Проблема помех приему телевизионных
программ актуальна для многих любительских и Си-Би
радиостанций. В ряде случаев помехи можно
устранить введением в антенно-фидерный тракт
радиостанции фильтра нижних частот. В этой
статье рассказывается, как рассчитать такой
фильтр.
Есть несколько причин, из-за которых при работе
любительских и Си-Би радиостанций возникают
помехи приему телевизионных программ (TVI - Television
Interference). Прежде чем принимать какие-либо меры по
их устранению, целесообразно выяснить, чем они
обусловлены. Подробно первопричины появления
помех от любительской радиостанции и алгоритм их
определения приведены в [1].
Если сама радиостанция не создает помех при
работе на эквивалент антенны, то они проникают в
приемное устройство скорее всего не по сети, а
через эфир. В этом случае одна из возможных
причин их появления: повышенный уровень побочных
излучений в выходном сигнале передатчика.
Спектр выходного сигнала любого
передатчика содержит наряду с полезным
излучением его гармонические составляющие (четные
и нечетные гармоники). При этом, например, вторая
гармоника передатчика, работающего на
любительском диапазоне 10 метров или на Си-Би
диапазоне, попадает в спектр сигнала 1-го
телевизионного канала.
Если уровень второй гармоники у
передатчика высокий, то TVI на этом канале
неизбежны. Разумеется, помехи могут создавать
гармонические составляющие и более высоких
порядков. Более того, при использовании
самодельных трансиверов нельзя полностью
исключать и помехи из-за негармонических
составляющих, которые в общем случае также могут
присутствовать в спектре выходного сигнала
передатчика.
Ослабить побочные излучения
передатчика (гармонические и негармонические) и
устранить тем самым помехи приему телевизионных
программ можно введением в антенно-фидерный
тракт радиостанции фильтра нижних частот (ФНЧ)
Необходимо сразу подчеркнуть, что ФНЧ решит эту
задачу только в том случае, когда фидер
надлежащим образом согласован с антенной и КСВ в
нем не превышает 1,5.
Самый простой в изготовлении TVI фильтр
- однозвенный П-образный ФНЧ (рис. 1,а).
Для его расчета необходимо задать волновое
сопротивление фидерного тракта R (обычно 50 или 75
Ом) и так называемую частоту среза Fc, на которой
сигнал, прошедший через фильтр, будет ослаблен на
3 дБ.
Эту частоту для минимизации потерь,
вносимых фильтром на максимальной рабочей
частоте передатчика Fmax, обычно выбирают Fc=1,2Fmax [2].
Элементы фильтра рассчитывают по формулам:
Сопротивление в эти формулы надо подставлять в
омах, а частоту — в мегагерцах. При этом емкость
конденсаторов получится в пикофарадах, а
индуктивность катушки — в микрогенри. Для
фильтра с частотой среза 35,6 МГц (максимальная
рабочая частота 29,7 МГц) и волновым
сопротивлением фидера 50 Ом получаем 1.1=0,45 мкГн, С1=С2=90пф.
Недостаток П-образного ФНЧ -
относительно невысокое ослабление сигнала на
частотах, близких к частоте среза (в частности,
второй гармоники сигнала). Заметно лучшие
результаты можно получить с так называемым П-образным
ФНЧ типа m (рис. 1, б). Параллельный контур
L2 C5 этого варианта ФНЧ может быть настроен на
конкретную частоту,
на которой он обеспечивает значительное
ослабление проходящего сигнала.
Расчет П-образного ФНЧ типа m проводят
в два этапа. Сначала рассчитывают обычный П-образный
ФНЧ (см. выше), а затем определяют параметр m по
формуле
,где Fреж - частота режекции (максимального
ослабления сигнала). В нашем случае ее
целесообразно выбрать равной удвоенной средней
частоте наиболее используемого участка
любительского диапазона 28 МГц - 28,6 МГц.
Разумеется, для фильтра, предназначенного для
использования с Си-Би радиостанцией, ее надо
выбрать равной удвоенной средней частоте Си-Би
диапазона.
Далее рассчитывают элементы фильтра
по формулам:
Для частоты максимального подавления Fреж=57,2 МГц
(фильтр для любительской радиостанции) получаем
1-2=0.35 мкГн, СЗ=С4=70 пф, С5=22 пф.
Ход АЧХ обычного П-образного ФНЧ приведен на рис.
2,а и П-образного ФНЧ типа m - на рис. 2,б.
Видно, что у фильтра типа m более слабое по
сравнению с обычным П-образным ФНЧ подавление
сигнала на частотах, лежащих выше частоты
режекции. В тех случаях, когда требуется
эффективное подавление побочных излучений
передатчика во всей полосе частот
телевизионного вещания, целесообразно
изготовить двухзвенный фильтр, объединив в нем
оба варианта ФНЧ - обычный и типа m.
На рис. 1,в показан такой
вариант TVI фильтра, объединяющий два
рассчитанных выше ФНЧ. Конденсаторы С2 и СЗ можно,
естественно, заменить одним конденсатором
соответствующей емкости, отнеся его к любому из
звеньев фильтра. Ход АЧХ двухзвенного фильтра
показан на рис. 2,в.
ЛИТЕРАТУРА
1. Куринный Ю. Если есть TVI... — Радио, 1987. № 2, с 20—22.
2. Конашинский Д. Частотные электрические фильтры.
- M.: Госэнергоиздат, 1959.