Помехи (QRM) и борьба с ними
Поиск помехи, эффективный фильтр от помех, приемник для обнаружения помехВсем известно, что в наше время, наличие помех по месту проживая радиолюбителя, это своего рода бич 21 века, с которым приходится бороться для успешной работы в эфире. Особенно это касается тех, кто проживает в городах, которые напичканы различными бытовыми устройствами преимущественно импульсного характера, таких как различные зарядки, компьютерная техника, лампы светодиодного освещения со встроенными драйверами и многое многое другое, которое подключается к сети 220вольт. Тема эта очень сложная и что бы как то решить её, подходить к ней нужно очень серьезно и комплексно!
Мой QTH расположен в городе, в небольшом частном секторе, который довольно близко находится от центра города. Плотность участков с домами, очень высокая, как и сами участки, сравнительно небольшие, чаще всего от 4 до 6 соток на один жилой дом. Земли откровенно мало, что бы даже как то антенны толком разнести без взаимного влияния.
Походив по участку с бытовым SONY АМ радиоприемником, на предмет мониторинга помех, конкретных результатов по выявлению источника я не получил. Гудело и жжужало везде и все вокруг. Преимущественно в диапазонах ДВ и СВ волн. Традиционно уже, увы, стрелка на трансивере в диапазонах 80-40 метров, не опускается ниже 7 баллов по S-метру. В зимнее вермя года, на НЧ так и вовсе бывает S-metr на уровне не менее 9+5 +10dB.Работать в эфире с таким уровнем, конечно сильно напрягает, а если на интерес, так и вовсе не возможно.
В голове возникла идея, изготовить специальный приемник - "пеленгатор" для этих целей. Дело в том, что бытовые радиоприемники не очень хорошо подходят для мониторинга и локализации помех. Супергетеродинные схемы, со встроенными цепями АРУ, c никакой встроенной антенной на коротком кусочке из феррита, не дают четкой картины.
Немного подумав, решил собрать простой радиоприемник по схеме прямого усиления. Чувствительности должно было хватить, что бы обработать им все сигналы в ближней зоне. Высокая избирательность тут совершенно не нужна, а наличие рамочной антенны и отсутствие цепи АРУ, позволит обострить направленость на источник помех.
Была взята обычная схема из интернета и слегка доработана мной для поставленной задачи.
Приемник собран на советской элементной базе (что было под руками), за исключением микросхемы в усилителе низкой частоты на LN386, которая включена с коэфф. усления 200. Имеет обычный амплитудный классический детектор на двух диодах и усилитель высокой частоты на 3 транзисторах. Первый каскад выполнен на полевике, что бы обеспечить высокое входное сопротивление УВЧ, что позволит подключать к приемнику диапазонный контур, без катушки связи, напрямую.
Схема была тщательно отработана и настроена.Транзиторы с h200-300 в УВЧ. Что бы получить максимум усиления, пришлось подобрать режимы для УВЧ по постоянному току, подавая сигнал с ГСС на частоте 1 мгц, с максимальной амплитудой по выходу. В моем варианте, приемник уверенно слышет сигнал уровнем в 50 мкв, нагруженный на рамку (внешняя антенна ГСС) на расстоянии 1 м.
На схеме не показана рамочная антенна, поэтому опишу конструктив самой рамочной антенны более подробно. Для рамочной антенны я использовал сантехническую гибкую трубу (не знаю как правильно она называется по типу) которая выполнена из аллюминевой трубки, обтянутой с двух сторон пластиком, внешним диаметром 16мм. Мной был выбран диаметр кольца антенны в 300 мм. Во внутрь протянуто 3 равных отрезка кабеля FTP (UTP) нужной длины, таким образом, что бы из трубки торчали концы по 5-7см. Такой кабель применяется для интернет подключений, состоящий из витых внутренних пар по 8 жил толщиной 0.4мм каждая. В точке входа и выхода проводов кабеля, все концы были соединены последовательно, образовав там образом катушку в 24 витка, с отводами в точках соединений снаружи.
