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    Antenne active 1 à la plage de MHz 20dB, 1-30.

     

    Antenne active 1 à la plage de MHz 20dB, 1-30.
    by
    Rodney A. Kreuter
    et
    Tony Van Roon

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    "Lorsque le destin ou de mauvais voisins vous empêchent de brancher une antenne de réception à long fil, vous constaterez que cette antenne de poche donnera la même réception, voire meilleure. Cette" antenne active "est bon marché à construire" et a une plage de 1 à 30 Mhz avec un gain compris entre 14 et 20 dB. "


    Fou réception conventionnelle d'ondes courtes toutes fréquences, la règle générale est "plus l'antenne est longue, plus le signal reçu est fort". Malheureusement, entre des voisins méchants, des règles de logement restrictives et des parcelles immobilières pas beaucoup plus grandes qu'un timbre-poste, l'antenne à ondes courtes se révèle souvent être quelques pieds de fil jeté par la fenêtre - plutôt que les 130 pieds de antenne à long fil que nous aimerions vraiment enchaîner entre deux tours de 50 pieds.

    Heureusement, il existe une alternative pratique à l'antenne à long fil, et c'est un antenne active, Qui se compose essentiellement d'une antenne très court et un amplificateur à gain élevé. Mon propre unité a été en opération avec succès pendant presque une décennie. Il travaille satisfaisante.

    Le concept d'antenne active est assez simple. Puisque l'antenne est physiquement petite, elle n'intercepte pas autant d'énergie qu'une antenne plus grande, nous utilisons donc simplement un amplificateur RF intégré pour compenser la «perte» apparente du signal. En outre, l'amplificateur fournit une adaptation d'impédance, car la plupart des récepteurs sont conçus pour fonctionner avec une antenne de 50 ohms.

    Les antennes actives peuvent être construits pour n'importe quelle gamme de fréquence, mais ils sont plus communément utilisés à partir de VLF (10KHz ou presque) à environ 30MHz. La raison en est que pleine grandeur antennes pour ces fréquences sont souvent beaucoup trop long pour l'espace disponible. A des fréquences plus élevées, il est assez facile de concevoir un relativement petit antenne à gain élevé.

    L'antenne active illustré ci-dessous (Fig. 1), fournit 14-20dB gain aux fréquences populaires en ondes courtes et à la radio-amateur de 1-30MHz. Comme on peut s'y attendre, plus la fréquence la plus grande du gain. Un gain de 20dB est typique de 1-18 MHz, diminuant à 14dB à 30MHz.

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    Circuit Design:
    Parce que les antennes qui sont beaucoup plus courte que 1 / 4 longueur d'onde présentent une impédance très faible et très réactif qui dépend de la fréquence reçue, aucune tentative n'a été faite pour correspondre à l'impédance de l'antenne - il serait trop difficile et frustrant pour correspondre à impédances sur une décennie de la couverture en fréquence. Au lieu de cela, l'étage d'entrée (Q1) est un JFET source suiveuse, dont la haute-impédance d'entrée comble avec succès les caractéristiques de l'antenne à n'importe quelle fréquence. Bien que de nombreux types de JFET peut être utilisé - comme le MPF102, NTE451, ou le 2N4416 - gardez à l'esprit que l'ensemble de haute fréquence de réponse est fixé par les caractéristiques de l'amplificateur JFET.

    Q2 transistor est utilisé comme un émetteur-suiveur pour fournir une charge à haute impédance pour Q1, mais plus important encore, il fournit une impédance d'entraînement faible pour l'amplificateur émetteur commun Q3, qui fournit TOUTE de gain en tension de l'amplificateur. Le paramètre le plus important de Q3 est fT, Le. Haute fréquence de coupure, qui devrait être dans la gamme de 200-400 MHz Un 2N3904, ou un 2N2222 fonctionne bien pour Q3.

    Le plus important des paramètres de circuit Q3 est la chute de tension aux bornes de R8: La plus grande est la chute, plus le gain. Cependant, la bande passante diminue à mesure que le gain Q3 est en augmentation.

    Impédance transistor Q4 transformée Q3 de sortie relativement modéré en une basse impédance, ce qui permet d'entraînement suffisante pour 50 ohms un récepteur de l'antenne-impédance d'entrée.
     

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    Schéma Antenne active

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    Liste des pièces et d'autres composants:

    Semi-conducteurs:
          Q1 = MPF102, JFET. (2N4416, NTE451, ECG451, etc.) Q2, Q3, Q4 = 2N3904, transistor NPN
    
    Résistances:
    Toutes les résistances sont 5%, 1 / 4 watts
        R1 = 1 MégOhm R5 = 10K R2, R10 = 22 ohms R6, R9 = 1K R3, R11 = 2K2 R7 = 3K3 R4 = 22K R8 = 470 ohms
    
    Condensateurs (notés au moins 16V):
       C1, C3 = 470pF C2, C5, C6 = 0.01uF (10nF) C4 = 0.001uF (1nF) C7, C9 = 0.1uF (100nF) C8 = 22uF / 16V, électrolytique
    			
    Pièces et matériaux divers:		
      B1 = pile alcaline 9 volts S1 = interrupteur marche-arrêt SPST J1 = prise correspondant au câble de (votre) récepteur ANT1 = antenne fouet télescopique (montage à vis), fil, tige en laiton (environ 12 ") MISC = matériaux PCB, boîtier support de batterie, pile 9 V, etc.
    

