Tvrd funkcionalna ovisnost između koeficijenata, pulsni šum otvara mogućnost konstruiranja kruga odlučivanja prijamnog uređaja u kojem prisutnost pulsnog šuma ne povećava ili gotovo ne povećava vjerojatnost pogrešnog prijema signala. U idealiziranom slučaju gdje su impulsi predstavljeni delta funkcijama, moguće je potpuno potiskivanje pulsnog šuma. Kod stvarnih impulsa konačnog trajanja smetnje se mogu gotovo potpuno potisnuti, pod uvjetom da je za vrijeme prijema jednog elementa signala broj ometajućih impulsa dovoljno mali.

Riža. 8.4. Dijagram koji prikazuje temeljnu mogućnost kompenzacije impulsnog šuma.

Neka ulaz prijamnog uređaja (slika 8.4) primi signal koji zauzima uobičajeni frekvencijski pojas i impulsni šum. U početku nećemo uzeti u obzir učinak na prijem neizbježno postojeće smetnje fluktuacije. Napajajmo primljeni signal s šumom na dva množitelja, koji primaju referentne napone i , gdje je cijeli broj takav da se frekvencija nalazi izvan frekvencijskog pojasa signala. Na primjer, možete odabrati ili, kao što je učinjeno na sl. 8,4, . Izlazni napon multiplikatora integriran je preko intervala, što rezultira naponima proporcionalnim i, koji se dovode u poseban krug koji izračunava vrijednosti i. Ovi podaci omogućuju rekonstrukciju ometajućeg pulsa ako je dovoljno točno aproksimirao delta funkcijom. Budući da je za integraciju potrebno vrijeme, rekonstruirani puls kasni za to vrijeme u usporedbi s impulsom primljenim na ulazu prijemnog uređaja. Ako se primljeni signal neko vrijeme propusti kroz liniju kašnjenja i od njega se oduzme rekonstruirani ometajući impuls, moguće je, u načelu, dobiti signal bez impulsnog šuma.

Gornja shema je, naravno, vrlo teška za praktičnu primjenu i ovdje se smatra samo dokazom temeljne mogućnosti potpunog potiskivanja impulsnog šuma u slučaju idealnih delta impulsa.

U nastavku ćemo razmotriti praktično izvedive metode za potpuno ili gotovo potpuno potiskivanje impulsnog šuma. Međutim, prije nego što prijeđemo na njihov opis, korisno je koristiti primjer idealiziranog kruga na sl. 8.4 razumjeti neke općenite obrasce koji su karakteristični za sve takve metode. Započnimo uzimajući u obzir nedostatke ove sheme i temeljne mogućnosti za njihovo uklanjanje.

Prije svega, napominjemo da dijagram na Sl. 8.4 omogućuje kompenzaciju ometajućeg impulsa samo ako je on jedini tijekom trajanja signalnog elementa. Ovaj se nedostatak može uvelike eliminirati povećanjem složenosti sklopa. Jedna je mogućnost da se umjesto širenja signala s šumom u Fourierov niz u intervalu trajanja, proširenje primjenjuje u intervalu , gdje je neki cijeli broj. Štoviše, za razliku od dijagrama na Sl. 8.4, referentni napon mora imati frekvenciju koja je višekratnik ne, ali ipak leži izvan frekvencijskog pojasa signala; integracija se mora provesti u vremenu, a linija kašnjenja mora biti izračunata za isto vrijeme. U tom slučaju, svi ometajući impulsi mogu se kompenzirati ako nema više od jednog impulsa u svakom intervalu.

Druga mogućnost za suzbijanje ometajućih impulsa koji se proizvoljno nalaze u signalnom elementu je korištenje parova referentnih napona i na različitim frekvencijama koje leže izvan frekvencijskog pojasa signala. To nam omogućuje da odredimo vrijednosti koje se mogu zamijeniti u jednadžbu (8.34) za izračunavanje nepoznanica i . Izračun se u načelu može napraviti elektronički sklop, a kompenzacija se provodi na isti način kao na sl. 8.4.

Obje ove mogućnosti omogućuju kompenzaciju ne više od određenog broja ometajućih impulsa za koje je sklop dizajniran. Očito, stvorite sklop sposoban kompenzirati sve proizvoljne veliki broj pulseva, u osnovi je nemoguće, jer se s povećanjem pulsnog šuma približava normalnom bijelom šumu.

Vratimo se na dijagram na sl. 8.4, dizajniran za kompenzaciju pojedinačnih ometajućih impulsa, i uzimajući u obzir utjecaj neizbježno prisutne smetnje fluktuacije. Njegov učinak, kao što je lako vidjeti, ogleda se u činjenici da sklop za izračunavanje parametara ne prima koeficijente ometajućeg impulsa, već zbrojeve i , gdje su i koeficijenti pri frekvenciji širenja u Fourierov red fluktuacijski šum na intervalu . Kao rezultat toga, parametri će biti netočno izračunati i neće doći do pune kompenzacije ometajućeg impulsa. Štoviše, ako tijekom ovog elementa signala, ometajući impuls ne stigne na ulaz prijemnika, kompenzacijski impuls će se i dalje formirati pod utjecajem odgovarajuće komponente fluktuacijskog šuma i bit će dodan sa suprotnim predznakom signalu. Budući da su koeficijenti Fourierovog niza bijelog šuma međusobno neovisni, to neće dovesti do kompenzacije šuma, već će, naprotiv, povećati njegovu spektralnu gustoću.

Dakle, možemo reći da je dijagram na Sl. 8.4, kompenzacijom impulsne buke, čini se da povećava intenzitet buke fluktuacije. Međutim, ovo povećanje spektralne gustoće šuma fluktuacije obično je malo u usporedbi s .

Da biste smanjili ovaj nedostatak, možete komplicirati krug korištenjem niza uređaja za izračunavanje parametara i korištenjem različitih frekvencija. Usrednjavanjem dobivenih vrijednosti ovih parametara moguće je povećati točnost formiranja kompenzacijskog impulsa i smanjiti povećanje intenziteta smetnje fluktuacije na beznačajnu vrijednost. Ako u isto vrijeme trebate moći kompenzirati impulse, tada će vam trebati parovi referentnih napona, množitelji i integratori te krugovi, od kojih svaki izračunava parametre, nakon čega slijedi usrednjavanje svih krugova.

Stoga se kompenzacija impulsnog šuma provodi učinkovitije, što se širi frekvencijski pojas koristi za analizu oscilacija na ulazu prijemnog uređaja. Ovaj zaključak, kao što ćemo vidjeti iz sljedećih primjera, zajednički je svim poznatim metodama za potiskivanje impulsnog šuma. Osnova za to može biti činjenica da je glavna razlika između serije (8.23) i slične serije za interferenciju fluktuacije stroga veza između koeficijenata. Koristeći prisutnost ove veze, koja se posebno očituje u kratkom trajanju ometajućeg impulsa, moguće je otkriti, analizirati i eliminirati smetnje pulsa jednom ili drugom metodom. Naravno, to se može postići utoliko lakše i potpunije što je veći broj koeficijenata Fourierovog niza koji se analizira, tj. što se širi frekvencijski pojas uzima u obzir u procesu prijema.

Imajte na umu da sve gore navedeno vrijedi samo dok nema koncentrirane smetnje u proširenom frekvencijskom pojasu. Inače će se komponente koncentrirane smetnje dodati koeficijentima koji se koriste za izračun parametara i kompenzacijski puls će biti oštro izobličen. Kao rezultat toga, umjesto kompenzacije za impulsni šum, doći će do povećanja vjerojatnosti pogreške pod utjecajem koncentriranog šuma koji leži izvan frekvencijskog pojasa koji zauzima signal.

Iz toga slijedi da mjere za suzbijanje impulsnih smetnji mogu povećati utjecaj koncentriranih smetnji koje leže izvan raspona frekvencije signala. Ovaj nedostatak očituje se u jednom ili drugom stupnju sa svim metodama suzbijanja impulsne buke. Obično se ne može u potpunosti eliminirati, pa se pri konstruiranju kruga prijamnog uređaja moraju naći kompromisna rješenja u kojima impulsni šum nije potpuno potisnut, ali u značajnoj mjeri, a koncentrirana smetnja utječe na prijam tek nešto više nego u krugu izgrađen bez uzimanja u obzir smetnje pulsa.

