Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Цивільний радіозв'язок

 Коментарі до статті

Радіоприйом нерідко супроводжується сильним тлом змінного струму, що прослуховується при налаштуванні на радіостанції, що несе. Навіть якщо несуча відсутня, наприклад, прийому SSB сигналів, мова стає спотвореною і нерозбірливою. Телеграфні сигнали набувають хрипкого тону. Особливо сильно ефект проявляється в транзисторних приймачах зі штиревими антенами, часто унеможливлюючи їх живлення від мережі змінного струму. Ефект рівною мірою проявляється і при передачі, спотворюючи сигнал станції та розширюючи його спектр. Про причини цього явища та засоби боротьби з ним і розповідається в запропонованому матеріалі.

У статті розглянуті такі перетворення радіосигналів, при яких в результаті проходження струмів радіочастоти через діоди працюючого джерела вторинного електроживлення, що містить випрямляч, відбувається небажана модуляція радіосигналів із частотами гармонік мережі живлення.

Найбільш яскраво цей ефект проявляється, наприклад, при живленні портативного радіомовного радіоприймача AM сигналів зі штирьової антеною від мережі змінного струму через випрямляч. Фон змінного струму прослуховується тільки тоді, коли приймач на лад на частоту працюючої станції, і зовсім не чутно, якщо сигнал станції відсутня. Інтенсивність фону підвищується зі зростанням рівня сигналу, тому фон найбільш помітний при прийомі місцевих радіостанцій [1]. Поряд із тлом змінного струму, що чітко виділяється під час пауз передачі, прослуховуються суттєві спотворення мови та музики.

На відміну від адитивного фону, причиною якого може бути, наприклад, незадовільна фільтрація напруги живлення і який прослуховується на виході приймача незалежно від того, чи він налаштований на яку-небудь станцію чи ні, зазначений фон справедливо називають мультиплікативним фоном (МФ) [2], тобто. виникли в результаті функціонального перемноження коливань сигналу і перешкоди.

Процес може відбуватися наступним чином: якщо в якості антени використовується відрізок дроту, то в антенну систему, що бере участь у процесі прийому, в якості противаги неминуче входять дроти мережі живлення, в яких, як і в антенні проводи, під дією електромагнітного поля радіостанції теж наводиться ЕРС радіочастоти (рис. 1).

Джерело вторинного живлення (ІВП) у цьому випадку діє одночасно і як модулятор радіосигналу фоном змінного струму, оскільки в ланцюг антени приймача (Rx) виявляються включеними діоди випрямляча, як показано на рис. 2.

Кожен діод працюючого випрямляча є для порівняно малих напруг радіочастоти параметричним елементом (тобто лінійним елементом, параметри якого суттєво змінюються у часі з частотою 50 Гц під дією порівняно великої напруги від вторинної обмотки трансформатора). Радіочастотний струм I ланцюга антеної системи, що потрапляє на вхід приймача, визначається як добуток напруги корисного сигналу на діодах, пропорційного наведеної в антеній системі ЕРС, на змінну провідність діодів. Корисний сигнал виявляється таким чином помноженим на функцію зміни провідності діодів, отримуючи при цьому паразитну модуляцію тлом змінного струму. Зважаючи на те, що під впливом змін зворотної напруги при закритих діодах змінюється їх ємність, сигнал отримує в загальному випадку не тільки амплітудну, а й фазову (частотну) модуляцію [3].

Аналогічні явища можуть відбуватися при прийомі, а й передачі. При цьому джерелом радіочастотних струмів у проводах мережі є передавач, який живиться від мережі через випрямляч. Антенна система за участю проводів мережі випромінює сигнал із паразитною модуляцією фоном, і цей мультиплікативний фон буде на заваді всім, хто приймає сигнал даного передавача. Якщо радіостанція в режимах прийому і передачі використовує одну і ту ж антену і живиться від одного випрямляча, то виявлений прийому мультиплікативний фон свідчить про те, що і при передачі також може бути паразитна модуляція сигналу фоном.

Область прояви аналізованого ефекту не обмежується портативною радіоапаратурою. У стаціонарних установках з найпростішими антенами струми, здавалося б, повинні йти по дроту заземлення, минаючи джерело живлення. Однак від заземлення в цьому сенсі мало користі, бо ефективне заземлення за високою частотою, як відомо [4, 5], практично неможливе. Синфазні струми радіочастоти у проводах мережі можуть наводитися в режимі передачі та за наявності повноцінної (навіть симетричної) антени з фідером. Це відбувається при недостатньому видаленні самої антени від проводів мережі або за наявності антенного ефекту фідера [6].

Вище вказувалося, що паразитної модуляції піддається як амплітуда, і фаза (частота) сигналу. На практиці вихідна паразитна частотна модуляція фоном незначна, проте якщо модуляція сигналу, що приймається (або передається) фоном навіть чисто амплітудна, то неминучі перекоси частотної характеристики тракту передачі-прийому призводять до появи частотної модуляції фоном і перешкода буде виявлятися приймачами сигналів.

Розглянуті мультиплікативні перешкоди призводять до серйозного погіршення якості сигналів радіомовлення та зв'язку. Прийом телеграфних та односмугових сигналів, як і звичайних радіомовних, супроводжується характерною хрипотою. У [2] зазначається, що у телевізорі мультиплікативний фон "може бути однією з причин появи на екрані горизонтальних смуг, що переміщаються, в межах яких зображення має ослаблені або посилені контрастність і яскравість". Це трапляється при використанні простих кімнатних або вбудованих антен. Нерідко причиною перешкод буває модуляція радіосигналу в підключеному до тієї ж мережі випрямлячі, функціонально (і навіть гальванічно!), не пов'язаному з приймачем або передавачем цього сигналу.

Докладний аналіз мультиплікативних перешкод дано у книзі [3]. Якщо вплив адитивної перешкоди, яка підсумовується з сигналом, можна послабити за допомогою фільтрації, компенсації і навіть просто збільшенням рівня корисного сигналу, то найбільш реальний шлях боротьби з мультиплікативною перешкодою - усунення причин і, зокрема, в джерелі живлення.

У літературі можна знайти низку способів ослаблення мультиплікативного фону [1, 2, 7 - 10], проте всі виявлені літературні джерела торкаються проблеми лише з одного боку - при радіоприйому.

Наша мета - як показати, що область можливих негативних проявів розглянутих перетворень дещо ширше, але й зробити порівняльну оцінку можливих способів придушення МФ і навести обгрунтовані аргументи на користь однієї з напрямів боротьби з цим явищем.

Мультиплікативний фон, як при передачі, так і при прийомі, виникає при збігу двох умов: наявності суттєвого зв'язку між приймачем (передавачем) і проводами мережі, тобто помітної участі проводів мережі в роботі антеної системи та наявності параметричних елементів, що модулюють (діодів випрямляча) ) в ланцюзі антеної системи, що включає передавач (приймач).

Отже, боротьба з мультиплікативним фоном може проводитися, принаймні, одним із двох способів відповідно: ослабленням зв'язку між передавачем (приймачем) та проводами мережі або ослабленням модулюючої дії діодів. Будь-який із цих методів для ослаблення МФ може виявитися достатнім.

Найбільш популярний спосіб придушення мультиплікативного тла відноситься до другого методу. Він полягає у шунтуванні діодів випрямляча конденсаторами [2, 8-10]. Шлях струмів радіочастоти стає більш коротким через мають малий опір лінійні конденсатори, а не через діоди, і при досить великій ємності конденсаторів, що шунтують, вдається отримати значне ослаблення перешкоди.

Приблизно з кінця 70-х років шунтування діодів випрямлячів конденсаторами використовується багатьма вітчизняними та зарубіжними виробниками джерел вторинного електроживлення радіоапаратури. Конденсатори встановлюють як у мостових, так і в двонапівперіодних випрямлячах з відведенням від середини вторинної обмотки, і навіть в однонапівперіодних випрямлячах. Нам не вдалося простежити першопричину і з'ясувати мету встановлення конденсаторів, однак у ряді виявлених (нечисленних) коментарів з цього приводу вказувалося, що це зроблено для "згладжування високочастотних перешкод, що проникають з боку мережі". Принаймні ефект модуляції тлом змінного струму помітно знижується. Конденсатори також сприяють зменшенню імпульсних перешкод від перехідних процесів у самих діодах під час роботи випрямляча [5].

Інший спосіб виключити діоди випрямляча з ланцюга для синфазних струмів радіочастоти доступніший: можна просто з'єднати за високою частотою проводу мережі із загальним проводом (корпусом) радіоапарата [1, 7]. Це робиться, наприклад, у всіх чутливих до перешкод вимірювальних приладів та генераторів сигналів. Обидва дроти мережі з'єднують із корпусом приладу конденсаторами по 10...100 нф.

