Maatregelen tegen LF-detectie
Hierbij presenteren wij u het artikel dat door de VRZA 'contactfunctionaris LFD problemen' t.w. Ruud PA0RLS, werd geschreven voor de Nederlandse Vereniging van Radio en TV Detailhandelaren. Dit artikel werd inmiddels in het orgaan van deze vereniging 'Radio TV wereld' geplaatst en verkreeg zodoende een wijde verspreiding onder de Nederlandse handelaren.
Wij danken Ruud voor deze inspanning en zijn er zeker van dat edn en ander sterk zal bijdragen tot een beter begrip en groter kennis van dit euvel bij de handelaren.
Inleiding
Een verschijnsel bij LF-apparatuur, dat de laatste jaren in sterke mate toeneemt, is de detectie van meer of minder sterke HF-velden, afkomstig van de in de nabijheid van deze LF -apparatuur werkende HF-zenders (omroep, amateurs, waste en mobiele diensten enz. ). Dit probleem valt onder de 'Electronic compatability' d.w.z. het samenwerken of het in elkaars nabijheid werken van electronische apparatuur van allerlei aard, zoals zenders, ontvangers, lf-versterkers, electronische orgels e.d.
De verschijnselen zijn over het algemeen, dat uit de lf-versterker van bijvoorbeeld een radio- of TV-ontvanger, electronisch orgel of platenspeler met versterker signalen klinken, die ongewenst zijn en dus 'storend' werken bij het gebruik van deze apparatuur. Vaak zelfs blijven deze signalen hoorbaar als de volumeregelaar geheel wordt dichtgedraaid.
In de wandeling wordt dit verschijnsel aangeduid met de naam 'LF-detectie'. Om enig inzicht to verschaffen over het ontstaan en het verhelpen van deze LF-detectie zal worden uitgegaan van de diodedetector zoals deze gebruikt wordt in vrijwel iedere radio -ontvanger voor detectie van amplitude gemoduleerde signalen.
De diode-detector
Wanneer een AM-gemoduleerd signal wordt gernduceerd in de trillingskring LC dan zal gedurende ogenblikken, dat de anode positief is t. o. v. de kathode een stroom door de diode (buis of halfgeleider) vloeien, waardoor de condensator Cd wordt opgeladen. Gedurende de ogenblikken dat er geen stroom door de diode D vloeit (anode negatief t. o. v. de kathode) ontlaadt Cd zich gedeeltelijk over Rd.
Bij juiste dimensionering van Cd en Rd zal de spanning over Cd steeds gelijk zijn aan de momentele topwaarde van de kringspanning. Deze varieert bij amplitudemodulatie met de moclulerende informatie. Zodoende is de spanning over Cd een superpositie van een gelijkspanning en een met de modulatie gelijkvormige wisselspanning. Deze wisselspanning wordt normaliter aan een LF versterkertrap toegevoerd via de scheidingscondensator Cs.
De roosterdetector
De werking hiervan is in principe hetzelfde als de diodedetector. T. g. v. de kringspanning Vi zal de condensator Cg in eerste benadering worden opgeladen tot de topwaarde van de kringspanning. Dit komt doordat er roosterstroom vloeit zodra het rooster positief is t. o. v. de kathode. Cg kan zich via Rg ontladen (vergelijk fig. 2).
Ook hier varieert dus de spanning op Cg in hetzelfde ritme als de modulatie van de aangelegde kringspanning. Tussen rooster en kathode ontstaat dus een gelijkspanning met daarop gesuperponeerd een LF -wisselspanning.
Deze wisselspanning zullen we dan versterkt terugvinden over de anodeweerstand Ra. Ca dient om resten HF weg te werken en de lf-component kan van Cs worden afgenomen.
Bij bovengenoemde detectors is de afgestemde trillingskring geen directe noodzaak om te kunnen detecteren; de reden dat een dergelijke detector vaak door egn of weer kringen wordt voorafgegaan is uit het oogpunt van selectiviteit. (MF-versterker). Indien een dergelijke kring niet aanwezig is zal een dergelijke detector ook nog goed kunnen functioneren, in dat geval zal in principe iedere aangeboden HF-spanning worden gedetecteerd, indien de amplitude groot genoeg is om stroom door de diode dan wel roosterstroom te laten vloeien.