Входной контур в моем варианте состоит из галетного переключателя на два положения, где одна галета переключает отвод катушки, а вторая, подкидывает дополнительную емкость в параллель к переменному конденсатору настроки. Кольцо антенны, в верхней точке, имеет разрыв в 10мм и соединяется при помощи пластикового кусочка трубы, чуть большего диаметра. Необходимо снять по месту пластиковую изолацию трубы и залуженным проводом, соединится с аллюминием трубки, что бы в последующем запаять этот провод на землю. То есть другими словами, рамка антенны должна быть заземлена.
Описываемый конструктив антенны, перекрывает диапазон от 3 мгц до 400 кгц. К сожалению, до участка Длинных волн, не хватило места в отверстии трубки, что бы просунуть еще дополнительных 8 витков провода (еще один отрезок кабеля ФТП). Учитывая такую ситуацию, я сделал антенну съемной, на разъеме, что бы была возможность менять "рамки". В наличие у меня изготовлена и вторая рамка, которая перекрывает полосу частот от 30кгц до 500 кгц, и содержит 48 витков провода по описанной выше технологии. К сожалению, делать такую схему для рыботы выше 3 мгц, не имеет смысла, так как чувствительность приемника начинает сильно падать, что свойственно для классических приемников прямого усиления. Если кому то будет не понятен конструктив приемной рамки, то можно будет взять за образец конструкцию (есть фото) антенны Приемник Охоты на Лис, лишь увеличив витки рамки.
В приемник встроен индикатор уровня сигнала, на основе стрелочного прибора с отдельным к нему усилителем. Схема усилителя расположена ниже. Не стал отрисовывать схему на компьютере, так как она проста и понятна. Подстроечным резистором R8 регулируем общую чувствительность схемы из расчета применяемой стрелочной головки. Подстроечник R9 служит для "иннерции возврата стрелки" на ноль. Входной подстроечный резистор R1, уставливают таким образом, что бы не подсаживался уровен сигнала с выхода детектора. В моем случае, это вышло примерно 36ком. Встроенный S-метр позволяет четко наблюдать уровень сигнала и особенно полезен, в непосредственной близости от источника помехи.
Конструктивно приемник выполнен в корпусе из полосок аллюминия, толщиной в 2мм, собранных в коробку с размерами 40х50х300мм. Размер корпуса, в первую очередь определяет рамочная антенна устройства, поэтому делать все в миниатурю, не видел никакого смысла. Приёмник снабжен внутренним стабилизатором (КРЕН) на +9в для питания всей схемы от внешнего сетевого адаптера ( коих сейчас полно в продаже) от 12 до 20вольт постоянного напряжения, а так же может питаться от внутренней батареии "Крона" 9В. Потребление приемника зависит от уровня громкости, но не превышает обычно 70ма (максиум громкости, максимальный сигнал на входе). А так же имеется разъем 3.5мм для подключения наушников.
С готовым приемником, был обследован участок на котором расположены мои КВ антенны. Мне повезло, внешних паразитных излучений, от соседей, я не обнаружил. Зато обследование выявило собственную "грязную" сеть уже на этапе подвода кабеля СИП и кабеля уложенного в грунт на глубине 70-80см, который подходит у меня к эл. щиту дома. Приёмник четко фиксирует помехи на частотах 100кгц и 500кгц, на всем протяжении проложенного кабеля. и это не смотря на то, что кабель у меня в броне, 5-ти жильный на 16 квадрат, с выполенным заземлением как у столба где стоит эл. щит со счетчиком, так и по месту подхода к эл. щиту дома, где имеется свое заземление. Так же фонят кабеля фидера антенн, по внешней оплетке кабеля, ведь они так или иначе соединены с общей землей.
