Возможные причины телевизионных помех

Причины телевизионных помех

Практические решения их устранения

Ситуация, например, такая:

Радиолюбитель приобрёл фирменный зарубежный трансивер, усилитель мощности, установил фирменные антенны, поставил различные фильтры во все возможные цепи аппаратуры, обеспечил качественное заземление. Довольный и удовлетворенный проделанной работой, он включил аппаратуру и дал общий вызов. Но... Чем же так недовольны соседи, почему стучат по батареям и в дверь, а при встрече грозят всевозможными неприятностями, Знакомо?

 

По-видимому, в такой ситуации, он не учёл, что причины возникновения помех приёму телевидения (TVI) могут быть ещё и в недостаточной развязке аппаратуры от сети переменного тока. В этом случае возникают так называемые искажение синусоиды, перекос фазы и мультипликативный фон. Рассмотрим подробнее.

 

Рис.1

 

На рис.1 приведена схема, с помощью которой можно объяснить возникновение искажений синусоидальной формы переменного напряжения при подключении нагрузки, питаемой через однополупериодный выпрямитель. Такие искажения происходят из-за неравномерной нагрузки на полупериоды питающего переменного напряжения.

 

Нагрузка Rнarp подключена к питающей сети только в положительные полупериоды переменного напряжения, когда диод VD1 открыт. В отрицательные полупериоды VD1 закрыт, ток в цепи не протекает, и «своя» аппаратура питается энергией, запасённой в конденсаторе фильтра выпрямителя за время положительного полупериода.

 

Может, всё было бы идеально, если бы нагрузка, питаемая через однополупериодный выпрямитель, была бы маломощной и была подключена непосредственно к мощному генератору.

 

На практике всё бывает как раз наоборот — к генератору подключается достаточно мощная нагрузка, соединённая с ним длинными проводами, сопротивление которых (вместе со всеми понижающими трансформаторами, включенными в цепь между генератором и нагрузкой) составляет некоторую конечную величину Рлин = Rn1 + Rn2. При протекании тока Iнагр через сопротивление Рлин в положительный полупериод питающего Rнaгp напряжения создается падение напряжения Uпад = Iнагр*Rнагр.тем большее, чем меньше Rнarp и больше Rлин. При отрицательном полупериоде Uпад = 0, т.е. напряжение на однополупериодной нагрузке (в точке С) равно напряжению у генератора, ток в нагрузке Rнarp отсутствует.

 

Подобные процессы, правда, не столь заметные, протекают и при использовании нагрузки, в которой установлен выпрямитель / умножитель переменного напряжения в нечётное число раз.

 

Искажение синусоиды питающего напряжения может привести к появлению помех в виде полос и ряби на экране телевизора, увеличению гула и фона в звуковом тракте, возникающих в такт с телеграфными посылками, к сбоям чувствительной автоматики.

 

При промышленном производстве радиоаппаратуры, в том числе, для радиолюбителей, в мощных узлах стараются не применять однополупериодные схемы выпрямления напряжения, но в радиолюбительских конструкциях однополупериодный выпрямитель встречается довольно часто.

 

Вторым «подводным камнем» в нелегком деле борьбы с TVI является так называемый перекос фаз — неравномерность распределения нагрузки по фазам питающей сети.

 

В самом деле, если мы подключим мощную нагрузку между одним из фазных проводов трёхфазной сети и нулём, то на этой фазе напряжение упадёт, причём тем больше, чем больше сопротивление подводящих проводов и меньше сопротивление нагрузки (чем мощнее потребитель).

 

При этом на двух других фазах напряжение возрастёт. При активной нагрузке (например, кипятильник, электроплита) или нагрузке с двухполупериодными выпрямителями (например, мощный блок питания усилителя мощности) искажения формы питающего напряжения не будет, но в такт с нагрузкой (например, при работе телеграфом) будет изменяться напряжение сети, причём на «своей» фазе уменьшаться, а на соседних увеличиваться. Это может привести, например, к изменению яркости и размеров растра телевизионного изображения, призвукам ударного характера в радиоприёмниках и звуковоспроизводящей технике, особенно в той, где отсутствуют сетевые фильтры.

 

Следующий тип «неприятностей», распространяющихся через питающую сеть — мультипликативный фон.

