Как устроены усилители для ТВ-антенн и какой выбрать

Любой сигнал, который передается без проводов, может затухать из-за различных препятствий на его пути и других факторов. В связи с этим появляются помехи, которые особо сильно влияют на аналоговую связь. Чтобы обеспечить стабильный прием телевидения усилители сигнала ТВ-антенн.

Что влияет на качество приема телевидения

Телевизионный сигнал передается в основном в дециметровом диапазоне (т.н. ДМВ). Он может быть аналоговым или цифровым . Аналоговое телевидение с каждым годом все сильнее угасает, а вещающие компании и потребители все чаще отдают предпочтение цифровому сигналу. Он более устойчив к помехам и позволяет передать картинку лучшего качества. Стандарты цифрового кабельного и эфирного телевидения маркируются, как DVB-T или DVB-T2.

Качество сигнала определяют по уровню приема у потребителя, измеряется в децибелах дБ (dB). Ретранслятор — это то, что в народе называют телевизионной вышкой. И чем дальше ретранслятор находится от приемника (телевизора), тем ниже будет уровень сигнала у последнего.

Кроме дальности на качество приема влияет наличие естественных (деревья, холмы, горы) и искусственных (здания, металлоконструкции) препятствий расположенных между ретранслятором и приемником.

В идеальном случае ретранслятор должен находится в прямой видимости от принимающей антенны, при этом на некотором возвышении. Но такая ситуация случается редко. Сама антенна должна быть направлена в сторону того ретранслятора видимость которого лучше, а расстояние ближе, для обеспечения максимально возможного уровня приема. Ниже это изображено на примере приема телефонной связи.

Интересно:

Даже при идеальном расположении антенн приемника и передатчика на качество связи влияет и погода — в плохую погоду сигнал будет ниже.

Также на качество сигнала влияет не сколько расположение антенн, сколько качество кабеля, наличие разветвителей и соединительных муфт.

В лучшем варианте к антенне должен быть подключен один приемник неразрывным коаксиальным кабелем с соответствующим волновым сопротивлением.

Источники шума

Кроме препятствий помехи в сигнал вносят и источники шума. К ним относят радиопередающие устройства, которые работают на смежной частоте а также помехи вносятся и влиянием электрических сетей. Например при работе устройств, которые наполняют сеть различными гармониками — это и разнообразные коллекторные электродвигатели, и люминесцентные лампы с электромагнитной схемой питания , и микроволновые печи и прочие устройства.

Виды усилителей

Усилители различают по диапазону усиливаемого сигнала:

• Широкополосные — включают в себя несколько диапазонов. На этом положительные качества заканчиваются. Нельзя добиться равномерного усиления на большом количестве частот.

• Диапазонные — предназначенные для конкретной полосы частот.

• Многодиапазонные — в них встроены каскады для приема и смешивания сигналов из разных диапазонов, иногда и с возможностью независимой настройки коэффициента усиления.

Также бытовые усилители тв сигнала различают по напряжению питания:

5В — такие усилители могут получать питание по коаксиальному кабелю прямо от телевизора или ТВ-тюнера, именно такое напряжение предусмотрено в большинстве устройств. Но антенны с такими усилителями получили распространение относительно недавно. При этом такие усилители чаще всего устанавливаются прямо в антенне.

12В — более распространенный вариант. Для их питания используют дополнительный блок питания иногда с подстройкой напряжения (для регулировки уровня приема — это относительно полезная опция).

Различают антенные усилители и по исполнению:

На печатной плате — устанавливаются в коробку расположенную непосредственно на антенне. Их недостатком является то, что длина кабеля и количество соединений от антенны до телевизора приводят к снижению уровня сигнала.

Выносные — либо в виде отдельного стационарного устройства (небольшой блок напоминающий габаритами ТВ-тюнер), либо в виде небольшой коробки которая устанавливается прямо на кабель. В любом случае усилитель подключается на линии между антенной и телевизором.

Можно привести и более подробную классификацию усилителей для ТВ-антенн, но для среднестатистических задач достаточно и приведенной информации.

Схемы

Основными характеристиками любого усилителя является коэффициент усиления и уровень шумов. Для радиосигнала усилитель должен быть рассчитан на частоты требуемого диапазона. И чаще всего чем уже полоса частот — тем лучше усиление.

В обобщенном варианте схема усилителя представляет собой такую же схему которую мы моделировали в статье о биполярных транзисторах . Но к ней приводятся требования по рабочей частоте используемых транзисторов. Схемы могут состоять из одного и больше каскадов. Однокаскадные схемы просты и неприхотливы в настройке, но имеют слабый коэффициент усиления.

На рисунке ниже пример однотактного антенного усилителя. В качестве транзистора может использоваться отечественный КТ368 или его зарубежный аналог 2N918.

В то время как Ку можно увеличить сколь угодно сильно добавляя дополнительные каскады. Но с увеличением количества каскадов может увеличиваться и уровень помех, если не предпринять действия по борьбе с ними в виде разнообразных фильтров, правильной разводки печатной платы и обязательного применения малошумящих транзисторов и других радиоэлектронных компонентов. На рисунке ниже изображены схемы популярных двухкаскадных широкополосных усилителей серии SWA.

Современная элементная база позволяет строить усилители и на базе интегральных микросхем, что избавляет от необходимости сложной настройки прибора, которую точно провести без осциллографа затруднительно.

К тому же все дискретные компоненты имеют сильный разброс по параметрам, например, некогда популярная, но уже устаревшая (хотя используется радиолюбителями и по сей день) серия транзисторов КТ315 в некоторых модификациям имела разброс по коэффициенту усиления более чем в 10 раз.

Вдумайтесь, два одинаковых транзисторов могли усиливать с такой разницей. Естественно такой разброс удалось уменьшить в современной промышленности и проводить более точные операции по производству полупроводниковых кристаллов нужной структуры.

Интегральные микросхемы хороши тем, что все транзисторы входящие в их состав вытравлены на едином кристалле и имеют приблизительно одинаковые параметры.

Выбор

При покупке усилителя для ТВ-сигнала нельзя руководствоваться принципом чем больше — тем лучше. Следовательно есть логичный вопрос на что смотреть при выборе усилителя для ТВ-антенны? Давайте разбираться!

Избыточное усиление сигнала приведет к его искажению, иногда его называют перегрузкой или клиппингом. Поэтому усилитель подбирают исходя из исходных данных о реальном уровне приема и требуемого коэффициента усиления. Обобщенно это можно свести к определению расстояния до ретранслятора.

Также будет хорошо если в усилителе предусмотрена подстройка или широкая регулировка коэффициента усиления — эти модели гораздо универсальнее.

Далее нужно определится с тем какой диапазон вам нужно усиливать и в исполнении самого прибора. В таблице выше приведены технические характеристики популярных усилителей для решетчатых антенн (в народе «полька»).