Ein Gerät zum Einrichten von NTV-Geräten. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Fernsehantennen

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Der Empfang von Fernsehprogrammen über Satellitentransponder ist heute das Zeichen der Stunde. Die Zahl der Satelliten im geostationären Orbit und die Zahl der Programme auf jedem von ihnen nimmt zu. Der Kauf einer NTV-Empfangsanlage im Laden ist kein Problem mehr und die Preise sinken. Viele Funkamateure experimentieren damit, nachdem sie fabrikgefertigte Geräte gekauft haben. Wir haben auch Enthusiasten, die solche Geräte selbst herstellen. Hier veröffentlichen wir eine Beschreibung eines einfachen Geräts zur optimalen Abstimmung aller Komponenten des NTV-Empfangssystems.

Der Empfang von Fernsehprogrammen über Satelliten-Repeater ist für einen wachsenden Leserkreis interessant. Zum Beispiel mit dem Start von Satelliten des Direct Television Broadcasting Systems (NTV) in die geostationäre Umlaufbahn. Mit „Hals“ und „Not Bird“ ist ein solcher Empfang für viele Einwohner unseres Landes verfügbar geworden (niedrige Gerätekosten, kleine Antennenabmessungen). Gleichzeitig sind für Funkamateure auch andere Satelliten interessant, deren Signal deutlich schwächer ist und für eine zufriedenstellende Empfangsqualität große Antennen eingesetzt werden müssen.

Eines der Probleme, die bei diesen Experimenten gelöst werden müssen, besteht darin, das Antennensystem zu debuggen und es auf den erforderlichen Satelliten für das maximale Signal abzustimmen. Bei NTV-Systemen mit relativ leistungsstarken Sendern lässt sich dieses Problem leicht lösen, da Antennen mit kleinem Parabolspiegeldurchmesser verwendet werden können. Bei solchen Antennen beträgt die Breite des Strahlungsmusters mehrere Grad, sodass kleine Ungenauigkeiten bei der Ausrichtung durchaus akzeptabel sind und sich nicht einmal sehr stark auf das Endergebnis auswirken. Eine andere Sache ist, wenn eine große Antenne verwendet wird und schwache Signale empfangen werden. In diesem Fall ist eine sehr sorgfältige und sorgfältige Abstimmung erforderlich.

Das nachfolgend beschriebene kombinierte Instrument trägt dazu bei, die Komplexität dieses Prozesses deutlich zu reduzieren, zu vereinfachen und optisch anschaulich zu machen, was in Kombination mit einem Oszilloskop als Panoramaindikator des Spektrums des Frequenzbereichs 0,8 ... 2 verwendet werden kann Hz oder ein Indikator für den Frequenzgang dieses Bereichs und ohne Oszilloskop - als Signalpegelanzeige in einem beliebigen Bereich oder direkt im gesamten Bereich. Mit Hilfe des Geräts können Sie anhand des Geräuschpegels schnell den Zustand des Wandlers beurteilen, die Leistung des Tuners überprüfen und ggf. anpassen (wenn er beispielsweise selbst hergestellt ist oder über einen längeren Zeitraum funktioniert). den Frequenzgang und den Abstimmbereich. Das Gerät hilft Ihnen, sich schnell auf Satellitensignale einzustellen und das Antennensystem auf das maximale Signal einzustellen, den Standort des Konverters (Feeder) zu klären, seine Polarisation anzupassen usw. Der Hauptvorteil liegt darin, dass die Ergebnisse der Manipulationen sofort auf dem Bildschirm des Oszilloskops oder der Messuhr angezeigt werden.

Das Schema des Geräts und sein Design sind recht einfach und für die Herstellung durch Funkamateure mit durchschnittlicher Qualifikation zugänglich. Das Blockdiagramm ist in Abb.1 dargestellt. Es besteht aus einem stromgesteuerten Oszillator (G1) - einem Mikrowellengenerator mit einem Abstimmbereich von 0,8 ... 2 GHz, einem Pufferverstärker A 1, von dessen Ausgang ein Signal im Maßstab 1 ausgeht; 1 geht zum Ausgang „GKCH 1:1“ und über den Widerstandsdämpfer A2 zum Ausgang „GKCh 1:10“. Ein dreieckiger Spannungstreiber (G2) und ein Spannungs-Strom-Wandler (U1) dienen zur Steuerung des Generators. Die oberen und unteren Frequenzen des Swing-Bereichs werden unabhängig voneinander über variable Widerstände eingestellt, was im Betrieb praktisch ist. Der Verstärker AZ dient dazu, dem Wobbel des Oszilloskops ein Signal zu liefern. Diese Knoten werden von einer Netzstromversorgung (U2) mit Strom versorgt.

