Схемы антенных усилителей на полевых транзисторах – Самодельные УКВ диапазонные антенные усилители. Продолжение.

Антенные усилители для радио и ТВ

Для увеличения чувствительности радиоприемных средств — радиоприемников, телевизоров используют различные усилители высоких частот (УВЧ). Включенные между приемной антенной и входом радио- или телеприемника, подобные схемы УВЧ увеличивают сигнал, поступающий от антенны (антенные усилители). Использование таких усилителей позволяет увеличить радиус уверенного радиоприема, в случае приемных устройств в составе приемопередатчиков (радиостанций), позволяет увеличить дальность работы, либо при сохранении той же дальности уменьшить мощность излучения радиопередатчика.

На рис. 1 приведена схема широкополосного УВЧ на одном транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером (ОЭ). В зависимости от используемого транзистора данная схема может успешно применяться до частот в сотни мегагерц. Значения используемых элементов зависят от частот (нижней и верхней) радиодиапазона.

Транзисторные каскады, включенные по схеме с общим эмиттером (ОЭ), обеспечивают сравнительно высокое усиление, но их частотные свойства относительно невысоки.

Транзисторные каскады с общей базой (ОБ), обладают меньшим усилением, чем транзисторные схемы с ОЭ, но их частотные свойства лучше. Это позволяет использовать те же транзисторы, что и в схемах с ОЭ, но на более высоких частотах.

На рис. 2а и 2б приведены схемы широкополосных УВЧ на одном транзисторе, включенном по схеме с общей базой. Отличие схем Рис. 2а и Рис. 2б в разнице проводимости применяемых транзисторов (n-p-n и p-n-p соответственно). В зависимости от используемого транзистора данная схема может успешно применяться до частот в сотни мегагерц.

Дроссель L1 в этих схемах для диапазона СВ намотан на 3 — 4 кольцах К7х4х2 (К10), проницаемостью 600НН и содержит 300 витков провода ПЭВ 0,1.

Большее значение коэффициента усиления схемы с ОЭ можно получить за счет применения составного транзисторного каскада, например, как на Рис.3:

Коэффициент усиления можно увеличить за счет применения каскодных схем, например, выполненные на основе усилителя ОК-ОБ (общий коллектор — общая база) на транзисторах разной структуры с последовательным питанием. Один из вариантов такой схемы УВЧ приведен на рис. 4.

Данная схема УВЧ обладает значительным усилением (десятки и даже сотни раз), однако каскодные усилители не могут обеспечить значительное усиление на высоких частотах, такие схемы, как правило, применяются на частотах ДВ- и СВ-диапазона. Однако при использовании транзисторов сверхвысокой частоты и тщательном исполнении, такие схемы могут успешно применяться до частот в десятки мегагерц.

Транзисторные УВЧ для телевизионного (метрового и дециметрового) диапазона, могут состоять из нескольких каскадов по схеме ОЭ, (как и на Рис. 1). Схема такого усилителя приведена на Рис. 5.

При изготовлении усилителя необходимо соблюдать все требования, предъявляемые к монтажу ВЧ-конструкций: минимальные длины соединяющих проводников, экранирование и т.д.

Используя описанные схемотехнические решения и современные высокочастотные транзисторы (СВЧ-транзисторы) можно построить антенный усилитель ДМВ-диапазона. Этот усилитель можно использовать как с УКВ радиоприемником, например, входящим в состав УКВ радиостанции, или совместно с телевизором.

На рис. 6 приведена схема антенного усилителя ДМВ-диапазона.

Полоса частот 470-790 МГц, усиление — 30 дБ, коэффициент шума — 3 дБ, входное и выходное сопротивления — 75 Ом, ток потребления — 12 мА. Одной из особенностей данной схемы является подача напряжения питания на схему антенного усилителя по коаксиальному кабелю, по которому осуществляется подача выходного сигнала от антенного усилителя к приемнику радиосигнала — УКВ радиоприемника, например, приемника УКВ-радиостанции или телевизора.