Obratimo pažnju na još jedno važna značajka dijagrami sl. 8.4, koji se sastoji u korištenju nelinearnog uređaja za izračunavanje parametara i . Ovaj uređaj mora biti nelinearan, što slijedi iz nelinearne prirode jednadžbi (8.25) ili (8.34) u odnosu na navedenim parametrima. Potreba za nelinearnim uređajem također proizlazi iz činjenice da koeficijenti Fourierovog niza impulsnog šuma nisu međusobno korelirani i, prema tome, međusobno nisu povezani nikakvim linearnim ovisnostima.

U stvarnim uvjetima interferirajući impulsi nisu delta funkcije. Obično se mogu promatrati kao rezultat prolaska delta funkcije kroz neke linearni krug. U općem slučaju, ne-Gaussov šum može se opisati ako su -dimenzionalne funkcije distribucije dane za bilo koju. Međutim, uz zadržavanje pulsne prirode smetnje, problem se može pojednostaviti. Neka postoji određeni broj takav da trajanje ometajućeg impulsa praktički ne prelazi , gdje je još uvijek trajanje elementa signala. Ako je dovoljno velik, tada se analiza elementa dolaznog signala može, do prve aproksimacije, zamijeniti analizom njegovih uzorkovanih vrijednosti u diskretnim trenucima vremena u intervalima. Vrijednosti buke u tim točkama mogu se smatrati neovisnima, pa je za pronalaženje funkcije vjerojatnosti i konstruiranje pravila odlučivanja dovoljno znati jednodimenzionalnu distribuciju vjerojatnosti buke. To je učinjeno u radu čiji je sadržaj ukratko sljedeći.

Neka je jednodimenzionalna distribucija gustoće vjerojatnosti smetnje jednaka . Ograničavajući se na vrijednosti primljenog signala u trenucima , gdje je , cijeli broj, možemo predstaviti funkciju vjerojatnosti za signal u obliku

, (8.35)

Radi jednostavnosti, ograničit ćemo se na razmatranje binarni sustav, onda je pravilo optimalnog prijema prema kriteriju najveće vjerojatnosti odabrati odluku o tome što je poslano ako

. (8.36)

Označimo i proširimo svaki član (8.36) u Taylorov niz oko . To je uvijek moguće ako je funkcija kontinuirana, ograničena i posvuda različita od nule, što ćemo pretpostaviti. Tada se pravilo odlučivanja može predstaviti kao

, (8.37)

. (8.38)

Funkcija se može dobiti kao rezultat prolaska primljenog signala kroz beztromnu nelinearnu dvoterminalnu mrežu s karakteristikom.

Dakle, krug rješenja može se predstaviti kao beskonačan broj grane, od kojih svaka sadrži nelinearnu mrežu s četiri ulaza (8.39) i par filtara usklađenih s i (sl. 8.5).

Ograničavajući se na konačan broj grana u krugu na sl. 8.5, dobivamo suboptimalnu shemu odlučivanja. Konkretno, ako je snaga signala mala u usporedbi s snagom smetnje u analiziranom frekvencijskom pojasu (što se u pravilu događa u širokopojasnom putu prijemnika), možete se ograničiti na jednu granu i dobiti suboptimalan krug prikazan u sl. 8.6.

Distribucija gustoće vjerojatnosti impulsnog šuma u mnogim je slučajevima dobro aproksimirana funkcijom

, (8.40)

.

Riža. 8.6. Suboptimalna shema odlučivanja za prijem binarnih signala u kanalu sa impulsni šum.

U posebnom slučaju kada , distribucija (8.40) postaje normalna. To se događa kada impulsi prolaze kroz uskopojasni filtar i slijede jedan drugoga toliko često da su reakcije koje uzrokuju potpuno blokirane. U ovom slučaju, kao što bi se moglo očekivati, nelinearna mreža s četiri priključka u krugu na Sl. 8.6 degenerira u linearni. Štoviše, u dijagramu na Sl. 8.5, sve ostale mreže s četiri terminala, osim prve, ispadaju prekinute, budući da iz (8.39) pri imamo . Dakle, optimalna shema odlučivanja degenerira u Kotelnikovljevu.

U drugom ekstremnom slučaju, potpuno neprekinuti impulsi, a karakteristika mreže s četiri priključka u krugu na Sl. 8.6 će biti . Dobivamo mrežu s četiri priključka s karakteristikom, tj. idealnim limitatorom.

Kao što je prikazano na , suboptimalni dizajn na Sl. 8.6 omogućuje značajno suzbijanje impulsne buke. Ovo potiskivanje je značajnije što je manje. Kada je impulsni šum potpuno potisnut.

Preklopni izvori napajanja u većini slučajeva stvaraju glavni elektromagnetski "veo" smetnji u frekvencijskom pojasu 1...100 MHz, tj. u svim HF pojasima i na početku VHF. Stvar je komplicirana činjenicom da se broj takvih jedinica danas penje na desetke u jednom domu (računala, monitori, rasvjeta, razni uređaj za punjenje itd.) i stotine u jednoj kući – u bližoj zoni HF antene radioamaterske postaje.

Na sl. 1 prikazuje pojednostavljeni dijagram pulsni blok prehrana. Točnije, jedinica za pretvorbu napona prikazana je krajnje pojednostavljeno, ali su sklopovi za potiskivanje šuma, naprotiv, prikazani u potpunosti. Opći slučaj napajanja je iz trožilne (s odvojenim električnim uzemljenjem) utičnice.

Riža. 1. Preklopni krug napajanja

Prigušnice L1 i L2 potiskuju smetnje zajedničkog načina rada koje dolaze iz napajanja i uređaja spojenog na njega (na primjer, primopredajnik s antenom) mrežna žica i dalje u vodove napajanja. Namoti induktora L1 obično imaju induktivitet od oko 30 mH. Ovo su glavni elementi za suzbijanje smetnji u mreži napajanja. Stoga moraju biti visoke kvalitete i imati visoku impedanciju u cijelom potisnutom pojasu, počevši od sklopne frekvencije tranzistora napajanja (desetke do stotine kiloherca) do nekoliko megaherca.

A u kritičnim slučajevima (osjetljivi prijemnici i njihove antene u blizini) - do desetaka ili stotina megaherca. Sam gas to ne može učiniti. Stoga su u takvim slučajevima iste prigušnice spojene u seriju s L1 i L2, ali s induktivitetom 50...500 puta manjim od prikazanog na sl. 1. Ove dodatne prigušnice moraju imati visoku prirodnu rezonantnu frekvenciju kako bi učinkovito potisnule visoke frekvencije potrebnog pojasa.

Kondenzator C1 potiskuje niskofrekventni diferencijalni šum koji dolazi iz napajanja u mrežu. Smetnje zajedničkog načina rada visoke frekvencije su potisnute keramički kondenzatori mali kapaciteti C2 i C3, spojeni paralelno s C1.

Ali to nije jedina funkcija C2 i C3. Oni također kratko spajaju uobičajenu komponentu preklopnih impulsa na tijelo uređaja.

Pogledajmo ovo detaljnije. Na odvodu tranzistora snage postoje pravokutni impulsi s zamahom od oko 300 V (ispravljeni i filtrirani mrežni napon) s frekvencijom od nekoliko desetaka do stotina kiloherca. Fronte ovih impulsa su kratke (manje od mikrosekunde). Tijekom ovih rubova, ključni tranzistor je unutra aktivni način rada i postaje vruće, pa se trude da prednjice budu kraće. Ali proširuje bend generirane smetnje. I dalje, u snažnim napajanjima tranzistor se zagrijava. Za hlađenje je fiksiran na hladnjak, koji se u nekim slučajevima koristi kao metalno kućište napajanje (ne zaboravite na zaštitu). Tranzistor je izoliran od kućišta brtvom. Kapacitet odvoda po kućištu može doseći nekoliko desetaka pikofarada.

