抗高頻干擾技術(shù)在短波發(fā)射機(jī)房的應(yīng)用

郭興安(國家新聞出版廣電總局725臺(tái),山西晉中 030600)

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抗高頻干擾技術(shù)在短波發(fā)射機(jī)房的應(yīng)用

郭興安
(國家新聞出版廣電總局725臺(tái),山西晉中 030600)

【摘 要】短波的工作頻率從數(shù)兆到數(shù)十兆赫茲不等,對于發(fā)射機(jī)本身就是一個(gè)強(qiáng)磁場和高電場的信號源,引入的強(qiáng)高頻干擾也主要集中在這個(gè)頻段內(nèi)。它所產(chǎn)生的諧波干擾和電磁輻射,都屬于高頻干擾。本文講述了作者在短波機(jī)房工作中經(jīng)常遇到的幾種高頻干擾,通過理論聯(lián)系實(shí)際對高頻干擾造成的設(shè)備不穩(wěn)定進(jìn)行了闡述。

【關(guān)鍵詞】高頻干擾 接地 屏蔽 濾波

【Abstract】The work shortwave frequencies from several megabytes to tens of megahertz range, the transmitter itself is the source of a strong magnetic field and high electric field, the introduction of a strong high-frequency interference are mainly concentrated in this band.Harmonic interference and electromagnetic radiation it produces, both are high-frequency interference.This article describes several high-frequency interference in shortwave author often encountered in the work room, through theory and practice of high frequency interference caused by equipment instability described.

【Key words】high-frequency interference shielding filter grounding

電磁干擾是干擾電纜中信號，并有效降低信號完好性的電子噪音，通常由電磁輻射源發(fā)生如:馬達(dá)、變壓器和機(jī)器產(chǎn)生，它在我們身邊隨處可見。比如:手機(jī)來電時(shí)，身旁的音響會(huì)發(fā)出“咔、咔”的干擾聲，在大功率發(fā)射臺(tái)附近收看電視會(huì)有網(wǎng)紋和伴音的干擾等等。電磁干擾無處不在嚴(yán)重影響著設(shè)備的正常運(yùn)行。在維護(hù)DF100kwPSM短波發(fā)射機(jī)的工作中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)較強(qiáng)的電磁輻射干擾發(fā)射機(jī)的工作狀態(tài)，使其各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)不到技術(shù)要求。因此工作人員在不斷的實(shí)踐當(dāng)中提出了許多的抗干擾措施，能有效的解決高頻電磁干擾。

1 發(fā)射機(jī)房常見的幾種干擾方式

高頻電磁干擾的形式多種多樣，在維護(hù)DF100kwPSM短波發(fā)射機(jī)的工作當(dāng)中，碰到常見的高頻干擾有3種:接地線引起的地環(huán)路干擾、電源引起的干擾和輻射干擾三種。

2 采用的抗干擾措施

抗干擾的基本原則是:抑制干擾源，切斷干擾途徑，提高元器件的抗干擾能力。

(1)接地。短波發(fā)射臺(tái)站的很多控制系統(tǒng)的硬件都置于一個(gè)機(jī)柜里面，所以機(jī)柜必須要有良好的接地。同時(shí)，由于這些控制系統(tǒng)都與發(fā)射機(jī)相連接或者互相連接，所以還要考慮控制系統(tǒng)和發(fā)射機(jī)間的接地問題。發(fā)射機(jī)射頻系統(tǒng)的良好接地，對減少寄生振蕩抑制高頻輻射和高頻干擾，確保發(fā)射機(jī)穩(wěn)定有很大的作用。(2)使用屏蔽罩和屏蔽罩線。采用屏蔽的方法可將干擾限制在屏蔽層內(nèi)，屏蔽是一種很重要的在大功率短波發(fā)射臺(tái)站控制系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)。其工作原理是:將干擾的對象或者說是干擾源包圍，然后對磁場空間的干擾等來源進(jìn)行阻礙，使得信號傳輸受到一定的限制，將干擾源排斥在該區(qū)域外。屏蔽時(shí)我們可以采取多層屏蔽，外層鋁、里層銅。(3)采用濾波器。濾波器應(yīng)對高頻干擾是常用措施。濾波主要是將某些特定頻率波段的信號從輸入信號中過濾出去，能夠使得信號進(jìn)行篩選，在很大程度上抑制了干擾。在安裝濾波器時(shí)應(yīng)盡量將濾波器靠近電源端，使它與電源之間連線最短。濾波器的金屬外殼要緊貼機(jī)箱，不能僅僅依靠接地線，因?yàn)榇说鼐€對于高頻來說會(huì)呈現(xiàn)一定的阻抗。(4)采用穿心電容。穿心式電容，因?yàn)槠潆姼休^普通電容小得多，故而自諧振頻率很高；同時(shí)，由于其采用穿心式的安裝方式，能有效地防止了高頻信號從輸入端直接耦合到輸出端，因此，這種低通高阻的組合，在 1GHz 頻率范圍內(nèi)，提供了極好的抑制效果。

