Тов. радиолюбители!
А собственно чего здесь обсуждается?
"Электрометрические" усилители(с бесконечно-большим [Z]вх) известны с времён триода де-Фореста, а уж в современной осциллографической технике и подавно освоены малошумящие высоколинейные УПТ до 500 МГц и более. Подключил ко входу штырёк - и готово, не забыть только про защиту от статики и ограничении наводки 50 Гц. Вроде бы какие-то "принципиальные" вопросы активных антенн уже закрыты?

Анализируя схему осц. С1-65, обнаружил что - при полной транзисторизации остальной части - вх. каскад выполнен на лампе! А у меня скопились (нажадничал в 70е годы дефицита) 6С17К-в, 6С51Н, ...52Н,....53Н...
Имеет ли смысл вход активной антенны сделать на лампе? Ведь по частотым свойствам и Rвх они соперничают с "полевиками", шумы - лучше или на уровне ПТ, неоспоримое преимущество - "огромный" линейный участок, позволяющей забыть о термине "перекрёстная модуляция" и нечувствительность к статике и перегрузу (ну разве что прямой удар молнии или попадание на вход 200Вт от передатчика!) Неудобства с большим Uанодн. и огранич. срок службы - для любительских условий несущественно.
Кто-нибудь применял лампу на входе Акт/Ант и какие получал преимущества/недостатки?

Лампа во входном каскаде... Сам не пробовал, но идея перспективная. Крутизна лампы должна быть не слабая, к примеру, чтобы в схеме с общим катодом получить коэффициент передачи по напряжению >=1 на нагрузке 50ом, крутизна должна быть не менее 20mA/V. Если к примеру поставить катодный повторитель, то опять-таки нужно 20mA/V, чтобы получить выходное сопротивление повторителя 50ом, которое равно1/S. Недостаток только может быть в доставке к удаленной антенне нескольких напряжений питания по отдельному многопроводному кабелю (накал, высокое анодное, низкое для транзисторной части).
Тут многие ориентируются на применение операционников в АА. Должен сказать, свои разработки АА тоже делал на ОУ, но, к сожалению, на сегодня нет ни одного ОУ, достаточно малошумящего для АА. Применял OPA685. Вроде самый малошумный был в свое время, но 1-2uV теплового шума (в полосе 10kHz) на выходе - это многовато. Хотя эти антенны серийно выпускались и эксплуатируются до сих пор в составе антенных решеток на четырех объектах. Дело в том что эффект улучшения сигнал/шум проявляется именно в решетке, а для одиночной всенаправленной антенны это сомнительно, надо применять малошумящие компоненты.

Proffessor
Должен сказать, свои разработки АА тоже делал на ОУ, но, к сожалению, на сегодня нет ни одного ОУ, достаточно малошумящего для АА

тему с ОУ я поднял лишь потому, что АД бесплатно рассылает "сыр" - AD8000, новые ОУ с F до 1.5Ггц.
Для КВ, где шумы порой в милливольтах.. больше забота по поводу динамики этих ОУ, чем их шумовые св-ва (даташит на этот ОУ в теме о АА), мне стало интересно посмотреть их в деле, ибо все необходимое на борту - вх. сопро-е, усиление, полоса частот. И думаю в контексте магнитной не_резонансной рамки должно быть интересно и возможно единственный толковый вариант.

грибник

вроде как катодный повторитель далеко не тоже самое истоковому повторителю.. обычно применялся для передачи больших амплитуд без искажений на низкоомную нагрузку.

