Энциклопедия домашнего электрика


       - все необходимые знания по электромонтажу -




поиск по сайту             
Правила подключения дома к электросети
Ввод электричества в дом
Расчет и схемы внутренней проводки
Провода, автоматы, щитки, счётчики
Монтаж внутренней электропроводки
Соединение проводов
Счетчик и щиток - неисправности
Расчет нагрузки и установка автоматов
Подвеска люстр и замена ламп
Электрический звонок - ремонт
Розетки и вилки - замена
Телевизионные антенны и грозозащита
Характеристики проводов и шнуров
Эксплуатация электропроводки
Домофоны
Прокладка проводки под землёй
Установка распределительных коробок
Окончательный монтаж проводки

Телевизионные антенны и грозозащита




Тот, кто еще лет сорок-пятьдесят тому назад бывал на подмосковных (и не только подмосковных) дачах, помнит летние вечера с семейными чаепитиями на верандах со старенькими, но такими уютными абажурами; голоса, доносящиеся с волейбольных площадок; танцы под патефон, а позже и под маленький транзистор. Да и в деревнях летние вечера проводили по-другому... Теперь все это безвозвратно кануло в прошлое. Наступает темное время суток, в дачных и коттеджных поселках, в деревеньках и небольших городах гаснет свет, а окна начинают мерцать вспышками. Вся семья собирается перед телевизором.

Если «телевизионная инфекция» распространилась и на вас, если, даже отдыхая на природе, вы не можете обойтись без любимого сериала или выпуска новостей, если мысль о любимой передаче не дает вашим рукам и голове заняться нужными делами, «болейте» с комфортом — без ряби и помех, без нездорового зеленого оттенка на лицах ведущих и прочих дефектов изображения. Чтобы ваш телевизор показывал все программы без помех, а вы смогли во всех деталях рассмотреть любимую кинозвезду или чудовище в фильме ужасов, нужно создать все условия для высококачественного приема телепрограмм. А без соответствующей антенны и ее правильной установки такой прием невозможен.

Телевизионные антенны

В этом разделе вкратце рассмотрены вопросы, связанные с устройством антенн и приемом телевизионных сигналов. Радиолюбителей, которые в состоянии разобраться в этих вопросах, в последние годы становится все меньше, да и современная техника позволяет любому человеку без технического образования правильно установить телевизионную антенну и наслаждаться качественным изображением.

В последние годы в продаже можно встретить самые различные модификации с усилителем, смонтированным в самой антенне. Этот усилитель (небольшая плата), в зависимости от его типа (т. е. от коэффициента усиления сигнала), позволяет вести уверенный телевизионный прием на различных расстояниях от телевизионного центра. Собрать такую антенну по прилагаемой инструкции — дело простое. При покупке антенны вы выбираете тот или иной усилитель в зависимости от удаленности вашего дома от телевизионного центра. Обычно продавец подсказывает необходимую вам марку усилителя (конструктивно все они выполнены одинаково), либо в магазине есть таблица, пользуясь которой вы сможете его выбрать. Совет здесь один: купите сразу два усилителя (их стоимость, как правило, в пределах 100 рублей), так как среди них часто попадаются бракованные. Крепится такой усилитель в антенне на нескольких винтах, сменить его можно очень быстро.

Антенну необходимо правильно установить. Желаемую четкость изображения можно не получить только из-за неправильной установки хорошей антенны. Помните, что рельеф местности, препятствия для распространения радиоволн, высота, тип кабеля, идущего от антенны к телевизору, состояние атмосферы — все это сильно сказывается на приеме сигнала, а при дальнейшем его прохождении по радиотехническим схемам самого телевизора— прежде всего на изображении на экране.