Sada da vidimo što imamo: tranzistorski generator pravokutni impulsi s zamahom od 300 V kroz kondenzator od nekoliko desetaka pikofarada (struktura između odvoda ohlađenog tranzistora i kućišta uređaja na slici 1 prikazana je isprekidanim linijama) spojena je na kućišta i napajanja i uređaj koji se njime napaja. Vjerujemo da je ovo slučaj s nultim potencijalom, ali zapravo postoji velika RF struja koja teče kroz projektirani kapacitet hladnjaka. To će dovesti do pojave velike zajedničke struje (a time i smetnji) na kućištima svih uređaja spojenih na naš izvor napajanja.

Kako se to ne bi dogodilo, ugrađeni su kondenzatori C2 i C3. Bridovi impulsa iz odvoda tranzistora, curili su kroz konstruktivni kapacitet hladnjaka, kroz ove kondenzatore i premosne diode (točnije, kroz diodu otvorenu u ovaj trenutak) spojeni su na sors tranzistora. Ispostavilo se da im je ovaj put lakši od faznog širenja po zgradama.

Kondenzatori C2-C4 spojeni su između krugova koji su sigurni za ljude (izlazi i kućište izvora) i mreže od 230 V. Kako bi se osigurala sigurnost ljudi, nazivni napon ovih kondenzatora je vrlo visok (nekoliko kilovolti) i. njihov dizajn je takav da se u slučaju nesreće odlome, a ne zatvore. Kondenzatori instalirani na mjestu C2-C4 proizvode se kao zaseban tip a nazivaju se Y-kondenzatori. Kondenzatori označeni Y1 dizajnirani su za naponske impulse do 8 kV, Y2 - do 5 kV.

Sa stajališta potiskivanja šuma, preporučljivo je imati veći kapacitet kondenzatora C2-C4. Ali moramo imati na umu da su u slučaju dvožilne mreže (ili prekida žice za uzemljenje u trožilnoj mreži), izlazi i kućište izvora preko kondenzatora C2-C4 spojeni na mrežnu faznu žicu . Stoga njihov ukupni kapacitet treba odabrati tako da struja s frekvencijom od 50 Hz do kućišta ne prelazi 0,5 mA (neugodno, ali ne i fatalno). Uzimajući u obzir moguće maksimalni napon u mreži, raspršenosti, temperaturnim varijacijama i starenju, rezultat nije veći od 5000 pF.

Razmotrimo sada pogreške nastale u filtriranju šuma pulsni izvori.

Ponekad, radi uštede novca, instaliraju samo jedan od dva kondenzatora C2 ili C3. Ideja se na prvi pogled čini razumnom: na kraju krajeva, oni su paralelno povezani velikim kapacitetom kondenzatora C1. Ali na visoke frekvencije kondenzatori veliki kapacitet uopće nisu kratki spoj, ali imaju primjetnu induktivnu impedanciju. Stoga takve uštede mogu dovesti do činjenice da će na desecima megaherca (iznad rezonantne frekvencije C1, koja će biti mala, budući da je ovo kondenzator velikog kapaciteta), potiskivanje zajedničke struje koja teče u kućište. primjetno smanjiti.

Postoji nedostatak kondenzatora C4 - ili proizvođač odluči da se C4 ne može instalirati, jer je kapacitet u njegovom transformatoru mali, ili radoznali potrošač zagrize kako izvor ne bi ugrizao strujom curenja od 50 Hz kroz ovaj kondenzator. Ovaj se problem ne može riješiti vanjskim krugovima (iako dobra vanjska prigušnica za odvajanje na izlaznim krugovima smanjuje ozbiljnost problema), potrebno je staviti C4 na mjesto koje mu pripada.

Odsutnost C2, C3 može biti prihvatljiva, ali samo ako su sva tri sljedeća uvjeta ispunjena odjednom: mreža je dvožilna, kućište napajanja nema kontakt s kućištima napajanih uređaja (plastika, za primjer), tranzistor snage nije instaliran na kućištu hladnjaka. Ako je barem jedan od uvjeta prekršen, C2 i C3 moraju postojati.

Ugradnja kratkospojnika umjesto glavne prigušnice za odvajanje L1 je rijetka, ali se još uvijek može naći u jeftinim izvorima loših proizvođača. Očito štede novac. To se može riješiti ugradnjom normalnog gasa. U krajnjem slučaju, takva se prigušnica može napraviti namotavanjem strujnog kabela na veliku feritnu magnetsku jezgru.

Skakač umjesto L2 nalazi se, nažalost, često, čak i među pristojnim proizvođačima. Očigledno, vjeruju da, budući da ovaj induktor nije potreban u dvožilnoj mreži (a tamo stvarno nije potreban, struja nema kamo teći), onda se može učiniti bez njega u trožilnoj mreži. Jao, ne, jer ovo otvara izravan put u mrežu za smetnje u uobičajenom načinu rada (i smetnje od mreže do kućišta). To se može ispraviti ugradnjom L2 u razmak između mrežnog priključka i ploče. U najgorem slučaju, možemo koristiti vanjsku prigušnicu na kabelu za napajanje.

Na kraju, pogledajmo uobičajena pogreška, što se ne odnosi samo na sklopna napajanja, već na sva napajanja. Često se dodatni kondenzatori postavljaju lijevo (prema slici 1) od L1, kao što je prikazano na sl. 2. Moraju blokirati smetnje drugih ljudi koje dolaze iz mreže u izvor napajanja. Kondenzator C1 blokira diferencijalni šum i ne smeta nam. Ali kondenzatori C2 i C3, koji kratko spajaju zajedničke smetnje u mrežnim žicama na žicu za uzemljenje, mogu uzrokovati HF vezu između tijela uređaja i strujnih (faznih i neutralnih) žica mreže. To će se dogoditi ako su središnje točke C2 i C3 spojene na tijelo uređaja, kao što je prikazano crvenom isprekidanom linijom na slici. 2. Ne možete to učiniti (iako je tužno, često se tako povezuju). RF smetnje zajedničkog načina rada iz mreže ići će kroz C2 i C3 do tijela uređaja. I natrag: zajedničke struje uređaja (na primjer, primopredajnik s antenom) teći će u mrežu. Ispravno spajanje središnja točka C2 i C3 trebala bi biti samo na terminalu uzemljenja trožilne utičnice, ali ne na tijelu uređaja, tj. na lijevom terminalu induktora L2, kao što je prikazano linijom Zelena boja na sl. 2.

Riža. 2. Dijagram napajanja

Ako koristite dvožilno napajanje, provjerite sadrži li vaše napajanje kondenzatore od mrežnih žica do kućišta uređaja. A ako postoje, uklonite ih jer je to izravan put za RF zajedničke struje od mreže do vašeg uređaja i natrag.

A ako je mreža trožilna, tada instalirajte induktor L2 između tijela vašeg uređaja i uzemljenja mreže (on će prekinuti put zajedničkih struja između njih) i pomaknite središnju točku ulaznih kondenzatora (C2, C3 na slici 2) na uzemljenje mreže.

Mrežni filter, prikazano na sl. 2 s kondenzatorima C1-C3, je opći slučaj Za napajanje svih uređaja koji stvaraju radiofrekvencijske smetnje, poput HF odašiljača.

Datum objave: 16.07.2017

Mišljenja čitatelja

• Papar / 16.03.2019 - 10:57
  Ništa nije zabunjeno na malom 1 C2 i C3 nalaze se nakon gasa L1. A na malom 2 C2 i C3 nalaze se ispred leptira L1. Zato postoji točka uzemljenja. p.s. Autorov nadimak je Gončarenko, a ne Gočarko.
• Andrey / 15.05.2018 - 02:55
  Nekako je zbunjujuće, na slici 1 C2, C3 idu na tijelo uređaja, a na slici 2 idu na tlo. Što je točno?

Specijalnost 221600

St. Petersburg

1. SVRHA RADA

Svrha ovog rada je proučavanje principa rada i određivanje učinkovitosti impulsnog prigušivača smetnji širokog spektra.

2. KRATKE INFORMACIJE IZ TEORIJE

Glavne metode zaštite radioprijemnih uređaja od impulsnih smetnji širokog spektra su:

a) neprijam – primjena visoko usmjerene antene, pomicanje antene izvan područja impulsnih smetnji i suzbijanje smetnji na mjestu njihove pojave;

b) krug - razne načine obrade smjese, koristan signal je pulsni šum kako bi se oslabio interferirajući učinak.