 

Возьмём AM приёмник диапазона ДВ или СВ и настроим его на мощную вещательную радиостанцию. Если поблизости присутствует хоть один выпрямитель сетевого напряжения с диодами, не зашунтированными конденсаторами, то вместе с радиопередачей мы услышим характерный рокот, похожий на фон переменного тока.

Это и есть мультипликативный фон.

 

Возникает он в результате детектирования сигналов мощных радиостанций диодами выпрямителей сетевого напряжения, а антенной в данном случае служат провода сети переменного тока. Представьте, что произойдёт с аппаратурой соседа, если у него в телевизоре или радиоприёмнике установлен выпрямитель, не имеющий защиты от мультипликативного фона.

 

В этом случае напряжение, наведённое в сети переменного тока от антенны работающего любительского передатчика, в такт с манипуляцией поступит в телевизор и проявит себя как периодически появляющаяся тёмная горизонтальная полоса или муар на экране. В динамике радиоприёмника (чаще всего AM) будет прослушиваться гудение в такт с манипуляцией.

 

Идеальным (в смысле причинения минимальных помех TVI) будет питание аппаратуры от трёхфазной сети с двухполупериодным выпрямлением и шунтированием каждого диода конденсатором. Допустимой импульсной нагрузкой при работе CW и SSB следует считать мощность потребления от одной фазы не более 600 — 1000 Вт. Разброс мощности в этом случае обусловлен длиной (сопротивлением) проводов, подходящих к подстанции.

Чем больше сопротивление проводов питающей сети переменного тока, тем меньшую мощность следует потреблять, чтобы не допустить больших колебаний напряжения в сети, в свою очередь приводящих к возникновению TVI/BCI.

 

Рис.2 Схемы вторичных обмоток трёхфазных трансформаторов

 

 

На рис.2 приведена схема вторичных обмоток трёхфазных трансформаторов с выпрямителем и конденсатором фильтра (чтобы не усложнять схему, вторичные обмотки трехфазного трансформатора условно показаны раздельно, они должны быть на одном сердечнике, и не показаны первичные обмотки).

 

Схема выпрямления со средней точкой, несмотря на необходимость намотки двойного количества провода вторичных обмоток, предпочтительнее, т.к. позволяет не только уменьшить число диодов, но и снизить «просадку» напряжения при увеличении нагрузки.

 

Конденсаторы См — блокировочные (4700 — 6800 пФ) и служат для устранения мультипликативного фона. Они шунтируют выпрямительные диоды на ВЧ и таким образом подавляют детектирование и модуляцию проникающего по питающей сети напряжения.

 

Для защиты соседних приёмников от мультипликативных помех этого недостаточно, и требуется, чтобы в этих приёмниках диоды в выпрямителе были зашунтированы конденсаторами. Можно ослабить действие этого вида помех, расположив антенну подальше от сетевых проводов, применив качественные настроенные и согласованные антенны с коаксиальным кабельным снижением (фидером) минимальной длины и т.д.

 

В квартире прокладываемый коаксиальный кабель должен пересекаться под прямым углом с проводами сети переменного тока и, желательно, на максимальном возможном расстоянии от них.

 

При питании аппаратуры от выпрямителя с трёхфазным силовым трансформатором, подключенным к трёхфазной сети, обеспечивается преимущество не только по равномерному распределению нагрузки по фазам, но и за счёт следования напряжения последующей фазы со сдвигом по отношению к напряжению предыдущей фазы на угол равный 60° (при двухполупериодном выпрямлении).

 

Кроме того, можно уменьшить ёмкости конденсатора фильтра втрое по сравнению с однофазным двухполупериодным выпрямителем, имеющим такие же параметры по сглаживанию пульсаций выпрямленного напряжения (порой бывает сложно найти высоковольтный конденсатор достаточно большой ёмкости для фильтра).

 

Получить разрешение на подключение к трёхфазной сети с установкой соответствующих счётчиков можно в региональных электросетях. Трёхфазные вводы имеются в большинстве городских домов.

 

Учтите, что при этом напряжение питания должно быть на всех трёх фазах одновременно, отсутствие напряжения на одной или двух фазах сразу скажется на качестве работы аппаратуры.

 

В.Беседин