О помехозащищённости бытовой аппаратуры

Радио 1981, 7-8

С развитием сети телевизионного и ЧМ радиовещания и увеличением числа работающих в крупных городах УКВ передатчиков возросли помехи расположенным поблизости от них радиоприёмникам (в диапазоне KB), усилителям НЧ и другой бытовой радиоаппаратуре.

Попавшие на вход радиовещательного приёмника, работающего в диапазоне KB, сигналы УКВ ЧМ передатчиков, в том числе и телевизионных (звукового сопровождения), наравне с полезным сигналом участвуют в преобразовании частоты, детектируются, усиливаются и прослушиваются с сильными искажениями. Видеосигналы телевизионных передатчиков слышны как фон частотой 50 Гц. Например, при настройке приёмника на частоты 12,089 и 11,856 МГц (диапазон 25 м), 9,392 и 9,578 МГц (диапазон 31м) помеха от передатчика первого канала телевизионного вещания (несущая частота 49,75 МГц) участвует в преобразовании частоты соответственно с четвёртой и пятой гармониками гетеродина.

В усилителях НЧ помехи от ЧМ передатчиков, наведённые в монтажных проводах, могут детектироваться переходами транзисторов. В результате на выходе усилителя прослушиваются программы ЧМ радиовещания. Для ослаблении помехи такого рода иногда бывает достаточно конденсатором небольшой ёмкости (100...1000 пФ) с короткими выводами шунтировать детектирующий переход транзистора или входы каскадов, «принимающих» и усиливающих помеху перед детектированием. Таким способом можно выявить каскады, чувствительные к помехе. Кстати, наиболее подвержены действию помех от УКВ передатчиков входные цепи, поэтому вход, например, усилителя НЧ во всех случаях целесообразно шунтировать конденсатором указанной ёмкости.

Подключение антенны к приёмнику

Рис. 1

По этой же причине в приёмнике антенну желательно подключать не к отводу контурной катушки, а к конденсатору входного контура, как схематично (без элементов согласования с антенной) показано на рис. 1. В этом случае большая часть токов, наведённых электромагнитным нолем помехи, пройдёт через конденсатор С1 (для них его сопротивление невелико), практически минуя катушку L1. Иначе говоря, наведённое в катушке связи L2 напряжение помехи будет значительно снижено.

При небрежном монтаже напряжение помех может возникнуть и в монтажных соединениях. Во избежание этого провода, соединяющие эмиттер и базу транзистора с источником сигнала (например, с катушкой связи), должны иметь минимальную длину. Ещё более ослабить наведённую в монтажных соединениях помеху можно экранированием чувствительных к наводкам каскадов или даже всего аппарата.

Следует, однако, иметь в виду, что указанные меры ослабления помех от УКВ передатчиков эффективны только при правильном соединении общих проводов устройства. Примером неудачного монтажа может служить схема соединений, показанная на рис. 1. Здесь через «заземлённый» участок сигнального провода АВ протекает ток помехи Iп, который складывается из двух токов. Один из них возникает вследствие соединения этим проводом полюсов диполя антенна - «заземление» (диполь может быть образован и иными элементами устройства, например, шасси аппарата, длинными внешними сигнальными проводами, проводами цепи питания и т. д.), а другой наводится в петле ABC, в которую входит и провод АВ. В результате на индуктивности провода ток помехи Iп создает напряжение помехи Uп, которое на эмиттерном переходе транзистора V1 складывается с напряжением сигнала.

Избавиться от помехи, возникшей по этой причине, можно, если общие провода соединить в одной точке, выбрав её так, чтобы токи помехи не попадали в сигнальные провода. В рассматриваемом случае (рис. 1) для этого достаточно разорвать лишнее соединение правее точки В или, отключив нижний (по схеме) вывод катушки L2 от точки А, отдельным проводом соединить его с эмиттером транзистора V1 (на схеме это показано штриховой линией).