Jedna od učinkovitih metoda sklopa za borbu protiv impulsne buke je uporaba širokopojasnog - limitatora amplitude - uskopojasnog kruga (SHOW sklop). Ovaj sklop se često koristi u radio komunikacijama.

U ovaj posao SHOW shema se proučava za dva slučaja:

a) korisni signal su video impulsi;

b) korisni signal je kontinuirani radio signal s amplitudnom modulacijom.

Strukturni dijagrami za ove slučajeve prikazani su na sl. 1a odnosno 1b. U prvom slučaju, SHOW krug se nalazi nakon detektora amplitude krvnog tlaka, u drugom - na putu radio frekvencije prije krvnog tlaka.

SHOW dijagram prikazan na sl. 1a uključuje serijski spojeno širokopojasno video pojačalo, limitator amplitude i uskopojasno video pojačalo. Na ulazu sklopa: iz detektora se prima mješavina signala i smetnje (sl. 2a), a trajanje signala je puno duže od trajanja smetnje (tc>>tp), a amplituda smetnja je znatno veća od amplitude signala (Up>>Uc). Širokopojasno pojačalo dizajnirano je za pojačavanje ulazne smjese do razine koja pruža normalan rad limiter. Širina pojasa puta pojačanja do limitera odabrana je tako da se izbjegne značajno povećanje trajanja interferencijskog impulsa (slika 2b). Prag ograničenja je nešto viši od razine korisnog signala, pa se nakon ograničenja razina signala i smetnje gotovo izjednačava (slika 2c). Uskopojasno video pojačalo (ili filtar) djeluje kao integrator, čija je vremenska konstanta u skladu s trajanjem signala i puno je duža od trajanja smetnje. Zbog činjenice da je tc>>tp, signal na izlazu filtra ima vremena narasti do svoje vrijednosti amplitude, ali interferencija ne (Sl. 2d). Stoga se omjer signala i šuma na izlazu SHOW sklopa naglo povećava.

Procijenimo dobitak u omjeru signal/šum pri korištenju sheme SHOW. Na ulazu sklopa dolazi signal amplitude Uc i trajanja tc te interferencija s pravokutnom ovojnicom (Up, tp). Ulogu integrirajućeg ima RC sklop prvog reda s prijelaznim odzivom oblika

h(t)=1- eksp(- tP/ tR.C.) (1)

gdje je tRC = RC vremenska konstanta filtra.

Iz teorije je poznato da je trajanje porasta signala do razine od 0,9 Uc za takav krug određeno relacijom

t n=2.3 t R.C. (2)

Razina smetnje na izlazu limitatora amplitude Up = Ulim, gdje je Ulim granični prag, a razina korisnog signala i smetnje na izlazu sklopa, respektivno

Ucvan=0,9 UK (3)

Udurenje= UogrezloK (4)

gdje je K pojačanje sklopa. Omjer napona signal/šum na izlazu sklopa SHOW

hvan=(Uc/ UP)out=0.9*US/(Uogrezlo) (5)

Korist od korištenja sheme određena je odnosom

(6)

ili, uzimajući u obzir (5),

q1 =0.9* UP/(Uogrezlo(1/)) (7)

Jer tP<< tR.C. ItS=2,3 tR.C., Da

q1 =(0.9* UP/ Uogrezlo)*(tS/2,3 tP) » 0.4( UP/ Uogrezlo)*(tS/ tP) (8)

Kada je sklop SHOW isključen (limitator je onemogućen), razina buke na izlazu

Udurenje= UPK (9)

U ovom slučaju, odnos signal/šum na izlazu

hvan=(Uc/ UP)out=0.9*US/(UP) (10)

a dobit dobivena zbog "uskopojasnog" izlaznog filtra, usklađenog preko pojasa s korisnim signalom, jednaka je

q2=[ hvan/ hulazni]SHOWoff=0,9/ (11)

Relativni dobitak dobiven korištenjem SHOW sheme definiran je kao omjer

n= q1/ q2 (12)

Nakon zamjene (7) i (11) u (12) i uzimajući u obzir relacije

n<< tR.C. ItS=2,3 tR.C., , imamo

n= q1/ q2 = UP/ Uogrezlo (13)

U SHOW krugu (slika 16), širokopojasno pojačalo su rezonantni stupnjevi međufrekventnog pojačala (IFA) sa širinom pojasa mnogo većom od spektralne širine korisnog signala. Pojačalo se nalazi do limitera. IF kaskada nakon limitera koristi se kao integrator, a širina pojasa ove kaskade se usklađuje sa spektralnom širinom korisnog signala. Kako bi se izbjeglo pogoršanje otpornosti prijemnika na buku zbog širenja pojasne širine kaskada pojačala do limitera, SHOW krug se nalazi što je moguće bliže ulazu prijemnika.

3. OPIS LABORATORIJSKE INSTALACIJE

Blok dijagram laboratorijske postavke za proučavanje prigušivača smetnji prikazan je na sl. 3. Laboratorijska instalacija uključuje:

1. Standardni generator signala (SSG);

2. Osciloskop;

3. Laboratorijska maketa prigušivača smetnji.

Blok dijagram instalacije prikazan je na sl. 4. Sklop sadrži simulator mješavine signala i smetnji i SHOW sklop. Amplitudno modulirana oscilacija (AMO) iz GSS-a dovodi se na ulaz simulatora mješavine signala i pulsnog šuma. AMK ima sljedeće parametre:

a) amplituda Um = 100 mV;

b) nosiva frekvencija fo == 100 KHz;

c) frekvencija modulacije fm = 1 KHz. Simulator proizvodi sljedeće signale:

Sam - koristan AMK;

Si - impulsni korisni signal;

Sp - pravokutni impulsni šum;

Spp - interferencija radiopulsa s pravokutnim oblikom ovojnice.

SYNC - sinkro impuls osciloskopa. Na prednjoj ploči laboratorijskog modela moguće je uključiti simulirane signale i smetnje pomoću preklopnih prekidača “Signal on” odnosno “Interference on”. Korisni impulsni signal miješa se s impulsnim šumom u zbrajaču å1, a kontinuirani korisni signal s AM i radioimpulsni šum se miješaju u zbrajaču å2. Mješavina korisnog signala i smetnji dovodi se u dva SHOW kruga dizajnirana za rad i na video frekvenciji i na radio frekvenciji. Prebacivanje shema vrši se prekidačem "Sam-Si" koji se nalazi na prednjoj ploči izgleda. Prvi krug sadrži širokopojasno video pojačalo (WVA), limiter koji koristi diode VD1, VD2 i uskopojasni filtar (UF1), implementiran pomoću RC kruga. Drugi krug sadrži širokopojasno pojačalo, limiter, uskopojasni filter (UV2) i AMC detektor. UV2 je oscilatorni krug L1 Sk1 Sk2, čija je širina pojasa usklađena s

širina AMK spektra. Ograničivač se uključuje prekidačem "ON PP". Prekidač kontrolne točke s tri položaja (1, 2, 3) omogućuje korištenje osciloskopa za promatranje signala na ulazu sklopa SHOW, na ulazu limitera i na izlazu sklopa.

4. POSTUPAK IZVOĐENJA POSLA

3.1. Upoznajte se s principom rada prigušivača smetnji i sastavom opreme koja se koristi.

3.2. Proučavanje prigušivača smetnji u prisutnosti impulsnog korisnog signala.

3.2.1. Priprema za rad:

Postavite signal sa sljedećim parametrima na GSS izlazu:

a) amplituda - 100 mV;

b) frekvencija - 100 KHz;

c) dubina modulacije - 30%.

Uključite izgled, postavite prekidač "Sam-Si" u položaj Si, prekidače "Buka uključen", "Signal uključen" u položaj uključen, prekidač kontrolne točke u položaj 1.

