Механизм возникновения фоновой помехи в радиоканале

Zandy · 13.04.2004, 16:23

Вопрос теоретический. Наблюдал неоднократно, но не могу сформулировать строгое объяснение этого механизма, а как следствие, наиболее приемлемых способов борьбы с этим вредным явлением.
Суть дела. Для простоты изложения не буду вдаваться в тонкости реальной конструкции.
Имеем: кварцованные передатчик и приемник. УКВ. Антенны - автономные. Модуляция - ЧМ. Ближняя зона.

При приближении антенны передатчика или приемника к электроприборам, работающим от сети переменного тока (причем сильнее этот эффект проявляется при пространственных манипуляциях с передатчиком) на выходе ЧМ детектора возникает помеха в виде фона индустриальной частоты.
"Ковыряние" в цепях смесителя и гетеродина приемника сводят помеху на "нет".
Намерянно не хочу высказывать собственные гипотезы, так как там есть противоречия.
Хочу послушать мнения людей, которые сталкивались с подобным явлением или имеют какие - либо мысли по этому поводу. К сожалению, в литературе ничего подобного не встречал.

**LY1CE** · 13.04.2004, 17:20

Это по всей вероятности так называемый "мультипликативный фон".
Сигнал передатчика попадая на нелинейности (п.п. приборы, плохие контакты...) в цепях сети переменного тока модулируется фоном и переизлученный попадает в приемник.
Правда, замечание что "Ковыряние" в цепях смесителя и гетеродина приемника сводят помеху на "нет" вносит некоторые сомнения. Обычно избавиться от помехи такого рода манипулируя настройками приемника и передатчика не удается.
Основной способ борьбы - вылавливать эти нелинейности и устранять, или если это невозможно - шунтировать по ВЧ (например диоды выпрямительного моста).
Однажды приходилось наблюдать это явление даже в дальней зоне (~10 км).
Исследование показало, что фидер передатчика из за несиметричного питания антенны сильно излучал и возникшая в выпрямительном мосте помеха воздействовала на ЧМ модулятор передатчика. Шунтирование диодов емкостями 33 нФ проблему сняло. Правда антенну до ума потом тоже довели.
Пару раз это явление и способы борьбы описывались в журнале "РАДИО".

Zandy · 13.04.2004, 17:32

Спасибо за отклик. Этот механизм я знаю. Но здесь что-то более хитрое. "Собака роется" именно в цепях смесителя и гетеродина приемника. Например, если уменьшить сигнал гетеродина или ослабить его связь со смесителем, этот, так называемый "мультипликативный фон" перестает прослушиваться!

**LY1CE** · 13.04.2004, 22:03

Так может излучение гетеродина и заводит энтот механизм ?
Приемник случаем, не прямого преобразования ?

Zandy · 13.04.2004, 23:53

Нет, приемник не прямого преобразования. Первая ПЧ - 45 мГц, т. е. фильтры ВЧ достаточно хорошо фильтруют гетеродин. Хотя, конечно подавление гетеродина - вещь относительная, и излучаться он конечно как-то может.

И все же - непонятен механизм!

**LY1CE** · 14.04.2004, 10:06

Может тогда это будет похоже на мной упомянутый случай воздействия мультипликативной помехи на модулятор передатчика ? Но в таком случае приемник должен слышать это и при значительном удалении.
Если есть возможность подключения выносной антенны к передатчику, то можно исследовать зависимость помехи от расстояния между передатчиком и этими самыми сетевыми приборами при расположении антенны в позиции, где помеха с автономной антенной сильно проявляется..

Zandy · 14.04.2004, 15:32

У меня есть два абсолютно идентичных приемника. В одном из них уровень гетеродина ослаблен. Так вот в нем вышеуказанный деффект отсутствует полностью. Что говорит о том, что дело кроется в приемнике.