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    L'antenne peut être n'importe quoi, un long morceau de fil, une baguette de soudure laiton, ou d'une antenne télescopique qui a été récupéré à partir d'un vieux poste de radio. Antennes de remplacement télescopiques pour les radios à transistors sont également disponibles à partir de la plupart des détaillants électroniques-distributeurs et les fournisseurs de pièces.

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    Construction:
    L'amplificateur pour l'unité prototype utilise une carte de circuit imprimé (voir ci-dessous). L'amplificateur peut être monté sur une carte de circuit perforée (vero conseil d'administration), mais parce qu'il ya quelques sensibilité à la disposition des pièces, nous vous suggérons fortement de créer un circuit imprimé (PCB) pour obtenir les meilleurs résultats.

     

    PCB       Pièces-Layout


    Le schéma des pièces de placement est représenté sur la figure. 2. Prenez note que, bien que négative de la batterie (masse) de plomb est retourné à la carte PC, sortie jack J1 dispose d'une connexion à la terre meuble. Le raccordement à la terre entre la carte PC et le cabinet se fait par des entretoises métalliques ou des entretoises qui sont utilisés pour monter la carte PC dans l'enceinte. Avez * PAS * picots en plastique de substitution ou des entretoises parce qu'ils ne fourniront pas une connexion de masse entre la carte PC, le cabinet, et J1. Si vous décidez d'utiliser une armoire en plastique pour abriter l'amplificateur, assurez-vous que connexion à la terre J1 est retourné à la feuille de fonctionnement au sol autour de l'extérieur-bord de la PC à bord.

    Une antenne télescopique monte dans le centre de la carte PC. Du côté de la feuille de la carte, passer son vis de montage à travers le trou dans la carte PC et puis soudez la tête de la vis à son pad feuille. Pour l'isolation et le soutien, nous utilisons une matière plastique ou joint en caoutchouc entre l'antenne et le trou dans le couvercle de l'armoire à travers lequel passe l'antenne. Dans un pincement, plusieurs tours d'une bande en plastique de bonne qualité enveloppé autour de l'arbre de l'antenne peut être remplacé par le joint en caoutchouc.

    Si vous décidez de prendre des dispositions pour une antenne filaire, d'installer un poste 5-de manière contraignante sur le coffret. Ensuite, veillez à brancher une courte longueur de fil entre le coussin feuille de l'antenne et le poste de liaison.

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    Modifications:
    Si vous êtes intéressé par une plus petite gamme de fréquence que 1-30MHz, résistance R1 peut être remplacé par un circuit LC accordé réservoir au centre de la plage souhaitée. Le circuit LC permettra également d'améliorer le rejet de signaux à l'extérieur de votre gamme d'intérêts, mais rappelez-vous qu'il ne va pas améliorer le gain de l'amplificateur.

    Si votre intérêt particulier est les fréquences très basses (VLF), à basse fréquence de l'amplificateur de réponse peut être améliorée en augmentant les valeurs des condensateurs et C1 C3. (Vous aurez à expérimenter avec les valeurs.)
    Bien que d'une batterie 9-volt est la source d'alimentation recommandée, l'amplificateur devrait bien fonctionner à l'aide 6-15 volts. L'intérieur de l'armoire du prototype achevé, en utilisant une batterie 9 volts que l'alimentation, est montré dans la figure. 3.

    Pièces-Layout
    Dépannage:
    Tensions de circuits pour une alimentation 9 volts sont indiqués dans le schéma Fig. 1. Si les tensions dans votre unité de différer de plus de% 20 de ceux dans le schéma, essayez de changer les valeurs de résistance pour obtenir les tensions dans leur gamme appropriée. Par exemple, si la chute de tension aux bornes de R8 ne mesure que 0.3 volts, vous devez diminuer la valeur de R4 (la valeur exacte est à vous de comprendre) afin d'augmenter la tension de base Q3 et collecteur de courant.

    Les tensions que critiques sont ceux d'en face et R3 R8. Les performances devraient être très bien si ils sont même près aux valeurs indiquées sur le schéma.

    Comme il est presque impossible de mesurer la tension de la grille à la source (VGS) d'un FET, vous pouvez mesurer la tension qui est présente à travers R3, parce qu'il est le même que VGS. Réglez la valeur R3 en conséquence, si la tension n'est pas dans la plage de 0.8-1.2 volts.

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    Limitations:
    L'utilisation de cet amplificateur ci-dessus 30 MHz n'est pas recommandé en raison du gain fortement réduite. En cours de fonctionnement ci-dessus 30 MHz peut être accompli en utilisant des circuits accordés en place des charges résistives, que la modification n'entre pas dans le champ d'application de cet article.

    Prenez soin lors de la manipulation de la FET (Q1). Une croyance répandue est que la FET sont des dispositifs CMOS sont à l'abri de dommages statique après avoir été installé dans un circuit, ou après avoir été monté sur une carte PC. Même s'il est vrai qu'ils sont mieux protégés contre l'électricité statique lorsqu'il est installé dans un circuit, ils sont encore susceptibles d'être endommagés par l'électricité statique; donc jamais toucher l'antenne avant de vous décharger à la terre en touchant un objet métallique mis à la terre.

    Droit d'auteur et crédits:
    Source: "RE Experimenters Handbook", 1990. Copyright © Rodney A.Kreuter, Tony Van Roon, Radio Electronics Magazine, et des publications Gernsback, Inc 1990. Publié par autorisation écrite. (Éditions Gernsback et de l'électronique radio ne sont plus en affaires). Mises à jour et modifications des documents, tous les diagrammes, PCB / Layout dessiné par Tony van Roon. La re-publication ou la prise de graphiques de quelque manière que ce soit de ce projet est expressément interdite par les lois internationales sur les droits d'auteur.

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