3.2.2. Mjerenja:

Osciloskopom izmjerite parametre signala i šuma na ulazu sklopa (amplituda signala Uc i šum Up; trajanje signala ts i šum tp);

Izračunajte omjer signal/šum iz napona na ulazu kruga;

Promatrajte signal na kontrolnim točkama kruga s uključenim i isključenim prigušivačem buke, isključivanjem graničnika s prekidačem "On PP";

Izmjerite omjer signala i šuma na izlazu kruga s uključenim i isključenim prigušivačem šuma;

Na temelju rezultata mjerenja odrediti relativno pojačanje i usporediti ga s izračunatim;

Nacrtajte oscilograme na kontrolnim točkama kruga s uključenim i isključenim supresorom.

3.3 Istraživanje prigušivača smetnji pri primanju kontinuiranog signala od AM.

3.3.1. Priprema za rad:

Postavite prekidače u sljedeće položaje:

a) "Sam-Si" - Sam

b) "Signal uključen" - uključen;

c) "Smetnje uključene" - isključene;

d) kontrolne točke - 3;

promjenom frekvencije generatora unutar 100 kHz postići maksimalni signal na izlazu detektora. Promatranje se provodi na ekranu osciloskopa.

3.3.2 Mjerenja:

Promatrajte signal na kontrolnim točkama kruga s uključenim i isključenim prigušivačem buke, isključivanjem limitera s prekidačem "On PP",

Izmjerite omjer signala i šuma na ulazu kruga (ispitna točka 1);

Izmjerite omjer signala i šuma na izlazu kruga (ispitna točka 3) s uključenim i isključenim supresorom;

Bilješka, zasebno se mjere razine korisnog signala i smetnje na ulazu i izlazu sklopa (signal i smetnje se uključuju preklopnim prekidačima "signal on" i "noise on");

Na temelju rezultata mjerenja odredite dobitak u omjeru signal/smetnja pri korištenju sklopa SHOW i relativno pojačanje.

blok dijagram proučavanog prigušivača buke;

oscilogrami signala na kontrolnim točkama kruga;

izračun očekivanog dobitka u omjeru signal/smetnje pri prijemu video signala;

eksperimentalni podaci o učinkovitosti prigušivača smetnji za video i radio signale.

KNJIŽEVNOST

Zaštita od radio smetnji. , i tako dalje.; ur. M.: Sov. radio, 1976

Shevkoplyas B.V. “Mikroprocesorske strukture. Inženjerska rješenja." Moskva, izdavačka kuća "Radio", 1990. Poglavlje 4

4.1. Suzbijanje smetnji preko primarne opskrbne mreže

Oblik izmjeničnog naponskog signala industrijske mreže napajanja (~"220 V, 50 Hz) u kratkim vremenskim razdobljima može se jako razlikovati od sinusoidnog - mogući su udari ili "umetanja", smanjenje amplitude jednog ili nekoliko poluvalova itd. Razlozi za pojavu takvih izobličenja obično su povezani s oštrom promjenom mrežnog opterećenja, na primjer, kada je uključen snažan električni motor, peć ili stroj za zavarivanje , izolaciju od takvih izvora smetnji treba provesti putem mreže (Sl. 4.1).

Riža. 4.1 Mogućnosti spajanja digitalnog uređaja na primarni izvor napajanja

Uz ovu mjeru, možda će biti potrebno uvesti prenaponski filtar na ulaz napajanja uređaja kako bi se suzbile kratkotrajne smetnje. Rezonantna frekvencija filtra može biti u rasponu od 0,1,5-300 MHz; širokopojasni filtri osiguravaju potiskivanje smetnji u cijelom navedenom rasponu.

Slika 4.2 prikazuje primjer sklopa mrežnog filtra Ovaj filtar ima dimenzije 30 X 3 OX 20 mm i montira se izravno na mrežni ulazni blok uređaja. Filtri moraju koristiti visokofrekventne kondenzatore i induktore, bez jezgre ili s visokofrekventnim jezgrama.

U nekim slučajevima potrebno je uvesti elektrostatički štit (običnu vodovodnu cijev spojenu na uzemljeno kućište strujne ploče) kako bi se unutar njega položile žice primarnog napajanja. Kao što je navedeno u, kratkovalni odašiljač taksi flote, koji se nalazi na suprotnoj strani ulice, sposoban je odašiljati signale amplitude od nekoliko stotina volti na komadu žice u određenoj relativnoj orijentaciji. Ista žica, postavljena u elektrostatički štit, bit će pouzdano zaštićena od ove vrste smetnji.

Riža. 4.2. Primjer sklopa mrežnog filtera

Pogledajmo metode za suzbijanje mrežnih smetnji izravno u napajanju uređaja. Ako se primarni i sekundarni namoti energetskog transformatora nalaze na istoj zavojnici (slika 4.3, a), tada zbog kapacitivne sprege između namota, pulsni šum može prijeći iz primarnog kruga u sekundarni. Preporučuju se četiri metode za suzbijanje takvih smetnji (redom povećanja učinkovitosti).

1. Primarni i sekundarni namoti energetskog transformatora izrađeni su na različitim zavojnicama (slika 4.3, b). Prolazni kapacitet C se smanjuje, ali učinkovitost opada, jer ne ulazi sav magnetski tok iz područja primarnog namota u područje sekundarnog namota zbog raspršenja kroz okolni prostor.
2. Primarni i sekundarni namoti izrađeni su na istoj zavojnici, ali su odvojeni ekranom od bakrene folije debljine najmanje 0,2 mm. Zaslon ne bi trebao biti kratko spojena petlja. Spojen je na uzemljenje tijela uređaja (Sl. 4.3, c)
3. Primarni namot potpuno je zatvoren u zaslon koji nije kratkospojeni zavoj. Zaslon je uzemljen (Sl. 4.3, G).
4. Primarni i sekundarni namoti su zatvoreni u pojedinačne zaslone, između kojih je položen razdjelni zaslon. Cijeli transformator je zatvoren u metalnom kućištu (Sl. 4.3,<Э). Экраны и корпус заземляются. Этот тип трансформатора в силу предельной защищенности от прохождения помех получил название «ультраизолятор».

Sa svim navedenim metodama suzbijanja buke, ožičenje mrežnih žica unutar uređaja treba biti izvedeno pomoću oklopljene žice, spajajući zaslon na masu kućišta. Nevažeći uk
ožičenje u jedan snop mrežnih i drugih (elektronske ploče, signalne itd.) žica" čak i u slučaju zaštite obaju.

Preporuča se ugradnja kondenzatora kapaciteta približno 0,1 μF paralelno s primarnim namotom energetskog transformatora u neposrednoj blizini stezaljki namota i otpornika za ograničavanje struje s otporom od oko 100 ohma u seriji s njim. To omogućuje da energija pohranjena u jezgri energetskog transformatora bude "kratko spojena" u trenutku kada se glavni prekidač otvori.

Riža. 4.3. Mogućnosti zaštite energetskog transformatora od prijenosa impulsne buke iz mreže u sekundarni krug (i obrnuto):
a—bez zaštite; b - odvajanje primarnog i sekundarnog namota; V- polaganje zaslona između namota; G - potpuna zaštita primarnog namota; d — potpuna zaštita svih elemenata transformatora

Riža. 4.4. Pojednostavljeni dijagram napajanja (A) i dijagrami (b, c), objašnjavanje rada punovalnog ispravljača.

Napajanje je što je veći izvor impulsne buke u mreži, što je veći kapacitet kondenzatora C

Imajte na umu da s povećanjem kapaciteta C filtra (slika 4.4, a) napajanja našeg uređaja povećava se vjerojatnost kvarova susjednih uređaja, jer potrošnja energije iz mreže od strane našeg uređaja sve više preuzima prirodu šokova. Doista, napon na izlazu ispravljača također se povećava tijekom onih vremenskih intervala kada se energija uzima iz mreže (slika 4.4, b). Ovi intervali na Sl. 4.4 su zasjenjene.

Kako se kapacitet kondenzatora C povećava, razdoblja njegovog punjenja postaju sve kraća i kraća (slika 4.4, c), a struja uzeta u impulsu iz mreže postaje veća. Dakle, naizgled "bezopasan" uređaj može stvoriti smetnje u mreži koje nisu "niže" od smetnji od aparata za zavarivanje.

