis. (Penerbitan Gernsback dan Radio Elektronik tidak lagi dalam bisnis). Pembaruan & modifikasi dokumen, semua diagram, PCB / Tata Letak yang digambar oleh Tony van Roon. Posting ulang atau mengambil gambar dengan cara atau bentuk apa pun dari proyek ini secara tegas dilarang oleh undang-undang hak cipta internasional.

Klik di sini untuk mengirimkan ulasan Anda.


Kirim ulasan Anda
* Kolom yang harus diisi

Dipersembahkan oleh Ulasan WP Pelanggan
Pemancar Fm CZH
Ruang No.1502 Gedung HuiLan No.273 Huanpu Road Guang Zhou, Guang Dong, 510620 Cina
+ 86 13602420401
Bagikan