Diese Elemente liefern zusammen mit dem Detektorkopf eine Panoramaanzeige des Frequenzgangs. Dazu wird dem Eingang „Y“ des Oszilloskops ein Signal vom Ausgang des Detektorkopfes und dem Eingang „X“ ein Wobbelsignal vom Ausgang des Verstärkers AZ zugeführt. Zur Umsetzung des Spektrumanalysatormodus verfügt das Gerät über einen Mischer (U3), zu dem das Signal des Generators vom Ausgang „GKCh“ über den Eingang „GKCh“ und das Signal vom Ausgang des Mikrowellenkonverters über den „ IF"-Eingang. Das Ausgangssignal des Mischers wird durch Videoverstärker (A4 und A5) verstärkt, von einem Amplitudendetektor (U4) erfasst, von dessen Ausgang das Signal entweder dem „Y“-Eingang des Oszilloskops oder einem Zifferblatt zugeführt werden kann Indikator. Das Gerät verfügt über Steckdosen zur Stromversorgung des Konverters. Der Spektrumanalysator arbeitet mit der sogenannten „Null-ZF“, wodurch der Aufbau des Gerätes bei zufriedenstellender Qualität vereinfacht werden konnte. Strukturell besteht das Gerät aus vier Hauptkomponenten: einer Hochfrequenzeinheit, einem Steuerspannungs- und Stromtreiber, einem Videoverstärker und einem Netzteil. Jeder der Blöcke ist auf einer separaten Leiterplatte montiert. Dadurch war es möglich, sie getrennt voneinander herzustellen, zu regeln und erst dann in den Instrumentenkoffer einzubauen.

Das Schema der Hochfrequenzeinheit ist in Abb. 2 dargestellt. Auf den Transistoren VT1 und VT2 befindet sich ein Mikrowellengenerator, dessen Erzeugungsfrequenz mit Strom gesteuert werden kann, und auf VТЗ ein Pufferverstärker. Signale vom Ausgang des Verstärkers werden den Buchsen ХS1 „1:1“ und ХS2 „1:10“ zugeführt. Diese Knoten wurden bereits früher in [1] ausführlicher beschrieben.

Auf dem VT4-Transistor ist ein Signalmischer montiert, der im Spektrumanalysatormodus arbeitet. Ein Signal vom Mikrowellenkonverter gelangt über die XS3-Buchse zu seiner Basis und das Signal vom Generator gelangt über die XS4-Buchse zum Emitter. Dazu werden die Buchsen XS1 und XS4 mit einem Koaxialkabel verbunden. Das Differenzsignal wird vom Kollektor des Transistors VT4 abgenommen und dann dem Eingang des Videoverstärkers zugeführt, während der Kondensator C14 die hochfrequenten Anteile des Differenzsignals unterdrückt. Der Mikrowellenkonverter wird über einen Tiefpassfilter L2C3 mit Strom versorgt.

Das Schema des Formers der Steuerspannung und des Steuerstroms ist in Abb. 3 dargestellt. Auf den Mikroschaltungen DA1 - DAZ und DD1 ist ein dreieckiger Spannungstreiber montiert, der in Verbindung mit einem gesteuerten Stromstabilisator auf der Mikroschaltung DA4 und dem Transistor VT5 arbeitet. Auf der DA5 ist ein Oszilloskop-Sweep-Signalverstärker montiert. Die Amplitude dieser Spannung kann durch einen variablen Widerstand R27 eingestellt werden. Die Widerstände R17 und R20 stellen jeweils die untere und obere Frequenz des Schwingfrequenzbereichs des Mikrowellengenerators ein. Dieser Knoten ist nach dem Schema [2] aufgebaut und wird daher auch hier nicht näher beschrieben.