4.2. Pravila uzemljenja koja pružaju zaštitu od smetnji uzemljenja

U uređajima izrađenim u obliku strukturno cjelovitih blokova, postoje najmanje dvije vrste uzemljenih sabirnica - kućište i krug. Prema sigurnosnim zahtjevima, sabirnica kućišta mora biti spojena na sabirnicu za uzemljenje položenu u prostoriji. Sabirnica strujnog kruga (u odnosu na koju se mjere naponi signala) ne bi trebala biti spojena na sabirnicu kućišta unutar jedinice; za nju treba osigurati poseban terminal izoliran od kućišta.

Riža. 4.5. Neispravno i ispravno uzemljenje digitalnih uređaja. Prikazana je zemaljska sabirnica koja se obično nalazi u zatvorenom prostoru.

Na sl. Slika 4.5 prikazuje mogućnosti pogrešnog i ispravnog uzemljenja grupe uređaja koji su međusobno povezani informacijskim vodovima. (ovi redovi nisu prikazani). Sabirnice uzemljenja strujnog kruga povezane su pojedinačnim žicama u točki A, a sabirnice kućišta spojene su u točki B, što je moguće bliže točki A. Točka A možda neće biti spojena na sabirnicu uzemljenja u prostorijama, ali to stvara neugodnosti, na primjer , pri radu s osciloskopom, koji Masa sonde spojena je na kućište.

Ako je uzemljenje neispravno (vidi sl. 4.5), impulsni naponi generirani izjednačavanjem struja duž sabirnice uzemljenja zapravo će se primijeniti na ulaze glavnih elemenata primanja, što može uzrokovati njihov lažni rad. Treba napomenuti da izbor najbolje opcije uzemljenja ovisi o specifičnim "lokalnim" uvjetima i često se provodi nakon niza pažljivih eksperimenata. Međutim, opće pravilo (vidi sliku 4.5) uvijek ostaje na snazi.

4.3. Suzbijanje smetnji u sekundarnim krugovima napajanja

Zbog konačnog induktiviteta sabirnica za napajanje i uzemljenje, impulsne struje uzrokuju pojavu impulsnih napona i pozitivnog i negativnog polariteta, koji se primjenjuju između pinova napajanja i uzemljenja mikro krugova. Ako su sabirnice za napajanje i uzemljenje izrađene od tankih tiskanih ili drugih vodiča, a visokofrekventni kondenzatori za odvajanje su ili potpuno odsutni ili je njihov broj nedovoljan, tada kada se nekoliko TTL mikro krugova istovremeno uključi na "dalekom" kraju tiskane ploče, , amplituda pulsnog šuma napajanja (naponski udari koji djeluju između priključka za napajanje i uzemljenja mikrosklopa) može biti 2 V ili više. Stoga se pri projektiranju tiskane pločice moraju pridržavati sljedećih preporuka.

1. Sabirnice za napajanje i uzemljenje moraju imati minimalni induktivitet. Da bi to učinili, izrađeni su u obliku rešetkastih struktura koje pokrivaju cijelo područje tiskane ploče. Neprihvatljivo je spojiti TTL mikro krugove na sabirnicu koja je "slavina", jer kako se približava svom kraju, induktivitet krugova napajanja se nakuplja. Sabirnice za napajanje i uzemljenje trebaju, ako je moguće, pokriti cijelo slobodno područje tiskane ploče. Posebnu pozornost treba obratiti na dizajn matrica za pohranu dinamičke memorije na čipovima K565RU5, RU7 itd. Matrica bi trebala biti kvadratna tako da adresa i upravljačke linije imaju minimalnu duljinu. Svaki mikro krug mora biti smješten u pojedinačnoj ćeliji rešetkaste strukture koju čine sabirnice za napajanje i uzemljenje (dvije neovisne mreže). Sabirnice za napajanje i uzemljenje matrice za pohranu ne bi trebale biti opterećene "stranim" strujama koje teku iz adresnih pokretača, pojačala upravljačkog signala itd.
2. Spajanje vanjskih sabirnica napajanja i uzemljenja na pločicu preko konektora mora se izvesti preko više kontakata ravnomjerno raspoređenih po duljini konektora, tako da se u mrežne strukture sabirnica napajanja i uzemljenja može ući s više točaka odjednom.
3. Suzbijanje smetnji u opskrbi električnom energijom treba se provesti blizu mjesta gdje se one pojavljuju. Stoga se visokofrekventni kondenzator kapaciteta najmanje 0,02 μF mora nalaziti u blizini pinova za napajanje svakog TTL čipa. To se posebno odnosi i na spomenute čipove dinamičke memorije. Za filtriranje niskofrekventnog šuma potrebno je koristiti elektrolitske kondenzatore, na primjer, s kapacitetom od 100 μF. Kada se koriste dinamički memorijski čipovi, elektrolitski kondenzatori se ugrađuju, na primjer, u kutove matrice za pohranu ili na drugo mjesto. , ali blizu ovih čipova.

U skladu s tim, umjesto visokofrekventnih kondenzatora, koriste se posebne sabirnice snage BUS-BAR, CAP-BUS, koje su položene ispod vodova mikro krugova ili između njih, bez ometanja uobičajene automatizirane tehnologije za ugradnju elemenata na ploču s naknadnim valnim lemljenjem. . Ove sabirnice su distribuirani kondenzatori s linearnim kapacitetom od približno 0,02 μF/cm. Za isti ukupni kapacitet kao diskretni kondenzatori, sabirnice pružaju značajno bolje odbijanje šuma pri većim gustoćama pakiranja.

Riža. 4.6. Mogućnosti spajanja P1-PZ ploča na napajanje

Na sl. 4.6 daje preporuke za spajanje uređaja izrađenih na tiskanim pločama P1-PZ na izlaz napajanja. Jakostrujni uređaj izrađen na PZ pločici stvara veću buku na sabirnicama za napajanje i uzemljenje, pa bi trebao biti fizički bliže napajanju ili još bolje svoje napajanje osigurati pomoću pojedinačnih sabirnica.

4.4. Pravila za rad s dogovorenim komunikacijskim linijama

Na sl. Slika 4.7 prikazuje oblik signala koji se prenose duž kabela, ovisno o omjeru otpora otpornika opterećenja R i karakteristične impedancije kabela p. Signali se prenose bez izobličenja pri R=p. Poznata je karakteristična impedancija pojedine vrste koaksijalnog kabela (na primjer, 50, 75, 100 ohma). Karakteristična impedancija ravnih kabela i upredenih parica obično je blizu 110-130 Ohma; njegova točna vrijednost može se dobiti eksperimentalno odabirom otpornika K, kada je spojen, izobličenje je minimalno (vidi sl. 4.7). Prilikom izvođenja eksperimenta ne biste trebali koristiti žice s promjenjivim otporom jer imaju visoku induktivnost i mogu iskriviti oblik signala.

Komunikacijski vod tipa "otvoreni kolektor" (Sl. 4.8). Za prijenos svakog glavnog signala s vremenom porasta od oko 10 ns na udaljenostima većim od 30 cm, koristi se zasebna upredena parica ili se jedan par jezgri dodjeljuje u ravnom kabelu. U pasivnom stanju svi odašiljači su isključeni. Kada se aktivira bilo koji odašiljač ili grupa odašiljača, linijski napon pada s iznad 3 V na približno 0,4 V.

Uz duljinu linije od 15 m i uz pravilno podudaranje, trajanje prijelaznih procesa u njoj ne prelazi 75 ns. Linija implementira funkciju ILI u odnosu na signale predstavljene niskim razinama napona.

Riža. 4.7. Prijenos signala putem kabela. O—generator impulsa napona

Komunikacijska linija tipa "otvoreni emiter" (Sl. 4.9"). Ovaj primjer prikazuje opciju linije pomoću ravnog kabela. Signalne žice se izmjenjuju sa žicama za uzemljenje. U idealnom slučaju, svaka signalna žica je s obje strane omeđena vlastitim žicama za uzemljenje, ali to, u pravilu, nije posebno potrebno. Na slici 4.9 svaka signalna žica je uz "vlastito" i "strano" uzemljenje, što je obično sasvim prihvatljivo. Ravni kabel i set upletenih parica u biti su gotovo ista stvar, a ipak je drugi poželjniji u uvjetima povećane razine vanjskih smetnji. Linija otvorenog emitera implementira funkciju ILI u odnosu na signale predstavljene visokim naponskim razinama. Vremenske karakteristike približno odgovaraju onima linije "otvorenog kolektora".

