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Fou recepção convencional de ondas curtas em todas as frequências, a regra geral é "quanto mais longa a antena, mais forte é o sinal recebido". Infelizmente, entre vizinhos desagradáveis, regras habitacionais restritivas e terrenos imobiliários não muito maiores do que um selo postal, a antena de ondas curtas muitas vezes acaba sendo alguns pés de fio jogados para fora da janela - em vez de 130 pés de antenais de fio longo que realmente gostaríamos de conectar entre duas torres de 50 metros.
Felizmente, existe uma alternativa conveniente para a antena de fio longo, e isso é uma antena ativa, O que basicamente consiste de uma antena de curto e de um amplificador de alto ganho. Minha própria unidade está em operação com sucesso por quase uma década. Ele funciona satisfatória.
O conceito de antena ativa é bastante simples. Como a antena é fisicamente pequena, ela não intercepta tanta energia quanto uma antena maior, portanto, simplesmente usamos um amplificador de RF embutido para compensar a aparente "perda" de sinal. Além disso, o amplificador fornece combinação de impedância, porque a maioria dos receptores são projetados para funcionar com uma antena de 50 ohms.
Antenas ativas pode ser construído por qualquer faixa de freqüência, mas eles são mais comumente usados de VLF (10KHz ou algo assim) para cerca de 30MHz. A razão para isso é porque as antenas de grandes dimensões para essas freqüências são muitas vezes demasiado longo para o espaço disponível. Em freqüências mais altas, é muito fácil de projetar uma pequena antena de alto ganho.
A antena ativa mostrado abaixo (Fig. 1), proporciona ganho 14-20dB nas freqüências de 1-30MHz de ondas curtas e rádio-amador populares. Como seria de esperar, quanto menor a freqüência maior o ganho. Um ganho de 20dB é típico de 1-18 MHz, diminuindo para 14dB em 30MHz.
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Circuit Design:
Porque as antenas que são muito mais curtos do que 1 / 4 apresentar um comprimento de onda muito pequena e altamente reactivo que impedância é dependente da frequência recebida, nenhuma tentativa foi feita para coincidir com a impedância da antena - provaria muito difícil e frustrante para combinar impedâncias durante um década de cobertura de freqüência. Em vez disso, a etapa de entrada (Q1) é uma fonte JFET-seguidor, cuja alta impedância de entrada transponha características da antena em qualquer frequência. Apesar de muitos tipos diferentes de JFET da podem ser utilizados - como o MPF102, NTE451, ou o 2N4416 - ter em mente que a resposta global de alta frequência é definida pelas características do amplificador JFET.
Q2 transistor é usado como um seguidor de emissor para fornecer uma carga de alta impedância para Q1, mas mais importante, proporciona uma baixa impedância de unidade para amplificador emissor comum Q3, que fornece todos os ganho de tensão do amplificador. O parâmetro mais importante é f Q3T, A alta-frequência de corte, que deve estar no intervalo de-200 400 MHz. A 2N3904, ou um 2N2222 funciona bem para Q3.
O mais importante de parâmetros do circuito de Q3 representa a queda de tensão através R8: Quanto maior a queda, maior é o ganho. No entanto, a faixa de passagem do ganho diminui à medida que é Q3 aumento.
Impedância de saída relativamente moderado Transistor Q4 transformação do Q3 em uma baixa impedância, proporcionando unidade suficiente para 50 ohms de impedância de entrada de antena do receptor.
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Lista de peças e outros componentes:
Semicondutores: Q1 = MPF102, JFET. (2N4416, NTE451, ECG451, etc.) Q2, Q3, Q4 = 2N3904, transistor NPN resistores: Todas as resistências são 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 Capacitores (avaliado em menos 16V): C1, C3 = 470pF C2, C5, C6 = 0.01uF (10nF) C4 = 0.001uF (1nF) C7, C9 = 0.1uF (100nF) C8 = 22uF / 16V, eletrolítico Peças e materiais diversos: B1 = bateria alcalina de 9 volts S1 = chave liga-desliga SPST J1 = Jack para combinar (seu) cabo receptor ANT1 = antena chicote telescópica (montagem de parafuso), fio, haste de latão (cerca de 12 ") MISC = materiais PCB, caixa, suporte de bateria, bateria de 9 V, etc.
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A antena pode ser quase nada, um longo pedaço de arame, uma haste de soldadura de bronze, ou uma antena telescópica que foi resgatada de um velho rádio. Antenas de substituição telescópicas para rádios também estão disponíveis a partir de distribuidores e fornecedores eletrônica mais peças de varejo.
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Construção:
O amplificador para o protótipo utiliza uma placa de circuito impresso (veja abaixo). O amplificador pode ser montado sobre uma placa de fiação perfurados (vero placa), mas porque existe alguns sensibilidade para o layout de peças, sugerimos que você crie uma placa de circuito impresso (PCB) para obter melhores resultados.