Антенный усилитель представляет собой два транзисторных каскада, включенных по схеме с общим эмиттером. На входе антенного усилителя предусмотрен фильтр верхних частот 3-го порядка (L1 C1), ограничивающий диапазон рабочих частот снизу. Это увеличивает помехозащищенность антенного усилителя.

Радиоэлементы для схемы Рис. 6:

• Катушка L1 – бескаркасная Ø4 мм содержит 2,5 витка провода ПЭВ-2 диаметром 0,8 мм.
• Дроссель L2 – ВЧ дроссель 25 мкГн.
• Дроссель L3 – ВЧ дроссель 100 мкГн.
• Транзисторы КТ3101, КТ3115, КТ3132…

Монтаж усилителя выполняется на двустороннем стеклотекстолите навесным способом, длина проводников и площадь контактных площадок должны быть минимальны. При повторении схемы, необходимо предусмотреть тщательное экранирование устройства.

Если Вам понравилась публикация, поделитесь со своими друзьями в соцзакладках ниже…

www.radiolub.ru

Мощный антенный усилитель на полевом транзисторе

Самодельные антенны и радиоприемники

материалы в категории

Антенный усилитель на полевом транзисторе с барьером Шоттки (ПТШ),предложенный в (1)  был опробован для приема слабых ТВ сигналов и показал фантастические результаты. Так, еле различимое изображение 9-го канала Каменск-Шахтинского ретранслятора (100 км) при подключении данного усилителя восстанавливалось почти до нормального. Для примера, двухкаскадный усилитель на транзисторах КТ3132 не давал даже близко такого эффекта.

Адаптированная для приема TV схема показана на рис.1.

 

Усилитель является резонансным и перестраивается от 6-го до 12-го каналов резистором R3. Катушка LI — бескаркасная и содержит 5 витков провода ПЭВ 0,7 на оправке диаметром 7 мм. Отвод — от 1-го витка снизу. Надо сказать, что ПТШ очень чувствительны к статическому электричеству, наводкам сети и перегрузкам по входу. Хотя затвор транзистора и соединен с корпусом через катушку L1, попадание на вход X1 даже очень небольшого заряда (от расчески например) вызывает его пробой. Поэтому рискованно подключать случайные антенны, особенно с разрезным вибратором. Центральная жила питающего кабеля должна быть соединена по постоянному току с экраном, а он, в свою очередь, — с несущей мачтой.

Печатная плата усилителя показана на рис.2.

Усилитель можно изготовить широкополосным (рис.3), включив на вход широкополосный трансформатор Т1 с коэффициентом трансформации 1:9. Т2 предназначен для согласования выходного сопротивления усилителя с сопротивлением кабеля, что повышает КПД по сравнению с включением, показанным на рис.1. В усилителе не обязательно применять мощные ПТШ как в [I], вместо них почти так же хорошо работают такие как ЗП325 (АП325). Трансформатор Т1 намотан на кольце К7х4х2 100 НН и содержит 4 витка в три провода ПЭВ 0,2. Т2 — на таком же сердечнике 4 витка в два провода. В обеих схемах К — ферритовая бусинка, одетая на вывод стока для предотвращения самовозбуждения на СВЧ.

Для эксперимента можно заменить ПТШ на обычный малошумящий ПТ КП312А (с соответствующей коррекцией R1 и R2). Разница в работе более чем убедительна.

Литература

1. S.Franklin (WВ5KGL).//Радиолюбитель. — 1992. — N3. — С.46 — 47.

Автор А.РЫЖКИН, 346464, Ростовская обл., Усть-Донецкий р-н, ст.Н-Кундрюченская.

(РЛ 3-97

radio-uchebnik.ru

Антенный усилитель для телевизора — схема и печатная плата

Антенный усилитель для телевизора, является широко распространен на просторах СНГ. Он является оптимальным решением для улучшения качества теле сигнала. Собственное усиление в антенне не играет значительной роли, а вот её антенный усилитель серьезно влияет на качество картинки.

