V časopise RC Revue
4/03 a zde
byly zveřejněn článek, jehož jedna část se věnuje intermodulaci mezi
modelářskými vysílači. Protože se mi údaje naměřené v článku moc nezdály,
provedl jsem velmi podobná měření s jejichž výsledky bych chtěl ostatní
seznámit.
Úvod
Velmi stručně: jedná se o produkty intermodulačního zkreslení 3. řádu
vznikající při přítomnosti dvou kmitočtů na nelineárních prvcích. Pro
nás jsou zajímavé ty, které spadají do modelářského pásma :
fr3
= 2 f1 - f2 a
také opačně fr3
= 2 f2 - f1
Další
podrobnosti k této tématice lze najít v odborné literatuře.
K měření byly použity
4 různé vysílače:
V našem případě
budou rušivé produkty dle výpočtu mít kmitočty 35,080 MHz a 35,200 Mhz.
Měření spektrálním
analyzátorem
Při měření byly
vysílače s plně vytaženou anténou a různou vzdáleností mezi sebou. Spektrální
analyzátor HewlettPackard byl vzdálen asi 2 metry a na jeho vstup připojena
prutová anténa.
Vysílače FC16 a Ceto - vzdálenost antén 0,4m
Úroveň obou rušivých signálů je asi -35 dB oproti nosné. Z obrázku je
vidět, že Ceto má vyšší výkon.
Porovnejte
si tento obrázek s tímto.
Zde je úroveň rušivého signálu od vysílače Ceto pouhých - 15 dB a u
vysílače MC16/20 asi - 30 dB. Z uvedeného obrázku jasně vyplývá,
že vysílač Ceto není určitě zcela v pořádku, protože úroveň intermodulačních
produktů je neobvykle vysoká. S největší pravděpodobností nesplňuje
povolovací podmínky. K upřesnění by bylo vhodné změřit úroveň druhé
harmonické u tohoto kusu. Hodnota - 30 dB u MC16/20 je již vcelku pravděpodobná
a blíží se nejhoršímu vysílači z mých měření.
Vysílače FC16 a JR3810 - vzdálenost antén 0,4m
Úroveň rušivého signálu FC16 je asi -38 dB ( levá šipka ) a u JR3810
je to podstatně více skoro -50dB.
Vysílače FC16 a JR3810 - vzdálenost antén 1 m
Úroveň rušivého signálu FC16 je asi -58 dB ( levá šipka ) a u JR3810
je to skoro -68 dB, rušivý produkt zde již prakticky není vidět.
Vysílače FF9C a JR3810 - vzdálenost antén 1 m
Úroveň rušivého signálu FF9 je asi -56 dB ( levá šipka ) a u JR3810
je to skoro -68 dB, rušivý produtk zde již prakticky není vidět.
Z naměřených
úrovní vyplývá, že produkty vznikají jen při velmi malé vzdálenosti
mezi vysílači a při zvětšování vzdálenosti jejich úroveň velmi rychle
klesá.
-
Co
má vliv na velikost intermodulačních produktů mezi vysílači
Minimální vliv bude mít obvodové řešení. To je prakticky u všech vysílačů
je stejné. Oscilátor, budič, koncový stupeň, dvojitý Pí článek na
výstupu.
-
Samozřejmě
vzdálenost vysílačů, ale jen pokud bude velmi malá - méně jak asi
0,5 metru.
-
Značný
( asi největší ) vliv na velikost intermodulačních produktů má úroveň
druhé harmonické vysílače. Z měřených vysílačů byl nejhorší vysílač
Ceto .
Pozn. Měření bylo uskutečněno s prutovou anténou u SA pouze pro srovnávací
účely, takže jinou měřící metodu ( do umělé zátěže ) je možné naměřit
trochu jiné výsledky. Měření podle norem jsou v amatérských podmínkách
nerealizovatená.
Potlačení druhé harmonické vysílače: nejhorší Ceto (vlevo) a nejlepší
JR3810 (vpravo)
Ceto
|
-
45 dB |
FC16 |
-
57 dB |
FF9 |
-
60 dB |
JR3810 |
>
- 62 dB |
-
V
průběhu měření se ukázalo, že pokud je vzdálenost vysílačů velmi malá
( méně jak 0,5m ) dochází k ovlivňování sousedního vysílače nejen
přes anténu, ale také přímo do desky vysílače. Udělal jsem pokus,
kdy vysílač byl s odpojenou anténou zatížen umělou zátěží a přesto
na výstupu byly intemodulační produkty při přiblížení druhého vysílače.
Jako nejcitlivější se ukázala část oscilátoru. Zejména vysílače Ceto
a FC16, které mají vysílací část na jednostranné desce pl. spojů a
bez stínění vykazují horší parametry než ostatní. U vysílače FF9 je
celý vf. modul ve stínícím krytu a u vysílače J3810 je na oboustranném
pl. spoji, kde celá vrchní strana je stínící. Protože podrobné prozkoumání
této závislosti by znamenalo výrobu stínicích krytů a další náročná
měření, bylo z časových důvodů od dalších pokusů v tomto směru upuštěno.