O diagrama de peças-colocação é mostrado na FIG. 2. Tome nota que, embora fio negativo (terra) da bateria é devolvido à placa PC, saída-jack J1 tem uma conexão com o chão do gabinete. A ligação terrestre entre a placa eo gabinete é feita através dos suportes de metal ou espaçadores que são usados para montar a placa no gabinete. * Não * suportes de plástico substitutos ou espaçadores, porque eles não irão fornecer uma conexão de terra entre a placa do PC, o gabinete, e J1. Se você decidir usar um gabinete plástico para abrigar o amplificador, certifique-se de que a ligação à terra do J1 é devolvido para a folha de chão correndo ao redor da borda externa do computador de bordo.
A antena telescópica montada no centro da placa de PC. Do lado da folha da placa, passe o seu parafuso de montagem através do buraco na placa e depois solde a cabeça do parafuso para sua plataforma de alumínio. Para tanto isolamento e apoio, usamos um plástico ou luva de borracha entre a antena eo buraco na tampa do gabinete através do qual a antena passa. Numa emergência, de várias voltas de uma fita de plástico de boa qualidade, enrolado em torno do eixo da antena pode ser substituído para o anel de borracha.
Se você decidir tomar providências para uma antena de fio, instalar um 5-way pós vinculativo sobre o gabinete. Então, certifique-se de conectar um pequeno pedaço de fio entre folha de bloco da antena eo pós vinculativo.
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Modificações:
Se você está interessado em uma faixa de freqüência menor do que 1-30MHz, resistor R1 pode ser substituído por um circuito tanque LC sintonizado para o centro da faixa desejada. O circuito LC também irá melhorar a rejeição de sinais fora de sua área de interesse, mas lembre-se que ele não vai melhorar o ganho do amplificador.
Se o seu interesse particular é o de muito baixa freqüência (VLF), a resposta de baixa frequência do amplificador pode ser melhorada através do aumento dos valores de capacitores C1 e C3. (Você vai ter que experimentar com os valores.)
Apesar de uma bateria 9-volt é a fonte de alimentação recomendada, o amplificador deve funcionar bem usando 6-15 volts. O interior do armário do protótipo completada, utilizando uma bateria 9 volts, como a fonte de alimentação, é mostrado na FIG. 3.
Solução de problemas:
Tensões de circuito para uma fonte de alimentação 9 volts são mostrados na Fig. diagrama esquemático. 1. Se as tensões em sua unidade diferem mais de 20% daqueles no esquema, tente alterar os valores dos resistores para obter as tensões na sua gama adequada. Por exemplo, se a queda de tensão R8 mede apenas 0.3 volt, você deve diminuir o valor de R4 (o valor exato depende de você para descobrir), a fim de aumentar a tensão de base do Q3 e corrente de coletor.
As únicas tensões críticas são aquelas entre R3 e R8. O desempenho deve ser bom se eles estão mesmo perto dos valores mostrados no diagrama esquemático.
Uma vez que é quase impossível de medir a tensão a partir da porta para a fonte (VGS) de um FET, pode-se medir a tensão que está presente entre R3, porque é a mesma que VGS. Ajustar o valor de R3 consequência, se a tensão não está dentro da gama de 0.8-1.2 volts.
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Limitações:
O uso deste amplificador acima 30 MHz não é recomendado por causa do ganho drasticamente reduzido. Durante o funcionamento acima 30 MHz pode ser realizada usando circuitos sintonizados em lugar das cargas resistivas, essa modificação está fora do âmbito deste artigo.
Tome cuidado ao manusear o FET (Q1). A crença comum é que são do FET dispositivos CMOS são seguros contra danos estática, após ter sido instalado num circuito, ou depois de ter sido montado numa placa de circuito impresso. Embora seja verdade que eles estão melhor protegidos contra a eletricidade estática quando instalado em um circuito, ainda estão suscetíveis a danos causados por estática, por isso, nunca toque na antena antes de descarregá-se a solo tocando algum objeto metálico aterrado.
Direitos de autor e Créditos:
Fonte: "RE Experimenters Handbook", 1990. Copyright © Rodney A.Kreuter, Tony van Roon, Rádio Eletrônica Magazine, e Gernsback Publications, Inc. 1990. Publicado por permissão por escrito. (Publishing Gernsback e Radio Eletrônica não estão mais em negócio). Atualizações e modificações de documentos, todos os diagramas, PCB / Layout desenhado por Tony van Roon. A republicação ou obtenção de gráficos de qualquer forma ou forma deste projeto é expressamente proibida pelas leis internacionais de direitos autorais.
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