М. Ческе (ЧССР)

В даний час у багатьох сім’ях вже є не по одному, а по два, а іноді й по три телевізори. Для нормальної (т. Е. Забезпечує високу якість зображення н звуку) експлуатації кожен з них вимагає підключення до зовнішньої антени. У містах – принаймні в тих будинках, де є колективні антени – питання вирішується дуже просто. Для цього достатньо завести в квартиру ще один фідер від розподільної коробки, яка, як правило, знаходиться иа тому ж поверсі, що н квартира. У сільській місцевості, в передмістях, де переважає індивідуальна забудова, колективних антен, як правило, немає, ось чому нерідко на невеликих будинках можна часом побачити “ліс” індивідуальних телевізійних антен. З багатьох міркувань – економічним, експлуатаційним, естетичним – установка в цьому випадку однієї (нехай саморобної) колективної антени є кращою.

Перш ніж розбирати особливості організації колективної мережі в межах невеликого будинку (для однієї або декількох сімей), нагадаємо деякі основні положення, що стосуються антенно-фідерної техніки.

Приймальні антени перетворять енергію електромагнітних хвиль у ВЧ енергію, що надходить з фідера (зазвичай це коаксіальний кабель) до телевізійного приймача. Коефіцієнт підсилення антени (вимірюється в децибелах) показує, у скільки разів напруга, що виникає на виході даної антени, більше, ніж у зразковою. В якості зразкової антени зазвичай використовують полуволновий диполь, хоча іноді зразковим вважають ізотропний (ненаправленої) випромінювач. Яку з цих двох антен вважати зразковою непринципово, бо відомо, що полуволновий диполь має виграш щодо посилення в порівнянні з ізотропним випромінювачем 2,15 дБ. Нерідко в літературі згадують н область антени яка однозначно пов’язана з коефіцієнтом посилення антени. Поняття ефективної площі антени корисно при розгляді впливу на її характеристики металевих предметів (дах, проводи н т. д.), що знаходяться в безпосередній близькості від антени.

Коефіцієнти придушення бічних і тилових пелюсток діаграми спрямованості антени також висловлюють в децибелах. По суті вони характеризують чутливість антени до впливу сигналів, що заважають всіх видів. До їх числа відносяться, зокрема, і сигнали телецентру, відбиті від довколишніх металевих предметів, залізобетонних будівель і т. П. – Вони можуть викликати погіршення чіткості зображення або навіть багатоконтурні зображення на екрані телевізора.

При прийомі сигналів телецентру на великому відстані від нього (на кордоні зони впевненого прийому) найбільш важлива характеристика антени – коефіцієнт підсилення.

Передача енергії від антени до приймача здійснюється по ВЧ фідера – коаксіальному кабелю. Одна з основних характеристик кабелю – його хвильовий опір (вимірюється в Омасі). Для фідерів телевізійних приймальних антен зазвичай використовують кабелі з хвильовим опором 75 Ом. Ще один важливий параметр коаксіальногокабелю – погонное загасання, яке характеризує ослаблення потужності поширюваного по кабелю електромагнітного сигналу. Одиниця виміру – децибели на метр (на 100 метрів, на кілометр). Втрати в кабелі ростуть з частотою, тому для прийому сигналів телецентрів, що працюють на ВЧ каналах метрового діапазону хвиль і тим більше в дециметровому діапазоні хвиль, бажано застосовувати кабелі з малим погонних загасанням.

З’єднувати послідовно можна лише кабелі з однаковим хвильовим опором, інакше частина електромагнітної енергії буде відбиватися від точки з’єднання. Це погано не тільки тому, що при цьому частина енергії буде втрачена (Г. е. ослабне корисний сигнал). Якщо фідер має хоча б дві точки з’єднання з неузгодженими хвильовими опорами, що через багаторазового відбиття в цих точках сигналу на зображенні може виникнути погіршення чіткості зображення (так званий муар) або навіть повтори зображення. Неузгодженість може виникати, в принципі, в багатьох точках антенно-фідерного тракту (Місце підключення фідера до антени і до телевізора, розподільні коробки, якщо вони н маються на тракті, н т. Д.).