Praktické
pokusy s přijímačem
Vysílače
FC16 a FF9 na kanálech 72 a 76, přijímače na kanále 80. Uvedené hodnoty
dosahu platí pro přijímače s nejvyšší citlivostí a to FPR118 a Hitec
Superslim. U přijímačů s nižší citlivostí byly vzdálenosti menší úměrně
jejich ctilivosti.
1)
Vzdálenost antén vysílačů 0,5m , 1m a 2 m.
Přijímač na kanále 80 fungoval do vzdálenosti cca. 5 až 8 m. Vzdálenost
vysílačů měla na dosah signálu malý vliv ! To bylo v rozporu s měřením
spektrálním analyzátorem. Poslechem na kvalitním ručním přijímači AOR8200
( citlivost 0,3 uV ) již ve vzdálenosti přes 3m nebylo slyšet žádný
signál a ve stejném místě s prakticky stejnou anténou modelářský přijímač
fungoval ! Při použití jiného kontrolního přijímače byl intermodulační
signál slyšet až na 5m a více. Znamená
to tedy, že k intermodulacím dochází v tomto případě více v přijímači
než mezi vysílači.
2)
Vysílače ve vzdálenosti 8 m
V okruhu asi 4 m kolem vysílače s kmitočtem bližším k intermodulačnímu
produktu ( v našem případě kanál 76 ) přijímač na kanále 80 fungoval.
Při tak velké vzdálenosti by již intermodulační produkty mezi vysílači
neměly být vůbec žádné. Vysvětlení je stejné jako v předchozím případě:
k intermodulaci dochází v přijímači.
Zjištěné
výsledky nám umožňují si udělat přibližnou představu o úrovni rušivého
intermodulačního signálu vznikajícího mezi vysílači. Je velmi nízká.
Poslechem na kvalitním kontrolním přijímači lze zjistit, že bohužel
dochází k intermodulaci též v přijímačích a to značnou měrou.
Od praktického provozu se tyto zkoušky zásadně liší tím, že normálně
na kmitočtu intermodulací také vysílá vysílač. Tím pádem má rušivý signál
oproti signálu vlastního vysílače mnohem menší úroveň a rušivý signál
je v kvalitním přijímači potlačen. Aby byl výrazně slabší než užitečný,
musí být dodržována základní pravidla pro rozmístění vysílačů.
Poznámka:
Pro FM modulaci platí, že pokud jsou přijímány dva signály stejného
kmitočtu a jeden je alespoň o 6 dB silnější, tak tento silnější signál
slabší zcela potlačí. Proto má FM modulace již z principu větší odolnost
proti šušení !
Připomínky
k článku "Rušení"
-
Cílem
měření bylo ověřit, že intermodulace mezi vysílači je jev, který se
neprojevuje tak výrazně a není tak nebezpečný jak bylo publikováno.
Měření v původním článku byla zkreslena pravděpodobně použitím vysílače
s nestandardními parametry. Dále bylo zjištěno, že nemalou měrou se
na tomto typu rušení podílejí špatné parametry přijímačů. Zejména
micro přijímače mají vf část ošizenou na maximum. Přijímačům bude
věnována samostatná část.
-
Řešení
problému rušení zkrácením antén vysílačů je opět problém nekvality
přijímačů, které jsou zahlceny velkým signálem. Zkrácení antény vysílače
může způsobit nepřizpůsobení koncového stupně k anténě a tím např.
zvýšené oteplení koncového tranzistoru nebo zvýšené vyzařování nežádoucích
signálů.
-
Používání
tabulek pro výpočet kombinací může výrazně pomoci jen ve speciálních
případech. Např. některý vysílač nesplňuje požadované parametry, je
použit nekvalitní přijímač nebo nejsou dodržovány pravidla pro rozmístění
vysílačů. U publikované tabulky mělo být uvedeno, kdy ji použít.
Takto mezi běžnými uživateli vznikl dojem, že toto rušení je nebezpečné
a je třeba se těmto kombinacím kmitočtů za všech okolností vyhýbat.
Také jsem nezjistil, že by v jiných modelářských odbornostech, kde
se běžně provozuje více vysílačů současně vyskytovaly problémy s intermodulací
vysílačů.
-
V
článku se na několika místech hovoří o obvodech AVC. Běžné FM modelářské
přijímače AVC nemají, tyto obvody se vyskytují jen u těch nejkvalitnějších
přijímačů.
-
Dále
je článku uvedeno, že intenzita pole a potom tedy i úroveň signálu na vstupu
přijímače se snižuje s druhou mocninou vzdálenosti a tedy ve vzdálenosti
20m je 400 krát menší než ve vzdálenosti 1m. Z obecného vzorce pro
velikost el. pole ve volném prostoru vyplývá , že závislost na vzdálenosti
není kvadratická, ale úměrná převrácené hodnotě vzdálenosti d.
E = Sqrt ( 30 * P ) / d [ V/m, W
, m ]
Závěr
Měření
a pokusů bylo uskutečněno podstatně více než je zde poposáno. Vybral
jsem jen ty zajímavé a důležité části.
Celková problematika intermodulací je velmi složitá a náročná na měřící
vybavení čas a znalosti. Snažil jsem se alespoň částečně v rámci možností
svého volného času a vybavení tuto problematiku trochu upřesnit.
Připravuji:
Modelářské přijímače - obvodové řešení přijímačů a jejich parametry.
Miloš
Zajíc
HOME
- Hlavní strana
|