Несмотря на широкий ассортимент готовых антенн, многие владельцы частных домов по самым разным причинам часто устанавливают самодельные антенны различных конструкций. Изготовление такой конструкции — дело, безусловно, увлекательное: скрепил какие-то железки, трубки, проволочки, поднял на крышу, прикрутил, провел кабель и — рассаживайтесь, гости дорогие перед голубым экраном! Но если, изготовив и установив телевизионную антенну, вы забыли о согласующих устройствах, можете не ждать благодарности от собравшихся зрителей, вряд ли они увидят приключения любимой героини.

Симметризующие и согласующие устройства

Приемная телевизионная антенна всегда соединяется с входом телевизора кабелем снижения. В схеме антенна-кабель-телевизор необходимо предусмотреть симметрирующе-согласующее устройство (УСС). Для обычного, далекого от техники человека, долгие объяснения того, зачем нужны УСС, не нужны. Достаточно знать, что УСС изготавливается для преобразования входного сопротивления самой антенны к сопротивлению, близкому к волновому сопротивлению кабеля (обычно 75 Ом), и увеличению помехозащищенности при приеме сигналов. Ограничимся описанием устройства таких систем и минимальным количеством терминов, без которых невозможно обойтись.

Различных УСС множество, рассмотрим только самые простые и чаще всего используемые радиолюбителями.

Рисунок 20 иллюстрирует подключение коаксиального кабеля к полуволновому линейному вибратору телевизионной антенны с помощью симметрирующего мостика (а), [/-образного колена (б) и четвертьволнового коротко-замкнутого мостика (в).

Конструкция симметрирующего мостика широко используется в метровом диапазоне волн (каналы 1 -12). К трубкам вибратора (2,4) диаметром 12—25мм приваривают трубки (5) диаметром 10—15мм. Металлическая перемычка (1) накоротко замыкает эти трубки; перемычка находится на расстоянии / от вибратора. Это расстояние связано с длиной волны каждого канала (длина волны изображения первого канала 6,03 м, двенадцатого — 1,35м). Обычно выбирают величину, равную

где— средняя длина волны для всех двенадцати каналов (-2,7м), тогда / = 600 мм.

Еще проще изготовить УСС — волновое П-образное колено (б), так как его изготавливают не из трубок (не забывайте, что их еще нужно приваривать), а из коаксиального кабеля со сплошной полиэтиленовой изоляцией марки РК-75.

УСС делают на каждый из телевизионных каналов (меняются размеры I1 и I2 d и I, которые приведены в таблице 13).

Понятно, что восемь антенн на каждый из каналов (или несколько каналов: 6,7; 8,9; 10-12) делать никто не будет.

Таблица 13

Размеры УСС волновое U-образное колено [7]

Размеры,

мм

Каналы


1

2

3

4

5

6,7

8,9

10-12

и

950

800

620

560

515

280

250

230

h

1900

1600

1240

1120

1030

560

500

400

1

2760

2340

1790

1620

1510

780

710

560

d

20

18

16

16

12

12

10

10

Рис. 20. Типы УС С:

а — симметрирующий мостик: 1 — перемычка; 2,4 — трубки вибратора антенны;

3 — места пайки коаксиального кабеля; 5 — трубки мостика; 6 — к телевизору;

б — волновое U-образное колено: 1,3— трубки вибратора; 2,5— места пайки;

4 — коаксиальный кабель; 6 — к телевизору; 7 — перемычка;

В центре — отрезок коаксиального кабеля: 1,2— внешняя и внутренняя изоляции;

3 — металлическая оплетка; 4 — жила кабеля; в — четвертьволновый короткозамкнутый мостик: 1,3— вибраторы антенны;

2 — места пайки; 4 — диэлектрическая крепежная планка; 5,6 — коаксиальный кабель; внутренний проводник кабеля (6) припаивается к оплетке этого же кабеля

Поэтому поступают следующим образом: выбирают средние величины:

Наконец, приведем еще одну простую конструкцию УСС— четвертьволновый короткозамкнутый мостик (рис. 20, в). Размеры мостика I2 = 50-80 мм, /, = 50-80 мм, I3 = 600 мм, I4 = 1-10 мм.

