Ruisarme antenneversterker met Q-vermenigvuldiger
Breedband antenneversterkers zijn voor de radio-omroepbanden ongeschikt, omdat de spiegelfrekwenties eveneens worden versterkt, terwijI bovendien de kans op kruismodulatie wordt vergroot. De hier beschreven schakeling vertoont deze nadelen niet omdat gebruik gemaakt wordt van terugkoppeling om de selektiviteit te vergroten.
Inleiding
Het ontwerp van een antenneversterker wordt bepaald door de volgende punten:
- Het ruisnivo aan de ingang.
- De maksimale signaalamplitude die verwerkt kan worden zonder dat vervorming optreedt.
- De bandbreedte van de versterker.
- De in- en uitgangsimpedantie.
- Het frekwentiegebied dat bestreken wordt.
Voor het bereiken van een laag ruisnivo kan gebruik gemaakt worden van fets of speciale hoogfrekwent transistoren. Alhoewel met deze transistoren een lager ruisnivo te bereiken is dan met fets, levert de toepassing ervan in het frekwentiegebied waarvoor de versterker ontworpen is (0,5 - 27 Mhz) geen merkbare winst, omdat alleen al de ruis van de ingangskring een veelvoud bedraagt van de door de fet veroorzaakte ruis.
De signaalamplitude die een hoogfrekwent fet-versterker kan verwerken zonder kruismodulatie te veroorzaken bedraagt enige tienden volts.
Aangezien in de omroepbanden veel sterke zenders werkzaam zijn wordt bovengenoemde waarde gemakkelijk overschreden en is het dus gewenst de ingangsbandbreedte zo klein mogelijk te maken. Dit wordt het eenvoudigst bereikt door de ingangskring te ontdempen via een mee koppeling, met als voordeel dat dan tevens de versterking toeneemt. Zonder ekstra voorzieningen heeft dit een hoge ingangsimpedantie tot gevolg.
De uitgangsimpedantie wordt laag genomen, opdat de verliezen, veroorzaakt door het aansluiten van een afgeschermde kabel klein gehouden worden.
Het schema (figuur 1)
Het hart van de schakeling wordt gevormd door het long tailed pair met de fets BF 245. In serie met de sourceweerstand R2 isde spoel L5 opgenomen, omdat de waarde van R2 niet te verwaarlozen is ten opzichte van de source-impedantie. Om T1 te beveiligen voor spanningsimpulsen tijdens het omschakelen, is R1 aangebracht.
Figuur 1. Het schema van de antenneversterker.
Het door het long tailed pair versterkte signaal wordt op een lage uitgangsimpedantie gebracht met een emittervolger, waarbij P2 dient als signaalsterkteregelaar. Van de emitter wordt tevens het terugkoppelsignaal afgenomen. Omdat bij een long tailed pair en een emittervolger de in- en uitgang in faze zijn, kan het uitgangssignaal via C3 en P1 aan de antenne-ingang worden toegevoerd.
| Spoel | Band | |
|---|---|---|
| L1 | 10 windingen Cu-dread lmm | 13,5 - 35 Mhz |
| L2 | 15 windingen Cu-dread 0,4 mrn. 1 kern | 4,5 - 13,5 Mhz |
| L3 | 75 windingen Cu-dread 0,2 mm, 2 kernen | 15 - 4,5 Mhz |
| L4 | 150 windingen Cu-draad 0,2 mm, 2 kernen en 2 lagen | 500kHz - 1,5 Mhz |
| L1 t/m L4 aftakking op ¼ van het aantal windingen vanaf massa. | ||
| L5 | 100 windingen Cu-dread 0,2 mm | |
Met het prototipe opgedane ervaringen
De meeste omroep- en diverse kommunikatieontvangers hebben een middenfrekwentie van ongeveer 455 Khz. Ontvangst van amateurzenders in de 14 Mhz band is dan ongenietbaar vanwege de spiegels, veroorzaakt door zenders in de 15 Mhz omroepband. De antenneversterker loste dit probleem volledig op, zodat zelfs zeer zwakke signalen nog goed ontvangen werden.
Als de antenne is opgesteld op een plaats met een laag stoornivo, worden 's nachts op de middengolf diverse noord- en zuidamerikaanse radiostations ontvangen, waarvan de aanwezigheid zonder de antenneversterker niet eens merkbaar is.
Bij gebruik van een draadantenne met een lengte van meer dan 10 meter, bestaat de mogelijkheid dat de demping op de ingangskring zo groot is, dat de terugkoppeling onvoldoende werkt. kan dan verkleind worden tot 22 pF. De versterkingsafval begint merkbaar te worden bij ca. 20 Mhz. Dit kan worden voorkomen, door in plaats van R3 het in figuur 2 getekende netwerkje toe te passen, zij het dat dit ten koste gaat van de versterking op lagere frekwenties.
Figuur 2. Het netwerk voor een vlakke amplitudekarakteristiek.
Deze foto toont het proto-tipe. Voor de duidelijkheid is alleen L1 aangebracht.