Windk
Для КВ, где шумы порой в милливольтах.. больше забота по поводу динамики этих ОУ, чем их шумовые св-ва
Посмотрите в книге /Богданович. Радиоприемные устройства с большим динамическим диапазоном/, там есть экспериментальная зависимость напряженности внешнего шумового поля (в полосе 10kHz) от частоты. В диапазоне КВ она не превышает 1uV/m. Это значит, что на метровом штыре и тем более на спичечном коробке никогда не будет даже микровольта шума в полосе 10kHz, а не то что милливольты. Милливольты бывают на полноразмерных четвертьволновых штырях.
ОУ с входными каскадами на биполярных транзисторах сильно шумят в АА. Дело в том, что у биполярных транзисторов растет шум при работе от источника сигнала сбольшим внутренним сопротивлением. Поэтому применение полевого транзистора в первом каскаде - это уже никем не обсуждается. У полевых транзисторов этот ток составляет не более 0,1pA.
Взять к примеру ОУ AD8000. У него по даташиту эквивалентный входной шумовой ток 3,2pA в полосе 1Hz. Внутреннее сопротивление штыря определяется его емкостью и частотой. У штыря диаметром 7mm и длиной 1,2m статическая емкость 12pF. На частоте 10MHz это реактивное сопротивление 1,3kom. Умножаем входной шумовой ток на это реактивное сопротивление и получаем 0,44uV в полосе 10kHz. А если еще есть усиление по напряжению, то на выходе АА будет еще больше. А на частоте 1MHz это уже 4,4uV.

Proffessor

да, все понятно.

Proffessor т.е. чем выше частота, тем больше шума? Поясните пожалуста для чайников

вроде как катодный повторитель далеко не тоже самое истоковому повторителю.. обычно применялся для передачи больших амплитуд без искажений на низкоомную нагрузку.

Ну какая разница с точки зрения уравнения системы с внутренней ООС? Различие лишь в параметрах - у биполярного тр-ра эмит. повт. имеет наименьшее динамич. Rвых (и к сожалению, и наименьшее Rвх) по ср. с лампами и ПТ.
Для Акт./Ант. вовсе не обязателен "повторитель" на входе - современные компоненты вполне могут обеспечить требуемые параметры (высокое Rвх и устойчивое усиление) и в схемах каскадов с общим катодом(эмиттером, истоком) на частотах до КВ-диапазона. Напр. помню, что ещё в школьном кружке конструируя рацию на 1К2П определили Rвх=60 кОм на 28-29,7 МГц - а на ДВ/СВ практически "бесконечность" - а 6С17К гораздо высокочастотнее! Я это к тому, что для минимизации шумов от первого каскада стремятся получить усиление К>>1.

Proffessor т.е. чем выше частота, тем больше шума? Поясните пожалуста для чайников
Из моих выкладок такое не вытекает. Наоборот, спектральная плотность внешнего шума на условной идеальной антенне без потерь
с повышением частоты падает со скоростью 28dB на декаду. Поэтому, чем выше частота, тем меньше должен быть тепловой шум приемника для того, чтобы обеспечить достаточную чувствительность приемной системы по потоку мощности или по напряженности поля.

Proffessor, Практика показывает, что той чувствительности, что получается с АА на ИП вполне достаточно.
Интересней заменить ИП на двухзатворный транзистор с небольшим усилением. Можно за счет минимизации эффекта Миллера поднять чувствительность в более широкой полосе частот. При 12В ДД должно хватить, не такие уж большие напряжения на неё поступают.
Имхо, лампа здесь проиграет из-за неудобства двух напряжений.

Антенные УРЧ на лампах имели место в ламповом телевидении, могу поискать образцы схем если кому надо

Имхо, лампа здесь проиграет из-за неудобства двух напряжений.

АА - варианты для мобильности. и лампа заметно перечеркивает смысл построения АА, если только ради экспериментов. Ну а так же. как встроеное решение в стационар для телескопа, если к примеру стационар стоит на даче где и с помехами нет проблем и нет смысла что-то за окно выкидывать, тогда имеет смысл встроить АА в сам стационар, ну типа Деген же имеет АА с телескопом :)

Антенные УРЧ на лампах имели место в ламповом телевидении

эти УРЧ работали с полноразмерными антеннами, с низким (75 Ом) вх сопротивлением. являются усилителями сигнала, а не преобразователями емкости, от гвоздя они не будут работать.