Komunikacijska linija tipa "diferencijalni par" (Sl. 4.10). Linija se koristi za jednosmjerni prijenos signala i karakterizira je povećana otpornost na buku, budući da prijemnik reagira na razliku u signalima, a vanjske smetnje utječu na obje žice približno jednako. Duljina voda praktički je ograničena omskim otporom žica i može doseći nekoliko stotina metara.

Slika, 4.8. Komunikacijski vod otvorenog kolektora

Riža. 4.9. Otvorena komunikacijska linija emitera

Riža. 4.10. Diferencijalni par komunikacijske linije

Sve razmatrane linije trebaju koristiti prijemnike s visokom ulaznom impedancijom, malim ulaznim kapacitetom i po mogućnosti s karakteristikom histereznog prijenosa kako bi se povećala otpornost na buku.

Fizička izvedba autoceste (sl. 4. II), Svaki uređaj spojen na trunk sadrži dva konektora. Dijagram sličan onom prikazanom na Sl. 4.11 je bilo riječi ranije (vidi sliku 3.3), tako da ćemo se usredotočiti samo na pravila koja se moraju poštovati pri projektiranju odgovarajućih blokova (MB).

Prijenos glavnih signala preko konektora. Najbolje opcije za konektore ožičenja prikazane su na sl. .4.12. U tim slučajevima, prednji dio impulsa koji putuje duž glavne linije gotovo "ne osjeća" konektor, budući da je heterogenost unesena u kabelsku liniju beznačajna. U ovom slučaju, međutim, potrebno je zauzeti 50% korištenih kontakata ispod zemlje.

Ako se iz nekog razloga ovaj uvjet ne može ispuniti, tada, na štetu otpornosti na buku, možete usvojiti drugu, ekonomičniju opciju za broj kontakata za ožičenje konektora, prikazan na sl. 4.13. Ova opcija se često koristi u praksi. Uzemljenja upredene parice (ili uzemljenja ravnih kabela) montiraju se na metalne trake što većeg presjeka, npr. 5 mm2.

Ožičenje ovih zemalja provodi se ravnomjerno duž duljine trake, budući da su odgovarajuće signalne žice lemljene. Obje trake spajaju se spojnicom pomoću niza skakača minimalne duljine i maksimalnog poprečnog presjeka, a skakači su ravnomjerno raspoređeni duž duljine traka. Svaki zemaljski skakač ne smije odgovarati više od četiri signalne linije, ali ukupan broj skakača ne smije biti manji od tri (jedan u sredini i dva na rubovima).

Riža. 4.13. Prihvatljiva opcija za prijenos signala kroz konektor. N-=5 mm2—presjek šipke, 5^0,5 mm2—presjek žice za uzemljenje

Riža. 4.14. Mogućnosti izrade grana s glavne linije

Izrada grana od glavne linije. Na sl. Na slici 4.14 prikazane su opcije za pogrešno i pravilno izvođenje odvojka od glavnog voda. Put jedne linije je praćen, žica za uzemljenje prikazana je uvjetno. Prva opcija (tipična pogreška dizajnera sklopova početnika!) karakterizira dijeljenje energije vala na dva dijela,

Riža. 4.15. Mogućnosti spajanja prijemnika na autocestu
dolazi od linije A. Jedan dio ide na naboj linije B, drugi na naboj linije C. Nakon naboja linije C, "puni" val počinje se širiti duž linije B, pokušavajući sustići prethodno otišao val s upola manje energije. Signalna fronta tako ima stepenasti oblik.

Ako je grananje izvedeno ispravno, segmenti linija A, C i B spojeni su u seriju, pa se val praktički ne cijepa i fronte signala nisu izobličene. Odašiljači i prijamnici koji se nalaze na ploči trebali bi biti što bliže njezinom rubu kako bi se smanjila nehomogenost uvedena na mjestu gdje se linije B i C spajaju.

Za odvajanje snopova prijemnika od okosnice, možete koristiti jednosmjerne ili dvosmjerne primopredajnike (vidi sl. 3.18, 3.19). Kada se linija grana u nekoliko smjerova, za svaki treba dodijeliti poseban odašiljač (Sl. 4.15, V).

Za prijenos preko linije, bolje je koristiti trapezoidne umjesto pravokutnih impulsa. Signali s ravnim frontama, kao što je navedeno, šire se duž linije s manje izobličenja. U načelu, u nedostatku vanjskih smetnji, za bilo koju proizvoljno dugu, pa čak i neusklađenu liniju, moguće je odabrati tako sporu stopu porasta signala da će se poslani i primljeni signali razlikovati za proizvoljno mali iznos.

Za primanje trapezoidnih impulsa, odašiljač je dizajniran kao diferencijalno pojačalo s integrirajućim povratnim krugom. Na ulazu glavnog prijemnika, također izrađenog u obliku diferencijalnog pojačala, ugrađen je integrirajući krug za filtriranje visokofrekventnih smetnji.

Kod prijenosa signala unutar ploče, kada je broj prijamnika velik, često se koristi "serijsko usklađivanje". Sastoji se od činjenice da je otpornik s otporom od 20-50 Ohma spojen u seriju s izlazom odašiljača, u neposrednoj blizini ovog izlaza. To vam omogućuje suzbijanje oscilatornih procesa na frontama signala. Ova tehnika se često koristi pri prijenosu upravljačkih signala (KA5, SAZ, \UE) iz pojačala u LSI dinamičku memoriju.

4.5. O zaštitnim svojstvima kabela

Na sl. 4.16a prikazana je najjednostavnija shema prijenosa signala preko koaksijalnog kabela, koja se u nekim slučajevima može smatrati sasvim zadovoljavajućom. Njegov glavni nedostatak je da u prisustvu struja izjednačavanja impulsa između uzemljenja okvira (izjednačavanje potencijala je glavna funkcija sustava uzemljenja okvira), dio tih struja 1 može teći kroz pletenicu kabela i uzrokovati pad napona (uglavnom zbog induktivitet pletenice), koji u konačnici djeluje na opterećenje K.

Štoviše, u tom smislu, dijagram prikazan na Sl. 4.16, a, pokazuje se poželjnijim, a s povećanjem broja dodirnih točaka između pletenice kabela i uzemljenja tijela, poboljšavaju se mogućnosti protoka induciranih naboja iz pletenice. Korištenje kabela s dodatnim opletom (slika 4.16, c) omogućuje zaštitu od kapacitivnih smetnji i struja izjednačavanja, koje u ovom slučaju teku kroz vanjsku pletenicu i nemaju praktički nikakav učinak na signalni krug.

Spajanje kabela s dodatnim opletom prema dijagramu prikazanom na sl. 4.16, d, omogućuje vam da poboljšate frekvencijska svojstva linije smanjenjem njezinog linearnog kapaciteta. U idealnom slučaju, potencijal bilo kojeg elementarnog dijela središnje jezgre podudara se s potencijalom elementarnog cilindra unutarnje pletenice koji okružuje ovaj dio.

Linije ove vrste koriste se u lokalnim računalnim mrežama za povećanje brzine prijenosa informacija. Vanjska pletenica kabela je dio signalnog kruga i stoga je ovaj krug ekvivalentan u smislu otpornosti na vanjske smetnje krugu prikazanom na sl. 4.16.6.

Riža. 4.16. Opcije kabela

Ni bakreno ni aluminijsko opletenje jednostavnog koaksijalnog kabela ne štiti ga od niskofrekventnih magnetskih polja. Ova polja induciraju emf i na dijelu pletenice i na odgovarajućem dijelu središnje jezgre.

Iako su ti EMF-ovi istog predznaka, oni se međusobno ne kompenziraju u veličini zbog različitih geometrija odgovarajućih vodiča - središnje jezgre i pletenice. Diferencijalna emf se u konačnici primjenjuje na opterećenje K. Dodatno pletenje (Sl. 4. 16, c, d) također nije u stanju spriječiti prodor niskofrekventnog magnetskog polja u svoje unutarnje područje

Zaštita od niskofrekventnih magnetskih polja osigurana je kabelom koji sadrži upleteni par žica u pletenici (Sl. 4.16, d). U ovom slučaju, EMF induciran vanjskim magnetskim poljem na žicama koje čine upredenu paricu potpuno se međusobno kompenziraju iu znaku iu apsolutnoj vrijednosti.

