干扰及其抑制

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在收看电视节目时,电视机的屏幕上,除了会出现重影以外,往往还会出现一些和节目无关的现象。如出现许多迅速移动的亮、暗横线条、线段或点子;黑白相间的竖条、斜条、曲线、波纹;向上或向下移动的横带;有的出现图象闪动,严重时会破坏同步;彩色电视机有时出现丢色或网状条纹;喇叭里有时发出不应有的杂音等等。我们把上述现象统称之为“干扰”。下面就来谈谈这些干扰的来源及其抑制的方法。

干扰的来源

对电视机造成干扰的来源很多,主要的有四类:工业干扰;其它电台的干扰;天电干扰;电视机内部干扰等。为了防止机内和机外其它电台的干扰,在设计和生产电视机时,已采取了屏蔽、合理布置走线、各种滤波和抗干扰电路以及采用陷波电路提高选择性等措施,来抑制这些干扰。然而大量存在着的主要是电视机附近的工业干扰。工业干扰主要包括:1.发生火花的电气设备,如电车、电气机车、电钻、电焊机;各种汽车、摩托车、飞机和船舶上的内燃机点火系统;开关以及各种电气设备插接件的接触不良发生的跳火现象等等。2.高频电气设备,如X光机、各种电疗仪、短波无线电台、薄膜热合机以及附近电视机的辐射干扰等。3.能发生气体电离的器件,如日光灯、霓虹灯、氖气管和充有其它气体的管子、汞弧整流器等。

干扰的途径

干扰是怎样侵入电视机的呢?一般说来可分为直接耦合和间接耦合两种途径。直接耦合是指干扰源通过空间直接辐射或经其供电线路传导侵入电视机。直接耦合的作用距离,一般不超过一二百米。如汽车发动机的干扰可达150米。间接耦合是指干扰源经过辐射或耦合到其它物体上,如电力线、电话线、自来水管、煤气管及钢筋等,再转移到电视机中。这种间接耦合的作用距离可达几公里。由于电视机的电源输入回路加有滤波装置,而且高放、中放、检波等电路加有屏蔽装置,所以外界干扰一般都是通过天线和馈线进入到电视机的。

抑制干扰的方法

1.在干扰源本身上采取措施。这些措施包括:消除干扰的发生,削弱干扰电平,限制干扰的传播等。表1列出了常见的几种方法。

图1
图1 🔍原图 (703×897)

2.在接收端尽量提高有用信号的强度,以改善信杂比。例如采用方向性强、增益高的天线,并用“空间选择法”,上下、左右移动天线的位置,使天线处于信号最强而干扰杂波最弱的位置。如图1,把天线从A点移动到B点时,信杂比明显提高。图2说明,若天线架在A处,汽车的干扰很厉害,而天线架在B处,由于建筑物对来自汽车的干扰波的遮挡,使干扰大大减少。如果天线不能从A处移到B处,可采用增加反射器的方法来减轻干扰的影响,如图3所示。所增加的反射器R,可采用和原来天线反射器同样的尺寸。反射器和原天线所在平面之间的距离S\(_{1}\)约为λ/2(λ为所要接收的频道中心波长),前后位置S2可适当调节,以使干扰最小为好。如果在原天线的上方λ/2处再加一根反射器,其效果会更好。

图2
图2 🔍原图 (421×271)
图3
图3 🔍原图 (357×253)
图4
图4 🔍原图 (291×303)

3.在接收端采取措施来减弱干扰波强度。例如在馈线和电视机输入端加装防干扰滤波器。这种方法又称“频率选择法”。如果干扰波的频率高于电视机所接收的频段最高频率,可采用低通滤波器;若干扰波频率低于电视机所接收频段的最低频率,可采用高通滤波器;若干扰波频率在所接收的频段范围之内,可采用带阻滤波器,但干扰波频率必须距离图象载频1.5MHz以上,否则影响电视信号的传输。

图5
图5 🔍原图 (871×838)

上述高、低通滤波器的电路图及实际接线图示于图4。其中,(a)(c)为高通滤波器,(b)(d)为低通滤波器。为了留有余量和制作方便,滤波器的参数可以这样选取:图4a所示的高通滤波器f\(_{p}\)-f0=4.25~6.25MHz(其中f\(_{p}\)为图象载频,f0为滤波器谐振频率),图4b所示低通滤波器f\(_{0}\)-fp=10.25~12.75MHz,这两种滤波器供远距离接收使用;图4c所示的高通滤波器f\(_{p}\)-f0=2.75MHz,图4d所示的低通滤波器f\(_{0}\)-fp=8.25MHz,这两种供近距离接收使用。