нейтрализующий трансформатор на основе ферритового кольца для подавления помех

Рис. 2

Напряжение помех может возникнуть в длинных соединительных проводах. Например, если сигнал на вход усилителя НЧ поступает по длинному кабелю, то при незаземлённом источнике сигнала образуется диполь, а при заземлённом - петля, в которых возникают высокочастотные наводки, создающие напряжение помех в общем проводе. Для их ослабления на входе усилителя рекомендуется включить нейтрализующий трансформатор, функции которого может выполнять надетое на кабель ферритовое (например, марки 150НН1, 100НН и т. п.) кольцо. Ещё лучше - намотать на такое кольцо несколько витков кабеля (см. рис. 2). Нейтрализующий трансформатор не влияет на прохождение полезного сигнала, так как его токи текут но соединительным проводам в противоположных направлениях, и создаваемые ими магнитные поля взаимно компенсируются в магнитопроводе. Токи же высокочастотных наводок от передатчиков УКВ текут в обоих проводах в одном направлении и поэтому ослабляются. Для предотвращения помех нейтрализующие трансформаторы желательно включать не только на входе, но и на выходе низкочастотных устройств, а также в цепи питания (все соединяющие два блока провода можно намотать на одно общее ферритовое кольцо).

Практическое применение предложенных здесь способов борьбы с помехами от передатчиков УКВ рассмотрим на примере переносного приемника ВЭФ-202 (ему аналогичны модели ВЭФ-12, ВЭФ-201). Поочередное шунтирование конденсаторами входов высокочастотных каскадов приёмника показало, что помехи проникают в него в основном со входа усилители ВЧ, выполненного на транзисторе Т3 (по принципиальной схеме, прилагаемой к инструкции по эксплуатации). Схема соединений входных цепей приёмника показана на рис. 3. Полезный сигнал с катушки связи 1.4 на эмиттер транзистора Т3 поступает через проводник, соединяющий контакт 5 барабанного переключателя диапазонов (в дальнейшем - контакт 5Б), контакт 6 монтажной платы приёмника (в дальнейшем - 6П) и конденсаторы С45, С48. В то же время сигнал, принятый антенной Ан1 и поступивший на катушку входного контура L3 через тот же провод 5Б-6П проходит на группу проводов, образующих противовес антенны. В эту группу входят корпус блока КПЕ С3С40, печатный проводник цепи питания гетеродина и смесителя и соединённый с ним через конденсатор С45 общий плюсовой провод, а также экраны фильтров ПЧ и другие проводники, соединённые с общим проводом через конденсаторы в каскадах усилителей ПЧ и НЧ. Провод 5Б-6П включён в состав ещё двух петель из общих проводов: 5Б-6П - печатный проводник к контакту платы 1 (1П) - корпус блока КПЕ С3С40 - контакт 8 переключателя (8Б) - С7-5Б и 5Б-6П-С3-8Б-С7-5Б. Вряд ли нужно доказывать, что при таком монтаже высокочастотные наводки в сигнальном проводе 6Б-6П просто неизбежны. Чтобы этого не было, необходимо перерезать печатный проводник, соединяющий контакты 6П и 1П (он лишний, так как эти контакты фактически соединены на корпусе блока КПЕ С3С40). В результате разъединятся длинные провода «заземления» входных и гетеродинных контуров и, помимо ослабления высокочастотных наводок, несколько снизится взаимное влияние настроек указанных контуров, что улучшит стабильность настройки приёмника.

