По страницам журнала "Радио"
Приставка к приемнику для борьбы с импульсными помехами
Для борьбы с импульсными помехами может быть использована специальная приставка к радиовещательному приемнику. Она включается между предоконечным и оконечным каскадами усиления НЧ. Приставка имеет коэффициент передачи напряжения равный единице. Неравномерность частотной характеристики в полосе частот 100-8000 Гц не превышает 2,5 дБ. Амплитудная характеристика на низших частотах линейна в пределах 0-12 В. Приставка питается от выпрямителя приемника и потребляет по анодной цепи 8 мА и по цепи накала 0,6 А.
Принцип работы приставки основан на ограничении уровня импульсных помех. Его существенным отличием от обычных ограничителей является применение частотных преобразований спектра колебаний полезного сигнала и помех и использование следящего за уровнем громкости порога ограничения.
Общеизвестны ограничители с постоянным порогом ограничения и с порогом, следящим за уровнем несущей. Остаток помех на выходе таких ограничителей не прослушивается при сильных сигналах, однако при слабом сигнале оставшиеся помехи могут в несколько раз превышать уровень полезного сигнала.
Если заставить порог ограничения следовать по огибающей громкости полезного сигнала (рис. 1), то эффект подавления помех повысится.
Работу ограничителя со следящим порогом можно улучшить, применив предложенные Д.В. Агеевым два взаимообратных частотных преобразования колебаний сигнала и помехи.
Рассмотрим, в чем заключается смысл этих преобразований.
Известно, что уровень громкости обычной радиовещательной передачи определяется главным образом низкочастотными составляющими, т. е. колебания высших частот имеют в среднем амплитуду, значительно меньшую, чем колебания низших частот. Это обстоятельство можно использовать для понижения порога ограничения.
Обратимся к рис. 2, а. На нем показана осциллограмма полезного сигнала и помех. Полезный сигнал представлен здесь двумя частотами - низшей (допустим, 200 Гц) и высшей (2000 Гц). Амплитуда высшей частоты значительно меньше амплитуды низшей. Если подвергнуть такое колебание ограничению, то очевидно, что помехи 2 и 3 останутся неограниченными, так как уровень ограничения, определяемый главным образом уровнем низкочастотной составляющей, равен U11.
Если же в этом колебании ослабить низкочастотную составляющую, не ослабляя уровень высокочастотной составляющей и помех (а это легко сделать с помощью цепи из R/C), то уровень ограничения может быть взят ниже (U12). При этом будут ограничены все показанные на рисунке помехи (рис. 2,б). Последующим преобразованием (также с помощью RC) легко восстановить относительный уровень низкочастотной составляющей, при этом сигнал на выходе цепи примет вид, показанный на рис. 2, в. Таким образом, эта система позволяет снизить уровень импульсной помехи ниже уровня громкости сигнала.
Принципиальная схема приставки изображена на рис. 3.
Напряжение колебаний, снимаемое через переходный конденсатор (на схеме он не указан) с анода лампы предоконечного каскада усилителя НЧ, подается через цепь из R1 и C1 на сетку левого (по схеме) триода лампы 6Н1П (Л1). Величины R1 и C1 выбраны так, что на сетке лампы колебания с частотой 100 Гц ослабляются в 10-12 раз сильнее, чем колебании с частотой 5000 Гц. Преобразованное таким образом колебание усиливается лампой. Усиление необходимо для того, чтобы сохранить коэффициент передачи приставки близким к единице, а также для улучшении работы ограничителя. Кроме того, в сеточной цепи лампы Л1 ограничиваются сильные импульсные помехи. С анода лампы колебания через конденсатор С3 и ограничивающее сопротивление R6 подаются на двусторонний диодный ограничитель, собранный на двух полупроводниковых диодах типа ДГ-Ц27, а с него через C4 и R7 непосредственно на сетку лампы оконечного каскада. Цепь из С4R7 и C5 осуществляет обратное частотное преобразование колебаний. Ее коэффициент передачи на высших частотах в 10-12 раз меньше, чем на низших. Таким образом, коэффициент передачи приставки оказывается равным единице, а ее частотная характеристика достаточно линейной в необходимой полосе частот.
Порог ограничения ограничителя, определяемый напряжением на конденсаторах С7 и С8, как уже указывалось выше, следует за уровнем громкости передачи. Для создания напряжения порога срабатывания колебания с потенциометра R5 подаются на сетку второго (правого по схеме) триода лампы Л1, усиливаются им и затем детектируются двумя полупроводниковыми диодами ДГ-Ц27. На нагрузках диодов (R11C7 и R12С8) получаются два равных противоположной полярности напряжения огибающей громкости полезного сигнала. Эти напряжения определяют уровни ограничения соответственно отрицательных и положительных амплитуд полезного сигнала.
Монтаж и регулировка. Приставка монтируется на отдельном шасси. К приемнику она может быть присоединена с помощью переходной колодки, которая вставляется в гнездо оконечной лампы, а лампа устанавливается на панельку колодки (подобный тип переходной колодки используется в магнитофонной приставке "Волна"). При таком способе включения приставки в приемник отрицательная обратная связь, имеющаяся в приемнике, может превратиться в положительную, так как приставка изменяет фазу колебаний на 180°. Для того чтобы избежать самовозбуждения приемника, необходимо поменять местами выводы вторичной обмотки выходного трансформатора (если напряжение обратной связи снимается с этой обмотки) или внести другие соответствующие изменения в цепь обратной связи. На задней стенке шасси можно поставить переключатель, выключающий приставку при отсутствии помех.