Анализируя схему осц. С1-65, обнаружил что - при полной транзисторизации остальной части - вх. каскад выполнен на лампе!
Так тоже наверно главным образом что-бы спалить его было сложнее!

ats52:
Еще интересней применить арсенид-галлиевый СВЧ полевик по схеме с общим истоком. Благодаря большой крутизне (около 50mA/V) он должен иметь малый коэффициент шума и при работе на низкоомную нагрузку может дать некоторое усиление по напряжению. Но в схеме истокового повторителя он обеспечивает минимальный коэффициент шума. Я в одной из своих разработок применил FSU01G (Fujitsu)по схеме ИП, эти транзисторы уже сняты с производства, но можно наверное ATF54143 (Avago). Для устранения эффекта Миллпера на сток полевого транзистора дополнительно надо подавать сигнал положительной обратной связи с выходного повторителя. Тогда напряжение сток-исток полевика остается постоянным и дополнительно улучшается линейность.

Еще интересней применить арсенид-галлиевый СВЧ полевик по схеме с общим истоком

мне МА от Сони на днях придет, там такой.

эти УРЧ работали с полноразмерными антеннами, с низким (75 Ом) вх сопротивлением. являются усилителями сигнала, а не преобразователями емкости, от гвоздя они не будут работать.
Windk
От гвоздя не будет работать ничего ниже сантиметрового диапазона. Месье желает преобразовывать ёмкость, простите в какие электрические величины? =))

Dart

прочтите тему АА со спич коробок.. там все ответы.

В самом деле, усилитель АА можно рассматривать как идеальный трансформатор импедансов, преобразующий реактивное сопротивление (емкостное) короткого штыря в активное, равное волновому сопротивлению фидера (50 или 75 ом).

Proffessor

ну вот, ..теперь ветку по АА человеку не надо читать. :)

только еще к вашей фразе добавить в конце ... в широкой полосе частот (например весь КВ).

Антенные УРЧ на лампах имели место в ламповом телевидении

эти УРЧ работали с полноразмерными антеннами, с низким (75 Ом) вх сопротивлением. являются усилителями сигнала, а не преобразователями емкости, от гвоздя они не будут работать.

Да, в жур. "Радио" описывался комплект Ант/ус именно на 6С17К (думаю что автор - пчеловод, ибо конструкция сборки кассет, каждая на один канал из 12ти в общем корпусе копирует рамочный улей), но это - именно резонансные, согласованные с кабелем и антенной узлы.
Для лампового "электрометрического" каскада неожиданным препятствием может стать конечный(и немаленький у коаксиальных СВЧ-триодов) сеточный ток, заставляющий сделать "гридлик" с невысоким сопротивлением утечки, что существенно ограничит достижение высокого Rвх. У ПТ ток затвора можно спокойно принять строго равным нулю!

грибник
В проф КВ связи и РК применялся широкополосный антенный усилитель марки ШАУ. Он собран на тетроде 6Э5П. Всего одна лампа, один каскад, а шкафИна большая.

Dart

прочтите тему АА со спич коробок.. там все ответы
Windk
Там ответы по теме Активная антенна на лампе ? Империя не признаёт АА со спич коробок.. ни для чего кроме Глонасс/ГПС и выше. Ни о каком КВ речи быть не может. Чертовщина торсионщина сплошная. =))

В самом деле, усилитель АА можно рассматривать как идеальный трансформатор импедансов, преобразующий реактивное сопротивление (емкостное) короткого штыря в активное, равное волновому сопротивлению фидера (50 или 75 ом).
Proffessor

Его конечно можно рассматривать как угодно но он при этом не станет не трансформатором, не преобразователем, а останется старым добрым УРЧ :))

У ПТ ток затвора можно спокойно принять строго равным нулю!
грибник
Истинно так, однако шансов лишиться ПТ на фронт-энде с нормальной антенной у вас в пару мильёнов раз больше чем спалить лампёшку. Надёжность, она иногда бывает важнее всех прочих достоинств гуртом.

Я это к тому, что для минимизации шумов от первого каскада стремятся получить усиление К>>1.

