|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Multiprikativnye przeszkody ze źródeł wtórnego zasilania. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Cywilna łączność radiowa Odbiorowi radia często towarzyszy silne tło prądu przemiennego, które można usłyszeć podczas strojenia stacji radiowej operatora. Nawet jeśli nie ma nośnika, na przykład podczas odbierania sygnałów SSB, mowa staje się zniekształcona i niezrozumiała. Sygnały telegraficzne nabierają ochrypłego tonu. Efekt jest szczególnie wyraźny w odbiornikach tranzystorowych z antenami biczowymi, często uniemożliwiającymi ich zasilanie z sieci prądu przemiennego. Efekt jest równie widoczny podczas transmisji, zniekształcając sygnał stacji i poszerzając jej widmo. W proponowanym materiale opisano przyczyny tego zjawiska oraz sposoby jego zwalczania. W artykule omówiono takie transformacje sygnałów radiowych, w których w wyniku przepływu prądów o częstotliwości radiowej przez diody roboczego zasilacza wtórnego zawierającego prostownik następuje niepożądana modulacja sygnałów radiowych częstotliwościami harmonicznymi sieci zasilającej. Efekt ten najwyraźniej objawia się na przykład wtedy, gdy przenośny odbiornik radiowy z sygnałami AM z anteną biczową jest zasilany z sieci prądu przemiennego przez prostownik. Buczenie AC jest słyszalne tylko wtedy, gdy odbiornik jest dostrojony do częstotliwości stacji roboczej i nie jest słyszalne w ogóle, jeśli nie ma sygnału stacji. Intensywność tła wzrasta wraz ze wzrostem poziomu sygnału, dlatego tło jest najbardziej zauważalne podczas odbioru lokalnych stacji radiowych [1]. Oprócz tła AC, które wyraźnie wyróżnia się podczas przerw w transmisji, słychać znaczne zniekształcenia mowy i muzyki. W przeciwieństwie do tła addytywnego, które może być spowodowane np. niedostatecznym filtrowaniem napięcia zasilania i które słychać na wyjściu odbiornika niezależnie od tego, czy jest on dostrojony do jakiejś stacji, czy nie, tło to słusznie nazywa się multiplikatywnym tło (MF) [2], tj. wynikające z funkcjonalnego zwielokrotnienia oscylacji sygnału i szumu. Proces ten może przebiegać w następujący sposób: jeśli jako antenę wykorzystany zostanie kawałek drutu, wówczas system antenowy biorący udział w procesie odbioru nieuchronnie zawiera przewody zasilające jako przeciwwagę, w której podobnie jak w przewodzie antenowym, również indukowane jest pole elektromagnetyczne wpływ pola elektromagnetycznego częstotliwości radiowych stacji radiowych (ryc. 1).
W tym przypadku wtórne źródło zasilania (SPS) działa jednocześnie jako modulator sygnału radiowego z tłem prądu przemiennego, ponieważ diody prostownicze są zawarte w obwodzie układu antenowego odbiornika (Rx), jak pokazano na ryc. . 2.