У цьому випадку незаземлений корпус приладу може опинитися під небезпечною напругою, тому захисне заземлення (або занулення) корпуса є обов'язковим.

Зауважимо, що в результаті шунтування конденсаторами діодів або випрямляча в цілому перешкоди різного роду, що проникають як з боку мережі (в приймач), так і в бік мережі (від передавача), не зменшуються, а навпаки, збільшуються, оскільки зменшується опір на них шляхи.

Таким чином, послаблюючи за другим методом мультиплікативне тло, що виникає у своєму випрямлячі, ми не усуваємо, а навпаки, збільшуємо струми радіочастоти у проводах мережі. Залишається потужне потенційне джерело перешкод - електромережа як активна частина антеної системи. Таким способом, як показує досвід, практично неможливо ефективно придушити МФ в умовах реальних мереж за наявності нелінійних або параметричних елементів підключених до цієї мережі сусідніх пристроях, зокрема пристроях вторинного електроживлення.

Значно краще в цьому відношенні не полегшувати шлях струмам радіочастоти через випрямляч, а навпаки, виключити причину цих струмів або закрити їм цей шлях, слідуючи першому із зазначених вище методів.

Один із способів – встановлення запірних дроселів [2]. Вони включаються в ланцюги живлення (первинну та/або вторинну) поблизу об'єкта (приймача або передавача), при цьому не потрібно втручання в ланцюги випрямляча. Дроселі служать для виключення або обмеження участі проводів мережі у складі антени радіопристрою. Вони захищають приймач не тільки від перешкод, що виникли у своєму випрямлячі, а й від перешкод, що виникли у всіх інших випрямлячах та інших джерелах, пов'язаних із цією мережею. Адже паразитна модуляція може статися і на діодах "чужого" випрямляча.

Дроселі у проводах мережі встановлюють практично у всіх сучасних телевізійних приймачах з імпульсними вторинними джерелами живлення, хоча основне їх призначення - закрити шлях для гармонік частоти перетворювача та генератора малої розгортки проводи мережі.

Інший спосіб [2] полягає у екрануванні вторинної обмотки силового трансформатора від первинної. Ідеальне екранування передбачає повне усунення ємнісного зв'язку між обмотками трансформатора. Однак це неможливо через практичну нездійсненність ефективного заземлення екрана по радіочастоті. А для безтрансформаторних джерел харчування цей спосіб, звісно, ​​взагалі не підходить.

Ще один шлях боротьби з мультиплікативним тлом - ослаблення електромагнітного зв'язку між антеною та проводами мережі. Цього можна добитися видаленням, наскільки можливо, проводів антени від проводів мережі, уникаючи паралельного їх розташування, а також попередженням або ослабленням антенного ефекту фідера [6], що досягається, наприклад, за допомогою симетруючих пристроїв та запірних дроселів (лінійних ізоляторів) у фідері.

Для найбільш ефективного придушення та попередження мультиплікативних перешкод можна і потрібно використовувати усі доступні способи комбіновано. Однак у більшості описів аматорських блоків вторинного живлення жодних засобів боротьби з МФ, на жаль, не виявлено.

Підкреслимо, що способи першого методу, не будучи необхідними для вузької мети придушення мультиплікативних перешкод від джерел живлення, можуть виявитися дуже бажаними і навіть необхідними для боротьби з іншими перешкодами інших видів (адитивних), в той час як окремі способи другого методу можуть посилити. перешкодну ситуацію щодо цих інших перешкод. Тому переважне застосування першого методу окремо або у поєднанні з другим нам видається більш ніж доцільним.

Це ілюструється осцилограмами, отриманими за допомогою комп'ютерного моделювання (Electronics Workbench v.5.12). Схема моделювання представлена ​​на рис. 3.

Мостовий випрямляч, що живиться від джерела змінної напруги G1, навантажений ланцюгом R2C7. Діоди мосту VD1 - VD4 за параметрами близькі до вітчизняних діодів КД204Б. Струм радіочастоти 150 кГц через випрямляч створюється дією ЕРС генератора G2. Для його індикації служить перетворювач струму на напругу (генератор напруги, керований струмом) U1. Як елементи придушення МФ служать конденсатори C3 - С6 та/або дросель L1. Елементи С1, С2, R1 представляють модель (еквівалент) деякої антени за участю мережі.