В приставке использована ламп в 6Н1П. Вместо нее можно поставить лампу 6Н8С. Указанные на схеме диоды ДГ-Ц27 могут быть заменены лампами 6Х6С или 6Х2П. При подборе деталей необходимо обратить внимание на то, чтобы бумажные конденсаторы С3 и С6 имели возможно большее сопротивление для постоянного тока. Необходимо также так подобрать сопротивления R11 и R12 (а также конденсаторы C7 и С8), чтобы величины их возможно меньше отличались друг от друга. Ось потенциометра R5 следует вывести под шлиц, так как ею придется пользоваться только при регулировке приставки.
Регулировка приставки производится в следующем порядке. Приставка подключается к приемнику. С помощью вольтметра проверяется режим работы лампы. Затем отключают ограничитель (разрывают цепь в точке а, отмеченной на схеме) и, настроив приемник на какую-либо станцию, устанавливают средний уровень громкости. При этом прием не должен сопровождаться заметными на слух искажениями. Громкость приема после включения приставки в приемник не должна уменьшаться. После этого приступают к регулировке ограничителя.
Ползунок потенциометра R5 устанавливают в нижнее положение (напряжение на сетку лампы не подается). Подключают в точке а ограничитель. Громкость приема после этого должна резко упасть, так как порог ограничения близок к нулю. Потенциометром R5 постепенно увеличивают напряжение порога, следя за увеличением громкости и уменьшением нелинейных искажений. Как только искажения перестанут быть заметными, дальнейшее увеличение напряжения порога следует прекратить, так как излишне высокий уровень порога снижает эффект подавления помех. На этом регулировка может быть закончена. Если приставка хорошо отрегулирована, при переключении диапазонов трески должны прослушиваться слабо.
Описанная приставка испытывалась с приемником "Балтика". Эффект подавления импульсных помех зависит от их вида. Те индустриальные и атмосферные помехи, которые представляют собой отдельные короткие, хотя и очень большие, импульсы, практически устраняются почти полностью (по слуховому восприятию). Некоторые же индустриальные, а также и атмосферные помехи, состоящие из последовательности большого числа почти сливающихся импульсов, подавляются, но не полностью.
Гладкие помехи, т. е. помехи в виде сплошного шума, приставка практически не ослабляет.
Опытным радиолюбителям предоставляется широкая возможность дальнейшего совершенствования приставки; схему ее можно упростить; так, при наличии достаточного запаса усиления в тракте низкой частоты приемника может оказаться излишним использование левого триода лампы Л1. Изменив несколько схему, можно исключить один из диодов ДГ-Ц, работающий в детекторе уровня порога.
Если несколько усложнить схему приставки и выбрать более оптимальный режим работы, можно получить лучшие результаты. Недостатком дайной системы ограничения является повышение порога ограничения группой быстро следующих друг за другом импульсов, что иногда уменьшает эффективность работы схемы.
Это явление можно значительно ослабить, если постоянная времени цепи заряда конденсаторов C7 и С8 будет больше постоянной времени их разряда (при действии импульсной помехи). Лучшее подавление помех наблюдается при подаче на сетку лампы уже ограниченного напряжения колебаний (напряжения между шасси и точкой а), но в этом случае при малых уровнях громкости проявляется нелинейность начального участка характеристик диодов, что выражается в запаздывании повышения порога ограничения.
В описываемой приставке напряжение порога ограничения изменяется в пределах лишь 0-30 В. Вследствие этого амплитудная характеристика всей системы на частоте 5000 гц линейна в пределах 0-2,5 В. При высококачественном воспроизведении этот недостаток может оказаться заметным. С точки зрения работы частотных преобразователей нежелательными элементами являются R6 и С4, образующие интегрирующую цепочку. Характер импульсных помех зависит от места радиоприема и определяется характером находящихся вблизи источников этих помех. Работу приставки еще можно улучшить, сообразуясь с характером помех, подобрать экспериментально в пределах от 1 до 15 мкФ емкости конденсаторов C7 и С8. Дальнейшее увеличение этих емкостей приводит к тому, что порог ограничения не успевает следовать за огибающей полезного сигнала. а уменьшение их приводит к заметному увеличению уровня порога в момент действия помехи и тем самым к созданию условий для прохождения ее на выход радиоприемника
Горбачев А. Приставка к приемнику для борьбы с импульсными помехами. "Радио". - 1956. - #11. - С.42-43.
От редакторов:
Мы опробовали данную приставку (и ее транзисторный вариант) с радиоприемником "УС-9": одиночные импульсные помехи подавляются сравнительно неплохо, а вот гладкие равномерные помехи и интерференционные свисты практически не подавляются. Лучшее подавление импульсных помех можно получить, используя вместо диодов КП-3, КП-4 - фриттер от старых телефонных аппаратов либо более современные диоды - Д218, Д-311, Д-18, Д-20. Ручку регулятора порога лучше не укорачивать, т.к. в процессе работы с приставкой возникает необходимость в оперативном изменении порога в зависимости от характера передачи и помех. В целом приставка заслуживает внимание, особенно у жителей городов, где больше индустриальных помех.
Комментарии