Лучшими усилителями, зарекомендовавшими себя в течение годов работы, принято считать SWA-7, 14, 17, 107, 109, 2000. SWA-2000 является более новым антенным усилителем, имеющим два дополнительных транзистора. В составе усилителя есть два транзистора VT1 и VT2, которые включены в соответствии со схемой к ОЭ. Снятие сигнала происходит на коллекторе в транзисторе VT2 и подается проходя конденсатор С9 к кабелю. Расположение дополнительных транзисторов VT3 и VT4 осуществляется в активных цепях, которые обеспечивают напряжением смещения базы в транзисторах VT1 и VT2.

Несмотря на то, что активно вводится цифровое телевидение, на антенны, имеющие активное усиление всегда будет спрос, Поскольку сигнал к телевизионному тюнеру подается при помощи антенн, имеющих дециметровый диапазон.

Так вот, для улучшения телевизионного сигнала пользуются антенным усилителем. Наилучшее усиление достигается, когда установка антенного усилителя производиться не рядом с телевизионным входом, а в непосредственной близости с антенной. Для уменьшения затухания лучше пользоваться современными коаксиальными кабелями. Усилитель питается при помощи коаксиального кабеля. Номинал напряжения блока питания в антенном усилителе чаще всего равен 12 В, а значение затухания кабеля 0,1 — 0,5 децибел на м, если брать разные телевизионные каналы.

В сельской местности, когда телецентры находятся на большом расстоянии, пользуются усилителями, усиление которых больше 100 Дб. Если усилитель был подобран неправильно, либо фидер и антенна не согласованы должным образом, ТО за счет возбуждения усилителя экран телевизора будет показывать с помехами, снегом.

Хоть антенный усилитель для телевизора можно купить практически на любом углу, в большинстве из них используется стандартная схема. То есть они являются двухкаскадными апериодическими усилителями, имеющими биполярные высокочастотные транзисторы, включенные в соответствии со схемой ОЭ. Взглянем внимательнее на такие модели: SWA-36 и SWA-49

В усилителе SWA-36 содержатся широкополосные каскады усиления с транзисторами VT1 и VT2. Значение сигнала антенны, по согласующему трансформатору и конденсатору С1 подается к базе в транзисторе VT1,который включен в схему с ОЭ. Определение рабочей точки в транзисторе производиться за счет напряжения смещения, которое определяется при помощи резистора R1. При этом, за счет действия отрицательной обратной связи (ООС) характеристика в первом каскаде становиться линейной, происходит стабилизация положения рабочей точки, однако, уменьшается значение усиления.

Для первого каскада не применяется коррекция частоты. Выполнение второго каскада тоже осуществляется с использованием транзистора в схеме с ОЭ и с ООС, за счет прохождения напряжения по резисторам R2 и R3.Однако, тут еще имеется токовая ООС, по резистору R4, которым обладает эмиттерная цепь. Она стабилизирует транзистор VT2. Чтобы избежать больших потерь по усилению, производиться шпунтовка резистора R4 при помощи конденсатора СЗ, который обладает относительно малой емкостью (10 пФ).

Результатом этого является то, что нижние частоты в диапазоне емкостного сопротивления на конденсаторе СЗ будут существенными и ООС переменного тока приводит к уменьшению усиления, за счет чего производиться коррекция того самого АЧХ усилителя. Усилитель SWA-36 имеет недостатки, среди них следует выделить пассивную потерю, которой обладает выходная цепь.

Устройство усилителя SWA-49 можно считать таким же, за исключением некоторых отличий.

В нем реализована лучшая развязка цепей питания, за счет фильтров L1C6, R5C4 и повышен коэффициент усиления, благодаря конденсаторам С5 и С7.

В качественном антенном усилителе должно увеличиваться отношение сигнала и шума. Однако, в любом электронном усилителе обязательно имеется собственный шум, который усиливается как и сигнал. По этой причине, следи важных параметров, в антенном усилителе нужно выделит коэффициент шума. Если его значение велико повышать коэффициент усиления бессмысленно.