Die Videoverstärkerschaltung ist in Abb. 4 dargestellt. Er ist zweistufig; Jeder von ihnen wird auf einem Hochgeschwindigkeits-Operationsverstärker hergestellt. Die Verstärkung jeder Stufe beträgt 38...40 dB, was die erforderliche Empfindlichkeit des Spektrumanalysators gewährleistet. Die Verstärkungseinstellung erfolgt über einen variablen Widerstand R32.

Am Eingang jeder Stufe sind Hochpassfilter C19 R29 und C23 R33 installiert, die den Einfluss niederfrequenter Störungen und Interferenzen reduzieren sollen. Im Videoverstärker gibt es keinen speziellen Hochpassfilter. Ihre Rolle spielen die Operationsverstärker selbst, die die Durchgangsbandbreite des Analysators von mehreren hundert Kilohertz bereitstellen. Am Ausgang der zweiten Stufe ist eine Detektordiode VD2 eingebaut, die die negativen Halbwellen des Signals abschneidet und positive Halbwellen der Wechselspannung des Signals dem Eingang „Y“ oder einem Zeiger zugeführt werden Indikator.

Das Netzteil ist nach dem traditionellen Schema aufgebaut (Abb. 5) und enthält einen Abwärtstransformator T1, einen Vollweggleichrichter auf einer Diodenmatrix VDZ und Glättungskondensatoren C27 und C28. Spannungsstabilisatoren werden nach einem bekannten Schema hergestellt und bedürfen keiner Kommentare.

Das Schema der Platine-zu-Platine-Verbindungen ist in Abb. 6 dargestellt. Das Einschalten des Geräts erfolgt über den Schalter SA1, die Umschaltung der Betriebsarten erfolgt über den Schalter SA2. Diese Schalter sowie die variablen Widerstände R17, R20, R27, R32 befinden sich auf der Vorderseite des Geräts. Und in Abb. 7 zeigt ein Diagramm des Detektorkopfes. Sein Hauptzweck besteht darin, ein Mikrowellensignal zu erkennen.

Wie oben erwähnt, kann das Gerät als Frequenzganganzeige, Spektrumanalysator oder Signalpegelanzeige verwendet werden. Im ersten Fall arbeitet das Gerät in Verbindung mit einem Oszilloskop, das über einen „X“-Eingang verfügt. Vom Ausgang XS6 („Exit X“) des Geräts wird seinem Eingang ein Signal zugeführt und der Sweep auf Vollbild eingestellt. In diesem Fall erscheint auf dem Oszilloskop eine leuchtende horizontale Linie, „Null“ genannt, die auf die untere Zeile des Bildschirmgitters gesetzt ist.

Der Ausgang des Detektorkopfes ist mit dem Eingang „Y“ des Oszilloskops und sein Eingang mit der Ausgangsbuchse XS1 („GKCh-Ausgang 1:1“) verbunden. In diesem Fall erscheint auf dem Bildschirm eine geneigte oder etwas gekrümmte Linie, deren Höhe im Verhältnis zur Nulllinie proportional zum Signalpegel des Mikrowellengenerators ist, diese Linie ist die Referenzlinie. Anschließend wird der Detektorkopf an den Ausgang oder an den Kontrollpunkt des untersuchten Geräts angeschlossen und das Signal von der XS1-Buchse („GKCh-Ausgang“ 1; 1 oder 1:10) dem Eingang des Geräts zugeführt. Durch den Vergleich der Position der Referenzlinie und der in diesem Fall erhaltenen Linie kann man beurteilen, ob das Mikrowellensignal dieses Gerät durchläuft oder nicht, ob das Signal darin verstärkt oder gedämpft wird und wie sein Frequenzgang ist. So können Sie den Zustand von Tunern, Verstärkern, Signalsplittern usw. überprüfen. Der Bereich, in dem diese Parameter untersucht werden, wird durch die Widerstände R17 und R20 (Shaper-Einheit, Abb. 7) eingestellt und kann von mehreren zehn MHz bis zum gesamten Bereich reichen. In diesem Modus funktionieren Mischpult und Videoverstärker nicht, da sie nicht mit Strom versorgt werden.