Автор: Д.Авдонін, А.Гречіхін

Дивіться інші статті розділу Цивільний радіозв'язок.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Спиртуознавство теплого пива 07.05.2024

Пиво, як один із найпоширеніших алкогольних напоїв, має свій унікальний смак, який може змінюватись в залежності від температури споживання. Нове дослідження, проведене міжнародною групою вчених, виявило, що температура пива значно впливає на сприйняття алкогольного смаку. Дослідження, очолюване матеріалознавцем Лей Цзяном, показало, що з різних температурах молекули етанолу і води формують різні типи кластерів, що впливає сприйняття алкогольного смаку. При низьких температурах утворюються пірамідоподібні кластери, що знижує гостроту "етанолового" смаку і робить напій менш алкогольним на смак. Навпаки, при підвищенні температури кластери стають ланцюжнішими, що призводить до більш вираженого алкогольного смаку. Це пояснює, чому смак деяких алкогольних напоїв, таких як байцзю, може змінюватись в залежності від температури. Отримані дані відкривають нові перспективи для виробників напоїв, ...>>

Основний фактор ризику ігроманії 07.05.2024

Комп'ютерні ігри стають все більш популярним видом розваг серед підлітків, але супутній ризик ігрової залежності залишається значною проблемою. Американські вчені провели дослідження, щоб визначити основні фактори, що сприяють виникненню цієї залежності, та запропонувати рекомендації щодо її запобігання. Протягом шести років 385 підлітків були піддані спостереженню, щоб з'ясувати, які фактори можуть привертати до ігрової залежності. Результати показали, що 90% учасників дослідження не схильні до ризику залежності, у той час як 10% стали ігроманами. Виявилося, що ключовим фактором у появі ігрової залежності є низький рівень соціальної поведінки. Підлітки з низьким рівнем просоціальної поведінки не виявляють інтересу до допомоги та підтримки оточуючих, що може призвести до втрати контакту з реальним світом та поглиблення залежності від віртуальної реальності, запропонованої комп'ютерними іграми. На основі цих результатів вчені ...>>

Шум транспорту затримує зростання пташенят 06.05.2024

Звуки, що оточують нас у сучасних містах, стають дедалі пронизливішими. Однак мало хто замислюється про те, як цей шум впливає на тваринний світ, особливо на таких ніжних створінь, як пташенята, які ще не вилупилися з яєць. Недавні дослідження проливають світло на цю проблему, вказуючи на серйозні наслідки для їхнього розвитку та виживання. Вчені виявили, що вплив транспортного шуму на пташенят зебрового діамантника може призвести до серйозних порушень у розвитку. Експерименти показали, що шумова забрудненість може суттєво затримувати їх вилуплення, а ті пташенята, які все ж таки з'являються на світ, стикаються з низкою здоровотворних проблем. Дослідники також виявили, що негативні наслідки шумового забруднення сягають і дорослого віку птахів. Зменшення шансів на розмноження та зниження плодючості говорять про довгострокові наслідки, які транспортний шум чинить на тваринний світ. Результати дослідження наголошують на необхідності ...>>

Випадкова новина з Архіву Наскільки ефективний спам 16.06.2009 Наскільки ефективний спам - непрохана реклама, що розсилається на адреси електронної пошти? Цим питанням зацікавилася група комп'ютерників із Каліфорнії (США). Вони проаналізували результати рекламної кампанії, під час якої з 75 комп'ютерів великої мережі спамової реклами за 869 днів було розіслано 26 мільйонів повідомлень про новий рослинний лікарський препарат. Результат – всього 28 покупок цього засобу, тобто ККД розсилки менше 0,00001%. Тоді як звичайна рекламна кампанія, коли інформація розсилається на запит або ж людям, які свідомо можуть бути зацікавлені в запропонованому товарі, досягає ККД 2,15%.

Інші цікаві новини:

▪ Розлокування смартфона за допомогою вуха

▪ Кросівки з переробленої жувальної гумки

▪ Консервативний розум

▪ Голосові переваги жінок та чоловіків

▪ Металева піна - утеплювач

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Стабілізатори напруги. Добірка статей

▪ стаття На всіх московських є особливий відбиток. Крилатий вислів

▪ стаття Який хірургічний метод було покращено у 21 столітті під впливом робіт Леонардо? Детальна відповідь

▪ стаття Працівник з нарізки хліба. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Перемикач для трьох гірлянд. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Російські прислів'я та приказки. Велика добірка

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024