Антенный усилитель 30…850 МГц схема и печатная плата

 

sdelaj-sam.com

Простой антенный усилитель | Мастер-класс своими руками

Чем больше я познаю современную элементную базу, тем больше удивляюсь тому, как просто сейчас делать такие электронные устройства, о которых раньше можно было только мечтать. К примеру, антенный усилитель, о котором пойдет речь, имеет рабочий диапазон частот от 50 МГц до 4000 МГц. Да, почти 4 ГГц! Во времена моей молодости о таком можно было просто мечтать, а сейчас такой усилитель на одной крохотной микросхеме может собрать даже начинающий радиолюбитель. Причем не имеющий опыта работы со сверх высокочастотной схемотехникой.
Представленный ниже антенный усилитель необычайно прост в изготовлении. Имеет хороший коэффициент усиления, низкий уровень шума и низкий ток потребления. Плюс очень широкий диапазон работы. Да, ещё и миниатюрный размер, благодаря которому его можно встроить куда угодно.

Где можно применить универсальный антенный усилитель?

Да практически где угодно в широком диапазоне 50МГц – 4000МГц.

• — Как усилитель сигналов телевизионной антенны для приема как цифровых, так и аналоговых каналов.
  
• — Как антенный усилитель для FM приемника.
  
• — др.

Это что касается бытового использования, а в радиолюбительской сфере применения гораздо больше.

Характеристики антенного усилителя

• Рабочий диапазон: 50 МГц – 4000 МГц.
  
• Усиление: 22,8 дБ — 144 МГц, 20,5 дБ — 432 МГц, 12,1 дБ — 1296 МГц.
  
• Коэффициент шума: 0,6 дБ — 144 МГц, 0,65 дБ — 432 МГц, 0,8 дБ — 1296 МГц.
  
• Ток потребления порядка 25 мА.

Более подробные характеристики можно посмотреть в даташит SPF5043Z.
Малошумящий усилитель отлично себя зарекомендовал. Низкий ток потребления вполне себя оправдывает.
Так же микросхема отлично выдерживает высокочастотные перегрузки без потери характеристик.

Изготовление антенного усилителя

Схема

В схеме используется микросхема фирмы RFMD SPF5043Z, которую можно купить на — АлиЭкспресс.
По сути вся схема — это микросхема усилитель и фильтр для ее питания.

Плата усилителя

Плату можно сделать из фольгированного текстолита, даже без травления, как это сделал я.
Берем двух сторонний фольгированный текстолит и выпиливаем прямоугольник размером примерно 15х20 мм.

Затем, перманентным маркером рисуем по линейке разводку.


А дальше хотите травите, а хотите вырезайте дорожки механически.

Далее все залуживаем паяльником и припаиваем SMD элементы типоразмера 0603. Нижнюю сторону платы фольги замыкаем на общий провод, тем самым экранируем подложку.

Настройка и испытание

Настойка не требуется, можно конечно замерить входное напряжение, которое должно быть в пределах 3,3 В и потребляемый ток примерно равен 25 мА. Так же если вы работаете в диапазоне выше 1 ГГц, то возможно, потребуется согласовать входной контур, уменьшением конденсатора до 9 пФ.
Подключаем плату к антенне. Проверка показала хорошее усиление и низкий уровень шума.

Будет очень хорошо, если разместить плату в экранированном корпусе, типа такого.

Плату уже готового усилителя можно купить на АлиЭкспрес, но стоит она же в разы дороже, чем микросхема отдельно. Так что лучше заморочиться как мне кажется.

Дополнение схемы

Для питание схемы требуется напряжение 3,3 В. Это не совсем удобно, к примеру, если использовать усилитель в автомобиле с напряжением бортовой сети 12 В.

Для этих целей можно ввести в схему стабилизатор.

Подключение усилителя к антенне

По расположению, усилитель следует располагать в непосредственной близости у антенны.
Для защиты от статики и гроз желательно, чтобы антенна была бы замкнута по постоянному току, то есть нужно использовать петлевой или рамочный вибратор. Антенна типа «Биквадрат» будет отличным вариантом.

Смотрите видео испытания простого усилителя для антенны

sdelaysam-svoimirukami.ru

Антенный усилитель DVB-T2 ДМВ своими руками

Подошло время к разводу ТВ кабеля. У меня планируется много телевизоров. До города 40км. До транслятора еще дальше. Задача обеспечить телевизоры устойчивым приемом DVB-T2 сигнала. Буду использовать делители сигнала, которые еще ослабят сигнал принятый антенной. Появляется необходимость использовать антенный усилитель DVB-T2. Так как частоты обоих пакетов DVB-T2 лежат в диапазоне ДМВ, то антенну присмотрел направленную, пассивную  под ДМВ диапазон с коэффициентом усиления 14дБ.