Im Spektrumanalysatormodus funktionieren alle Komponenten des Gerätes, die Buchsen XS1 und XS4 sind durch ein Kabel verbunden und der Ausgang des Mikrowellenkonverters ist mit der Buchse XS3 („IF Input“) verbunden. In diesem Fall sollte auf dem Bildschirm des Oszilloskops eine unscharfe Linie, die sogenannte „Rauschspur“, zu beobachten sein. Nach Anlegen der Versorgungsspannung an den Konverter (Buchse XS5) sollte der Rauschpegel deutlich ansteigen, seine Amplitude kann über den Widerstand R32 (Videoverstärkereinheit) eingestellt werden.

Wenn Sie die Antenne zum Zeitpunkt der Abstimmung auf den Satelliten im Weltraum bewegen, erscheinen auf dem Bildschirm des Oszilloskops Ausbrüche eines rauschähnlichen Signals – am Wobbelpunkt, der der Frequenz dieses Signals entspricht. Mit Hilfe von variablen Widerständen zur Einstellung des Frequenzhubbereichs kann dieses Signal auf Vollbild „erweitert“ werden. Danach können Sie das Antennensystem abstimmen, die Polarisation und die Installationswinkel ändern, bis die maximale Amplitude des empfangenen Signals erreicht ist. Mit dieser Einstellung können Sie das Maximum aus dem System herausholen. Durch die Verteilung der Signale im Frequenzbereich und ihre relative Leistung wird bestimmt, auf welchen Satelliten die Antenne abgestimmt ist. Wenn in diesem Modus ein Zeigermessindikator an den „Ausgang Y“ des Geräts angeschlossen ist, beispielsweise ein Mikroamperemeter mit einem Gesamtablenkstrom von 100 μA. Dann kann man anhand der Abweichung des Pfeils die Änderung des Pegels des empfangenen Signals beurteilen, was bedeutet, dass es zweckmäßig ist, das Antennensystem auf das maximale Signal abzustimmen.

Eine Skizze der Leiterplatte des Hochfrequenzteils ist in Abb. dargestellt. 8. Es besteht aus doppelseitiger Glasfaserfolie. Die Leiter befinden sich auf einer Seite davon, die andere bleibt metallisiert (sie dient als Abschirmung) und ist entlang der Kontur mit dem gemeinsamen Strombus der ersten Seite verbunden. Die Platine wird an der Seitenwand des Gerätegehäuses angebracht und mit vier Mikrowellenausgangsbuchsen daran befestigt. Dadurch wird ein Mindestabstand zwischen den Hochfrequenzanschlüssen und den Elementen auf der Platine gewährleistet.

Skizzen der Leiterplatten des Shapers, des Videoverstärkers und der Stromversorgung sind in Abb. 9 dargestellt. 10, 11 und XNUMX. Für ihre Herstellung kann einseitiges Folienmaterial verwendet werden. Diese Platinen werden dann am Boden des Gerätegehäuses auf einer Metallplatte (oder einseitiger Glasfaserfolie, getinax) platziert, die als gemeinsamer Draht fungiert und an die die gemeinsamen Strombusse aller Platinen angeschlossen sind.

Es ist zulässig, im Gerät Elemente der folgenden Typen zu verwenden: Mikroschaltungen DA1 - DA5 - K140UD6, K140UD7, DA6.DA7 - K544UD2A, K544UD2B, DD1 - K561TM1 oder andere, die ein RS-Flip-Flop enthalten. Transistoren VT1 - VT4 - KT3124A - 2, KT3124B - 2, KT3124V - 2, KT3132A - 2, KT3132B - 2, KT3132V - 2; VT5 – KT608A, KT608B, KT603 mit Buchstabenindizes von A bis G, KT503 (A – E); VT6 – KT603(A – G), KT608A, KT608B, KT602A, KT602B; VT7 – KT315(A – I), KT312(A – B), KT3102(A – E); VT8 – KT208(A – M), KT209(A – M); VT9 – KT208 (A – M), KT209 (A – M), KT203 (A – B), KT361 (A – E).