Изменяя в указанных пределах величины / при настройке антенны, добиваются наилучшего изображения. Теперь о конструкциях самих антенн.

Некоторые типы антенн

Метровые и дециметровые радиоволны, на которых ведется телерадиовещание, распространяются прямолинейно, почти не огибая естественные и искусственные препятствия.

Радиус действия телецентра зависит от высоты установки передающей антенны, мощности передатчика, рельефа местности. Для уверенного приема сигналов всех двенадцати каналов (в зоне 25—50 км от телевизионного передатчика) хорошо зарекомендовала себя зигзагообразная проволочная двусторонненаправленная антенна (рис. 21).

Эта антенна проста в изготовлении, обладает хорошими техническими характеристиками и не требует дополнительных УСС. Набор необходимых материалов для изготовления антенны невелик: бруски (50 х 50 или 60 х 60 мм), антенный канатик или медный провод диаметром 2,5—Змм, фольгированный гетинакс (или стеклотекстолит).

Две поперечные рейки 5 врезаются для прочности в центральную стойку и закрепляются винтом с диэлектрической пластинкой 7. Шесть металлических пластин 2 укрепляются к концам поперечных реек через изоляционные прокладки.

Натянутый канатик (провод) пропаивается в местах изгиба у штырей и к платам питания 9. Кабель снижения привязывается к стойке антенны, затем к одному из проводов и вводится в антенну в точке нулевого потенциала (припаивается, как это показано на рисунке 22).

Рис. 21. Зигзагообразная наружная двусторонненаправленная телевизионная антенна:

1 — металлическая пластина; 2 — проволока; 3 — упорные штыри; 4,6— деревянный брусок; 5— диэлектрическая пластина; 6 — места пайки; 7 — кабель; 8 — к телевизору

Рис. 22. Изготовление зигзагообразной наружной двусторонненаправленной телевизионной антенны (размеры в мм)

а — наружная зигзагообразная широкополосная проволочная антенна с рефлектором; б — наружная широкополосная веерная антенна:

1 — трубка вибратора; 2 — мачта;

3 — УС С типа «короткозамкнутый мостик»; 4 — диэлектрическая планка;

5 — короткозамкнутая металлическая перемычка; 6— кабель снижения; 7 — кабель;

8 — места пайки; 9 — места сварки; в — наружная двухэлементная антенна типа «волновой канал»:

1 — рефлектор; 2 — стрела; 3 — штанга (мачта);

4 — активный вибратор; 5 — УСС

Антенну можно изготовить на каждый канал, что не очень разумно, можно сделать антенну на 1-5 канал и на 6-12 каналы и т. д. Конструктивные размеры такой антенны приведены в таблице 14. Эти размеры оптимальны для выбранного диапазона волн. Практически всегда изготавливают одну такую антенну на все каналы с некоторыми средними размерами, либо размеры таковы, что они лучше всего позволяют смотреть передачи на любимом канале.

Коэффициент усиления антенны и ее другие технические характеристики улучшатся, если сзади антенны поставить рефлектор из трубок.

Таблица 14

Размеры многоканальной зигзагообразной антенны [7]

Каналы

Размеры в мм


А

Б

В

С

а

В

d

1-5

3400

1700

250

1700

10-25

100

3

6-12

950

475

150

475

7-10

28

2

Таблица 15

Конструктивные размеры антенны, изображенной на рисунке 22 [7]

Размеры в мм

Каналы



1-5

6-12

А

3400-4200

1700-2200

Б

1700-2100

475-600

Н

3900-4200

1170

С

1700-2100

475-600

1

3200

900

t

300

130

В

620

175

h

2

2

d

2

2

Изготавливают сварные зигзагообразные антенны из тонкостенных трубок, в этом случае получается много сварных швов, если нет квалификации, такую антенну не сделать. При расстояниях от телецентра 100 км и больше обычно используют многоэлементные антенны типа волновой канал. Антенны такой конструкции, как правило, легко найти в продаже. Они достаточно сложны в изготовлении, обычно имеют пять-семь элементов (с рефлектором и пятью директорами) и громоздки.