Большое расстояние до транслятора и деление сигнала на несколько телевизоров сильно ослабит сигнал, поэтому без антенного усилителя ДМВ он же усилитель DVB-T2 не обойтись. Решил сделать антенный усилитель для DVB-T2 своими руками и посмотреть, что из этого получиться.

Так как стандартные делители сигнала в том числе и те что приобрел я не пропускают электрический ток, питание усилителя по кабелю не подойдет (или питание нужно пустить по кабелю до делителя).

Схема двухкаскадного малошумящего антенного усилителя DVB-T2.

Усиление от 30дБ в зависимости от выбранных транзисторов. Питание усилителя 12 вольт.

Я использовал транзисторы BFR193. Они очень дешевые и обладают хорошими характеристиками. Высокий коэффициент усиления 50-200. Высокая граничная частота работы до 8000МГц. SMD исполнение.  Обладают низким уровнем собственного шума.

Можно заказать транзисторы BFR193 в Китае, но у нас стоили малость дешевле.

Конденсаторы керамические. Выводы конденсаторов и резисторов делаем, как можно короче. Можно использовать SMD, я просто делал из того что было под рукой.

Катушка L1 делается из отрезка медного провода длиной 3,5см  диаметром 0.8мм. Ее диаметр 4мм и содержит два с половиной витка. Я намотал ее на гладкой части сверла 3,3мм (сама катушка получиться около 4мм).

Изготовление антенного усилителя DVB-T2 (ДМВ) своими руками.

Плату можно изготовить без травления, просто вырезав контактные площадки. Смотрим рисунок.

Плату делаем из двухстороннего стеклотекстолита. Верхний и нижний слои соединяем четырьмя штырями и припаиваем.

Блок питания я использовал трансформаторный, чтобы меньше помех гнал, со стабилизацией напряжения на 12 вольт. Усилитель потребляет около 12мА.

 

[ads_1]

У меня все сразу нормально заработало без настройки. Настройка сводиться в подборе резисторов R1 и R3 так чтобы токи на коллекторах транзисторов VT1  и VT2 были 3,5мА и 8мА соответственно.

Испытания провел на работе. В глубине помещения. Двор колодец. В качестве антенны кусок провода ШВВП. Результат без усилителя – ничего не показывает вообще. Подключаю усилитель и как любят говорить в рекламе, результат превзошел  все мои ожидания, стабильная картинка без намека на срыв.

Список деталей самодельного антенного усилителя DVB-T2 (ДМВ).

• Транзисторы BFR193 — 2шт.(можно заказать у китайцев здесь).
  Конденсаторы 3.3пФ, 10пФ, 100пФ — 2шт., 4700-6800пФ.
  Резисторы 75 КОм, 150 КОм, 1 КОм, 680 Ом.
  Дроссель 100-125 мкГн.
  Катушка L1 самодельная 2,5витка и диаметром 4мм из медной проволоки длинной 3,5см и диаметром 0.8мм.

moyteremok.ru

Полевые транзисторы в антенном усилителе активной приёмной антенны — Сайт инженера Задорожного С.М.

При разработке схемы активной приёмной антенны вместе со стоимостью и доступностью активных элементов важно также принимать во внимание их качественные параметры: уровень вносимых интермодуляционных искажений и коэффициент шума. Многие разработки, описание которых опубликовано в последние годы, претендуют на высокие качественные показатели по малому уровню вносимых интермодуляционных искажений, но в одной из них, например, применён маломощный полевой транзистор стоимостью около 20 долларов за штуку. Выполненные на доступной элементной базе другие разработки имеют хорошие характеристики, но за счёт использования комплементарных пар транзисторов. Такой подход может быть просто результатом недостатка у разработчиков полной информации, имея которую они могли бы сделать осмысленный выбор элементов для достижения в конечном продукте приемлемого и привлекательного для изготовителей соотношения цена/качество, использовав при этом компоненты, доступные по разумным ценам у таких популярных дистрибьютеров, как «Digi-Key» и «Mouser».

