ITMI940480A1 - Antenna televisiva amplificata con alimentazione a pile - Google Patents

Description

Descrizione dell'invenzione industriale dal titolo "ANTENNA TELEVISIVA AMPLIFICATA CON ALIMENTAZIONE A PILE"

La presente invenzione riguarda le antenne amplificate per TV, ed in particolare un'antenna amplificata alimentata a pile.

Come è noto, le antenne amplificate sono normalmente collegate alla rete elettrica ed alimentate a 220V per svolgere la loro funzione di amplificazione del segnale televisivo. Con la sempre maggiore diffusione delle TV portatili funzionanti anche con alimentazione a 12V, quale tipicamente quella della batteria di un'autoveicolo, sono state sviluppate anche antenne specifiche per tale impiego a 12V. Si è giunti infine alla realizzazione di TV portatili completamente indipendenti, cioè funzionanti con l'alimentazione fornita da normali pile. Tuttavia non esistono antenne amplificate funzionanti a pile, per cui queste TV, per poter usufruire delle prestazioni di un'antenna amplificata, restano vincolate alla rete elettrica od alla batteria della automobile, perdendo così la praticità derivante dal loro funzionamento a pile.

Scopo della presente invenzione è quindi quello di fornire un'antenna amplificata in grado di funzionare con l'alimentazione a pile, in particolare con solo due pile da 1,5V.

Un ulteriore scopo consiste nella riduzione del costo e dell'ingombro dell'antenna in modo che sia facilmente abbìnabile ad una TV portatile.

Tali scopi vengono conseguiti per mezzo di una antenna amplificata avente le caratteristiche riportate nella rivendicazione 1.

E' evidente che il vantaggio principale della antenna amplificata secondo la presente invenzione è quello di superare le limitazioni delle antenne amplificate di tipo noto, consentendo così la massima libertà di utilizzo dei televisori portatili a pile.

Un ulteriore vantaggio deriva dal ridotto ingombro che ne permette l'uso in qualsiasi situazione .

Questi ed altri vantaggi e caratteristiche della antenna amplificata secondo la presente invenzione risulteranno evidenti agli esperti del ramo dalla seguente dettagliata descrizione di una sua forma realizzativa con riferimento agli annessi disegni in cui:

la Fig.1 è uno schema a blocchi che illustra gli elementi fondamentali che compongono l'antenna amplificata in oggetto; e

la Fig.2 è uno schema elettrico relativo all'antenna di fig.1.

Facendo riferimento alla fig.1, si vede che un'antenna amplificata secondo la presente invenzione comprende un tradizionale dipolo 1 per la banda UHF ed una coppia di stilo 2 per la banda VHF. Mentre il dipolo 1 avente un'impedenza di 75Ω è collegato direttamente alla sezione amplificatrice attraverso il filtro FI che fa passare la banda 470-860 MHz, gli stilo 2 richiedono un adattatore di impedenza TI per adeguare la loro impedenza di 300Ω a quella della sezione amplificatrice che è appunto di 75Ω. Tra tale sezione amplificatrice e l'adattatore TI sono situati un secondo filtro F2 che fa passare la banda 45-230 MHz, nonché un terzo filtro F3 che arresta la banda 88-108 MHz per eliminare i disturbi dovuti alle emissioni radio in modulazione di frequenza su tale banda.

La sezione amplificatrice dell'antenna è costituita da un amplificatore a due stadi, un primo stadio di ingresso Gl ed un secondo stadio di uscita G2, ciascuno dei quali fornisce un guadagno di 15 dB. Il segnale UHF è introdotto all'ingresso del primo stadio Gl e viene quindi amplificato di 30 dB (oltre a 6 dB del dipolo), mentre il segnale VHF è introdotto nel punto M tra i due stadi Gl e G2 dell'amplificatore, pertanto viene amplificato di 15 dB solo dal secondo stadio G2.