3 高頻抗干擾技術(shù)應(yīng)用舉例

在發(fā)射機(jī)運(yùn)行的初期，由于設(shè)備是全新的金屬表面沒有氧化，機(jī)架之間連接緊密，發(fā)射機(jī)設(shè)備接地極中影響土壤電導(dǎo)率的降助劑處在有效期，因此設(shè)備的總體接地電阻能達(dá)到技術(shù)要求。隨著時(shí)間的流逝，我臺(tái)發(fā)射機(jī)至今投入使用已15余年，機(jī)器設(shè)備表面氧化，接地極中壤電導(dǎo)率下降，設(shè)備整體的接地電阻在逐漸增大，高頻電磁干擾問題日趨嚴(yán)重。嚴(yán)重影響設(shè)備的穩(wěn)定性，我們針對出現(xiàn)的三種干擾采取了不同的抗干擾措施，取得了預(yù)期效果。

3.1 PSM發(fā)射機(jī)的地環(huán)路干擾

(1)某部發(fā)射機(jī)在播音中突然出現(xiàn)雜音，值班員巡視發(fā)射機(jī)發(fā)現(xiàn)其高前陰流、高末柵流同時(shí)增大，調(diào)諧時(shí)找不到調(diào)諧點(diǎn)，10來分鐘故障消失。故障出現(xiàn)以來反反復(fù)復(fù)多次，更換相關(guān)回路元器件均不起作用。把此發(fā)射機(jī)和相鄰的發(fā)射機(jī)地線斷開后故障消失。經(jīng)過分析此故障是地環(huán)路干擾引起的故障。地環(huán)路干擾是一種較常見的干擾現(xiàn)象，常常發(fā)生在通過較長電纜連接的相距較遠(yuǎn)的設(shè)備之間。其產(chǎn)生的內(nèi)在原因是設(shè)備之間的地線電位差。地線電壓導(dǎo)致了地環(huán)路電流，由于電路的非平衡性，地環(huán)路電流導(dǎo)致對電路造成影響的差模干擾電壓。我臺(tái)發(fā)射機(jī)房8部機(jī)器接地極地線并聯(lián)相接，地線連接距離相對較長，而發(fā)射機(jī)工作頻率都工作在高頻內(nèi)，它們的波長相對于8部機(jī)器的接地線的長度來說是長線。顯然不同頻率在地線上的電流不同，由于年代的增長設(shè)備接地極中土壤電導(dǎo)率下降，使得設(shè)備整體的接地電阻增大，地線產(chǎn)生較大阻抗因此會(huì)產(chǎn)生差模電壓，對電路造成干擾。

(2)采取的措施。基本思路:一個(gè)是減小地線的阻抗，從而減小干擾電壓；另一個(gè)是將地環(huán)路切斷，即消除了地環(huán)路.解決方法:把相鄰發(fā)射機(jī)地線斷開，將地環(huán)路切斷；在機(jī)房外又加做2塊高頻接地極，嚴(yán)格按照《短波廣播發(fā)射臺(tái)工藝設(shè)備安裝規(guī)范》中規(guī)定的地線施工標(biāo)準(zhǔn)操作，使其電阻小于或接近4Ω，從相鄰發(fā)射機(jī)地線斷開的地方兩邊分別相接。改動(dòng)之后故障一直未出現(xiàn)。

3.2 PSM發(fā)射機(jī)電源部分的高頻干擾

(1)一段時(shí)間內(nèi)多部發(fā)射機(jī)模塊上的IGBT連續(xù)發(fā)生擊穿現(xiàn)象，IGBT 的損壞率很高。經(jīng)過分析是給48個(gè)模塊供電的2個(gè)調(diào)制變壓器附近有很強(qiáng)的干擾。在模塊工作中開關(guān)管IGBT受音頻控制經(jīng)常開通、關(guān)斷，導(dǎo)通時(shí)流過電流，關(guān)斷時(shí)期間變壓器繞組漏感引起的電流