Стремиться хорошо, но нужно сразу определить какой конечнуй Kу будет у всего УВЧ, чем он выше тем и шумы выше никуда от этого не уйти. Делать УВЧ с Ку выше 30дБ смысла нет. Обычно в приемниках, где стремяться достич большого динамического диапазона по забитию (ну хотя бы 80дБ) УВЧ выдает не более +20дБ (обычно +10-12дБ). Я в первую очередь рассматриваю КВ диапазон ! Я строил активные антенны с усилителями на 6Э5П, 6К13П и даже на 6П15П. Лучшие результаты по шумам показала 6К13П. Нувисторы я не пробовал, т.к. эти эксперименты проводил в 1994-1995 годах, а первые 6С51Н стали доступны в широкой продаже только в 2000 году. Да, ламповый УВЧ в любительской приемной аппаратуре это очень перспективно и это направление нужно развивать.
Что касается полупроводниковых усилителей для активной антенны, то в первую очередь рекомендую посмотреть на то, как делают китайцы. Именно они преуспели в этом очень сильно со своими вещательными КВ мыльницами. Там используются везде полевики и короткозамкнутый по постоянному току с помощью дросселя ВЧ вход, так что проблемы статики они не такие фатальные.
Ламповый усилитель имеет смысл делать именно для снижения шумов, а не для надежности.

Dart

все сказали? или еще поток сознания будет?

Ладно, перейдем к делу. Коллеги, среди нас есть кто, у кого руки чешутся сделать экспериментальную ламповую АА? Мог бы и сам сделать, но у меня нет опыта "слухача", чтобы сравнить с другими антеннами и оценить качество по конечному результату. Подскажу простой вариант на одной лампе с высокой крутизной 6Ж9П (17,5mA/V). Для получения максимально достижимого динамического диапазона не нужно увлекаться фокусами с пониженным анодным напряжением, а использовать типовой режим: Va=150V, Ia=15mA, Vg2=150V. Лампу следует включить с общим катодом, в аноде надо создать активную нагрузку не более 700ом, чтобы обеспечить максимальное усиление при широкой полосе пропускания до 30MHz с учетом выходной емкости лампы 3,5pF. Для этого надо непосредственно в анод включить понижающий трансформатор с соотношением витков 2:1, чтобы согласовать с 75-омным или 50-омным фидером. Тогда сопротивление анодной нагрузки лампы будет 300ом (в случае 75-омного фидера) или 200ом (в случае 50-омного фидера). Соответственно коэффициент усиления по напряжению, приведенный к аноду будет (крутизна умножить на сопротивление нагрузки) 5,25 (14.4dB) для 300-омной нагрузки и 3.5 (11dB) для 200-омной нагрузки. По отношению к выходу после трансформатора с учетом понижения напряжения в 2 раза усиление будет 2,6 (8.4dB) для 300-омной нагрузки и 1,75 (3dB) для 200-омной нагрузки.
Почему я говорю о трансформаторе 2:1 - просто его проще всего технологически сделать. Если удасться сделать достаточно качественный трансформатор 3:1(по соотношению витков), то сопротивление анодной нагрузки будет 675ом для 75-омного фидера и 450ом для 50-омного фидера. Расчетное усиление будет 11,8 (21,4dB) для 300-омного фидера и 7,9 (18dB) для 50-омного. Сопротивление автоматического смещения в катоде надо взять 82ом, как рекомендуется по даташиту. Сопротивление утечки в первой сетке надо взять максимально возможное, 1Мом.
Питание к АА можно подавать по обычному трехпроводному силовому кабелю, первый провод - общий, второй - анодное 150V, третий - переменка 6,3-7V на накал.

Вот такая прорисовывается схемка, если максимально упростить.

Среди широкополосных пентодов с большой крутизной известны также 6Ж11П, 6Ж21П.
Проверять АЧХ усилителя надо подавая сигнал на вход через последовательный кондюк емкостью равной статической емкости используемого штыря. Для штыря длиной 0,5-1м и диаметром 5мм это 5,6-10,1pF.
И еще, при настройке надо обеспечить, чтобы падение напряжения на катодном резисторе автоматического смещения было не менее 1,1V, иначе появится ток сетки, который загубит высокое входное сопротивление.

Не судите строго, может я что-то пропустил, но читал и ветку про АА и текущую, и везде пишут, что сопротивление короткого вибратора очень маленькое, и подключают это маленькое сопротивление к усилителю с большим входным сопротивлением, где логика? Чего я не понимаю? Кто может объясните, пожалуйста.

saleev
везде пишут, что сопротивление короткого вибратора очень маленькое, и подключают это маленькое сопротивление к усилителю с большим входным сопротивлением, где логика? Чего я не понимаю? Кто может объясните, пожалуйста.
Для правильного понимания надо рассмотреть эквивалентную схему короткого вертикального штыря.