L'antenna della presente invenzione comprende un dispositivo di spegnimento automatico 3 che interrompe l'alimentazione dopo un uso continuato di 4 ore. Questo accorgimento permette di risparmiare le pile nel caso l'antenna sia dimenticata accesa. La tensione di funzionamento dell'antenna è di 3V quando l'alimentazione proviene da due pile stilo da 1,5V alloggiate in un apposito contenitore 4, mentre è di 12V se l'antenna è collegata, ad esempio, alla batteria di un autoveicolo attraverso un'apposita presa esterna 5. Tale presa 5 è collegata al contenitore 4 delle pile tramite un circuito di esclusione 6, in modo che l'inserimento del jack di alimentazione nella presa 5 provoca automaticamente il disinserimento della alimentazione a pile per evitare che esse siano danneggiate dall'alimentatore a 12V

Passando ora alla fig.2, viene illustrato un esempio di soluzione circuitale che consente di utilizzare componenti elettronici operanti con tensioni non superiori a 3V, i quali sono solitamente applicati in altri settori quale, ad esempio, la telefonia cellulare. Tali componenti consistono in particolare in due transistor TRI e TR2 a bassissima tensione di polarizzazione (modello S822T) ed in un integrato 7 di tipo CMOS 74HC00D contenente quattro porte logiche NAND, indicate con UlA-UlD .

L'utilizzo di un unico integrato consente di ridurre costo ed ingombro, tuttavia occorre abbinarlo ad alcuni elementi circuitali specifici per poter realizzare il dispositivo di accensione con spegnimento automatico temporizzato . Inoltre, l’accensione e lo spegnimento sono controllati da un unico pulsante PI invece che da un più costoso interruttore a due posizioni o da due pulsanti separati .

Specificatamente, gli elementi che permettono di realizzare quest'ultima funzione sono due coppie di resistenze R8-R9 ed RIO-RII e due condensatori C14, C15 posti tra le uscite delle porte U1B, UIC ed uno degli ingressi delle porte U1A ed U1D, rispettivamente. Le linee che arrivano agli altri due ingressi delle porte U1A ed U1D sono dotate inoltre di due diodi D3, D4 e di altri due condensatori C17, C18.

Per quanto riguarda la temporizzazione dello spegnimento, essa viene ottenuta per mezzo di un condensatore C16 posto in serie a quattro resistenze R13-R16 di elevatissima impedenza (10ΜΩ ciascuna nell'esempio illustrato). Quando il condensatore C16 si è caricato a sufficienza da generare la tensione desiderata, esso fa scattare l'integrato 7 che spegne il circuito. Tuttavia, il condensatore C16 deve sempre essere scarico al momento dell'avvio del circuito, perché se fosse già parzialmente carico il tempo necessario per arrivare alla soglia dello spegnimento automatico sarebbe minore di quello desiderato. Pertanto, la linea che collega l'uscita dell'integrato 7 con il condensatore C16 contiene un diodo D5 che provvede a scaricare il condensatore quando il circuito viene spento, sia che ciò avvenga in modo automatico che per comando manuale tramite il pulsante Pi.

Un altro problema peculiare dell'antenna a pile secondo la presente invenzione deriva dalle ridotte dimensioni che impongono di posizionare il circuito, con la relativa alimentazione, tra l'ingresso segnale attraverso il dipolo 1 ed i due stilo 2, e la sua uscita attraverso un cavetto coassiale collegato alla presa J1. In particolare, per consentire l'accesso dall'esterno al contenitore 4 delle pile, questo è posto sotto il circuito in posizione centrale e tale posizione delle pile comporta un problema di retroazione del segnale. Ciò avviene perché negli amplificatori video, data l'elevata frequenza del segnale elaborato, qualunque corpo metallico situato tra l'ingresso e l'uscita provoca la retroazione del segnale di uscita che va a mescolarsi a quello in ingresso confondendolo. Anche se il polo positivo delle pile è isolato dal corpo metallico delle stesse, il segnale video ad alta frequenza supera facilmente tale isolamento e si propaga all'indietro verso l'ingresso.

La confusione del segnale non è tuttavia l'unico inconveniente causato dalla retroazione, perché avviene anche che il ripetuto innesco della retroazione provoca delle oscillazioni tra ingresso ed uscita dei transistor TRI e TR2. Trattandosi di transistor a bassissima potenza, le sovratensioni generate da tali oscillazioni provocano la "bruciatura" dei transistor dopo alcuni cicli di innesco.