突變會(huì)產(chǎn)生尖峰干擾，這樣電源向模塊提供電壓的同時(shí)也將此尖峰干擾加到模塊上，擊穿IGBT。(2)采取的措施。基本思路:對變壓器電感器和大電流引線，采用屏蔽罩來屏蔽磁干擾。解決方法:在實(shí)際操作當(dāng)中由于受客觀條件所限制，為減少耦合在2個(gè)調(diào)制變壓器鐵芯用寬銅皮接地，切斷尖峰干擾對輸入電源模塊的影響。改動(dòng)之后模塊損壞的幾率大大降低。

3.3 PSM發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的諧波強(qiáng)輻射干擾

(1)一段時(shí)間以來某部發(fā)射機(jī)高前自動(dòng)調(diào)諧頻繁的失敗，但手動(dòng)調(diào)諧正常。因?yàn)槎滩ǖ墓ぷ黝l率從數(shù)兆到數(shù)十兆赫茲不等，信號線上引入的強(qiáng)高頻干擾也主要集中在這個(gè)頻段內(nèi)。對于發(fā)射機(jī)本身就是一個(gè)強(qiáng)磁場和高電場的信號源，它所產(chǎn)生的諧波干擾和電磁輻射，都屬于高頻干擾。而大多短波發(fā)射臺(tái)站的控制設(shè)備處在射頻磁場中，那么它遭到輻射的影響會(huì)更大。(2)采取的措施。基本思路:因?yàn)榇烁哳l干擾沒有規(guī)律，情況非常復(fù)雜，所以采取接地、屏蔽、濾波等綜合的措施進(jìn)行解決。解決方法:對自動(dòng)化機(jī)柜增設(shè)寬銅皮接地，對機(jī)柜里的工控機(jī)和各控制線進(jìn)行銅蛇皮網(wǎng)屏蔽，這樣就對自動(dòng)化控制系統(tǒng)的前端機(jī)進(jìn)行了雙層屏蔽。外層屏蔽為機(jī)柜，內(nèi)層屏蔽為工控機(jī)機(jī)殼。最后各機(jī)箱的保護(hù)地全部連接于一接地點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對控制系統(tǒng)的屏蔽。但是系統(tǒng)屏蔽以后，干擾還可以從各控制線引入。因此，對所有進(jìn)出機(jī)柜的引線進(jìn)行濾波，以防止外部干擾進(jìn)出屏蔽罩內(nèi)。在控制線進(jìn)入屏蔽罩的地方加裝濾波器和穿心電容，對進(jìn)入屏蔽罩內(nèi)的導(dǎo)線在進(jìn)行濾波處理，減少導(dǎo)線上高頻干擾。改動(dòng)之后故障出現(xiàn)的幾率大大降低。

4 需要注意的問題

(1)所有高頻濾波器使用的電容器、扼流圈以及屏蔽罩的接地線應(yīng)盡可能的短，以利于提高濾波效果。(2)屏蔽罩的開孔。在工作當(dāng)中我們需要在屏蔽罩上開一些孔，用于連接、通風(fēng)安裝、維修等問題。會(huì)影響屏蔽的效果，漏磁的大小取決于開孔的直線尺寸，而不是孔的多少。因此我們要施工完對屏蔽罩的接縫進(jìn)行焊接或用屏蔽線塞實(shí)。(3)屏蔽線的目數(shù)決定屏蔽效果。(4)屏蔽信號線的屏蔽層要一端接地，同時(shí)要避免多點(diǎn)接地。

5 結(jié)語

通過對短波機(jī)房現(xiàn)場采取的措施證明，在抗高頻干擾方面取得了不錯(cuò)的效果。但是今后還會(huì)遇到各種電磁干擾的問題，只要我們針對問題認(rèn)真分析，大膽嘗試各種抗干擾的措施，問題就會(huì)迎刃而解。

參考文獻(xiàn):

[1]張暉.抗干擾技術(shù)及在短波發(fā)射臺(tái)自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].工業(yè)器材.廣播電視網(wǎng)絡(luò)技術(shù),2000(01):61-66.