Приемник имеет очень острую направленность. Поворот приёмной рамки от максимального сигнала в минимум, сводит сигнал практически до нуля, а слушая сигнал радиостанции, порой при повоте антенны, не меняя настройки по частоте, уже можно принимать и весьма не плохо сигнал совершенно другой радиостации. Приемник прямого усиления принимает ОКАЗЫВАЕТСЯ большое количество АМ вещательных станций в диапазоне ДВ-СВ, при чем с очень приятным звучанием этих станций на слух. Чисто эстетически, его хочется слушать, в отличие от бытового супергетеродина SONY, на котором на пол шкалы лишь рокот и трески от помех.
Так же быстро удалось проверить свои собственные бытовые приборы, которые подлючены в сеть 220в. Пришлось в спутниковый тюнер, в районе его БП поставить самодельный сетевой фильтр. Больше других источников помех у себя не обнаружил. Осталось решить вопрос, как локализовать помехи идущие по сети!
Мной был изготовлен сетевой фильтр. Схема показана ниже. Схема фильтра, собственно классическая, со средней точкой, состоящая из двух звеньев. Учитывая, что фильтровать нужно и "землю" (общий провод по шине "земля"), был сделан дополнительно внешний дроссель. На схеме показано, как правильно его нужно запитать.Такая схема позволяет сгладить все импульсные помехи значительно, которые идут по проводам сети 380/220В, включая и общую шину земли. Устанавливать такой фильтр нужно как можно ближе к общему электрическому щиту или в крайнем случае на входе в ваш шэк. Проверка осциллографом шины земли, после дросселя, не выявило какойц либо помехи. При приеме на трансивер ICOM-751A, уровень шума упал с 9 баллов до 4-5ти баллов!
Для чистоты эксперимента, отключил трансивер от блока питания и подключил его к автомобильному аккумулятору. Чисто субъективно, стало еще чище. Помехи на 80-ке не превышали 4 баллов, но еще что то прослушивалось. Скорей всего, уже сказывалось близкое расстоние установленной диапазонной антенны к воздушной линии сети, котороая у меня проходит вдоль улицы или наличие соседских домов, со своими источниками шума, в дальней зоне. Все же чувствительность трансивера в десятки раз выше, чем у простого радиоприемника прямого усиления.
При общении с Иваном RA3WDK, в порядке обмена опытом, он посоветовал на участке СИП кабеля, где установлен эл.счетчик, установить ферритовую муфту (из ферритовых колец марки 4000-6000НН) прямо на кабель, который уходит к дому в грунте. Идея хорошая, осталось лишь подумать, как её реализовать, ведь у меня кабель АВБбШв 5х16 квадрат, имеет диаметр 30 мм... Где такие кольца брать, вот вопрос?
Техника и схемы
Для увеличения картинки, следует кликнуть по фотографии
Для увеличения картинки, следует кликнуть по фотографии
|
 |
 |
| Принципиальная схема приемника (крупно) |
Схема усилителя S-метра | Внешний вид приемника |
 |
 |
 |
| Сетевой фильтр в корпусе | Внешний вид фильтра | Принципиальная схема сетевого фильтра |
 |
 |
 |
| Шина "земля" до фильтрации |
Кабель в броне, уложенный в землю |
Внешний эл.щит со счетчиком у столба |
Работа была проведена довольно не простая, но оно того я считаю. стоило! Тема помех, сложная тема, как и природа этих помех, их источники, порой не предсказуемы и в каждом месте, все наверное окажется по своему. Но представлять ситуацию, а не догадываться, все же нужно! Тогда легче будет прийти к выводу, какими мерами можно осуществить подавление помехи. Большинство радиолюбителей вынужденно мириться с ситуацией, когда эфир забит помехами и часто уходят в режим ФТ8, так как это представляется многим наверное проще и единственным выходом.
Мне режимы работы "в цифре", не нравятся! Я больше люблю живое общение в эфире. Предпочитаю слушать и слышать сам, поэтому решил побороться, на скольько это возможно с QRM по месту своего проживания. Надеюсь, может быть мой опыт окажется в чем то полезным и другим радиолюбителям.
73!de EW6T