Улучшение помехоустойчивости приёмника ВЭФ-202

Рис. 3

Чтобы освободить цепь эмиттера транзистора Т3 от мешающих токов второй петли и противовеса антенны, нужно отпаять левый (по схеме) вывод конденсатора С48 от печатного проводника питании и соединить его отдельным проводом с контактом 5Б (на рис. 3 это показано штриховой линией) Благодаря этому полезный сигнал на эмиттер транзистора Т3 пойдёт но новому, свободному от токов высокочастотных помех проводу. После таких несложных изменений в монтаже наводимые в цепи общего провода помехи значительно уменьшаются и более заметными становятся помехи, проникающие на вход приёмника из антенны за счёт индуктивной между катушками L3 и L4. Эти помехи можно уменьшить, переключив антенну с отвода катушки L3 на точку соединения конденсаторов С2 и С6. Для дополнительного снижения помех от передатчиков УКВ эмиттерный переход транзистора Т3 полезно шунтировать конденсатором ёмкостью примерно 100 пФ. При питании от сети в провода питания на входе или выходе выпрямителя следует включить нейтрализующий трансформатор.

Описанная переделка приемника ВЭФ-202 позволила снизить помехи от передатчиков УКВ до такого уровня, что их стало трудно найти там, где прежде они «забивали» сигналы даже довольно мощных радиостанций.

И. Егоров, г. Москва

Комментарий специалиста. Прокомментировать статью редакция попросила кандидата технических наук В. Т. Полякова. Вот, что он рассказал.

«Для повышения помехозащищенности высокочастотной радиоаппаратуры нас, старых радиолюбителей, учили относиться к её монтажу с особым вниманием: располагать детали на плате или шасси рационально компактными группами, соединять их только короткими прямыми проводами, весь чувствительный к наводкам аппарат, а по возможности, и отдельные каскады тщательно экранировать. Общих проводов «заземления» вообще не должно быть - их функции вполне могут выполнять металлическое шасси, стенки отсеков или большие участки фольги печатной платы, охватывающие со всех сторон отдельные токоведущие площадки. Эти рекомендации, кстати, ещё выполняемые при разработке связной аппаратуры, позволяют если не устранить, то в значительной мере ослабить помехи радиоприёму.

К сожалению, конструкторы бытовой радиоаппаратуры следуют этим рекомендациям не всегда: металлические детали устройств часто оказываются «незаземлёнными». КПЕ размещается в одном углу аппарата, а контурные катушки - в другом, соединительные провода нередко излишне длинны и т. д. Результат, как и следует в таких случаях ожидать, получается плачевный: помехозащищенность - низкая, излучение гетеродина, а стало быть, и помехи другим радио- и телевизионным приёмникам велики, селективность входных цепей (разумеется, в том случае, если сигнал поступает не от генератора сигналов, а из эфира) очень низкая. Это очень наболевший вопрос!

Другой аспект этой же проблемы состоит в правильном выборе режима транзисторов. Известно, что в линейном усилительном каскаде может иметь место только ограничение, а отнюдь не детектирование высокочастотных наводок. Иными словами, для снижения помех от радиостанций необходимо правильно установить режим работы транзистора усилительного каскада (кстати, при этом и нелинейные искажения будут минимальными).

Крутизна переходной характеристики смесителя должна линейно зависеть от напряжения гетеродина и изменяться, следовательно, по чисто синусоидальному закону. Такой смеситель не смешивает на гармониках гетеродина. Однако картина меняется при чрезмерно большом напряжении гетеродина, что нередко бывает в бытовых транзисторных приёмниках. В результате коллекторный ток приобретает характер коротких импульсов (режим отсечки), а это способствует преобразованию на гармониках гетеродина. Избавиться от этого явления Несложно - достаточно снизить напряжение гетеродина, поступающее на смеситель (уменьшение его вдвое снижает чувствительность смесителя по пятой гармонике примерно в 25 раз, т. е. более чем на 30 дБ!). Таким образом. ослабить помехи (и, по-видимому значительно) можно, минимизировав напряжение гетеродина и подобрав режим смесительного каскада».

К сказанному можно лишь добавить, что, по всей вероятности, существуют и другие способы повышения помехозащищенности бытовой радиоаппаратуры. Хотелось бы надеяться, что конструкторы, занятые её разработкой, обратят внимание на обсуждаемые проблемы и примут меры по доведению этого параметра до приемлемых в условиях современного города значений.

BACKHOME