Każda dioda pracującego prostownika jest elementem parametrycznym dla stosunkowo niskich napięć o częstotliwości radiowej (czyli elementem liniowym, którego parametry zmieniają się znacząco w czasie przy częstotliwości 50 Hz pod wpływem stosunkowo dużego napięcia z uzwojenia wtórnego transformatora) . Prąd o częstotliwości radiowej I w obwodzie układu antenowego, docierający do wejścia odbiornika, definiuje się jako iloczyn napięcia sygnału użytecznego na diodach, proporcjonalnego do pola elektromagnetycznego indukowanego w układzie antenowym, oraz zmiennej przewodności diod. W ten sposób użyteczny sygnał jest mnożony przez funkcję zmiany przewodności diod, otrzymując w ten sposób pasożytniczą modulację przez tło prądu przemiennego. Ze względu na to, że pod wpływem zmian napięcia wstecznego, gdy diody są zwarte, zmienia się ich pojemność, sygnał z reguły otrzymuje nie tylko modulację amplitudową, ale także fazową (częstotliwościową) [3]. Podobne zjawiska mogą wystąpić nie tylko podczas odbioru, ale także podczas transmisji. W tym przypadku źródłem prądów o częstotliwości radiowej w przewodach sieciowych jest nadajnik, zasilany z sieci poprzez prostownik. Układ antenowy wykorzystujący przewody sieciowe emituje sygnał z pasożytniczym tłem modulacyjnym, a to multiplikatywne tło będzie zakłócać każdego, kto odbierze sygnał z danego nadajnika. Jeżeli stacja radiowa wykorzystuje w trybie odbioru i nadawania tę samą antenę i jest zasilana z tego samego prostownika, to wykryte w czasie odbioru multiplikatywne tło wskazuje, że podczas nadawania może dochodzić także do pasożytniczej modulacji sygnału przez tło. Obszar manifestacji rozpatrywanego efektu nie ogranicza się w żadnym wypadku do przenośnego sprzętu radiowego. W instalacjach stacjonarnych z najprostszymi antenami wydawałoby się, że prąd powinien płynąć przez przewód uziemiający, omijając źródło zasilania. Jednak uziemienie w tym sensie jest mało przydatne, ponieważ skuteczne uziemienie wysokich częstotliwości, jak wiadomo w [4, 5], jest praktycznie niemożliwe. Prądy częstotliwości radiowej w trybie wspólnym w przewodach sieciowych można indukować w trybie transmisji oraz w obecności pełnoprawnej (nawet symetrycznej) anteny z zasilaczem. Dzieje się tak wtedy, gdy sama antena nie jest dostatecznie oddalona od przewodów sieciowych lub gdy występuje efekt anteny zasilającej [6]. Wyżej wskazano, że zarówno amplituda, jak i faza (częstotliwość) sygnału podlegają pasożytniczej modulacji. W praktyce początkowa pasożytnicza modulacja częstotliwości przez tło jest niewielka, jeżeli jednak modulacja odebranego (lub nadawanego) sygnału przez tło ma charakter choćby czysto amplitudowy, to nieuniknione zniekształcenia charakterystyk częstotliwościowych toru nadawczo-odbiorczego prowadzą do pojawienie się modulacji częstotliwości przez tło i zakłócenia zostaną wykryte przez odbiorniki nie tylko sygnałów AM, ale także FM. Rozważane zakłócenia multiplikatywne prowadzą do poważnego pogorszenia jakości sygnałów nadawczych i komunikacyjnych. Odbiorze sygnałów telegraficznych i jednostronnych, a także konwencjonalnych sygnałów nadawczych towarzyszy charakterystyczna chrypka. W [2] zauważono, że w telewizorze multiplikatywne tło „może być jedną z przyczyn pojawiania się na ekranie ruchomych poziomych pasów, w obrębie których obraz ma osłabiony lub wzmocniony kontrast i jasność”. Dzieje się tak w przypadku używania prostych anten wewnętrznych lub wbudowanych. Często przyczyną zakłóceń jest modulacja sygnału radiowego w prostowniku podłączonym do tej samej sieci, który nie jest funkcjonalnie (a nawet galwanicznie!) połączony z odbiornikiem lub nadajnikiem tego sygnału. Szczegółową analizę szumu multiplikatywnego zamieszczono w książce [3]. Jeśli wpływ zakłóceń addytywnych, które są dodawane do sygnału, można osłabić poprzez filtrowanie, kompensację, a nawet po prostu zwiększenie poziomu sygnału użytecznego, to najbardziej realistycznym sposobem poradzenia sobie z zakłóceniami multiplikatywnymi jest wyeliminowanie ich przyczyn i, w szczególności w źródle