Схеми пристроїв для складання телевізійних сигналів (суматорів)
За відсутності телевізійної антени колективного користування, особливо у сільській місцевості, часто виникає необхідність встановлення двох чи кількох окремих антен.
Це може бути пов'язано з необхідністю використання вузькосмугових одноканальних антен для прийому різних програм від одного телецентру або ретранслятора, коли потрібні антени з великим коефіцієнтом посилення. В інших випадках необхідно приймати різні програми від телевізійних передавачів, розташованих у різних напрямках, а щоразу займатися поворотом антени вручну або конструювати спеціальний поворотний пристрій небажано.
У таких умовах зазвичай від кожної антени спускається окремий фідер, що є недоцільним, оскільки при переході з прийому однієї програми на іншу доводиться переставляти штекери фідерів в антенне гніздо телевізора. Установка перемикача фідерів біля телевізора також не вирішує проблеми: не усувається велика витрата дорогого кабелю, а при слабкому сигналі для компенсації згасання сигналу у фідерах довелося б у кожної антени встановлювати окремий підсилювач антени.
Ці проблеми можуть бути вирішені виключно шляхом об'єднання сигналів, прийнятих антенами, з каналізацією до телевізора по одному загальному фідеру. Однак, безпосередньо з'єднувати між собою різні антени неможливо у зв'язку з тим, що порушиться їх узгодження з фідерами: сигнал, прийнятий однією антеною, розгалужуватиметься і лише частково надходитиме у фідер.
Інша антена, підключена паралельно фідеру, може бути таке навантаження, що рівень сигналу від першої антени, що надходить у фідер, виявиться неприпустимо малим. Тому необхідно, спеціальний пристрій для складання сигналів, який не порушував би узгодженняантен.
На рис. 1 показана схема фільтру складання сигналів (ФСС) метрового діапазону. Призначення фільтра полягає в тому, щоб сигнал, прийнятий антеною 1, повністю надійшов у фідер і не відгалужувався ланцюг антени 2, а сигнал, прийнятий антеною 2, також повністю надійшов у фідер і не відгалужувався в ланцюг антени 1.
Мал. 1. ФСС з використанням ФНЧ та ФВЧ.
Це завдання реалізується використанням двох фільтрів. Фільтр, утворений елементами LI, Cl, L2, С2 та С5, являє собою фільтр нижніх частот (ФНЧ), а фільтр, утворений елементами L3, С3, L4, С4 та L5 - фільтр верхніх частот (ФВЧ). Якщо антена 1 розрахована на прийом сигналу з меншим номером, каналу, тобто з меншою частотою, ніж антена 2, то сигнал від антени 1 вільно проходить. через ФНЧ і надходить у фідер, не відгалужуючи ланцюг антени 2, так як ФВЧ представляє для нього великий опір.
Аналогічно, сигнал, прийнятий антеною 2, безперешкодно проходить через ФВЧ і надходить у фідер, а ФНЧ, що має для цього сигналу великий опір, не пропускає pro до антени 1. Щоб уникнути відображення сигналів, прийнятих антенами, від ФСС характеристичні опори обох фільтрів повинні приблизно становити 75 Ом.
Котушки індуктивності фільтра намотуються дротом ПЕВ-2 діаметром 0,6 мм виток до витка на каркасах з полістиролу або оргскла: діаметром 5 мм. Котушки L1. L4 розташовуються одному загальному каркасі, відстані між котушками повинні бути щонайменше ,8 мм. Котушка L5 намотується на окремому каркасі та конструктивно розміщується так, щоб її вісь була перпендикулярна до осі інших котушок. Кількість витків котушок та ємності конденсаторів для різних комбінацій каналів наведено у таблиці 1.
У зв'язку з тим, що деякі читачі можутьвипробувати труднощі при намотуванні котушок, що містять неціле число витків, на рис. 2 показаний спосіб намотування двох котушок, де котушка L1 містить 4 витка, а котушка L2 - 3,5 витка. При монтажі ФСС необхідно забезпечити мінімальну довжину з'єднувальних провідників, особливо кінців котушок.
Таблиця 1. Дані для котушок та конденсаторів.
| Номер каналу антени | Кількість витків котушок | Місткість, пФ | |||||
| 1 | 2 | L1, L2 | L3, L4' | L5 | С1,С2 | С3, С4 | С5 |
| 1-5 | 6-12 | 2 | 11 | 3 | 12 | 12 | 20 |
| 1 | 3 | 3,5 | 8,5 | 6 | 47 | 39 | 33 |
| 1 | 4 | 3,5 | 7 | 5 | 47 | 36 | 33 |
| 1 | 5 | 3,5 | 5 | 6 | 47 | 43 | 33 |
| 2 | 3 | 3,5 | 8,5 | 6 | 47 | 39 | 30 |
| 2 | 4 | 3 | 7 | 5 | 47 | 36 | 30 |
| 2 | 5 | 3 | 5 | 6 | 43 | 43 | 30 |
| 3 | 5 | 2,5 | 5 | 6 | 33 | 43 | 30 |
Розглянутий варіант ФСС компактний і дешевий у виготовленні, але страждає одним недоліком: в аматорських умовах неможливо врахувати паразитні ємності монтажу та індуктивності виводів котушок, конденсаторів та сполучних проводів, які на частоті десятків та сотень Мегагерц істотно впливають на роботу.
Тому домогтися паспортних значень ослаблення сигналу не більше ніж на 1 дБ і розв'язки між антенами не менше ніж на 15 дБ в аматорських умовахважко. З цієї причини не можна запропонувати ФСС за цією схемою, який дозволив би підключити до загального фідер дві антени, що працюють в діапазоні 6-12 каналів.