Dioden VD1 - KS156A; VD2 – D9 mit beliebigem Buchstabenindex, D18, D20, D310, D311A, D311B, D312A, D312B; wir werden die VD3-Brücke durch vier Dioden der Typen KD102B, KD103B, KD105B, KD106A, KD509A, KD510A ersetzen; VD4, VD5 - D814G, KS211Zh, KS211Ts, KS510A; LED HL1 - AL307 mit Buchstabenindizes von A bis G oder AL341 (A - D) - Oxid K50-6, K50 - 24, K53 - 1; als C1 - C14 ist es wünschenswert, rahmenlose K10 - 42, K10 - 17 oder ähnliches zu verwenden, in deren Abwesenheit (im Extremfall) sind KM, KD mit der minimal möglichen Länge der Leitungen geeignet; der Rest - KLS, KD, CT, KM.

Variable Widerstände - SPO, SP4, SP beliebiger Modifikation, Tuning (R6) - SDR - 19, der Rest - MLT, S2-33. Im Hochfrequenzteil des Gerätedesigns ist es wünschenswert, die Widerstände C2 - 10 zu verwenden.

Induktor L2 - DM - 0,1 mit einer Induktivität von 20 - 100 μH. Ein Abwärtstransformator ist jeder kleine Transformator mit zwei Sekundärwicklungen für eine Spannung von 12 ... 15 V bei einem Strom von bis zu 70 mA.

Im Detektorkopf müssen Mikrowellendetektordioden, Kondensatoren wie im Hochfrequenzteil des Geräts und Widerstände C2 - 10 verwendet werden.

Das Einrichten des Geräts beginnt mit der Anpassung der Funktionsweise der einzelnen Platinen des Geräts. Die Stromversorgung muss in der Regel nicht konfiguriert werden. Sie müssen nur die Leistung überprüfen – die Ausgangsspannungen sollten innerhalb von 11 ... 13 V liegen. Wenn Sie den Konverter über dasselbe Netzteil mit Strom versorgen möchten, müssen Sie ihn etwas hochfahren – der Transformator muss Strom liefern bis 200 mA; Der Stabilisator funktioniert genauso, nur der VT6-Transistor. Wenn er sehr heiß wird, müssen Sie ihn möglicherweise auf einen kleinen Kühler stellen.

Der Steuerspannungstreiber wird wie folgt vorab überprüft. An die Platine sind die Widerstände R16 - R21 angeschlossen, die sich auf der Frontplatte befinden. Die Platinenausgänge 2 und 4 werden vorübergehend geschlossen und ein zusätzlicher 200-Ohm-Widerstand zwischen ihnen und dem gemeinsamen Kabel installiert, wonach Versorgungsspannungen angelegt werden. Wenn die Widerstände R17 und R20 um einen zusätzlichen Widerstand gedreht werden, werden Dreiecksschwingungen mit einem Oszilloskop überprüft, ihre maximale Amplitude muss mindestens 1 ... 1,5 V betragen.

Dann überprüfen sie die Videoverstärkerplatine – sie sollte in keiner Position des R2-Widerstandsschiebers erregt sein. In diesem Fall müssen Sie möglicherweise die Kondensatoren C20 parallel schalten. C21, C25, C26 installieren Keramikkondensatoren mit einer Kapazität von 0,047 - 0,1 uF. Wenn eine solche Verbindung keinen positiven Effekt hat, muss die Kapazität der Kondensatoren C22, C24 um das Zwei- bis Dreifache erhöht werden. Die Verstärkung des Videoverstärkers bei einer Frequenz von ca. 50 kHz sollte mehrere Tausendfache betragen.

Die Einstellung der Hochfrequenzplatine erfolgt in folgender Reihenfolge. An Pin 1 der Platine wird eine Versorgungsspannung (12 V) und an Pin 2 Spannung von einem einstellbaren stabilisierten Netzteil angelegt. An die XS1-Buchse wird ein Frequenzmesser im Bereich 0,7 ... 2 GHz angeschlossen. An Pin 2 wird eine Spannung von 0,5 V angelegt und durch allmähliches Erhöhen erreichen sie den Moment der Erzeugung. Dann wird eine konstante Spannung an Pin 3 gesteuert und durch Änderung der Spannung an Pin 2 wird die Spannung an Pin 3 festgelegt, entsprechend der unteren 0,7 ... 0,9 GHz- und oberen 1,9 ... 2,1 GHz-Generationsgrenze. Innerhalb dieser Grenzen sollte sich die Spannung an den Motoren der Widerstände R17 und R20 ändern. Solche Spannungswerte (mit einem kleinen Spielraum) werden dann durch Auswahl der Werte der Widerstände R16, R18 für den Widerstand R17 und R19, R21 – für den Widerstand R20 – eingestellt. Es ist zu beachten, dass mit abnehmender Spannung die erzeugte Frequenz zunimmt.

Danach werden alle Platinen in das Gehäuse gelegt, während, wie bereits erwähnt, die Hochfrequenzplatine an der Seitenwand des Gehäuses montiert wird und der Rest auf einer Metall- oder metallisierten Unterlage mit den Maßen 90x120 mm und platziert wird werden mit Kleber daran befestigt, sowie durch Anlöten von Bodenmontagepads mit einem dicken verzinnten Draht. Grundplatten. Zusätzlich muss die Hochfrequenzplatine an der Unterkante mit einem Streifen verzinnter Kupferfolie mit dem Untergrund verbunden werden. Der Sockel selbst wird mit Schrauben an der Unterseite des Gehäuses befestigt, wobei es besser ist, ein Metallgehäuse zu verwenden, seine Abmessungen können (ungefähr) 50x105x140 mm betragen. Alle Bedienelemente befinden sich auf der Frontabdeckung und die Buchsen XS5 – XS7 – auf der Rückseite.

Nachdem Sie die Platinen einzeln angepasst haben, können Sie mit der Kalibrierung der Skalen der variablen Widerstände beginnen. Dazu wird das Gerät im Modus „Analyse“ eingeschaltet und ein Oszilloskop daran angeschlossen. Auf dem Bildschirm sollte eine schmale Rauschspur zu beobachten sein, diese sollte horizontal etwas kleiner als die Bildschirmgröße gemacht werden. Anschließend wird dem ZF-Eingang (Buchse) ein Signal mit einer Frequenz von 3 ... 1,2 GHz und einem Pegel von -1,5 ... 30 dBm vom Messgenerator (mit einem Abstimmbereich von 50 ... 0,8 GHz) zugeführt XS2). Das Instrument ist auf den maximalen Frequenz-Sweep-Modus eingestellt. Ungefähr in der Mitte des Bildschirms sollte ein Signal in Form eines Amplitudenstoßes erscheinen. Wenn Sie die Frequenz des Generators ändern, beginnt er, sich auf dem Bildschirm zu bewegen. Anschließend wird der Signalpegel des Messoszillators auf das Minimum reduziert, bei dem das Signal noch auf dem Bildschirm zu sehen ist, und über den Trimmwiderstand R6 seinen Maximalpegel erreichen.

Der Signalpegel des Generators wird um ein Vielfaches erhöht und die Frequenz genau eingestellt, beispielsweise 1,5 GHz. Die variablen Widerstände R17, R20 sind mit Zeigern versehen und machen, nachdem sie das Signal auf dem Bildschirm mit dem Widerstand R17 genau an den linken Rand des Scans verschoben haben, eine entsprechende Markierung auf der Skala dieses Widerstands. In ähnlicher Weise, jedoch mit dem Widerstand R20, wird das Signal genau an den rechten Rand des Sweeps verschoben und auf der Skala dieses Widerstands wird eine Markierung angebracht. Alternativ werden am Messgenerator andere Frequenzwerte eingestellt und der Kalibriervorgang wiederholt.

Literatur

1. Netschajew I. GKCh-Präfix für die Bereiche 300 ... 900 und 800 ... 1950 MHz. - Radio. 1995, Nr. 1, S. 33, 34.
2. Netschajew I. Präfix zur Messung von Frequenzeigenschaften. - Radio, 1994. Nr. 1, S. 26, 27.

Autor: I. Nechaev, Kursk

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