Как видим, штыревую антенну можно представить в виде последовательно соединенных:
Va - источника напряжения ЭДС при воздействии внешнего ВЧ электромагнитного поля. Va=E*le, где E - напряженность внешнего поля; le - действующая длина штыря, для электрически короткого штыря она равна половине геометрической длины штыря;
Ca - эквивалентная статическая емкость штыря, она вычисляется по эмпирической формуле:
Ca[pF]=55*la[m]/ln(1.15*la/d), где la - длина штыря, d - диаметр штыря. Обычно для штырей длиной не более 1,5m и диаметром не более 10mm находится в пределах 5-30pF.
La - индуктивность штыря, обычно очень маленькая величина - не более 100nH,
Ra - активное сопротивление штыря, равно сумме сопротивления излучения и сопротивления тепловых потерь. Ra - растет с повышением частоты и обычно не превышает нескольких ом на частоте 30MHz. Исходя из малости Ra и XL (реактивного сопротивления эквивалентной индуктивности), их при анализе не учитывают. Остается только XC - реактивное сопротивление эквивалентной емкости штыря, обычно для штырей не длиннее 1,5m в КВ диапазоне XC составляет от сотен ом на верхней частоте до десятков ком на нижней частоте. Так что электрически короткий штырь можно считать высокоомным источником сигнала.

Коллеги, среди нас есть кто, у кого руки чешутся сделать экспериментальную ламповую АА? Мог бы и сам сделать, но у меня нет опыта "слухача"
Proffessor

При чесотке даже в одной левой (пока правая поломана) врядли опыт "слухача" пригодится в изготовлении активной антенны.

Подскажу простой вариант на одной лампе с высокой крутизной 6Ж9П (17,5mA/V)
Думается не очень удачный выбор, во-первых сомнительно само использование пентода. Преимущества многосеточной лампы в УРЧ врядли проявятся при статичном включении сеток. А недостатки никуда не денутся. Во-вторых многосеточная лампа относится несколько критичнее к уменьшенной в 10-20 раз анодной нагрузке, чем к примеру триод (который к слову сказать в 90% УРЧ фронтэнда успешно и используется). Я понял, что по справочнику шумы вибрации снимали при Ra=700om , но расчёт нагрузки всёже предпочтительней привязывать к Ri и Ia при номинальном Ua. Ну и в-третьих:
Для получения максимально достижимого динамического диапазона не нужно увлекаться фокусами с пониженным анодным напряжением, а использовать типовой режим

Мне кажется у вас несколько ошибочные выводы о зависимости ДД от режимов работы лампы. Могу конечно ошибаться, специально не мерил, но помоему очевидно, что уменьшение анодного приведёт только к сужению дд, если рассматривать его как /log^min/max/

Ну и сб-сно об АА. Опыт не так богат но всёже. Не далее как в 9 году испытывал симметричный УРЧ совокупно с укороченной МРА, а затем с супер-МА образца Семизадора Ферритовая антенна - Страница 24 на базе 6Н18БВ и 6Н15П/с 1 катодом/ в традиционном включении. В первом случае результат был более чем удовлетворителен, а вот вторая лампёшка оказалась непригодна.

Dart:
Думается не очень удачный выбор, во-первых сомнительно само использование пентода.
Книжки для любителей читаете? Посмотрите в брошуре /Е.Момот. Приставки к радиоприемникам.1973/. Там на стр.16 рассматривается широкополосный УРЧ на 6Ж9П с нагрузочным резюком в аноде на 620ом. Зависимость K=S*Rобщ никто не отменял (Rобщ = параллельно соединенным Ri - внутреннее сопротивление лампы и Rн - сопротивление нагрузки, но так как в данном случае Ri>>Rн, то K=S*Rн). Если есть конкретные возражения против пентодов, давайте доказывать на языке цифр, а не изящной прозы.
помоему очевидно, что уменьшение анодного приведёт только к сужению дд
Это вполне согласуется с моими утверждениями.