사전 선택기

Preselector
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매우 단순한 사전 선택자의 회로

사전 선택기는 무선 안테나와 무선 수신기를 연결하는 전자 장치의 이름이다. 프리 선택기는 번거로운 튜닝이 없는 주파수가 안테나에서 무선 수신기(또는 프리앰프)로 통과하지 못하도록 차단하는 대역 통과 필터로, 그렇지 않으면 안테나와 직접 연결될 수 있다.

목적

사전 선택자는 거의 모든 수신기의 성능을 향상시키지만 스캐너나 일반 소비자 시장 단파 및 AM 방송 수신기와 같이 과부하되기 쉬운 광대역 프런트엔드를 가진 수신기에 특히 유용하다.[a]

튜닝 캐패시터 설정이 10, 30, 100 또는 300 pF인 단순 사전 선택기에 대한 주파수 응답 곡선

사전 선택자는 일반적으로 수신기의 작동 주파수를 중심으로 대역폭이 좁도록 조정된다. 사전 선택자는 변경되지 않은 주파수(또는 약간 감소된 주파수만)에서 신호를 통과하지만, 비주파수 신호를 감소시키거나 제거하여 원하지 않는 간섭을 줄이거나 제거한다.[b]

수신기의 첫 번째 입력 단계("프론트 엔드")에는 전력 제한("동적 범위")이 있는 최소 한 개의 RF 앰프가 포함되기 때문에 추가 필터링이 유용할 수 있다. 대부분의 라디오의 전면 끝은 안테나 연결부로 전달되는 모든 무선 주파수를 증폭시킨다. 따라서 비주파수 신호는 사용하지 않는 신호에 대해 동적 범위의 일부를 사용하여 RF 앰프의 부하를 구성한다. "제한된 동적 범위"는 앰프 회로가 과부하 없이 증폭할 수 있는 RF 신호의 총 양에 제한이 있다는 것을 의미하며, 그 증상은 비선형성이며 궁극적으로는 클리핑이다.

프런트엔드가 과부하되면 수신기의 성능이 크게 저하되고, 극단적인 경우 수신기가 손상될 수 있다.[1] 시끄럽고 혼잡한 대역이나, 강한 지방 방송국이 있는 상황에서는 수신기의 동적 범위를 빠르게 초과할 수 있다. 사전 선택자에 의한 추가 필터링은 수신기의 모든 후기 단계에 적용되는 주파수 범위와 전력 수요를 제한하며, 사전 선택된 대역 내에서 신호로만 로딩한다.

다기능 사전 선택기

사전 선택자는 원하지 않는 주파수로부터의 간섭을 감소시키는 것 외에 수신자에게 도움이 될 수 있는 다른 서비스를 수행하도록 설계될 수 있다. 정적 방전, 인근 전압 스파이크, 인근 송신기 신호의 과부하 등으로 인한 손상으로부터 민감한 수신기를 보호하기 위해 입력 신호 전압을 제한할 수 있다. 또한 작은 무선 주파수 증폭기 단계를 통합하여 필터링된 신호를 증폭시킬 수 있다. 이러한 편의성 중 어느 것도 사전 선택 기능을 위해 필요하지 않으며, 일반적으로 사전 선택기의 앰프는 유용한 목적을 제공하지 않는다.

안테나 프리앰프(프리앰프)는 프론트 엔드 프리셀렉터 회로를 통합하여 성능을 향상시켜 "조정 가능"으로 만들 수 있다. 통합 장치는 프리앰프(preamplifier)와 프리셀렉터(pre selector) 둘 다이며, 어느 한쪽 이름이 정확하다. 이러한 모호성은 때때로 혼란을 초래한다 – 사전 선택을 증폭과 혼동시킨다.

일반적인 사전 선택기를 "패시브" 사전 선택기라 하여 내부 앰프가 없고 전원 공급이 필요 없음을 명확히 명시한다. "패시브" 사전 선택기는 일반적으로 눈에 띄는 신호 손실이 없는 현대식 수신기와 잘 작동한다.

필터 뱅크 사전 선택

주파수 분석기와 일부 광대역 소프트웨어 정의 라디오 수신기는 분석 중인 주파수에서 허위 신호를 발생시킬 수 있는 대역 외 신호를 거부하는 전환 가능한 사전 선택기 뱅크를 통합한다. 동적 범위가 제한된 소프트웨어 정의 라디오 수신기의 경우, 필터 뱅크는 수신기 프런트엔드를 포화시킬 수 있는 강력한 대역 외 신호를 제한하는 역할을 한다.[2]

대역폭 대 신호 강도 트레이드오프

모든 사전 선택기가 튜닝된 주파수에서 약간의 손실이 발생한다. 일반적으로 대부분의 손실은 인덕터(튜닝 코일)에 있다. 대역폭을 더 좁게(또는 Q 또는 더 높은 선택도) 위해 사전 선택기를 조정하면 이 손실이 증가한다.