Теперь немного теории. Предупреждаю! Это всего лишь мои доморощенные домыслы. Механизм возникновения "фоновой" АМ я вроде понимаю. Например, описанный вами. Если передатчик имеет сетевое питание, то диоды выпрямительного моста работают, как ВЧ-ключи, которые с частотой 100 Гц подключают и отключают провода питания, тем самым изменяя физическую длину "противовеса" антенны. Налицо паразитная АМ. Это понятно. Непонятно только, где эта АМ превращается в ЧМ? Хотя, переодическое изменение параметров антенны будет вызывать также паразитную фазовую модуляцию, а это уже ближе к ЧМ. В любом случае, помеха, вызванная таким механизмом неустранима никакими "ковыряниями" в приемнике и устраняется только посредством шунтирования диодов конденсаторами в передатчике.
Отсюда, я делаю практический вывод, что АМ конвертируется в ЧМ в передающем узле.
Теперь мой случай. Передатчик имеет автономное питание и автономную антенну. Подносится к сетевому шнуру какого-либо работающего прибора. Понятно, что тут работает эффект переотражения. Как здесь возникает паразитная АМ? Ведь нужна какая-то нелинейность. Предположим, что она есть внутри этого прибора (хотя, какая нелинейность в утюге - только за счет плохих контактов?). Допустим паразитная АМ возникла. Теперь сакраментальный вопрос: будет ли в этом случае конвертация в ЧМ? Практика показывает, как и было упомянуто ранее, что нет, не возникает. Она рождается в приемном тракте, и перемещением приемника в пространстве удается найти такое местоположение приемника при котором фон отсутствует. Также все крутится вокруг гетеродина и смесителя приемника. Как было упомянуто выше, уменьшением уровня гетеродина удается полностью устранить эффект!!!???

Поэтому хочу направить мысль любезно отвечающих мне именно на приемник. Какие эффекты могут возникать в нем?
Может ли нелинейность ЧМ приемного тракта так влиять? (казалось бы не должна) Может нелинейность первого смесителя? Зависит ли линейность смесителя от уровня гетеродина? Как может влиять излучение гетеродина? Может плохая развязка между гетеродином и сигнальным трактом? Может паразитная АМ проникает в гетеродинный тракт и "затягивает" гетеродин? (Гетеродин вообще-то сделан по типу синтезатора с большой постоянной времени в "петле" и не может "отрабатывать" быстрые изменения в частоте) И т. д и т. п.

Короче куча вопросов. Большая просьба, если есть хоть какие нибудь мысли, даже самые бредовые, откликнитесь пожалуйста! А то, я совсем зациклился.

**LY1CE** · 14.04.2004, 17:55

А какая длина волны ?

Zandy · 14.04.2004, 19:37

430мгц. Даю дополнения. Контролирую сигналы спектроанализатором посредством очень слабой связи, чтобы не влиять на процессы.
Передатчик с антенной лежит рядом с шнуром сетевого источника питания. На входе смесителя наблюдается принимаемый сигнал с явной фоновой АМ помехой. В наушниках - фон.
Перемещение приемника с антенной в пространстве изменяет как уровень сигнала, так и глубину паразитной модуляции. Причем они не кореллированы между собой. Можно добиться такого положения, когда сигнал большой, а модуляция слабая. И наоборот, сигнал слабый, а глубина паразитной АМ - большая. С уменьшением глубины модуляции падает фон в наушниках. Можно найти такое местоположение приемника, когда модуляция и фон в наушниках почти пропадают.
Дальше, самое интересное. Касаясь короткой отверткой с изолированной ручкой точки, в которой гетеродин соединяется со вторым затвором смесителя фон в наушниках пропадает просто абсолютно, несмотря на то, что на спектроанализаторе, подключенном к сигнальному входу смесителя я продолжаю наблюдать огромную паразитную АМ.
Дальше. Перестраиваю спектроанализатор на частоту гетеродина (т.е. хочу увидеть паразитное просачивание гетеродина на сигнальный вход смесителя). Еле, еле видно, все в шумах, но все же как то наблюдаю (подключить спектроанализатор непосредственно, даже через слабую связь, ко второму затвору не могу, т. к. это сразу приводит к исчезновению фона). Так вот. Вижу я, что гетеродин тоже модулирован фоном, но уже не по амплитуде, а по частоте.
Т.е. входной, модулированный АМ сигнал, как то проникая в гетеродинные цепи приводит к паразитной ЧМ модуляции гетеродина. Становится понятным, почему ослабление связи гетеродина со смесителем устраняет этот эффект.
Казалось бы разгадка близко. Непонятно только, почему в дальней зоне, когда сигнал достаточно слаб, эффект не уменьшается?!