因为多数情况,低频段的工业干扰更明显,所以这里只给出了在电视机低频段l~5频道使用的防干扰滤波器的各元件参数,见表2。其它频道的可参照上面介绍的方法确定。表2中所使用的电容器,可采用高频特性较好的瓷介电容。电感线圈用直径d为0.5mm或0.8mm的漆包线,绕制成空心线圈,匝间距离t约为导线直径的1.5倍(即1.5d),线圈直径相应为6mm和10mm,线圈匝数按表2所要求的电感量,由图5所示曲线确定,线圈的引线不要太长。

图6
图6 🔍原图 (1451×1321)
图7
图7 🔍原图 (449×401)

防干扰滤波器的元件,焊接在图6所示的印制板或铆钉板上,板的尺寸为85×45mm\(^{2}\)。焊接完毕后须加屏蔽盒,并装上输入、输出插孔。若在滤波器各节之间加屏蔽隔板效果更好。

图8
图8 🔍原图 (1111×705)

带阻滤波器的电路图和各元件参数分别见图7和表3。它使用了两个半可变电容供调谐用。

图9
图9 🔍原图 (331×224)

表3

L\(_{1}\) L2 C\(_{1}\) C2 C\(_{3}\)

(μH) (μH) (pF) (pF) (pF)

第一频道 3 1 4 2-15 7-15

第二频道 3 0.8 4 2-15 7-15

第三频道 2.5 0.6 3 2-15 7-15

第四频道 2 0.4 3 2-15 7-15

第五频道 1.5 0.3 2 2-15 7-15

上述各种防干扰滤波器组装完毕,最好用扫频仪检查一下。如在第二频道使用的高、低通滤波器,其特性曲线应基本上如图8所示。如果无仪器,只要按要求制作,也可以不作调试。滤波器的安装位置,离高频头的输入回路越近越好。

图10
图10 🔍原图 (835×260)

需要指出的是:对于某些底板带电的电视机,不要使用这种方法,若要使用,须注意安全。

几种简单的防干扰滤波器

下面介绍几种简单的防干扰滤波器,可以根据具体情况选用。

1.图9a所示是在天线与电视机输入端之间加入LC陷波网络。其中L采用直径φ为1mm的漆包线,绕制成直径为10mm的空心线圈,匝数为10~15匝。它对电车等造成的干扰有抑制作用。

图11
图11 🔍原图 (525×267)

2.图9b是在天线馈线和电视机输入端之间加入的LC并联谐振回路,L\(_{1}\)、C1和L\(_{2}\)、C2分别调谐在电视频段以外的两种干扰频率上,就可以阻碍其进入电视机。L\(_{1}\)和L2要相互垂直放置,以免它们之间互相耦合。

3.图10a是在电视机输入端并联上一段2米长的扁馈线,调整它的长度可以抑制干扰。调整时,可依次截2~3cm,直到干扰最小为止。也可以在扁馈线上围绕一圈5cm宽的锡箔(图10b)上下移动锡箔,使干扰在最小时,把它固定好。图10c是在电视机输入端并联上两根相互平行的裸铜线,线径约1mm、长度约3米、两线之间距离约1cm,另取一段裸铜线作短路线,调整其短路两根平行线的位置,找到干扰最小点将短路线固定即可。

图12
图12 🔍原图 (501×484)

另外为了防止干扰进入电视机,除了选用上面介绍的方法之外,天线馈线最好使用屏蔽性能较好的75Ω同轴电缆。如果使用廉价的扁馈线,要每隔一尺左右将其扭转180°,这样做对抗干扰有利。

由于干扰源千差万别,干扰波的频率也多种多样,应视具体情况选用上述抑制干扰的方法。

最后需要说明:在很多情况下,电视机屏幕上出现的干扰来自机内,例如高压包内部放电、显象管跳火,伴音干扰图象或机振引起的横条干扰,彩色电视机有时会出现差拍网纹干扰等等。因此发现有干扰现象时,首先区别是机内的还是来自机外。其区别的简单方法是把频道选择钮放置在空频道上,若干扰无变化,说明是机内干扰;若干扰消失或变化很大,说是机外干扰。(房增田)