Antenne active 1 à 20dB, plage MHz 1-30

Antenne active 1 à la plage de MHz 20dB, 1-30.byRodney A. KreuterandTony van Roon

"Quand le destin ou des voisins désagréables vous empêchent de enfiler un long fil antenne de réception, vous verrez que cette antenne poche donnera le même, ou mieux encore, la réception. Cette «antenne active" est pas cher pour construire "et a une gamme de 1 à 30Mhz à entre 14 et 20dB le gain."
Fou à la réception des ondes courtes classique tout-fréquence, la règle générale est «plus le antennaire plus le signal reçu." Malheureusement, entre voisins désagréables, les règles de logement restrictives, et les parcelles immobilières pas beaucoup plus grand qu'un timbre-poste, court antenne -wave se révèle souvent être quelques pieds de fil jetés hors de la fenêtre plutôt que les pieds 130 de long fil antennaire nous aimerions vraiment ficelle entre deux tours 50 pieds.

Heureusement, il existe une alternative pratique à l'antenne à long fil, et qui est un antenne active; qui se compose essentiellement d'une très courte antenne et un amplificateur à gain élevé. Mon propre unité a été en opération avec succès depuis près d'une décennie. Il fonctionne satisfaisant.

Le concept d'une antenne active est assez simple. L'antenne est physiquement petit, il n'intercepte pas autant d'énergie que d'une antenne plus grande, donc nous utilisons simplement un amplificateur intégré RF pour compenser le signal apparent "perte". En outre, l'amplificateur fournit une adaptation d'impédance, parce la plupart des récepteurs sont conçus pour fonctionner avec une antenne 50-ohm.

Les antennes actives peuvent être construites pour toute gamme de fréquences, mais ils sont plus communément utilisés de VLF (10KHz ou presque) à environ 30MHz. La raison en est que les antennes pleine grandeur pour ces fréquences sont souvent beaucoup trop long pour l'espace disponible. À des fréquences plus élevées, il est assez facile de concevoir une relativement petite antenne à gain élevé.

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

Circuit Design:
Parce que les antennes qui sont beaucoup plus courtes que 1 / 4 longueur d'onde présentent un très petit et très réactif impédance qui dépend de la fréquence reçue, aucune tentative n'a été faite pour correspondre à l'impédance-it de l'antenne serait trop difficile et frustrant pour correspondre impédances plus d'une décennie d'une couverture de fréquence. Au lieu de cela, l'étage d'entrée (Q1) est un JFET source suiveuse, dont l'entrée haute impédance des ponts avec succès les caractéristiques de l'antenne à une fréquence quelconque. Bien que de nombreux types différents de JFET de peuvent être utilisés tels que le MPF102, NTE451, ou 2N4416-garder à l'esprit que la réponse globale à haute fréquence est définie par les caractéristiques de l'amplificateur JFET.

Transistor Q2 est utilisé comme un émetteur-suiveur à fournir une charge à haute impédance pour Q1, mais plus important encore, il offre une faible impédance d'entraînement pour émetteur commun amplificateur Q3, qui fournit tout du 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 du circuit de Q3 est la chute de tension aux bornes de R8: plus la chute est grande, plus le gain. Cependant, la bande passante diminue à mesure que le gain de Q3 est en augmentation.

Transistor Q4 transformer une impédance de sortie relativement modérée de Q3 dans une faible impédance, fournissant ainsi suffisamment dur pour 50 ohms impédance antenne-entrée d'un récepteur.

Schéma Antenne active

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 & Matériaux: Divers
  B1 = 9 volts pile alcaline S1 = SPST interrupteur marche-arrêt J1 = Jack pour correspondre à l'antenne ANT1 = Telescoping fouet (votre) de câble du récepteur (vis de montage), fil de fer, laiton tige (environ 12 ") MISC = matériaux PCB, enceinte, support de batterie, 9V batterie pression, etc. 

L'antenne peut être presque rien; un long morceau de fil, une tige de laiton de soudage, ou une antenne télescopique qui a été récupéré d'une vieille radio. antennes de remplacement télescopiques pour les radios à transistors sont également disponibles à partir de la plupart des détaillants électroniques-distributeurs de pièces et fournisseurs.

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 câblage perforé (vero de bord), mais parce qu'il ya certains 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 diagramme des pièces de mise en place est représenté sur la Fig. 2. Prenez note que, bien que négative (masse) de plomb de la batterie est retourné à la carte PC, sortie jack J1 dispose d'une connexion à la masse de l'armoire. La connexion à la terre entre la carte PC et le cabinet se fait à travers les entretoises métalliques ou entretoises qui sont utilisés pour monter la carte PC dans l'enceinte. Ne * PAS * écarteurs ou espaceurs substitut plastique, car ils ne seront pas fournir une connexion de masse entre la carte PC, le cabinet, et J1. Si vous décidez d'utiliser une armoire en plastique pour loger l'amplificateur, assurez-vous que la connexion à la terre de J1 est retourné à la feuille de fonctionnement au sol autour du bord extérieur de l'ordinateur de bord.

A supports d'antennes télescopiques dans le centre de la carte PC. Du côté de la feuille de la carte, passer sa vis de montage à travers le trou dans la carte PC, puis souder la tête de la vis à son tapis de feuille. Pour la fois une isolation et de soutien, nous utilisons une matière plastique ou œillet en caoutchouc entre l'antenne et le trou dans le couvercle du boîtier à travers lequel passe l'antenne. Dans un pincement, plusieurs tours d'une bande en plastique de bonne qualité enroulé 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, installer un poste de liaison 5-chemin sur l'armoire. Ensuite, assurez-vous de connecter une courte longueur de fil entre le tampon de feuille de l'antenne et le poste de liaison.

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

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

Pièces-Layout
Dépannage:
tensions de circuit pour une alimentation 9 volts sont indiqués dans le schéma Fig. 1. Si les tensions de votre unité diffèrent 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 à travers des mesures R8 seulement volts 0.3, vous devez diminuer la valeur de R4 (la valeur exacte est à vous de comprendre) afin d'augmenter Q3 de tension et de courant de collecteur base.

Les seules tensions critiques sont ceux à travers R3 et R8. La performance devrait être très bien si elles sont encore proches des valeurs indiquées sur le schéma.

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

Limitations:
L'utilisation de cet amplificateur ci-dessus 30 MHz est pas recommandée en raison du gain fortement réduit. Bien que fonctionnant au-dessus 30 MHz peut être accompli en utilisant des circuits accordés en place des charges résistives, cette modification est au-delà de la portée de cet article.

Prenez soin lors de la manipulation du FET (Q1). Une croyance commune est que FET sont des dispositifs CMOS sont à l'abri des dommages statiques après avoir été installé dans un circuit, ou après avoir été monté sur une carte PC. Bien qu'il soit 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 des parasites; 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 expérimentateurs Handbook", 1990. droits d'auteur © Rodney A.Kreuter, Tony van Roon, Radio Electronics Magazine, et Gernsback Publications, Inc. 1990. Publié par autorisation écrite. (Gernsback Publishing et Radio Electronics ne sont plus en affaires). mises à jour de documents et modifications, tous les schémas, PCB / mise en page dessinée par Tony van Roon. Re-affichage ou de prendre des graphiques de quelque manière ou forme de ce projet est expressément interdite par les lois internationales sur le copyright.

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