Мал. 2. Спосіб намотування котушок.
Більш широкі можливості має ФСС, схема якого показана на рис. 3. Він зібраний із шести відрізків коаксіального кабелю тієї ж марки, що й фідери.
Мал. 3. ФСС із відрізків кабелю.
Робота цього фільтра ґрунтується на трьох найважливіших висновках теорії довгих ліній:
- Вхідний опір лінії завдовжки чверть довжини хвилі, короткозамкнутої на кінці, нескінченно великий.
- Вхідний опір лінії довжиною в половину довжини хвилі, короткозамкнутої на кінці, дорівнює нулю.
- Вхідний опір лінії довжиною, що дорівнює цілому числу напівхвиль;, короткозамкнутої на обох кінцях, щодо точок, що знаходяться; всередині лінії, нескінченно велике.
Фільтр розрахований на підключення двох антени: антени з меншим номером каналу - 'а” та антени з великим номером каналу - "б". Розміри відрізків кабелю вибираються в такий спосіб. Довжина відрізка 2 дорівнює половині довжини хвилі в кабелі для каналу "б", довжина відрізка 3 - чверті довжини хвилі в кабелі для каналу "6", довжина відрізка 4 - чверті довжини-хвилі в кабелі для каналу "а", а довжина відрізка 6 - половині довжини хвилі, кабелі для каналу "а".
Довжина,відрізків 1 і 5 вибирається так, щоб сумарна довжина відрізків 1 і 2 становила половину довжини хвилі в кабелі для каналу1 "а", а сумарна довжина відрізків 5 і 6 - кілька напівхвиль в кабелі для каналу "б".
Розглянемо проходження сигналу від антени каналу "а". Поступаючи по фідер до точки з'єднання відрізків 1 і 2, сигнал вільно проходить через відрізок 3 і далі у фідер до телевізора, так яквідрізки 1 і 2 в сумі мають довжину півхвилі для цього каналу, і їх опір нескінченно великий.
Сигнал не відгалужується у відрізок 4. у зв'язку з тим, що відрізок 6 для нього дорівнює половині довжини хвилі і замикає коротко кінець відрізка 4, а довжина цього відрізка становить чверть довжини хвилі для каналу "а", так що вхідний опір відрізка 4 нескінченно великий .
Аналогічно проходить сигнал від антени каналу "б" з тим лише різницею, що в сумі довжина відрізків 5 і 6 дорівнює декільком половинам довжини хвилі для каналу "б". Розміри відрізків, 2, 3, 4 та 6 для різних каналів зведені в табл. 2, а розміри відрізків 1 та 5 - у табл. 3. Тут вище діагоналі наводяться розміри, а нижче діагоналі - Г.
Таблиця 2. Розміри відрізків, 2, 3, 4 та 6 для різних каналів.
| Номер каналу | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | І | 12 |
| А | 933 | 791 | 613 | 558 | 512 | 276 | 265 | 254 | 244 | 234 | 226 | 218 , |
| 2А | 1865 | 1581 | 1227 | 1116 | 1023 | 553 | 529 | 508 | 487 | 469 | 452 | 436 |
Наведемо приклад визначення елементів фільтра для підключення антени 2-го каналу та антени 7-го каналу до загального фідера. Тоді індекс ”а” відповідає каналу 2, а індекс ”б” – каналу 7. Із табл. 8.2 знаходимо розміри відрізків: 2 – 529 мм, 3 – 265 мм, 4 – 791 мм, 6 – 1581 мм. З табл.
3 у рядку для каналу 2 і стовпці для каналу 7 знаходимо довжину відрізка 1 (В) - 1052 мм, а в рядку для каналу 7 і стовпці для каналу 2 -довжину відрізка 5 (Г) - 535 мм.
З табл. 3 видно, що вдіапазоні 6-12 каналів антени сусідніх каналів з'єднувати за допомогою ФСС не можна, але і в тих випадках, коли номери каналів відрізняються на 2, довжина деяких відрізків виявляється малою, менше 50 мм, а такий фільтр буде працювати гірше за звичайний, так як похибка довжини відрізка становитиме значний відсоток від його довжини.
З цієї причини не вдається створити ФСС для дециметрових каналів чи поєднання метрового і дециметрового каналів. У цих випадках проблема може бути вирішена комутацією антен за допомогою електромагнітного реле.
Мал. 4. Схема комутації антен.
На рис. 4 показана схема такої комутації двох антен на один загальний фідер. При цьому реле розташовується на щоглі поблизу антен і управляється дистанційно від телевізора за допомогою тумблера. Живлення реле здійснюється від джерела живлення телевізора і подається фідером.
Резистор R призначений для гасіння зайвої напруги, а конденсатори перешкоджають замиканню постійної напруги живлення реле антенами та вхідним ланцюгом телевізора, пропускаючи без втрат високочастотний сигнал. У схемі використовується електромагнітне реле РЕМ15 паспорт РС4.591.001П2 або РС4.591.008П2. Можна також використовувати реле РЕМ10 паспорт РС4.524.301П2 або РС4.524.313П2, але при цьому опір резистора R необхідно зменшити до 6,8 кОм.
Використовуючи схему комутації, можна підключати до загального фідер дві роздільні дециметрові антени або метрову і дециметрову антени. Якщо ж поєднати схему комутації з ФСС, можна підключити до загального фідера три або чотири метрові антени, а також дві метрові та одну дециметрову антени. При цьому пара антен підключається до входів ФСС, а вихід ФСС до схеми комутації.
Нікітін В.А., Соколов Б.Б., Щербаков В.Б. - 100 та одна конструкціяантен.