从二次电源的来源Multiprikativnye 障碍。方案、说明

来自二次电源的多重障碍。无线电电子电气工程百科全书

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无线电接收通常伴随着强烈的交流电嗡嗡声，当调谐到无线电载波时会听到这种声音。即使没有载波，例如接收单边带信号时，语音也会变得失真且难以理解。电报信号的声音变得沙哑。这种效应在带有鞭状天线的晶体管接收器中尤其明显，通常导致无法通过交流电源为其供电。这种影响在传输过程中同样表现出来，使电台信号失真并扩展其频谱。拟议材料中描述了这种现象的原因以及应对方法。

该文章讨论了无线电信号的这种转换，其中，由于射频电流通过包含整流器的工作次级电源的二极管，因此会发生对具有供电网络谐波频率的无线电信号的不需要的调制。

例如，当带有鞭状天线的便携式 AM 广播无线电接收器通过整流器从交流网络供电时，这种效应最为明显。仅当接收器调谐到工作站频率时才会听到交流交流声，如果没有电台信号则根本听不到交流嗡嗡声。背景强度随着信号电平的增加而增加，因此在接收本地广播电台时背景最为明显[1]。除了在传输暂停期间清晰地区分的交流电背景之外，还可以听到语音和音乐的明显失真。

与附加背景相反，附加背景可能是由电源电压滤波不良引起的，无论是否调谐到任何电台，都会在接收器的输出处听到附加背景，这种背景被正确地称为乘法背景（MF）[2]，那些。由信号振荡和噪声的函数乘法产生。

该过程可以如下进行：如果使用一根电线作为天线，那么市电的电线不可避免地进入天线系统，作为配重参与接收过程，其中，与天线电线一样，在受无线电台电磁场的影响，电磁场也会感应无线电频率（图1）。

二次电源的倍增干扰

在这种情况下，二次电源（PS）还充当具有交流背景的无线电信号调制器，因为整流二极管连接到接收器天线系统（Rx）电路，如图2所示。 XNUMX.

二次电源的倍增干扰

工作整流器的每个二极管是一个相对较低射频电压的参数元件（即线性元件，在50Hz频率下，在来自次级绕组的相对较大电压的作用下，其参数随时间发生显着变化。变压器）。进入接收器输入端的天线系统电路中的射频电流 I 被定义为二极管上的有用信号电压与二极管的可变电导率的乘积，该电压与天线系统中感应的 EMF 成正比。。因此，有用信号乘以二极管的电导变化函数，同时接收交流背景的寄生调制。由于闭合二极管在反向电压变化的影响下，其电容发生变化，信号通常不仅受到幅度调制，而且受到相位（频率）调制[3]。

类似的现象不仅在接收过程中会发生，而且在传输过程中也会发生。在这种情况下，网络电线中的射频电流源是通过整流器从网络供电的发射器。涉及网络线的天线系统会发射带有寄生背景调制的信号，这种倍增背景会干扰从该发射器接收信号的每个人。如果处于接收和发射模式的无线电台使用相同的天线并由相同的整流器供电，则在接收期间检测到的倍增背景表明在发射期间也可能存在背景对信号的杂散调制。

所考虑的影响的表现领域绝不限于便携式无线电设备。在具有最简单天线的固定装置中，电流似乎应该沿着地线流动，绕过电源。然而，这种意义上的接地几乎没有什么用处，因为如[4, 5]中所知，有效的高频接地实际上是不可行的。在传输模式下以及在具有馈线的成熟（甚至对称）天线存在的情况下，可以在网络电线中感应出共模射频电流。当天线本身没有充分远离网络电线或存在馈线的天线效应时，就会发生这种情况[6]。

上面提到信号的幅度和相位（频率）都会经历寄生调制。实际上，背景的初始杂散频率调制是微不足道的，但是，如果背景对接收（或发射）信号的调制甚至是纯粹的幅度，则发射-接收路径的频率响应中不可避免的失真由于背景调频的出现，接收机不仅会检测到 AM 信号，还会检测到 FM 信号。

所考虑的乘性干扰会导致广播和通信信号质量的严重恶化。电报和单边带信号以及传统广播的接收都会伴随着特有的声音嘶哑。 [2]中指出，电视机上的倍增背景“可能是屏幕上出现移动水平条纹的原因之一，其中图像的对比度和亮度减弱或增强”。使用简单的室内或内置天线时会发生这种情况。通常，干扰的原因是连接到同一网络的整流器中的无线电信号的调制，该整流器在功能上（甚至在电流上！）未连接到该信号的接收器或发射器。

书中给出了乘性噪声的详细分析[3]。如果通过滤波、补偿、甚至简单地提高有用信号的电平就可以削弱添加到信号中的加性干扰的影响，那么处理乘性干扰最现实的方法就是消除其产生的原因，特别是，在电源中。

在文献中，人们可以找到多种方法来减弱乘性背景[1 - 2]，但是，所有发现的文献资料仅从一个方面涉及该问题 - 无线电接收。

我们的目标不仅是要表明所考虑的转变可能出现的负面表现的范围更广，而且还要对抑制 MF 的可能方法进行比较评估，并为支持其中一个方向提供合理的论据。与这种现象作斗争。