Per evitare questi problemi, tra il contenitore 4 delle pile e la "massa" del circuito, attraverso la quale si ha la retroazione, è inserita un'induttanza Lll (da 5,5 μΗ nell'esempio di fig.2). Questa induttanza Lll non offre resistenza alla componente continua dell'alimentazione, mentre ferma le componenti alternate in alta frequenza del segnale video che tende a risalire all'ingresso.

Questa soluzione circuitale non è tuttavia sufficiente ad evitare del tutto gli inconvenienti, poiché rimane il problema del collegamento tra il contenitore 4 delle pile ed il circuito. Tale collegamento viene tradizionalmente eseguito tramite due tratti di cavetto elettrico, ciascuno dei quali è saldato alle estremità ad un polo del contenitore 4 ed al circuito, rispettivamente. Tuttavia, anche questi brevi tratti di cavetto possono disporsi in modo da formare un "ponte" per il passaggio del segnale video in retroazione, invalidando l'effetto di arresto esplicato dalla induttanza Lll. Per ovviare a ciò, il collegamento tra il contenitore 4 delle pile ed il circuito è realizzato per mezzo di una coppia di lamelle metalliche flessibili (non illustrate) sagomate pressoché ad S e realizzate preferibilmente in ottone. Ciascuna lamella ad una estremità è saldata ad un polo del contenitore 4, ed all'altra va in contatto con una zona conduttrice del circuito, quale una "piazzola" di rame. In questo modo è possibile disporre sempre nello stesso modo gli elementi di collegamento per l'alimentazione del circuito, con la certezza che non possono causare la retroazione del segnale video .

Resta infine un altro problema relativo all'impiego di transistor a bassissima potenza. Come nel caso delle oscillazioni innescate dalla retroazione, il secondo transistor TR2 che si trova vicino all'uscita J1 può essere danneggiato dalla scarica elettrostatica che risale dalla TV attraverso il cavetto coassiale al momento della accensione della TV. Per evitare tale inconveniente, un'induttanza L6 è posta tra il transistor TR2 e l'uscita J1.

Chiaramente, lo schema circuitale di fig.2 costituisce solo un esempio suscettibile di variazioni, in particolare per quanto riguarda i valori di resistenza, induttanza, capacità, etc. dei singoli elementi che lo compongono, nonché per quanto riguarda la dislocazione degli elementi accessori non citati nella precedente descrizione.

Eventuali aggiunte e/o modifiche potranno pertanto essere apportate all'antenna amplificata oggetto della presente invenzione senza tuttavia uscire dall'ambito di protezione dell'invenzione.

Claims (5)

1. RIVENDICAZIONI 1. Antenna televisiva amplificata comprendente un dipolo (1) per la banda UHF, una coppia di stilo (2) per la banda VHF ed un circuito che include una sezione amplificatrice costituita da un amplificatore a due stadi (G1, G2), caratterizzata dal fatto che ciascuno di detti stadi dì amplificazione (G1, G2) comprende un transistor a bassissima tensione di polarizzazione (TRI, TR2) operante ad una tensione non superiore a 3V, tale tensione essendo alimentata da pile alloggiate in un relativo contenitore (4).
2. 2. Antenna televisiva secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che un'induttanza (Lll) è posta tra il contenitore (4) delle pile e la massa del circuito.
3. 3. Antenna televisiva secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che il collegamento tra il contenitore (4) delle pile ed il circuito è realizzato per mezzo di una coppia di lamelle metalliche flessibili, preferibilmente in ottone, ciascuna lamella essendo saldata ad una estremità ad un polo del contenitore (4) ed essendo in contatto all'altra estremità con una zona conduttrice del circuito, preferibilmente una piazzola di rame.
4. 4. Antenna televisiva secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che tra il secondo stadio di amplificazione (G2) e l'uscita del segnale video (J1) è posta un'induttanza (L6).
5. 5. Antenna televisiva secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere un dispositivo di temporizzazione dello spegnimento consistente in un integrato (7) di tipo CMOS all'uscita del quale è posto un condensatore (CI6) in serie ad una pluralità di resistenze (R13-R16) di elevatissima impedenza, la linea che collega l'uscita dell'integrato (7) con il condensatore (C16) contenendo un diodo (D5) collegato in modo da scaricare il condensatore (C16) quando il circuito viene spento.