У ряді випадків не можна обійтися тільки однією телевізійною антеною. Подібна проблема виникає, коли місцевий телецентр працює на кількох каналах, істотно різняться за частотою (у тому числі може бути і випадок, коли одна з програм передається з вертикальною поляризацією, а інша з горизонтальною), або коли є можливість прийому більш ніж одного телецентру (як правило, вони в цьому випадку знаходяться в різних напрямках від точки прийому). Природно, що при двох прийомних аітеніах бажано мати все-таки один фідер – як з міркувань зручності користування, так і з міркувань економії коаксіального кабелю. При досить великому розносі частот для вирішення цього завдання можна скористатися селективними елементами – смуговими фільтрами, а також фільтрами вищих і нижчих частот, які забезпечать мінімальні втрати корисного сигналу. Подібні фільтри особливо ефективні при об’єднанні сигналів антен метрового та дециметрового діапазонів хвиль. Неселективні пристрої об’єднання сигналів антен (і, до речі, розподілу сигналів від одного фідера до кількох споживачам) мають помітне згасання – принаймні кілька децибел. Ці втрати, так само як і втрати в коаксіальному кабелі, необхідно враховувати при розробці мережі колективного користування телевізійною антеною.

Можливі, в принципі, два варіанти реалізації внутрішньої телевізійної сету в будинку: послідовний ланцюг (рис. 1, а) і паралельна (рис. 1,6). Наслідуючи

Таблиця

Загасання, дБ

S

Коефіцієнти

Загасання, дБ

До оеффіціенти

з

d

з

d

0,1

0,03

0,06

12

0,60

1,86

1

0,06

0,11

13

0,63

2,11

2

0,11

0,23

14

0,66

2,38

3

0,17

0,36

15

0,70

2,65

4

0,23

0,48

16

0,72

2,95

5

0,28

0,61

17

0,75

3,27

6

•0,33

0,75

18

0,77

3,63

7

0,38

0,89

19

0,80

4,46

8

0,43

1,05

20

0,82

4,94

9

0,48

1,23

25

0,90

10,00

10

0,51

1,42

30

0,93

15,00

11

0,56

1,62

тельную ланцюг можна застосовувати там, де рівень сигналу, що надходить з телевізійної антени, відносно великий, а загальна протяжність мережі в будинку (від першого відгалуження до останнього) невелика. Справа в тому, що в цьому випадку втрати сигналу помітно зростають у міру того, як ми віддаляємося від антени. Причин тому дві: збільшується довжина кабелю, що передує даному відгалужування в мережі, і зростає число відгалужувачів, включених до нього в мережу. Критерій застосовності такого ланцюга очевидний – у самого далекого від антени абонента рівень сигналу повинен бути достатній для якісного прийому телевізійних програм. Варіант з паралельним ланцюгом наведено на рис. 1, б. Тут нерівномірність у рівнях сигналу в окремих абонентів буде нижчою. Зауважимо, що незалежно від типу ланцюга до кожного відгалужувачів ‘слід підключити або телевізійний приймач, або (якщо приймач З якихось причин відключають, наприклад направляють в ремонт) навантажувальний резистор опором, рівним хвильовому опору кабелю (75 Ом). Для цієї мети у абонента повинна матися стандартна (як у телевізора) ВЧ розетка з підпаяти до неї резистором. В принципі допустимі і комбіновані варіанти мережі, коли є як послідовна, так і паралельна її частини.

Можливість реалізації того чи іншого варіанту доцільно перевірити експериментально. Для “цього оцінюють втрати у фідері і розподільному тракті і підключають справний телевізійний приймач до антени через атенюатор, який має такі ж втрати. Якщо якість зображення досить хороше, то

Рис. 2 виготовлення обраного варіанту колективної мережі виправдано. Принципові схеми аттенюаторів П- і Т-подібного наведено на рис. 2. Обидва варіанти аттенюаторів рівноцінні і на вибір того чи іншого з них можуть впливати тільки практичні міркування (наприклад, наявність відповідних резисторів для виготовлення даного атенюатора).

Для Т-подібного ланки опір резисторів R1 і R2 розраховують за формулами

ще Ζ – хвильовий опір коаксіального кабелю фідера; cud – коефіцієнти, залежні від необхідного загасання атенюатора (їх беруть з таблиці).

Для П-образного ланки формули для розрахунку мають такий вигляд:

Резистори для аттенюаторів слід підібрати з точністю не гірше 5%. При великих відхиленнях їх опорів від розрахункових значень не тільки змінюються втрати, що вносяться аттенюатором, але можливо і поява неузгодженості атенюатора з фідером.