当两个条件同时发生时，在传输和接收过程中就会出现乘性背景：接收器（发射器）和网络线之间存在重要的连接，即网络线在天线系统的操作中的重要参与和天线系统电路中存在调制参数元件（整流二极管），包括发射器（接收器）。

因此，对抗乘性背景的斗争可以分别以两种方式中的至少一种来进行：通过削弱发射器（接收器）和网络电线之间的连接，或者通过削弱二极管的调制作用。这些削弱 MF 的方法中的任何一种都可能足够了。

抑制乘性背景的最流行的方法属于第二种方法。它包括用电容器并联整流器二极管 [2, 8-10]。通过低电阻线路电容器而不是通过二极管，射频电流的路径变得更短，并且通过并联电容器的足够大的容量，可以获得显着的干扰衰减。

大约从70年代末开始，电容分流整流二极管已被国内外许多无线电设备二次电源制造商采用。电容器安装在桥式整流器和全波整流器中，并在次级绕组中间有一个抽头，甚至安装在单波整流器中。我们无法追踪根本原因并找出安装电容器的目的，但是，关于此事的一些（少数）评论表明，这样做是为了“消除来自电源的高频噪声。 ” 无论如何，交流电背景的调制效果显着降低。电容器还有助于减少整流器运行期间二极管本身瞬变产生的脉冲噪声 [5]。

另一种从共模射频电流电路中排除整流二极管的方法更容易实现：您可以简单地将网络线连接到高频无线电设备的公共线（外壳）上 [1, 7]。例如，所有对干扰敏感的测量仪器和信号发生器都是这样做的。网络的两条线均通过 10 ... 100 nF 的电容器连接到设备主体。

在这种情况下，设备未接地的外壳可能会承受危险电压，因此外壳必须进行保护接地（或接地）。

请注意，由于将二极管或整流器的电容器作为一个整体并联，从网络一侧（到接收器）和向网络（从发射器）渗透的各种干扰并没有减少，而是减少了。，相反，增加，因为阻力在路上。

因此，通过使用第二种方法削弱整流器中出现的乘性背景，我们并没有消除网络线路中的射频电流，而是相反地增加了射频电流。仍然存在一个强大的潜在干扰源——作为天线系统活跃部分的电网。这样，如经验所示，在连接到同一网络的相邻设备（特别是辅助电源设备）中存在非线性或参数元件的情况下，实际上不可能有效地抑制实际网络中的MF。

在这方面，最好不要促进射频电流通过整流器的路径，而是相反，按照上述第一种方法排除这些电流的原因或关闭它们的该路径。

一种方法是安装切断扼流圈 [2]。它们包含在物体（接收器或发射器）附近的电源电路（初级和/或次级）中，无需干预整流器电路。扼流圈用于排除或限制网络线参与无线电设备的天线系统。它们不仅保护接收器免受来自整流器的干扰，而且还免受来自所有其他整流器和与网络相关的其他源的干扰。毕竟，寄生调制也可能发生在“外国”整流器的二极管上。

网络线中的扼流圈几乎安装在所有带有开关次级电源的现代电视接收机中，尽管它们的主要目的是关闭变频器和水平扫描发生器的谐波到网络线的路径。

另一种方法 [2] 是将电源变压器的次级绕组与初级绕组屏蔽。理想的屏蔽涉及完全消除变压器绕组之间的电容耦合。然而，这是不可能的，因为实际上不可能通过射频将屏蔽层有效接地。而对于无变压器电源来说，这种方法当然根本不适合。

对抗倍性背景的另一种方法是削弱天线和网络线之间的电磁连接。这可以通过尽可能地从网络线上去除天线导线、避免它们的平行布置以及防止或削弱馈线的天线效应来实现[6]，这可以通过例如使用平衡来实现馈线中的装置和切断扼流圈（线路绝缘体）。

为了最有效地抑制和防止倍性干扰，有可能而且有必要结合使用所有可用的方法。然而，不幸的是，在大多数业余辅助动力装置的描述中，没有找到对抗 MF 的方法。

我们强调，第一种方法虽然对于抑制来自电源的乘性干扰的狭隘目的来说不是必需的，但对于对抗其他类型（加性）的其他类型的干扰可能是非常可取的，甚至是必要的，而单独采取第二种方法的方法会相对于这些其他干扰加剧干扰情况。因此，我们认为单独使用第一种方法或与第二种方法结合使用更为合适。

上述内容通过使用计算机模拟（Electronics Workbench v.5.12）获得的示波图进行了说明。仿真方案如图3所示。 XNUMX.

二次电源的倍增干扰

桥式整流器由交流电压源G1供电，负载有R2C7电路。桥式二极管VD1～VD4的参数与国产二极管KD204B接近。通过整流器的 150 kHz 射频电流是由发电机 G2 的 EMF 作用产生的。为了表示这一点，使用了电流电压转换器（电流控制电压发生器）U1。电容器C3-C6和/或电感器L1用作MF抑制元件。元素 C1、C2、R1 表示具有网络参与的某些天线系统的模型（等效）。

作者：D.Avdonin, A.Grechikhin

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