RS型远程山区电视接收器

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RS型远程山区电视接收器是山区分散单位收看电视节目的简单有效的器件。它由天线放大器、接力器、稳压电源、五单元天线和射频同轴电缆组成。经在陕西、甘肃、山西等省试用,原来电视信号弱不能正常收看的山区,现在图、声清晰、彩色鲜艳。

RS型接收器,可单独使用,也可与差转机配合使用。在电视信号弱、差转效果不好的地区,配用本接收器后,可以提高灵敏度,减小雪花干扰。还可将接收天线远离发射天线,减少差转机本身“发”对“收”的干扰;也可将差转机由山上移到山下住区安装,天线仍架在山上,这样既可保证差转效果,又便于管理。

远程接收的几点措施

1.采用高增益高架天线,提高接收场强。本接收器采用五单元天线,增益为9~12dB,采用2~4个五单元天线阵,增益为12~15dB。将天线架在高山顶上,可提高接收信号的场强,增加接收距离。

2.采用低噪声高增益天线放大器,提高接收灵敏度。天线放大器的噪声系数为2dB,考虑到接力器和馈线的影响,总噪声系数不超过2.5dB。天线放大器的总增益可达40dB以上。

3.采用高增益接力器,可补偿长馈线造成的衰减。由于天线架在高山顶上,电视机在山底下收看。所以需要很长的馈线,这样衰减较大。天线放大器的增益虽然高达40dB,但是还弥补不了馈线的损失,需要增设一只或两只接力器。

4.采用射频同轴电缆,保证了电视信号的传输质量。其一可防止放大器的自激。由于放大器和接力器的增益较高,若采用普通的扁馈线,馈线中的少量高频辐射就会回授至输入端,引起自激,轻者使图象上出现网纹,重者造成无图象。采用射频同轴电缆可以防止自激。其二,可减少干扰。射频同轴电缆屏蔽较好,各种电磁场干扰不易通过电缆进入电视机。

可采用的电缆型号有:SYV-75-5、SYV-75-7、SYV-75-9等(天津电缆厂和广元江陵电缆厂等有生产)。所用电缆的长度应与放大器和接力器的增益相配合。以增益比衰减大10~20dB为宜。增益小于衰减,灵敏度会急剧下降,增益大于衰减很多,会使电视机饱和,破坏同步。当放大器的增益>30dB、接力器的增益>30dB时,各频道的电缆长度参考表1。

图1
图1 🔍原图 (1484×561)

采用上述措施后,可以大大增加接收距离,也有利于克服高山阻挡。

电路原理

天线放大器、接力器和电源电路,如图①所示。天线放大器由三级阻容耦合放大器组成。输入端设有由C\(_{1}\)、LA、C\(_{2}\)组成的高通滤波器,40MHz以下为阻带,45MHz以上为通带,有效地滤除了中短波干扰,消除了低端自激,保护了超高频晶体管。为了降低噪声系数,提高放大器的增益,第一级选用了超高频低噪声管CG39,当集电极电流调至2mA左右时,噪声系数只有1.8dB,增益可达20dB。第二级由超高频低噪声管CG36C组成共发射极电路,与第一级直接耦合,发射极电压作为第一级的直流偏置,具有较深的直流负反馈,提高了电路的稳定性。所以当放大器的温度从-50℃变化到+70℃时,增益变化小于±2dB。发射极旁路电容C3,在45~225MHz时,有少量交流负反馈,可稳定交流工作点。又可进行高频补偿,使高、低频段增益趋向一致。第三级也由CG36C组成共发射极电路,C\(_{5}\)的作用与C3相同。R\(_{11}\)为交、直负反馈电阻。R2R\(_{3}\)和末级晶体管的输出电阻并联后约为75Ω,便于和75Ω电缆匹配。C6为隔直流电容,使10伏直流电经R\(_{2}\)供给放大器。BG3的集电极电流可达6~7mA,以获得适当的功率输出。三级阻容耦合放大器的增益可达40dB,幅频曲线见图6。在平原地区使用时,由于馈线短,所以放大器的增益有20dB就够了,这时电路可由三级改为两级。

图2
图2 🔍原图 (890×1149)
图3
图3 🔍原图 (737×354)

接力器的电路与放大器基本相同,只增加了由L\(_{3}\)C19、L\(_{4}\)C20、L\(_{2}\)C21和L\(_{1}\)组成的滤波和直流供电电路。对接力器的要求比对天线放大器的要求略低一些,噪声系数≤3dB,增益为38dB即可。

稳压电源部分为典型的串联型稳压电路, BG\(_{7}\)为调整管,BG9为控制管,BG\(_{3}\)短路保护管。BG8跨接在BG\(_{7}\)之间,其基极通过R29、R\(_{27}\)分压加有4伏正电压,而发射极电压为+10伏,所以不导通。当负载短路时,BG3发射极电压降至零伏,马上饱和导通,所以集电极电压降至0.5伏以下,使调整管截止,起到了保护作用。当负载正常后,电路又自动恢复。

C\(_{27}\)R32和 L\(_{5}\)C22组成交直流分路电路,直流电压通过L\(_{5}\)加至接力器和天线放大器,由于C27的隔直流,所以直流电不会进入电视机。电视信号经C\(_{27}\)R32耦合进入电视机。由于有L\(_{5}\)C22的阻隔、滤波作用,所以电视信号不会进入电源。从而实现了在同一根射频电缆中交直流兼容的问题。

制作

1.晶体管的选择:

放大器和接力器用的超高频晶体管,要求噪声系数N\(_{F}\)要小、截止频率fT要高,h\(_{FE}\)中等。hFE不宜太大,否则动态范围小且不稳定。第一级选用CG39,要求N\(_{F}\)≤1.5dB(200 MHz时测量)、fT≥2000MHz、 h\(_{FE}\)=20~100(景德镇36无线电厂、无锡江南无线电厂、山东安邱无线电厂等有生产)。第二、第三级选用CG36C,要求NF≤3dB(200MHz时测量)、f\(_{T}\)≥800MHz、hFE=20~100。性能相当的管子有3DG3OE~G、3DG142B~C、3DG51A~E(上述三个厂和北京电子管厂有生产)。业余条件下,三级都可以改用2G910、CG35、3DG140等,虽然性能不如前者,但只要达到N\(_{F}\)≤3.5dB,增益Kp=34dB就有明显效果。

2.其他元件的选择和制作要求:

电阻选用1/8W的RT型碳阻或RJ型金属膜电阻即可;电容选用高频瓷片电容。高通滤波线圈L\(_{A}\)、LB可自制,用φ0.8毫米的漆包线,在φ3钻头上绕5圈,然后脱胎而成。高频阻流圈L\(_{1}\)~L5用LG1型色码电感,电感量在4.7~22μH。SL16-KF插座和SL16—J7插头,可购成品(洛南华达无线电器材厂有生产)。业余条件下可不用插头、插座,可将电缆直接焊接到印制电路板上。电源变压器,功率为3W,采用E型铁心,舌宽为1.8厘米、叠厚为2厘米,窗口面积为0.9×2.8厘米\(^{2}\),初级用φ0.1毫米的高强度漆包线绕3180圈,次级用φ0.25毫米的高强度漆包线绕202圈。层间用一层电缆纸绝缘,绕组间用二层聚脂薄膜绝缘。初、次级间再用φ0.l毫米漆包线绕一层作隔离用。

3.印制电路和机盒

放大器、接力器和电源印制电路,如图②、图③、图④所示,用1.5~2毫米的单面敷铜板制成。应特别注意大面积接地,接地点周围最好被接地铜皮所包围,这样不易自激。放大器、接力器均装在3×3.5×10厘米\(^{3}\)的长方体铁盒内,既是屏蔽盒又是机壳。输入、输出插座尽量远离,装在长方体的两头。电源板装在5×6.5×10.5厘米3的铁盒内。业余条件下,放大器、接力器盒可用0.5毫米的铁皮制作,电源盒也可用塑料盒代替。

图4
图4 🔍原图 (1125×405)
图5
图5 🔍原图 (1092×423)
图6
图6 🔍原图 (739×717)

4.焊接注意事项:

焊接时,放大板引线要尽量短,晶体管和元件在印制板上要插到底,紧贴在板面上,以防止高频性能变坏或自激。焊接完以后,喷上或浸上一层绝缘漆防潮。放大器和接力器板的形状与机盒完全一样,放入机盒后四周的接地面应和机盒焊接成一体。这样屏蔽好,可有效地防止自激。电源变压器装在电源盒的一端,印制板装在另一端。R\(_{32}\)、C27装在金属圆筒内,圆筒一端与输入电缆座相接,另一端和输出电缆焊接。

放大器、接力器、电源的实体图,如图⑤所示。

图7
图7 🔍原图 (866×620)

调试

1.电源板的调整:电源板安装完后,检查接线无误,便可加电调整,①空载调试:保持电源电压为220V,调整电位器W,输出电压应能从5V上升至14V,否则应改变R\(_{25}\)、R26的阻值,再将输出电压调至10伏。把电源电压从160V升至260V,输出电压升高不超过0.4V,否则是控制管BG\(_{9}\)的基准电压不稳。BG9的基准电压取自发光二极管LED-201A,其稳压性能很好,同时又兼作指示灯用。如果没有发光二极管,也可用2CW7A稳压管代替。②加载调整:接上200Ω负载电阻(相当于负载电流从零上升至50mA)。这时输出电压降低不能超过0.5V,否则应更换h\(_{FE}\)较高的调整管和控制管。然后用毫伏表测量200Ω负载电阻上的纹波电压,不应超过60mV,否则应加大C26的容量。如果采用自制电源变压器,加200Ω的负载时,C\(_{25}\)两端的电压应为15V,偏高时加大R31阻值,偏低时,短路掉R\(_{31}\);③短路保护电路的调整:输出电压为10V时,测量R27两端的电压,应为 3.7~4.2V。短路输出端,用万用表500mA档测量短路电流,不应大于25mA。如果短路电流大于150mA,保护管还不起作用,不一会调整管就会烫手,这时应更换保护管。负载由短路变为200Ω时,如果输出电压小于2V,不能自动回到正常,则是C\(_{24}\)容量不足或开路,应更换。最后调整W,使输出电压为10伏。

2.放大器和接力器的调整:放大器和接力器装入机盒前,应进行直流调整,测量R\(_{7}\)和R4两端的电压,应为2~2.2伏,否则应改变R\(_{7}\)、R4的阻值进行调节。如果R\(_{7}\)两端的电压在5伏以上时,调整R10又无变化,则是CG\(_{39}\)损坏,需要换管。最后测量R6两端的压降,应为0.8~1.4伏,否则就是CG\(_{39}\)、CG36C两只晶体管的h\(_{FE}\)过大或过小,应进行调整。

输入高频信号的调试,必须将印制电路板装入机盒内进行,仪表连线接头也必须屏蔽,否则会引起自激。首先用BT—3扫频仪观察幅频特性曲线,曲线形状应如图⑥所示。如果截止频率不在45MHz,可改变C\(_{1}\)、C2的数值进行调整。幅频特性曲线在频带内应是平滑的,若有起伏或尖峰出现,则是放大器自激或测量线屏蔽不良引起的,应从屏蔽、接地和更换CG\(_{39}\)等方面着手解决。然后用扫频仪测定放大器、接力器的增益,增益在40±2dB的范围内都合格。测定方法是:先将扫频仪的衰减放置在10~20dB,在示波管上定标扫描线的高度,再接上放大器或接力器,加大扫频仪的衰减到50~60dB,使扫描线保持在同一高度,两次衰减数值之差即为增益数值。如果增益在20dB以下,应检查各级晶体管是否损坏,电容C1~C\(_{6}\)是否开路。

有条件的情况下,可用QZ3型高频小功率N\(_{F}\)测试仪测量放大器的噪声系数。如果NF偏大,需要更换CG39。业余条件下,调整完即可架设试用。若效果不理想,可通过更换晶体管和电容C\(_{1}\)~C5再试。

天线放大器在室外架设使用时,稳定性比在室内使用要求要高一些。否则在室内测试不自激,安装到室外后,如果馈线有微弱的高频辐射,经天线接收,就可能引起自激。所以在室外架设安装前,最好测试一下放大器的稳定性。利用BT-3扫频仪的测试方法如下: 先在扫频仪检波头前接一个40dB的放大器,将扫频仪输出衰减放置在60dB,在示波管上定标扫描线的高度;再反向接入被测放大器,减小扫频仪输出衰减,使示波管扫描线达到原高度。两次衰减之差,即为回授系数的模值βp。如定标时衰减为60dB,反向接入被测放大器后衰减为5dB,则βP(dB)=5dB-60dB=-55dB。根据我们的经验,只要Kp(dB)+βp(dB)≤-10dB,放大器就很稳定。其中Kp为放大器的增益,当Kp=40dB时,Kp(dB)+βp(dB)=40dB-55dB=-15dB,满足稳定的要求。如果达不到-10dB,就应减少C\(_{3}\)、C5的容量,降低增益Kp。

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