Оценка линейности полевого транзистора

На частотах до 30 МГц первичными источниками помех являются улавливаемые антенной космический фоновый шум и помехи земного происхождения, переизбыток которых, особенно в радиовещательных диапазонах средних и коротких волн, приводит к возникновению в предварительном УВЧ активных антенн и радиоприёмников продуктов интермодуляции, мешающих приёму слабых сигналов. Особенно это относится к вещательным радиостанциям диапазона средних волн, мощный сигнал которых становится причиной появления гармоник на выходе небрежно спроектированного УВЧ активной антенны или предусилителя радиоприёмника. Вот почему важно, чтобы разработчик активной приёмной антенны для частотного диапазона до 30 МГц имел ясное представление о том, как подобрать те же транзисторы по наилучшим показателям линейности.

Значения таких параметров полевых транзисторов как, например, напряжение отсечки, максимально допустимая рассеиваемая мощность и коэффициент шума, обычно доступны в документации на транзистор, предоставляемой его производителем. Качественные же характеристики по вносимым интермодуляционным искажениям приводятся крайне редко, и определить их тогда можно разве что графическим методом, — по семейству линий на графике выходных характеристик, — или путем непосредственного измерения в конкретной схеме.

Применение графического метода для определения потенциальных возможностей конкретного транзистора на предмет вносимых интермодуляционных искажений заключается в тщательном изучении семейства выходных характеристик транзистора на соответствующем графике. В частности, особо следует отметить следующие, но не только эти, характерные особенности поведения линий на этом графике:

1. Горизонтальность в области насыщения;
2. Прямолинейность в области насыщения;
3. Значение напряжения насыщения;
4. Равенство интервалов, с которым линии следуют одна над другой;
5. Характер перехода от линейной области к области насыщения.

Семейство выходных характеристик полевых транзисторов, как для изготовленных по МОП-технологии, так и с p-n-переходом на затворе, формируется путём отслеживания зависимости тока стока I_D транзистора от изменения напряжения сток-исток U_DS для ряда равноотстоящих одно от другого постоянных значений напряжения затвор-исток U_GS. При этом наиболее высокие показатели линейности наблюдаются у транзисторов, для которых эта зависимость на графике в области насыщения наиболее горизонтальна и прямолинейна.

Характер выходных характеристик полевого транзистора в области насыщения определяет точку компрессии (P_1dB) и прямо влияет на положение точки пересечения по продуктам интермодуляции 3-го порядка, известной по своему обозначению как IIP₃. Чтобы оценить транзистор по точке компрессии P_1dB, на графике семейства его выходных характеристик следует отложить нагрузочную прямую и отметить точку пересечения этой прямой с вертикальной осью значений тока стока I_D — чем меньше для этого тока стока значение напряжения насыщения сток-исток, отсчитываемое по горизонтальной оси графика, тем выше качественные характеристики транзистора.

Крутизна передаточной характеристики (g_m) у полевых транзисторов с p-n-переходом, как правило, изменяется с изменением тока стока (I_D). Это можно заметить по интервалу между отдельными линиями на графике семейства выходных характеристик. Если бы крутизна с изменением тока стока не изменялась, то линии на графике следовали бы одна над другой с одним и тем же интервалом. Следовательно, чем равномернее отстоят эти линии одна от другой на графике семейства выходных характеристик того или иного транзистора, тем потенциально выше показатели линейности такого транзистора. В общем случае, поскольку у полевого транзистора с p-n-переходом с приращением напряжения затвор-исток U_GS ток стока I_D растёт по квадратичному закону, крутизна передаточной характеристики g_m также растёт с увеличением тока стока I_D. Поэтому при выборе режима работы транзистора его надо сместить подальше от области нелинейности, где такое изменение крутизны g_m становится слишком заметным.

Для полевых транзисторов с p-n-переходом типичным является относительно высокое значение напряжения насыщения сток-исток, которое намного превышает значение аналогичного параметра у биполярных транзисторов и полевых транзисторов с изолированным затвором. Это общее свойство полупроводниковых приборов такого типа обусловлено физическими свойствами канала полевого транзистора с p-n-переходом на затворе. От этих свойств не уйти и их надо просто принимать как данность.