Если вы все-таки решили сами сделать антенну для дальнего приема, начните с широкополосной веерной антенны (рис. 22, б). Она значительно проще конструктивно и предназначена для приема телепрограмм на 1 — 12 каналах. Такая антенна обычно применяется в районах, где нет сильных радиопомех, а передающие станции расположены в разных направлениях. В этом случае поворотом антенны можно добиться минимального уровня помех.

Антенна изготавливается либо из металлических трубок диаметром 10—20 мм, либо из металлических полосок толщиной 3—5 мм, шириной 20—40 мм.

Мачта антенны высотой не менее 10 м. Диэлектрические планки 4 крепятся к мачте болтовыми соединениями. Все узлы питания, места паек должны быть закрашены масляной краской, закрыты крышками, перед установкой на антенне необходимо закрепить заземляющий провод.

Приведенные примеры достаточно простых антенн — лишь немногие из разработанных специалистами. Если вы увлечетесь созданием и установкой антенн для высококачественного телевизионного приема, то сможете найти специальную литературу по самым различным интересующим вас в этой области вопросам.

Дадим некоторые самые общие рекомендации по сборке, установке и грозозащите антенн.

Рекомендации по сборке и установке антенн, устранение помех

Для изготовления антенн используются стальные, медные, алюминиевые сплавы и диэлектрические материалы: плексиглас, гетинакс, текстолит и др. Применять в качестве изоляторов изделия из дерева можно только в крайних случаях, да и то предварительно обработав древесину парафином или специальными лаками. Необходимо предпринять максимум усилий по защите от коррозии металлических деталей. Гальваническое покрытие — идеальный вариант, но, как правило, недоступный. Поэтому покройте детали различными лаками и красками для наружных работ, это предотвратит старение конструкции.

Делая проводку кабеля, пайку узлов, избегайте возникновения гальванических пар (например, алюминий — медь, алюминий — сталь, цинк — алюминий и др.). В некоторых случаях этого избежать невозможно: например, нужно медную жилу кабеля присоединить к стальным трубкам вибраторов антенн. Тогда медную жилу необходимо залудить и скрепить детали зажимом под стальную оцинкованную шайбу с таким же винтом, либо применить пайку к стальному оцинкованному лепестку с лужением конца жилы кабеля и части поверхности трубки. Не надейтесь на высокую механическую прочность пайки, кабель рядом с местом пайки закрепите хомутом. Нельзя использовать пайку кислотным припоем, места пайки покройте краской, эпоксидной смолой, лаком; закройте крышками и герметизируйте и другие места паек.

Кабель обычно закрепляется на вертикальной мачте через каждые 30-40см, нельзя, чтобы кабель вытягивался. С этой же целью при горизонтальной прокладке кабеля его вывешивают на металлическом тросике.

Не стесняйтесь почаще крепить кабель, симметрирующие петли и т. д. хомутами, изоляционной лентой к жестким конструкциям антенны и мачты. Нарушение контакта только в одном месте сделает необходимым разобрать мачту, снять антенну, найти место обрыва, ликвидировать нарушение цепи и т. д., т. е. провести многие трудоемкие операции. Их можно избежать, если сразу изготовить все узлы очень тщательно.

На крыше дома мачта устанавливается высотой около 5 м. Крепеж лучше всего осуществлять с помощью хомутов с подпятником; вращая мачту, находят наилучшее изображение на экране телевизора, затем затягивают хомуты. Нельзя крепить антенну к слуховым окнам, телефонным стойкам или дымовым трубам. Не рекомендуется установка мачты на дереве, которое, раскачиваясь при сильном ветре, может дать дополнительные помехи.