대부분의 사전 선택기에는 인덕터와 (적어도) 하나의 캐패시터에 대한 별도의 설정이 있다. 따라서 적어도 두 번의 조정을 통해 하나의 주파수로만 튜닝할 수 있기 때문에 사전 선택기를 중간 범위의 주파수로 튜닝하는 다양한 설정이 종종 존재한다.

가장 좁은 대역폭(최고 Q)의 경우, 원하는 주파수에 대해 가장 높은 인덕턴스와 가장 낮은 캐패시턴스를 사용하여 사전 선택기를 조정하지만, 이 경우 가장 큰 손실이 발생한다. 또한 희미한 신호를 검색하는 동안 사전 선택자의 통과 주파수를 라디오 수신 주파수에 가깝게 유지하기 위해 사전 선택자를 더 자주 재연결해야 한다.

가장 낮은 손실(그리고 가장 넓은 대역폭)의 경우, 사전 선택자는 원하는 주파수에 대해 가장 낮은 인덕턴스와 가장 높은 캐패시턴스(그리고 가장 낮은 Q 또는 가장 낮은 선택도)를 사용하여 조정된다. 대역폭이 넓어지면 주변 주파수에서 더 많은 간섭이 가능하지만, 사전 선택자에 대한 낮은 인덕턴스 설정 하나가 주변 주파수의 넓은 범위를 통과하기 때문에 수신기를 조정하는 동안 사전 선택기를 재조정할 필요성이 줄어든다.

안테나 튜너와 다름

사전 선택기는 안테나 튜너와 동일한 위치에 배치되지만 다른 용도로 사용된다. 안테나 튜너 또는 "트랜스매치"는 서로 다른 신호 임피던스를 가진 두 개의 신호 라인을 연결하고 우발적으로 튜닝되지 않은 주파수만 차단한다(그 중 하나를 차단하는 경우).

전송장치는 송신기 임피던스와 피드라인 임피던스를 일치시켜 무선 송신기의 신호 전력이 안테나의 공급 케이블로 원활하게 전달되도록 한다. 적절히 조절된 전송장치는 전송된 전력이 송신기에 다시 반사되는 것을 방지한다('백래시 전류') 일부 안테나 튜너 회로는 임피던스 일치 및 사전 선택이 가능하며,[3] 예를 들어 직렬 병렬 캐패시터(SPC) 튜너와 같이 균형 라인(BLT) 튜너에 사용되는 많은 회로를 조정하여 대역 통과 필터로도 기능할 수 있다.[c]

참고 항목

각주

  1. ^ 단, 사전 선택자는 튜닝된 소형 루프 안테나 같은 협대역 소스에서 공급되는 수신기나 프리앰프에는 이점이 없다.
  2. ^ 그러나 사전 선택자는 자신과 수신기가 모두 튜닝된 동일한 주파수에 대한 간섭을 제거하지 않는다.
  3. ^ 대역 통과 회로가 아닌 일부 단순한 유형의 안테나 튜너도 제한된 사전 선택을 제공할 수 있다. 현재 상용되고 있는 'T' 네트워크는 항상 작동 주파수 이하의 주파수를 본질적으로 제거하는 하이패스회로, 작동 주파수 이상의 소음을 최대 20dB 감쇠시킬 수 있는 높은 작동 Q에 대해 조정할 수 있다.[4] 보완적 '영양'-네트워크는, 관례적으로 '빈티지' 튜브 송신기와 증폭기의 최종 단계에 통합되어, 저역 통과로, 항상 튜닝된 주파수 이상의 주파수를 본질적으로 제거하며, 20 dB 이하의 감쇠를 제공하도록 유사하게 조정할 수 있다.

참조

  1. ^ Cutsogeorge, George (2014) [2009]. Managing Interstation Interference with Coaxial Stubs and Filters (2nd ed.). Aptos, CA: International Radio Corporation.
  2. ^ "A primer on RF filters for software-defined radio". Software-Defined Radio Simplified. 24 February 2020. Retrieved 25 February 2020.
  3. ^ Stanley, John, K4ERO (1999). "The Filtuner". ARRL Antenna Compendium. Vol. 6. Newington, CT: American Radio Relay League.
  4. ^ Stanley, John, K4ERO (September 2015). "Antenna tuners as preselectors". Technical Correspondence. QST Magazine. Newington, CT: American Radio Relay League. p. 61.

외부 링크