Причини телеперешкод, сайт радіоаматорів
Радіоаматор купив закордонний трансівер (або виготовив супертрансівер самостійно), підсилювач потужності, встановив фірмові антени, понаставив усіляких фільтрів у сигнальні та живильні ланцюги апаратури, забезпечив якісне заземлення. Задоволений роботою, він увімкнув апаратуру і дав загальний виклик. Чим же такі незадоволені сусіди, чому стукають по батареях та у двері, а при зустрічі загрожують всілякими неприємностями?
Очевидно, радіоаматор не врахував, що причини виникнення перешкод прийому телебачення (TVI) може бути у недостатньої «розв'язці» апаратури від мережі змінного струму. І тут виникають т.зв. "Спотворення синусоїди", "перекіс фази" і "мультиплікативний фон".
На рис.1 наведена схема, за допомогою якої можна пояснити виникнення спотворень синусоїдальної форми змінної напруги при підключенні навантаження, що живиться через однонапівперіодний випрямляч. Такі спотворення відбуваються через нерівномірне навантаження на напівперіоди живильної змінної напруги.
Навантаження Rнarp підключено до мережі живлення тільки в позитивні напівперіоди змінної напруги, коли діод VD1 відкритий. У негативні напівперіоди VD1 закритий, струм у ланцюзі не протікає, і «своя» апаратура живиться енергією, запасеною в конденсаторі фільтра випрямляча за час позитивного напівперіоду. Може, все було б ідеально, якби навантаження, що живиться через однопівперіодний випрямляч, було малопотужним і було підключено безпосередньо до потужного генератора. На практиці все буває якраз навпаки - до генератора підключається досить потужне навантаження, з'єднане з ним довгими проводами, опір яких (разом з усіма трансформаторами, що знижують, включеними в ланцюгміж генератором та навантаженням) становить деяку кінцеву величину Рлін = Rn1 + Rn2. При протіканні струму Iнагр через опір Рлін в позитивний напівперіод живлячого Rнагр напруги створюється падіння напруги Uпад = Iнагр * Rнагр. тим більше, ніж менше Rнarp і більше Rлін. При негативному напівперіоді Uпад = 0, тобто. напруга на однополуперіодному навантаженні (у точці С) дорівнює напрузі у генератора, струм у навантаженні Rнarp відсутня.
Подібні процеси, щоправда, не такі помітні, протікають і при використанні навантаження, в якому встановлено випрямляч-помножувач змінної напруги в непарне число разів. Спотворення синусоїди напруги живлення може призвести до появи перешкод у вигляді смуг і брижів на екрані телевізора, збільшення шуму і фону в звуковому тракті, що виникають у такт з телеграфними посилками, до збоїв чутливої автоматики.
При промисловому виробництві радіоапаратури, зокрема, для радіоаматорів, у потужних вузлах намагаються не застосовувати однополуперіодні схеми випрямлення напруги, але у радіоаматорських конструкціях однополуперіодний випрямляч зустрічається досить часто.
Другим «підводним каменем» у нелегкій справі боротьби з TVI є т.зв. «перекіс фаз» - нерівномірність розподілу навантаження по фазах мережі живлення. Справді, якщо ми підключимо потужне навантаження між одним із фазних проводів трифазної мережі і «нулем», то на цій фазі напруга впаде, причому тим більше, чим більший опір проводів, що підводять, і менше опір навантаження (чим потужніший споживач). При цьому на двох інших фазах напруга зросте. При активному навантаженні (наприклад, кип'ятильник, електроплита) або навантаженні з двонапівперіодними випрямлячами (наприклад, потужний блок живлення підсилювача потужності) спотворення форми живленнянапруги не буде, але в такт з навантаженням (наприклад, під час роботи телеграфом) змінюватиметься напруга мережі, причому на «своїй» фазі зменшуватиметься, а на сусідніх збільшуватиметься. Це може призвести, наприклад, до зміни яскравості та розмірів растру телевізійного зображення, призвукам ударного характеру в радіоприймачах та звуковідтворювальної техніки, особливо в тій, де відсутні мережні фільтри.