zasilania. W literaturze można znaleźć wiele sposobów osłabiania tła multiplikatywnego [1, 2, 7 - 10], jednak wszystkie odnalezione źródła literaturowe poruszają problem tylko z jednej strony - podczas odbioru radiowego. Naszym celem jest nie tylko pokazanie, że obszar możliwych negatywnych przejawów rozważanych przemian jest nieco szerszy, ale także dokonanie oceny porównawczej możliwych sposobów tłumienia MF i przedstawienie rozsądnych argumentów na rzecz jednego z kierunków rozwoju walczyć z tym zjawiskiem. Tło multiplikatywne, zarówno podczas nadawania, jak i odbioru, występuje, gdy zbiegają się dwa warunki: obecność istotnego połączenia odbiornika (nadajnika) z przewodami sieciowymi, czyli zauważalny udział przewodów sieciowych w pracy systemu antenowego i obecność modulujących elementów parametrycznych (diod prostowniczych) w obwodzie systemu antenowego, w tym nadajnika (odbiornika). W rezultacie walkę z tłem multiplikatywnym można prowadzić co najmniej na jeden z dwóch sposobów, odpowiednio: osłabiając połączenie nadajnika (odbiornika) z przewodami sieciowymi lub osłabiając modulujący efekt diod. Każda z tych metod może wystarczyć do osłabienia MF. Najpopularniejsza metoda tłumienia tła multiplikatywnego należy do drugiej metody. Składa się z bocznikowych diod prostowniczych z kondensatorami [2, 8-10]. Ścieżka prądów RF staje się krótsza dzięki kondensatorom liniowym o niskiej impedancji, a nie diodom, a znaczną redukcję szumów można osiągnąć za pomocą wystarczająco dużych kondensatorów bocznikowych. Od mniej więcej końca lat 70-tych diody prostownicze manewrowe z kondensatorami są stosowane przez wielu krajowych i zagranicznych producentów zasilaczy wtórnych do sprzętu radiowego. Kondensatory instaluje się zarówno w prostownikach mostkowych, jak i pełnookresowych pobieranych ze środka uzwojenia wtórnego, a nawet w prostownikach półokresowych. Nie byliśmy w stanie ustalić pierwotnej przyczyny i celu instalacji kondensatorów, ale wiele (nielicznych) komentarzy na ten temat wskazywało, że miało to na celu „wygładzenie zakłóceń o wysokiej częstotliwości pochodzących z sieci”. W każdym razie wpływ modulacji przez prąd przemienny tła jest zauważalnie zmniejszony. Kondensatory pomagają również zmniejszyć szum impulsowy powstający w stanach nieustalonych w samych diodach podczas pracy prostownika [5]. Inny sposób wyłączenia diod prostowniczych z obwodu dla prądów o częstotliwości radiowej w trybie wspólnym jest bardziej dostępny: można po prostu podłączyć przewody sieciowe o wysokiej częstotliwości do wspólnego przewodu (obudowy) urządzenia radiowego [1, 7]. Odbywa się to na przykład we wszystkich wrażliwych na hałas przyrządach pomiarowych i generatorach sygnału. Obydwa przewody sieci podłączone są do korpusu urządzenia za pomocą kondensatorów o pojemności 10...100 nf. W takim przypadku nieuziemiona obudowa urządzenia może być narażona na niebezpieczne napięcie, dlatego uziemienie ochronne (lub uziemienie) obudowy jest obowiązkowe. Należy pamiętać, że w wyniku zbocznikowania diod lub całego prostownika kondensatorami różnego rodzaju zakłócenia przenikające zarówno od strony sieci (do odbiornika), jak i od strony sieci (od nadajnika) nie zmniejszają się, lecz po wręcz przeciwnie, wzrasta, ponieważ opór na nich maleje. Zatem osłabiając tło multiplikatywne powstające w naszym prostowniku za pomocą drugiej metody, nie eliminujemy, a wręcz przeciwnie, zwiększamy prądy o częstotliwości radiowej w przewodach sieciowych. Pozostaje potężnym potencjalnym źródłem zakłóceń – sieć energetyczna jako aktywna część systemu antenowego. W ten sposób, jak pokazuje doświadczenie, prawie niemożliwe jest skuteczne tłumienie MF w rzeczywistych sieciach w obecności elementów nieliniowych lub parametrycznych w sąsiednich urządzeniach podłączonych do tej samej sieci, w szczególności w urządzeniach zasilania wtórnego. Znacznie lepiej jest pod tym względem nie ułatwiać ścieżki prądów o częstotliwości radiowej przez prostownik, ale wręcz przeciwnie, wyeliminować przyczynę tych prądów lub zamknąć dla nich tę ścieżkę, stosując