Нередко мачту антенны высотой до 20—30 м устанавливают на земной поверхности. В таком случае ее изготавливают из прочных еловых или сосновых шестов, лучше — из металлических труб, уменьшая от поверхности их диаметр: от 50—60 мм до 30—40 мм, а наверху ставят трубы еще тоньше. Если мачта крепится растяжками (стальной трос, проволока диаметром 5мм), то нельзя начинать ставить растяжки около вибраторов антенны и крепить их около электрической проводки. Лучше всего растяжку делать из кусков проволоки (около 1 м) и соединять их изоляторами.

Причины помех изображения и звукового сопровождения разнообразны, подробное рассмотрение причин и методов устранения помех потребовало бы написания отдельной книги, поэтому перечислим самые основные, наиболее часто встречающиеся.

Внутренние помехи возникают из-за неисправностей в работе самого телевизора, устранить их может только ремонт телевизора.

Внешние помехи проникают через антенную систему и электропроводку питающей сети. Причин их возникновения много, и прежде всего, такие процессы, как грозовые разряды и электризация облаков. Грозовые процессы опасны, и если у вас отсутствует грозовая защита, во время грозы хотя бы выдерните вилку питания телевизора из сети.

Другая причина — индустриальные помехи, которые создаются электроинструментом, они особенно сильны при работе рядом электросварки. Дают помехи и двигатели автомобилей, если ваш дом близко расположен к автостраде. На экране телевизора в случае индустриальных помех возникают штрихи, полосы, искажения, переломы контура и т. п.

А вот движущаяся на экране телевизора сетка вертикальных или горизонтальных полос, иногда полос с муаром — это уже результат работы близко расположенных радиостанций. Особенно силен эффект искажения (вплоть до прослушивания радиостанции), если частота этой станции близка к частотам телевизионного сигнала.

В громкоговорителе телевизора может прослушиваться низкочастотный гул, в этом случае «гудят» провода близкой к вашему дому линии электропередач.

Возникают помехи и из-за радиоволн, которые отражаются и от поверхности, и от различных слоев атмосферы, и от предметов, размеры которых больше длины волны. Отраженная волна проходит несколько дольше до антенны, чем прямая, и в результате получаются два изображения, сдвинутые относительно друг друга— изображения от прямой и искаженной волны.

Могут давать помехи и соседние телевизоры, и радиоприемники, если в них есть радиотехнические дефекты.

а — схема прохождения прямой и отраженной волн; б — правильная (7) и неправильная (6) установка антенны при источнике помех: 1 — передающая телевизионная станция; 2 — прямая волна; 3 — отраженная волна; 4 — местник (стена здания, водокачка, мачта и т.д.); 5,6,7— телевизионные антенны

Перечислить причины основных помех достаточно просто, но как их устранить? Понятно, что телевизор должен располагаться подальше от источников помех (линии электропередач, электросварка), что в момент просмотра нужно выключать электрорубанки, электропилы, соковыжималки и др. приборы, хотя во многих современных электроприборах сейчас предусмотрены помехоподавляющие системы. А как избавиться от помех, обусловленных отраженным сигналом? В некоторых случаях избавиться от них (или уменьшить) можно подбором угла установки антенны, ее поворотом (рис. 23). Если, как бы вы ни экспериментировали с изготовленной вами антенной, качество изображения на экране вас не удовлетворяет, смените антенну. И дело здесь вовсе не в том, что вы ее плохо сделали, что-то напутали в схеме, конструкции. В этой главе было описано несколько видов антенн, хорошо себя зарекомендовавших и достаточно простой конструкции. Эти антенны прекрасно работают, когда отношение — полезный сигнал/помеха — высоко. Но как только по каким-либо причинам уровень помех возрос (или всегда был высоким в данном районе) хотя бы из-за расположения местных предметов, создающих отраженные сигналы, то антенну нужно совершенствовать. А это означает усложнение ее конструкции. Известно, что каждая антенна имеет свои технические характеристики, не только ширину и высоту, а коэффициент усиления, диапазон рабочих частот, помехозащищенность, диаграмму направленности, коэффициент полезного действия, входное сопротивление и др. При высоком уровне помех и слабом сигнале в точке расположения телевизора антенна прежде всего должна иметь высокий коэффициент усиления мощности и узкую диаграмму направленности. А достигается это конструктивно увеличением числа элементов использованием антенного усилителя, установленного в самой антенне. Если близко от телецентра на крышах домов еще можно увидеть антенны типа «двухэлементный волновый канал» (рис. 22, в), то в зоне дальнего приема уже стоят четырех-семиэлементные антенны такого же типа. Перед активным вибратором появляются прямые трубки, установленные параллельно вибратору — директоры. Эти директоры, прежде всего, изменяют диаграмму направленности; коэффициент усиления такой антенны возрастает. Диаграмма направленности в этом случае имеет форму вытянутой сигары в сторону телецентра — все помехи, расположенные вне такой сигары, практически не возникают на экране телевизора.

Поэтому, если вы смастерили одну из приведенных выше антенн, установили ее, а хорошего изображения на экране добиться не удалось — особенно не огорчайтесь и не тратьте время на изготовление более сложной конструкции, купите готовую антенну (типа «волновой канал»). Стоимость их не настолько высока (в пределах нескольких сотен рублей), а неоспоримым преимуществом таких антенн является то, что во многих из них предусмотрена конструкция для приема дециметровых волн (21—61 канал).

Грозозащита антенн

Все наружные телевизионные антенны требуют заземления с целью защиты от молний. Если антенна расположена в зоне действия молниеотвода дома, ее можно и не заземлять.

Молниеотвод состоит из трех основных частей: молниеприемника, токоотвода и заземлителя.

Молниеприемник можно сделать из прутка стали (диаметр 12—15мм) квадратного сечения (10 х 10мм) или водопроводной (газопроводной трубы). В последнем случае верхний конец трубы расплющивают. Площадь сечения молниеприемника не менее 100 мм2, длина 0,3—1,5 м.

Токоотвод соединяет молниеприемник с заземлением. Это либо полоска стали (поперечное сечение не менее 40 мм2), либо трос такого же сечения. Проводка токоотвода зависит от конструкции молниеотвода. При изготовлении любого молниеотвода нужно соблюдать следующее:

— все соединения токоведущих элементов выполнять сваркой, площадь сварного соединения должна быть не менее удвоенной площади сечения токоотвода;

— токоотводы можно (если не ставится отдельная мачта) прокладывать по стенам и крышам зданий, но с максимальным удалением от электропроводки;

— металлические детали, чтобы они не ржавели, окрашивают масляной краской.

Заземлители бывают вертикальными и горизонтальными, в первом случае трубы (стержни) забивают на 2-3 м в ямы (0,8 м глубиной), затем ямы засыпают; во втором — в ямы такой же глубины укладывают трубы, куски железа, мотки толстой проволоки и т. п. Длина горизонтальной трубы зависит от почвы: в глинистых почвах не менее 2 м, для песчаной до 12 м.

Также заземляются металлические мачты антенн. Если мачта установлена на заземленной металлической кровле, она соединяется с кровлей токоотводом. В общем случае токоотвод подключается к точке нулевого потенциала антенны (середина неразрезанной трубки петлевого вибратора, короткозамыкающая перемычка четвертьволнового мостика, металлическая стрела и т. д.). Экран кабеля снижения также соединяется с точкой нулевого потенциала антенны.

Обязательно сделайте молниеотвод дома, грозы — явление достаточно частое, а нехитрая система молниеотвода лишний раз застрахует вас от пожара.