Важную роль в определении линейности транзистора играет также характер перехода его выходной характеристики от линейной области к области насыщения — чем он круче, чем он резче очерчен на графике, то есть чем он менее затянут, тем меньше вносимых транзистором интермодуляционных искажений, тем шире динамический диапазон собранного на нём усилительного каскада.

Характеристики некоторых транзисторов

Ниже представлен ряд n-канальных полевых транзисторов десяти типов, доступных по разумной цене у такого дистрибьютера, как «Mouser». На фото приведены их выходные характеристики.

Рис.1 Характеристики транзистора BF244A (шаг напряжения затвор-исток 100мВ, 1мА/дел. по вертикали, 1В/дел. по горизонтали).

Рис.2 Характеристики транзистора BF244B (шаг напряжения затвор-исток 100мВ, 1мА/дел. по вертикали, 1В/дел. по горизонтали).

По характеру следования линий в череде выходных характеристих легко видеть тенденцию роста крутизны передаточной характеристики транзистора g_m с увеличением тока стока I_D. У транзисторов типа BF244A/B/C эта тенденция проявляется в меньшей степени, а у семейства JEDEC-транзисторов (с префиксом 2N в маркировке) — в большей.

Рис.3 Характеристики транзистора BF244C (шаг напряжения затвор-исток 200мВ, 2мА/дел. по вертикали, 1В/дел. по горизонтали).

Рис.4 Характеристики транзистора J309 (шаг напряжения затвор-исток 100мВ, 2мА/дел. по вертикали, 1В/дел. по горизонтали).

Также на графиках можно видеть, что в линейной области и в зоне перехода из неё в область насыщения выходные характеристики всех этих транзисторов ведут себя плохо: линейная область растянута вплоть до U_DS = 2 В, переход к области насыщения округлый, затянутый, не имеет чётких границ. Исключением отчасти можно назвать лишь транзистор J309.

Транзисторы BF244A и BF244B демонстрируют наилучшую линейность поскольку крутизна их передаточной характеристики g_m с изменением тока стока I_D меняется в меньшей степени (ряд линий семейства выходных характеристик отстоят от соседних более-менее одинаково), да и переход от линейной области к области насыщения тоже хорош. Не смотря на малое значение крутизны g_m, их линейность при токе стока I_D < 5 мА и малый коэффициент собственных шумов делают эти транзисторы привлекательными для применения в малошумящих усилительных каскадах, работающих в частотном диапазоне VHF. А вот выходные характеристики транзистора BF244C, напротив, говорят о более высоком уровне вносимых им интермодуляционных искажений. В зависимости от суффикса в наименовании транзисторов этой серии их отличают друг от друга по начальному току стока и напряжению отсечки.

Рис.5 Характеристики транзистора J310 (шаг напряжения затвор-исток 200мВ, 5мА/дел. по вертикали, 1В/дел. по горизонтали).

Рис.6 Характеристики транзистора U310 (шаг напряжения затвор-исток 200мВ, 5мА/дел. по вертикали, 1В/дел. по горизонтали).

Транзистор J308 (диаграмма не приведена), а также транзисторы J309, J310 и U310 — из одного семейства и с похожими характеристиками. Друг от друга они отличаются главным образом своими статическими параметрами: начальным током стока I_DSS и напряжением отсечки U_GS(off). Несмотря на этот факт, споры об их линейности продолжаются и будут продолжаться ещё долго. О том же, что транзисторы J310 и U310 практически идентичны, также можно сказать по их выходным характеристикам. Зависимость крутизны g_m от тока стока I_D у них имеет небольшой угол наклона.

Такой же небольшой угол наклона этой зависимости наблюдается и у транзистора J309 при изменении тока стока в пределах от 5 мА до 15 мА. В линейной области и в зоне перехода из неё в область насыщения этот транзистор по своим выходным характеристикам лучше любого из серии BF244, однако последние меньше шумят и крутизна их передаточной характеристики g_m не так сильно зависит от тока стока I_D.