Наступний тип «неприємностей», що поширюються через мережу живлення - мультиплікативний фон. Візьмемо AM приймач діапазону ДВ або СВ і налаштуємо його на потужну радіостанцію мовлення. Якщо поблизу присутній хоч один випрямляч напруги з діодами, не зашунтованими конденсаторами, то разом з радіопередачею ми почуємо характерний гуркіт, схожий на фон змінного струму. Це і є мультиплікативне тло. Виникає він у результаті детектування сигналів потужних радіостанцій діодами випрямлячів напруги, а антеною в даному випадку служать дроти мережі змінного струму. Уявіть, що станеться з апаратурою сусіда, якщо в телевізорі або радіоприймачі встановлено випрямляч, що не має захисту від мультиплікативного фону. У цьому випадку напруга, наведена в мережі змінного струму від антени працюючого аматорського передавача, в такт з маніпуляцією надійде в телевізор і проявить себе як темна горизонтальна смуга, що періодично з'являється або муар на екрані. У динаміці радіоприймача (найчастіше AM) прослуховуватиметься гудіння в такт з маніпуляцією.
Ідеальним (у сенсі заподіяння мінімальних перешкод TVI) буде живлення апаратури від трифазної мережі з двонапівперіодним випрямленням та шунтуванням кожного діода конденсатором. Допустимим імпульсним навантаженням при роботі CW і SSB слід вважати потужність споживання від однієїфази не більше 600 - 1000 Вт. Розкид потужності у разі обумовлений довжиною (опіром) проводів, які підходять до підстанції. Чим більший опір проводів мережі змінного струму, тим меншу потужність слід споживати, щоб не допустити великих коливань напруги в мережі, що в свою чергу призводять до виникнення TVI/BCI.
Схема вторинних обмоток трифазних трансформаторів
На рис.2 наведено схему вторинних обмоток трифазних трансформаторів разом з випрямлячем і конденсатором фільтра (щоб не ускладнювати схему, вторинні обмотки трифазного трансформатора умовно показані окремо, вони повинні бути на одному сердечнику, і не показані первинні обмотки). Схема випрямлення із середньою точкою, незважаючи на необхідність намотування подвійної кількості дроту вторинних обмоток, переважно, т.к. дозволяє не тільки зменшити кількість діодів, а й знизити «просідання» напруги при збільшенні навантаження. Конденсатори См - блокувальні (4700 - 6800 пФ) і служать для усунення мультиплікативного фону. Вони шунтують випрямні діоди на ВЧ і таким чином пригнічують детектування і модуляцію напруги, що проникає по мережі живлення. Для захисту сусідніх приймачів від мультиплікативних перешкод цього недостатньо, і потрібно, щоб у цих приймачах діоди у випрямлячі були шунтовані конденсаторами. Можна послабити дію цього виду перешкод, розташувавши антену подалі від мережевих проводів, застосувавши якісні налаштовані та узгоджені антени з коаксіальним кабельним зниженням (фідером) мінімальної довжини тощо. У квартирі коаксіальний кабель, що прокладається, повинен перетинатися під прямим кутом з проводами мережі змінного струму і, бажано, на максимальній можливій відстані від них.
При живленні апаратури відвипрямляча з трифазним силовим трансформатором, підключеним до трифазної мережі, забезпечується перевага не тільки по рівномірному розподілу навантаження по фазах, але і за рахунок напруги наступної фази зі зсувом по відношенню до напруги попередньої фази на кут рівний 60° (при двополуперіодному випрямленні). Крім того, можна зменшити ємності конденсатора фільтра втричі в порівнянні з однофазним двонапівперіодним випрямлячем, що мають такі ж параметри згладжування пульсацій випрямленої напруги (іноді буває складно знайти високовольтний конденсатор досить великої ємності для фільтра).
Отримати дозвіл на підключення до трифазної мережі із встановленням відповідних лічильників можна у регіональних електромережах. Трифазні введення є у більшості міських будинків. Зверніть увагу, що при цьому напруга живлення повинна бути на всіх трьох фазах одночасно, відсутність напруги на одній або двох фазах відразу позначиться на якості роботи апаратури.