De roosterdetector kan ook de gedaante van fig. 4 hebben. Deze schakeling is in feite niets anders dan een lf-versterkertrap en men ziet deze schakeling veel toegepast als eerste If-trap in radio en TV-toestellen.
Hierbij is Cg meestal in de grootte orde van 5000 pF en Rg is ca. 10 MOhm. De condensator Ca wordt gevormd door de parasitaire en bedradingscapaciteiten. Rv is de volumeregelaar welke meestal elders in het apparaat is ondergebracht. Veelal is de leiding naar Rv afgeschermd, doch voor HF-velden heeft dit meestal geen of weinig effect.
Indien op welke wijze dan ook, door dit veld een HF-spanning wordt geinduceerd in de roosterketen, kan deze HF-spanning gedetecteerd worden door deze LF-versterkertrap. Indien nu deze HF-spanning in amplitude is gemoduleerd, dan zal de modulatie hiervan hoorbaar worden als storend signal, zelfs al staat Rv op minimum!
Om nu deze (ongewenste) detectie te voorkomen kunnen de volgende maatregelen worden genomen:
- De buis voorzien van een hogere negatieve voorspanning, bijvoorbeeld door toepassing van een kathodeweerstand. Om een juiste instelling voor het lf-signaal te behouden client Ra te worden verkleind, daar anders de anodestroom te laag zou worden. Dit heeft tot gevolg, dat de versterking van deze trap (die meestal tamelijk hoog is) zal dalen.
- Het apparaat of delen ervan afschermen d.m.v. aluminiumfolie of messinggaas. Deze methode is zeer omslachtig, kostbaar en tijdrovend en geeft geen volledige bescherming tegen detectie van de desbetreffende trap, omdat vaak via de aangesloten snoeren (luidsprekers, platenspeler, netsnoer, enz.) toch HF zal doordringen tot de detecterende schakeling.
- In alle inkomende en uitgaande leidingen filters plaatsen die het binnendringen van HF moeten tegengaan. Dit kan in sommige gevallen succes hebben als ook inderdaad het HF-signaal hierlangs binnendringt, zoals vaak bij (lange) luidsprekerleidingen het geval is. Directe instraling op de inwendige bedrading wordt hiermee niet voorkomen en daarom zal deze methode niet altijd effectief zijn.
- Het aanbrengen van een blokkering in het roostercircuit, die er voor zorgt, dat geen HF meer tot het rooster kan doordringen. Deze blokkering kan bestaan uit een HF-smoorspoel tussen Rg en het rooster en/of het aanbrengen van een condensator tussen rooster en kathode (zie fig. 5), waarbij er op gelet moet worden, dat hierdoor de LF eigenschappen niet verslechteren (verlies aan 'hoog'). Voorts moet men er voor waken, dat een combinatie van smoorspoel en capaciteit niet resoneren op de frequenties waarvoor men het apparaat ongevoelig wil maken. L = 100 µH à 1 mH en C = 100 à 1000 pF zijn bruikbare waarden voor een groot frequentiegebied: 3 tot 30 MHz. Voor frequenties boven 30 MHz is vaak een ferrietkraal en een condensator van ca. 50 pF reeds voldoende.
Uit de punten 1, 2, 3 en 4 blijkt, dat oplossing 4 de voorkeur verdient (eventueel in combinatie met 3). Hiermee wordt n. 1. het detecterende element zelf aangepakt in tegenstelling tot 1 en 2 waar, indien toevallig de situatie der externe bedrading verandert, opnieuw detectie kan optreden.
Niet alleen buizen vertonen deze detecterende eigenschappen, doch ook transistors (vergelijk buisdiode en halfgeleiderdiode). Detectie, vaak in nog sterker mate dan bij buizen, treedt hier meestal op tussen emitter-basis of de collector-basis overgang (diode ).
De eenvoudigste oplossing is veelal een condensator van 100 à 1000 pF tussen emitter en basis (zie fig. 6). Indien dit te weinig of geen effect sorteert (afhankelijk van de schakeling der transistor) kan een spoeltje in serie met de emitter van 100 A 1000 uH betere resultaten geven (zie fig. 7).