Якщо рівень сигналу невеликий, то необхідно ввести в тракт колекторної телевізійної мережі додатковий підсилювач. Зауважимо, що слід уникати застосування підсилювачів з двох причин. По-перше, це буде найбільш ненадійний елемент системи (що вимагає до того ж джерела живлення). По-друге, він може сам стати джерелом спотворень прийнятих сигналів (через інтермодуляционних явищ, характерних для посилення сигналів в широкій смузі частот). У цьому випадку на нелінійні елементи підсилювача впливає відразу кілька потужних сигналів, що і може привести до помітної інтермодуляції. Однак іноді обійтися без підсилювача неможливо, але при цьому слід дотримуватися простих правил, які мінімізують негативні явища, пов’язані з Інтермодуляції.

Насамперед посилювати необхідно тільки той сигнал, який потребує посилення. Іншими словами, там, де це можливо, смугу частот сигналів, що надходять на підсилювач, необхідно обмежувати селективними ланцюгами. Якщо посилюються кілька сигналів, то їх рівні необхідно перед подачею иа підсилювач вирівняти (допустима різниця не більше ніж в 3 дБ). Якщо в смугу пропускання підсилювача потрапляє діапазон УКХ ЧМ мовлення, то необхідно вжити заходів, щоб рівень сигналів УКХ ЧМ станцій був нижче рівня сигналів телевізійних станцій приблизно на 10 дБ. Коефіцієнт посилення слід вибирати мінімально не-, обходжений для отримання прийнятної якості телевізійного зображення. Це особливо істотно, якщо посилюються сигнали декількох телевізійних програм. Природно, що підсилювач повинен бути узгоджений з фідером як на вході, так і на виході. *

Кілька варіантів розміщення телевізійної антени на даху будинку показано на рис. 3-6. У місцевості, де є джерела інтенсивних перешкод (зокрема, через відображення електромагнітних хвиль від сусідніх будівель), антену доцільно встановлювати иа схилі даху. У етом.случае дах будете якійсь мірі захищати антену від перешкод, що надходять з інших напрямків (рис. 3). З конструктивної точки зору антену, звичайно, зручніше розміщувати на гребені

даху (рис. 4). Цей варіант на практиці використовують найчастіше. Він може окаться неприйнятним лише в тому випадку, коли мова йде про прийом в умовах інтенсивних перешкод на кордоні зони впевненого прийому телевізійних сигналів. На плоскому даху антену зазвичай розміщують приблизно в середині. Якщо на ній немає елементів, за які можна закріпити відтягнення антени, то вирішенням цього завдання може бути установка на даху невеликих бетонних блоків (рис. 5). Его дозволить уникнути пошкодження даху при установці спеціальних кріплять болтів і т. Д. Один із зручних варіантів установки антени – кріплення її до стіни будови (рис. 6). Щоб уникнути попадання в приміщення води, що стікає з фідера, в місці його введення в приміщення необхідно зробити невелику петлю. Кріплення щогли антени до стіни будівлі має один недолік – виникаючий при розгойдуванні антени вітром шум проникає в приміщення. Для невисоких будов антену можна встановити поруч зі стіною, але на власному підставі (бетонній подушці і т. П.), Як це показано иа рис. 7. Вузол кріплення антени до стіни при цьому не несе

великих навантажень і може включати в себе амортизатор (у простому варіанті прокладку з гуми), який послабить передачу коливань щогли антени на стіну будівлі.

Якщо в мережі використовується підсилювач телевізійних сигналів, то його доцільно розміщувати якомога ближче до антени (наприклад, на горищі). Ідеальним було б встановити його безпосередньо на антені, але в більшості випадків це неможливо, так як в аматорських умовах важко виготовити корпус, що надійно захищає підсилювач від впливу атмосферної вологи.

При виборі траси прокладання коаксіальногокабелю в будинку необхідно прагнути -Зробити її мінімальної по довжині, але тут нерідко визначальними бувають міркування естетичного плану (він не повинен впадати в очі і т. д.). Найтонше місце – вигини коаксіального кабелю. Вони повинні бути досить головними, бо в місці вигину завжди є небезпека прорізання діелектрика центральним провідником кабелю. Особливо висока вірогідність такого пошкодження кабелю при його проштовхуванні через трубки (рнс. 8). У цьому випадку можливо навіть замикання центрального провідника кабелю на оплетку.

Кілька варіантів прокладки кабелю в будинку показані на рис. 9, а, б (послідовний ланцюг) і рис. 9, в (паралельна ланцюг).