Ovo je tim više istinito što je korak uvijanja žice manji u odnosu na područje djelovanja polja i što se pažljivije (simetrično) uvijanje izvodi. Nedostatak takvog voda je njegov relativno niski "plafon" frekvencije - oko 15 MHz - zbog velikih gubitaka energije korisnog signala na višim frekvencijama.

Dijagram prikazan na sl. 4.16, e, pruža najbolju zaštitu od svih vrsta smetnji (kapacitivne smetnje, struje izjednačenja, niskofrekventna magnetska polja, visokofrekventna elektromagnetska polja).

Preporuča se spojiti unutarnju pletenicu na "radio" ili "istinsko" (doslovno uzemljeno) uzemljenje, a vanjsku pletenicu na uzemljenje "sustava" (strujni krug ili kućište). U nedostatku "pravog" uzemljenja, možete koristiti spojni krug prikazan na sl. 4. 16, i.

Vanjska pletenica spaja se na uzemljenje sustava na oba kraja, dok se unutarnja pletenica spaja samo na stranu izvora. U slučajevima kada nema potrebe za zaštitom od niskofrekventnih magnetskih polja i moguće je prenositi informacije bez korištenja parafaznih signala, jedna od upredenih parica može poslužiti kao signalna žica, a druga kao ekran. U tim slučajevima, dijagrami prikazani na Sl. 4.16, c,f, može se zamisliti kao koaksijalni kabel s tri oklopa - upletena parica žice za uzemljenje, unutarnje i vanjske pletenice kabela.

4.6. Korištenje optokaplera za suzbijanje smetnji

Ako su uređaji sustava međusobno udaljeni znatnom udaljenosti, npr. 500 m, onda je teško računati na to da njihova zemljišta uvijek imaju isti potencijal. Kao što je navedeno, struje izjednačavanja kroz uzemljene vodiče stvaraju impulsni šum na tim vodičima zbog njihove induktivnosti. Ovaj šum se u konačnici prenosi na ulaze prijemnika i može uzrokovati lažne rezultate.

Korištenje vodova tipa "diferencijalni par" (vidi § 4.4) omogućuje vam suzbijanje samo zajedničkih smetnji i stoga ne daje uvijek pozitivne rezultate. Na sl. Slika 4.17 prikazuje dijagrame izolacije optokaplera između dva međusobno udaljena uređaja.

Riža. 4.17. Sheme izolacije optokaplera između uređaja udaljenih jedan od drugog:
a - s aktivnim prijemnikom, b- s aktivnim odašiljačem

Krug s "aktivnim prijamnikom" (slika 4.17, a) sadrži optokaparler za odašiljanje VI i optokapler za prijem V2. Kada se impulsni signali primijene na ulaz X, LED dioda optokaplera VI povremeno emitira svjetlost, kao rezultat toga, izlazni tranzistor ovog optokaplera povremeno se zasiti i otpor između točaka a i b pada s nekoliko stotina kilo-ohma na nekoliko desetaka ohma; .

Kada je izlazni tranzistor odašiljačkog optokaplera uključen, struja s pozitivnog pola izvora U2 prolazi kroz LED diodu optokaplera V2, linija (točke a i b) i vraća se na negativni pol ovog izvora. Izvor U2 izvodi se izolirano od izvora U3.

Ako je izlazni tranzistor odašiljačkog optokaplera isključen, struja ne teče kroz izvorni krug U2. Signal X" na izlazu optokaplera V2 blizu je nule ako je njegov LED uključen, a blizu +4 V ako je ovaj LED isključen. Dakle, kada je X==0, LED diode odašiljačkog i prijemnog optokaplera su uključene i stoga je X"==0. Kada je X==1 oba LED-a su isključena i X"==1.

Izolacija optokaplera može značajno povećati otpornost komunikacijskog kanala na buku i osigurati prijenos informacija na udaljenostima reda stotina metara. Diode spojene na odašiljačke i prijamne optokaplere služe za njihovu zaštitu od povratnih napona. Otpornički krug spojen na izvor U2 služi za podešavanje struje u liniji i ograničavanje struje kroz LED diodu prijemnog optokaplera.

Struja u liniji prema IRPS sučelju može se odabrati jednaka 20 ili 40 mA. Prilikom odabira vrijednosti otpornika morate uzeti u obzir omski otpor komunikacijske linije. Krug s "aktivnim odašiljačem" (Sl. 4.17, b) razlikuje se od prethodnog po tome što se napajanje za vod U2 nalazi na strani odašiljača. To ne daje nikakve prednosti - oba kruga su u biti ista i takozvane su "strujne petlje".

Preporuke dane u ovom poglavlju mogu se dizajneru sklopova početniku činiti prestroge. Borba protiv smetnji čini mu se poput “borbe s vjetrenjačama”, a nedostatak iskustva u projektiranju uređaja povećane složenosti stvara iluziju da je moguće stvoriti ispravan uređaj bez pridržavanja bilo koje od danih preporuka.

Doista, ponekad je to moguće. Postoje čak i slučajevi serijske proizvodnje takvih uređaja. No, u neformalnim osvrtima na njihov rad mogu se čuti mnogi zanimljivi netehnički izrazi, kao npr učinak posjeta i neke druge, jednostavnije i razumljivije.

Prigušivač pulsnog šuma za P399A.

Tijekom proteklih nekoliko mjeseci, kada je ulična rasvjeta uključena, postalo mi je gotovo nemoguće raditi na zraku zbog prisutnosti jakih smetnji DRL svjetiljki. Moj uređaj nije iz uvoza, već primopredajnik P399A, koji se koristi kao osnovna jedinica za VHF ("Hyacinth" se koristi kao referentni oscilator u HF sintisajzerima za set-top box uređaje). Nakon što sam otišao na godišnji odmor, odlučio sam nekako riješiti problem koji se pojavio i u roku od tjedan dana dizajniran je predloženi "Prigušivač smetnji pulsa (PIP)".

Shematski dijagram uređaja prikazan je na sl. 1. PIP se sastoji od dvije jedinice: vršnog detektora i jedinice za potiskivanje pulsa. Uređaj se uključuje između drugog mikseta i pojačala (put 215 kHz).

Krug vršnog detektora s nekim izmjenama posuđen je iz časopisa “Ham Radio, 2, 1973, W2EGH”, posebno su dodani lanci D1, R6, S1 i D2, R7, S2, a supresorska jedinica je napravljena prema kontrolirani atenuatorski sklop R16, C18, Q4, čijim je uvođenjem, između ostalog, donekle poboljšan dinamički raspon AGC-a prijemnika. Korištenje LC linija kašnjenja uobičajenih za ove uređaje nije dalo nikakvu identificiranu prednost. Vjerojatno zbog njihovog uskog pojasa zbog niske IF i kao rezultat "istezanja" interferencijskog impulsa. Korištenje širokopojasnog pojačala temeljenog na tranzistoru KT610A na ulazu vršnog detektora je zbog potrebe za dobivanjem neizobličenog izlaznog signala s amplitudom do 20 V i, sukladno tome, minimalnim utjecajem na trajanje i oblik izvornika interferencijski puls. Korištenje dodatnog AGC-a u pojačalu samo je pogoršalo njegove performanse, ali uvođenje D2, R7 lanca automatski blokira rad PIP-a u prisutnosti snažnog korisnog signala (testirano do +60 dB u stvarnom eteru signal s punim pojačanjem R1). S1 – "Duboko potiskivanje" omogućuje vam uklanjanje čak i manjih smetnji samo na vrlo niskim razinama korisnog signala (testirano pri prijemu EME postaja u načinu rada JT65B), s jačinom signala od S2 ili više, detektirana ovojnica se superponira na signal. Kvaliteta dekodiranja u FSK441 modu još nije stvarno ispitana.

PIP shema je još uvijek u razvoju, ali, unatoč tome, već može pružiti dobru uslugu za pravi rad u eteru za one kojima je to potrebno. Također je dobrodošla svaka izmjena i objava koja poboljšava parametre uređaja.