Рис.7 Характеристики транзистора MPF102 (шаг напряжения затвор-исток 200мВ, 1мА/дел. по вертикали, 1В/дел. по горизонтали).

Рис.8 Характеристики транзистора 2N3819 (шаг напряжения затвор-исток 200мВ, 1мА/дел. по вертикали, 1В/дел. по горизонтали).

Очень похожи во всех отношениях характеристики у транзисторов MPF102, 2N3819 и 2N5486, что делает их практически взаимозаменяемыми.

Рис.9 Характеристики транзистора 2N5486 (шаг напряжения затвор-исток 200мВ, 1мА/дел. по вертикали, 1В/дел. по горизонтали).

Рис.10 Характеристики транзистора 2N4416 (шаг напряжения затвор-исток 200мВ, 1мА/дел. по вертикали, 1В/дел. по горизонтали).

Непохожим на другие оказался транзистор 2N4416. Его также рекомендуют к применению в высоколинейных усилительных каскадах, но та степень зависимости его крутизны от тока стока, которую иллюстрирует диаграмма на рис.10, обнаруживает его меньшую для этого пригодность чем транзисторов BF244A/B.

Заключение

Графическое представление основных характеристик полевых транзисторов может быть использовано для предварительной оценки линейности выполненных на их основе усилительных каскадов. Для этого надо лишь проанализировать поведение выходных характеристик того или иного транзистора в линейной области, в области насыщения, а также в зоне перехода от одной области к другой. Но всё же для разработчика главным критерием выбора транзистора должно быть прямое измерение уровня интермодуляционных искажений, вносимых выполненным на основе данного транзистора усилительным каскадом.

Первоисточник:

Chris Trask/N7ZWY, «An Evaluation of Junction Field-Effect Transistors Suitable for Active Antenna Applications», 4 December 2008. Скачать >>

©Christopher Trask, 2008.

Сокращенный перевод ©Задорожный Сергей Михайлович, 2010г., г.Киев.

См. также:

sezador.radioscanner.ru

Антенный усилитель 30…850 МГц » Полезные самоделки

Антенный усилитель 30…850 МГц
Телевизор есть в каждом доме. Но не всегда удается принимать любимую телепередачу с хорошим качеством изображения: или телецентр расположен достаточно далеко, или его передатчик излучает в эфир не очень мощный сигнал, или условия не позволяют ориентировать приемную ТВ антенну на телецентр. Для улучшения приема ТВ сигнала поможет антенный усилитель. Обычно он располагается на крыше около приемной антенны, но не у всех есть возможность размещения полезного устройства на крыше или чердаке, поэтому усилитель обычно располагается в комнате, недалеко от телевизора. В статье приводятся описания двух проверенных схем антенных усилителей. Оба устройства усиливают весь передаваемый телевизионный спектр сигнала: метровые и дециметровые волны. Как правило, дополнительное усиление требуется для новых дециметровых каналов, вещающих на «умеренной” мощности.
Широкополосный антенный усилитель предназначен для усиления телевизионных сигналов, как в метровом, так и в дециметровом диапазоне. Он не нуждается в балансировке и настройке. Усилитель имеет два одинаковых каскада усиления (10 дБ), выполненных на малошумящих транзисторах Т1 и Т2 (S790T) с их включением по схеме с общим эмиттером и цепями коррекции амплитудно-частотной характеристики в полосе принимаемых частот (R1,C3) и (R5,C5). Хотя транзистор и импортный, его очень легко найти в продаже на радио рынках и в магазинах радиодеталей.

Технические характеристики усилителя 
Коэффициент усиления: 20 дБ.
Напряжение питания: 9…12 В.
Входной/выходной импеданс: 75 Ом.
Размеры печатной платы: 55х55 мм.

 

 

Рис. 1. Общий вид антенного усилителя 30…850 МГц

Таблица 1. Перечень радиодеталей для сборки усилителя:

 

 

Рис. 2. Cхема электрическая принципиальная

 

Рис. 3. Вид печатной платы сверху

 

Рис. 4. Вид печатной платы снизу

http://masterkit.ru NK138

www.freeseller.ru