pierwszą z powyższych metod. Jednym ze sposobów jest zainstalowanie dławików odcinających [2]. Podłączane są do obwodu mocy (pierwotnego i/lub wtórnego) znajdującego się blisko obiektu (odbiornika lub nadajnika), bez konieczności ingerencji w obwód prostownika. Dławiki służą do wykluczenia lub ograniczenia udziału przewodów sieciowych w systemie antenowym urządzenia radiowego. Chronią odbiornik nie tylko przed zakłóceniami pochodzącymi od jego własnego prostownika, ale także przed zakłóceniami ze strony wszystkich innych prostowników i innych źródeł podłączonych do sieci. Przecież modulacja pasożytnicza może wystąpić również na diodach „obcego” prostownika. Dławiki w przewodach sieciowych instalowane są prawie we wszystkich współczesnych odbiornikach telewizyjnych z impulsowymi zasilaczami wtórnymi, choć ich głównym zadaniem jest zamknięcie drogi dla harmonicznych przetwornicy częstotliwości i generatora skanu poziomego do przewodów sieciowych. Inną metodą [2] jest ekranowanie uzwojenia wtórnego transformatora mocy od pierwotnego. Idealne ekranowanie polega na całkowitym wyeliminowaniu sprzężenia pojemnościowego pomiędzy uzwojeniami transformatora. Nie jest to jednak możliwe ze względu na praktyczną niemożność skutecznego uziemienia ekranu przy częstotliwości radiowej. A w przypadku zasilaczy beztransformatorowych ta metoda oczywiście w ogóle nie jest odpowiednia. Innym sposobem walki z tłem multiplikatywnym jest osłabienie połączenia elektromagnetycznego pomiędzy anteną a przewodami sieciowymi. Można to osiągnąć poprzez możliwie najdalsze odsunięcie przewodów antenowych od przewodów sieciowych, unikanie ich równoległego ułożenia, a także zapobieganie lub osłabianie efektu antenowego zasilacza [6], co osiąga się np. za pomocą balunów oraz dławiki odcinające (izolatory sieciowe) w podajniku. Aby najskuteczniej stłumić i zapobiec zakłóceniom multiplikatywnym, można i należy stosować wszystkie dostępne metody w połączeniu. Jednak w większości opisów amatorskich zasilaczy wtórnych nie odnaleziono niestety żadnych sposobów zwalczania MF. Podkreślamy, że metody pierwszej metody, choć nie są konieczne w wąskim celu tłumienia zakłóceń multiplikatywnych z zasilaczy, mogą okazać się bardzo pożądane, a nawet konieczne do zwalczania innych rodzajów zakłóceń (addytywne), natomiast metody metody druga metoda, rozpatrywana oddzielnie, może pogorszyć sytuację zakłócającą w porównaniu z innymi zakłóceniami. Dlatego preferowane stosowanie pierwszej metody osobno lub w połączeniu z drugą wydaje nam się bardziej niż właściwe. Powyższe ilustrują oscylogramy uzyskane za pomocą symulacji komputerowej (Electronics Workbench v.5.12). Schemat symulacji pokazano na rys. 3.
Mostek prostowniczy zasilany ze źródła napięcia przemiennego G1, ładowany jest przez obwód R2C7. Parametry diod mostkowych VD1 - VD4 są zbliżone do diod domowych KD204B. Prąd o częstotliwości radiowej 150 kHz przepływający przez prostownik powstaje w wyniku działania siły elektromotorycznej generatora G2. Aby to wskazać, należy zastosować przetwornik prądu na napięcie (generator napięcia sterowany prądem) U1. Kondensatory C3 - C6 i/lub cewka indukcyjna L1 służą jako elementy tłumiące MF. Elementy C1, C2, R1 reprezentują model (równoważnik) pewnego systemu antenowego obejmującego sieć. Autor: D.Avdonin, A.Grechikhin
Pułapka powietrzna na owady
01.05.2024 Zagrożenie śmieciami kosmicznymi dla ziemskiego pola magnetycznego
01.05.2024 Zestalanie substancji sypkich
30.04.2024
▪ Silnik rakietowy z ramieniem protetycznym ▪ Samochody Forda nauczą się śledzić bezpłatne parkingi ▪ Precyzyjna sonda optyczna do badania ludzkiego mózgu ▪ Regulatory quasi-rezonansowe Infineon CoolSET
▪ sekcja serwisu Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki. Wybór artykułów ▪ artykuł Betoniarka ręczna. Wskazówki dla mistrza domu ▪ artykuł Jacht z kajaka. Transport osobisty ▪ artykuł Lampka nocna, lampka. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki ▪ artykuł Szpilka i gumka. Sekret ostrości
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony