电视天线放大器的装调要点

🏠 首页 《无线电》杂志 1989年 🔗 第6期 🔗 第5页 分类:电源 🔗 王德沅 🔗

我国幅员辽阔,电视台和电视差转台不能覆盖全部地区。随着电视机的逐渐普及,使用电视天线放大器的用户越来越多,不少用户及爱好者在装调放大器的过程中,遇到这样或那样问题不能很好地解决,使放大器不能发挥应有的效果。本文主要围绕爱好者容易忽视或吃不准的关键问题,着重谈谈电视天线放大器装调过程中的一些要点。

组装放大器的要点

有关电视天线放大器的电路和一般装配调试方法,在各种刊物都有介绍不再赘述。这里只对电路形式、元器件选择以及装配注意事项作一介绍。

1.电路形式及元器件的选用:天线放大器实质上是一种超高频宽带低噪声放大器,按放大器件的不同分类,常见有晶体管型和集成电路型两种。前者的频率特性、噪声系数、增益稳定性等指标通常不如后者,装调也比较麻烦,容易产生自激,所以建议读者首选集成电路型天线放大器。目前,IC天线放大器所用的集成块主要有微带封装的μPC 1651G和厚膜电路MWA5121、MWA5157等几种。μPC1651G的价格低廉、性能良好,应考虑作为首选品种。

μPC 1651G的主要电参数如下(V\(_{CC}\)=5V、TO=25℃):静态电源电流15~25mA(典型20mA);功率增益16~21dB(典型19dB、f=500Hz);噪声系数5.5dB(最大6.5dB);频宽1200MHz/3dB(最小1000MHz);隔离度不低于20dB(典型24dB)。μPC1651G用于天线放大器时的典型电路如图1所示,虽然电路结构简单,但一些爱好者往往忽视某些问题,故而引起自激、烧坏集成块或使电路性能不佳。现列出在组装时需切实予以重视的几个要点:

(1)电源电压的范围应在4.5~5.5V,在此范围内,电路的主要特性比较一致。电源电压低于4V时,增益将明显下跌;高于6V则极易烧坏集成块。因此在用交流电源(经整流)时,若电压不太稳定,最好设置简易稳压电路。

(2)需在μPC1651G的输入端对地并接一对反向联接的保护二极管,防止天线感应的强信号击穿IC,如图1所示。在使用室内天线的情况下,一般可免装这两个二极管。

(3)图1中的高通滤波器不能随意省去不用,它能滤去不需要的45MHz以下的各种信号和干扰,有助于提高电路的信噪比,改善天线放大器的实用性能。电路若仅用于接收UHF频段信号,则可把460MHz以下的输入信号全部滤去,此时只需把C\(_{1}\)、C2改为3pF左右;L\(_{1}\)改为3匝。用直径4mm的脱胎线圈即可。

图1
图1 🔍原图 (796×567)

(4)千万不要粗心大意将IC引脚接错,因为这种现象并不少见。μPC1651G的引脚排列图见图1左上角所示。

(5)判别μPC1651G好坏的简易方法是在其电源(1脚)上串入一电流表,测量静态工作电流,正常应为15~25mA。若电流偏差较大,在印板及元器件无短路、脱焊或严重漏电的情况下,即可认定集成块损坏或不良。

对于晶体管型天线放大器中的元器件选用,必须特别注意第一放大级的晶体管的噪声系数,应尽量选噪声系数N\(_{F}\)小的管子。目前市售的低噪声高频管型号品种很多,但不是随便哪一种都可用于第一放大级的,通常要求NF在1.5~2.5dB。如3DG71D、3DG141C、3DG142C、3DG165C、3DG30G、3DG51A/C、2G914B/C/D、CG39、2SC 1271A、MRF901、DC5411、2SC3358、2SC3355等型管比较适用,其中3DG51A/C及以后各型管子的N\(_{F}\)仅为1.1~2dB,使用效果更佳。第二放大级之后的管子可放宽要求,NF只要在3.5dB以下即可,当然有条件时也应尽量用N\(_{F}\)小于2.5dB的管子。如果天线放大器是全频道或UHF频段的,还须注意管子的fT不低于100OMHz,上述多种型号管子并非全能满足要求,以选3DG51A/C和以后各型管子为好。

根据对一般成品电视机的有限噪声灵敏度及极限灵敏度等性能的分析和实际试验表明,在普通条件下天线放大器的增益只需20~40dB就够了(不含补偿馈线损耗的放大器增益)。过高的增益,不仅容易引起电路自激,使调试发生困难,还会使信噪比明显下降,甚至致使放大器及电视机饱和阻塞,接收效果反而不如不装天线放大器。20~40dB的增益一般用2~3级晶体管共射宽带放大电路,或用一块μPC1651G,或用一块μPC1651G再加一级晶体管共射放大电路便可实现。选购天线放大器时也应注意这点。