**LY1CE** · 14.04.2004, 22:36

В журнале РАДИО 2002/8/стр.54 есть статья В.Т.Полякова (только не смейтесь

) "Детекторные УКВ приемники ".
В разделе для начинающих

. Там описан интересный эффект возникновения паразитной АМ из за интерференционных явлений. Может это хитрая помесь описанного эффекта с мультипликативной помехой ?
А если СА с подключенной антенной поместить в дальнюю зону паразитная модуляция будет наблюдаться ?
К стати, какова мощность передатчика ?
Извините, как то вопросов получилось больше чем ответов

Zandy · 15.04.2004, 01:24

Таdаs, спасибо за помощь. По моему, я все-таки в общих чертах разобрался, о чем и писал ранее.
Выводы:
Во-первых, мультипликативная помеха излучающего передатчика, находящегося вблизи мощных устройств, питающихся от сети (кстати только тех, которые имеют в своем составе нелинейность, например, выпрямительный мост. Утюг не дает таких помех) имеет чисто амплитудный, а не частотный характер. Поэтому идеальный ЧМ приемник к такой помехе не чувствителен.
Во-вторых, конвертация АМ - помехи в ЧМ происходит в гетеродине приемника. Из-за плохой развязки сигнальных и гетеродинных цепей неидеального смесителя, помеха проникает на гетеродинный вход смесителя и его активное, а больше, наверное реактивное сопротивления меняются в такт с помехой. Выходной резонансный контур буферного каскада гетеродина начинает менять резонансную частоту в такт с помехой. Из-за большой обратной проводимости транзистора буферного каскада, меняется его входная проводимость, а точнее ее реактивная составляющая, которая, воздействуя на контур ГУНа и вызывает его паразитную ЧМ модуляцию. Петля ФАПЧ не справляется с этой помехой, так как имеет большое время интегрирования.
Вот так. Сам задал вопрос, и сам же на него ответил.
Механизм ясен - дело за смехотехникой!

**LY1CE** · 15.04.2004, 09:40

Как я уже упоминал, мультипликативная помеха, создаваемая сигналом передатчика может воздействовать на ЧМ модулятор передатчика (там всегда найдется какой нибудь паразитный АМ детектор) и модулировать его, тем самым превращаясь в ЧМ помеху.
В выше упомянутом мной случае мощность передатчика была 4 Вт в диапазоне 27 МГц. Слышали фон все корреспонденты в пределах зоны связи.
Мне все хочется думать, что в Вашем случае действует не один механизм, поэтому локализация оказывается затруднительной.

Zandy · 15.04.2004, 12:23

Я согласен с вами, сам наблюдал подобные явления и лечил их шунтированием диодов моста конденсаторами. Даже еще дроссели вставлял последовательно. Вероятно такие вещи возникают в плохом передатчике с сетевым питанием и плохим антенным противовесом, т.е., когда противовесом служит сама плата и подсоединенные к ней провода питания.
В моем случае передатчик имеет надежный металлический корпус и автономное питание.

Короче говоря, этот эффект я уже устранил практически, добавив гетеродину второй буферный каскад и сделав апериодическую (без резонансного контура) связь со смесителем. Фон отсутствует полностью. Любопытный факт: Измерительный приемник SMV8,5 страдает той же болезнью, которую я так успешно вылечил.