Рис. 9

Підсумувати сигнали декількох антен можна, як уже зазначалося, різними способами. Якщо їх робочі діапазони частот істотно розрізняються (наприклад, одна антена працює в метровому, а інша в дециметровому діапазоні), то найкраще застосувати пристрій, що містить фільтри нижчих і вищих частот. Причому через велику розносу робочих частот тут можна обійтися найпростішими оцнозвеннимі фільтрами. Принципова схема подібного пристрою наведена на рис. 10, а його амплітудно-частотна характеристика на рис. 11. До входу 1 підключають ДМВ антену (канали з 21-го по 61-й), а до входу 2 – антену метрового діапазону хвиль (канали з 1-го по 12-й). Як випливає з рис. 11, що вносяться до робочих смугах частот втрати у цього підсумовує пристрої не перевищують 1 дБ. Його можна зібрати на невеликій платі з фольгованого матеріалу (рис. 12). Котушка L1 має 1,5 витка проводом 0,5 мм, крок намотування 1,3 мм. Котушки L2 і L3 містять по 5 витків, крок намотування 1 мм. Все ця котушки безкаркасних – для їх виготовлення використовують оправлення діаметром 3 мм. При монтажі пристрою слід прагнути до того, щоб всі провідники, включаючи і висновки конденсаторів, мали мінімальну довжину.

Якщо рівень сигналу однієї з антен помітно більше, ніж у іншої, то для підсумовування цих сигналів можна використовувати так званий спрямований ответвитель. У ньому використовується коаксіальний кабель з додатковим провідником ({ЖС. 13), до одного з кінців якого підключають фідер антени 2, що має більший рівень сигналу, а до іншого – навантажувальний резистор R. Сигнал від антени 1 проходить на вихід пристрою практично без втрат, а сигнал від антени 2 частково потрапить (через зв’язок між провідниками) в основний фідер, а частково розсіюється на резисторі R. Електрична довжина відгалужувача / повинна бути приблизно λ / 4 для середньої частоти робочого діапазону хвиль другий антени.

йте. 11

Практична конструкція пристрою для підсумовування сигналів на основі спрямованого відгалужувачі показана на рис. 14. Власне ответвитель виготовляючи

Рис. 15

ють з двох платівок одностороннього фільтрованого матеріалу, між якими в діелектричних пластинках з пазами фіксують центральні провідники коаксіальних кабелів (рис. 15). Співвідношення між основними розмірами спрямованого відгалужувачі залежать від діелектричної проникності е матеріалу, з якого ои виготовлений. Для трьох значень коефіцієнта зв’язку між провідниками коаксіальногокабелю ці залежності наведені на рис. 16. При визначенні фізичної довжини спрямованого відгалужувачі природно необхідно брати до уваги значення діелектричної проникності матеріалу – лінія буде у% / е разів коротше, ніж розрахункове значення її електричної довжини. Типові частотні залежності основних характеристик такого суматора для двох різних коефіцієнтів зв’язку між центральними провідниками спрямованого відгалужувача наведено на рис. 17а, б. Тут 1 – втрати, що вносяться відгалужувачі в сигнал антени 1; 2 -Втрати, що вносяться відгалужувачі в сигнал антени 2; 3 – розв’язка між антенами 1 і 2.

Принципова схема простого широкосмугового підсилювача телевізійного сигналу наведена на рис. 18 Його коефіцієнт шуму близько ЗКТ0, А коефіцієнт посилення становить приблизно 30 дБ в метровому діапазоні хвиль і 25 дБ в дециметровому діапазоні. При налагодженні пристрою підбором резисторів RI і R4 встановлюють колекторні струми транзисторів VI і V2 відповідно 7 і 17 мА. Підсилювач можна зібрати на невеликій друкарській платі (рис. 19). За винятком резисторів всі деталі встановлюють на платі з боку фольги. Котушка L1 має 1,75 витка проводом 0,5 мм. Її намотують виток до витка на оправці діаметром 4 мм. Котушка 1.2 містить три витка проводом 0,2 мм. Намотування рядова, виток до витка на оправці діаметром 1,5 мм. R5 складається з двох включених послідовно резисторів опором 470 Ом. У процесі налагодження напруга живлення на транзисторах слід підвищувати поступово, контролюючи струм, споживаний підсилювачем. Його різке (стрибком) збільшення свідчитиме про самозбудженні підсилювача.

Транзистори BRF91 можна замінити на КТ610А (Б). В якості відгалужувачів можна використовувати наявні в широкому продажі абонентські ответвители “Краб”.

Джерело: Конструкції радянських і чехословацьких радіоаматорів: Зб. статей. – Кн. 3. – М .: Радио и связь, 1987. – 144 с .: іл. – (Масова радиобиблиотека; Вип. 1113)