2.电路装配须知:除焊接、元器件防损等一般性注意事项外,天线放大器装配中最重要的问题是须防止电路自激,具体来讲主要应注意下列几点:

(1)印制板的接地线面积要大,分布在板的四周,并对其它线路是环抱之势,无论对自行设计印板还是对选用书刊上发表的板图来讲都应满足这个要求。

(2)印板面积不可太小,长度一般不应小于50mm,否则极可能产生自激。

(3)焊装元器件时应尽量剪短引脚,通常可把元器件紧贴印板 安装(线圈除外)。同时需注意减少焊接时间,以免烫坏元器件。

(4)放大器要用金属屏蔽罩加以屏蔽。罩的四周都应与印板地线铜泊焊牢。若是晶体管型天线放大器,最好在每个放大级间装一屏蔽板,并与地线铜泊焊牢。

(5)放大器的输入、输出部分及相应的插口应尽量远离,插口通常可分别安装在外壳的两端面上。

天线放大器的安装

天线放大器可以安装在室外天线上也可装在室内。室外放大器应装在天线竖杆距天线振子1~1.5m位置上,如图2所示。这个距离太近易使放大器的输出信号反馈回天线(即输入端),极易产生自激现象;太远则不利于提高信噪比。室内放大器应安装在电视机高频头附近,也可装在室内天线的基座内。

图2
图2 🔍原图 (595×655)

安装天线放大器时要选用合适的馈线,常用馈线有SBVD型带状平行馈线和SYV型同轴电缆(75Ω电视专用)。扁平馈线价廉而连接方便,但存在寄生天线效应,信号辐射损耗大并易引起放大器自激等缺点。同轴电缆则正好与它相反,因此安装天线放大器时应选用同轴电缆作馈线。如果接收点处于山区或丘陵地带,天线常要架设在高处而馈线需要很长。这样馈线对信号的衰减比较大,会部分抵消天线放大器的增益,一般在天线放大器和电视机之间加一个补偿放大器,其电路形式和结构大体上同天线放大器,增益只需略大于馈线的衰减量。图3给出几种常用馈线的衰减特性,供估算补偿放大器增益时参考。

图3
图3 🔍原图 (596×488)

为了保证天线、放大器、馈线和电视机四者间的阻抗匹配,常需在它们之间设置阻抗变换器以减少损耗。现在多采用频带宽、体积小及安装方便的双孔磁芯阻抗变换器。自制或购买市售产品均可。在安装时可参考有关资料或产品说明,不要连接错而使放大器失效。

装调中的常见问题及其解决

为帮助读者解决天线放大器装调、使用中常会遇到的一些实际问题,下面介绍几种相应的解决方法。

1.自激:自激反映在屏幕上常见为出现网状、水纹状、斜条干扰图样;或呈现一片白光;或图象反差大起大落极不稳定。避免产生自激的要点上面都已讲过,若因种种原因而没有全部达到要求,可把天线放大器中第一放大管的发射极对地电容容量减小或去掉,对IC放大器则可适当降低电源电压,这样做可排除不太严重的自激。

2.强台干扰:在接收点当地有电视台、而又想用天线放大器接收远处弱台的情况下,尽管强台和弱台的频道不同也不相邻,弱台也往往被强台所淹没,使原来不装放大器时能勉强接收的弱台反而消失了,在弱台频道上竟出现了强台。这是强台信号太强,直接窜入电视机的缘故。解决的方法是在允许的前提下尽量采用单频道或频带较窄的放大器,同时尽量减少放大器至电视机输入端那段馈线中的无屏蔽层段落(如接头部位),最好达到“全屏蔽”。此外还可用图4所示的(1/4)4终端短路馈线来衰减强台信号,安装时最好根据实际收看弱台的效果调整馈线长度。如果强、弱台的方向相差较大,也能采用方向性尖锐的天线来改善接收效果。

图4
图4 🔍原图 (800×424)

3.邻频干扰:对相邻频道两台的相互干扰也可用图4所示的短路馈线来解决;两台方向不同时也能用方向尖锐的天线来解决。

4.噪声大:噪声大的明显特征便是屏幕上有密集的雪噪点。造成噪声大的主要原因是放大器的晶体管或集成块的N\(_{F}\)过大,也可能是外界噪声干扰信号过强。对于前者,只要调换NF小的晶体管(尤其是换第一级管子)或IC便能解决;对后者可用调整电视机高放级的AGC起控延迟量及适当减小放大器增益的办法予以改善。

5.接收效果随季节或气候变化;植物的盛衰随季节而变,则接收效果也随植物对电波的吸收不同也发生变化,解决办法是改变天线方向或适当架高天线。风沙和雨水等气候变化会引起馈线漏电或短路现象发生,如果这种现象发生,只有调换馈线才能排除这种故障。(王德沅)