In de hardnekkige gevallen geeft het opnemen van een dergelijke smoorspoel, towel in de emitter als in de collectorleiding, meestal de beste resultaten (zie fig. 8).
Bij een apparaat met meerdere LF trappen is het mogelijk, dat meerdere trappen deze ongewenste detectie vertonen. Het is dan nuttig te onderzoeken welke trap de meeste bijdrage levert aan het gedetecteerde signaal. Indien de volumeregelaar van een apparaat wordt dichtgedraaid en het storende lf-signaal blijft even sterk of wordt zelfs sterker dan is het vrijwel zeker dat de transistor of buis direct rid deze volumeregelaar detecteert. Deze dient dan als eerste te worden behandeld tegen detectie. Hiema kan men bepalen of nog andere trappen hoogfrequent gevoeligheid vertonen door hiervan rooster of basis-emitter-collector aan te raken met een kleine schroevedraaier. Indien het gedetecteerde signaal flink in sterkte toeneemt is een dergelijke trap gevoelig voor HF en kan dan het beste ook 'behandeld' worden.
Bij vorenstaande beschouwing is er steeds vanuit gegaan, dat het apparaat ter plaatse (van het 'storende' HF veld) wordt 'behandeld', dit om later teleurstelling te voorkomen en er zeker van te zijn, dat de 'ontstoring' ook inderdaad succes heeft opgeleverd. De diverse gebruiksmogelijkheden dienen te worden getest na het aanbrengen van de diverse componenten ter voorkoming van LF-detectie.
Bij bandafspeel- en opname-apparatuur is het bijvoorbeeld mogelijk, dat bij weergave LF-detectie optrad en de opnameversterker in het vergeetboek is geraakt voor wat betreft 'ontstoring', zodat men later weer een klacht ontvangt dat er vreemde geluiden of stemmen op de band zijn meeopgenomen.
De 'storende' zender moet dus in bedrijf zijn en gecontroleerd dient te worden of voor alle door de zender uit te stralen frequenties geen detectie weer optreedt in het apparaat.
Samenvatting
Samenvattend kan dus worden gesteld:
Een LF-versterker heeft tot doel alleen LF-signalen zo goed mogelijk te versterken en geen HF-signalen te detecteren. Immers, een radioontvanger hoort ook ongevoelig te zijn voor MF-signalen, die zo vaak aanleiding zijn tot het ontstaan van de bekende 'fluitjes' bij superheterodyne-ontvangst. Hiertegen kunnen en worden ook vaak filters aangebracht op de daartoe geëigende plaatsen.
Bij instraling van hoogfrequent, direct of via bedrading (intern of extern), op de LF.-trappen van het apparaat ligt de zaak technisch iets lastiger v.w.b. de oplossing van de 'storing'. Een oplossing is echter altijd mogelijk door ervoor te zorgen dat die elementen, die de detectieverschijnselen vertonen, zo in de schakeling te plaatsen (in combinatie met een hf-smoorspoeltje en/of condensator) dat de gevoeligheid voor hoogfrequent nihil wordt of tenminste sterk wordt gereduceerd.
Tenslotte: HF-smoorspoeltjes welke zeer geschikt zijn ter voorkoming van LF-detectie worden o.a. door Philips op de markt gebracht onder de volgende bestelnummers:
100 µH 2422 535 00101
330 µH 2422 535 00331
470 µH 2422 535 00472
De afmetingen zijn niet veel groter dan van een ¼ watt weerstand en kunnen zonder bezwaar in de meeste schakelingen worden toegepast.
Voor een filter als onder 3 kan met succes van het torordekern materiaal 3 E2 nr. 4322 020 36690 gebruik worden gemaakt.
Het luidsprekersnoer dient ca. 10 maal door een dergelijke kern te worden gewikkeld en moet zo dicht mogelijk bij het 'gestoorde' apparaat worden aangebracht (zie fig. 9). De aansluitdraden van genoemde smoorspoeltjes dienen ook zo kort mogelijk te worden gehouden.
Ruud Schippers, PA0RLS.