你接地了嗎?解決惱人的射頻干擾問題

自從有了地方架天線,我就又有了快樂玩耍的可能。自然少不了我的最愛數據模式。但回到家之後問題就出現了:使用臺式機和USB轉串口盒配合電臺工作的時候,30W以上的功率就會導致電臺發射不穩定(具體表現為:發射功率上下跳動,在功率增加至50W以上後直接導致接口盒掛掉)。這該如何是好?

你接地了吗?解决恼人的射频干扰问题

因為50W以上功率時接口盒會掛掉,說明問題的根源在於電磁干擾。但照常理來說,電磁干擾應不會對這種本來設計上就是為了與電臺配合工作的設備產生影響,更何況僅35W功率,競賽電臺kW級別功率工作時都不會對計算機和接口電路產生影響,說明一定是在電臺系統中,哪一部分產生了射頻洩露。於是就可以對症下藥開始排查了。

首先是天線和饋線,天線是偶極天線,理論上來說產生問題的概率要比不平衡天線要小,不平衡天線在接地不當的時候,會使得同軸電纜的外層成為輻射體,而平衡天線、巴倫和同軸電纜的組合經過測試並沒有其他問題,駐波比正常,接頭完好,話務模式下沒有工作不穩定狀態及其他射頻干擾,只能先將這部分放下,先排查別的再說。

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接下來是接口盒,我注意到網上對於USB轉串口的接口盒有著多起干擾的實例,比如這一貼:《大家小心劣質USB轉RS232串口線》 http://www.hellocq.net/forum/read.php?tid=316483 。其中“更離譜的是隻要一發報,兩個轉換線全部鎖死,電臺控制不能用,電臺更是被鎖在了發射連續波的狀態,只能拔USB線才能停止發射!”的現象和我的完全一致!可以確認這種現象是由於接口盒受到射頻干擾導致的了!那麼怎麼解決這個問題呢?

拉距離?USB數據線、音頻線和電臺的DATA線有3米來長,拉開距離把電腦和電臺分開兩個屋子擺放,問題依舊!加磁環?試著用磁環把數據線纏繞了一下,問題依舊,感覺磁環的效果不算特別好,可能對於輕微的干擾會有效果,但功率大起來依舊完蛋。更何況我這一個窮鄉僻壤,手頭就有一個磁環,再想買磁環麻煩大了…… 換接口盒?別提了,另一個接口盒好像壞了,插上沒反應,搞什麼啊……無奈,接口盒的說明書裡說得明確:USB轉串不如原生串口穩定,怎麼辦?不得已在網上下單了一個PCI轉串的板卡和串口線,打算嘗試一下原生串口的感覺如何。

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多少年過去了,業餘無線電依然忘記不了串口

下單是下單了,可也不能光坐等到貨啊,繼續折騰吧!抱著試試看的態度,把接口盒整體移下來換到筆記本上,用WSJTX的Tune功能測試一下,這一測不要緊,居然大功率也能工作正常了。再換回臺式機,問題依舊,這什麼情況? 【Tune功能】該功能使電腦生成一個單音頻送給電臺,以進行調諧、測試等。

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趕快基於控制變量法,考慮一下兩者的不同,臺式機使用市電供電,而筆記本使用電池供電,這可能是最大的不同了,而這兩者之間的區別就在於有沒有通過地線接地了,再把接口盒換回筆記本看看……怎麼問題又出現了?趕緊上網搜搜……

以“Ham radio interfere grounding”為關鍵字搜索,找到了這樣的一篇文章:

Grounding Systems in the Ham Shack - Paradigms, Facts and Fallacies

https://helpdesk.flexradio.com/hc/en-us/articles/204779159-Grounding-Systems-in-the-Ham-Shack-Paradigms-Facts-and-Fallacies

雖然文中並沒有提到干擾數字設備的問題(實際上,該文撰寫時應該連TNC都不算普及),但在高功率所引起的干擾上,其提供的信息是非常有用的。我看了看我的電臺背面,接地端子上——什麼都沒接!

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之前在開始玩無線電的時候,所有的圖書和說明書中都強調過接地系統的重要性,但看了看其他愛好者架臺的時候,基本上沒看到接地線的過程,平常也不會有哪個愛好者單獨強調接地線的事情,而自己之前用著也挺好,自然就把這件事給忘了。

講道理,我很慫,不太敢把接地端子用引線連到插座的地線插孔裡。而這棟建於80年代的老樓也不能保證內部走線所有的地線都正常連接(畢竟冰箱、洗衣機和熱水器都是單獨引出接地線的)。那就只能單獨拉地線了。用漆包線引出地線,從室內引到院子裡,再用一把鐵質小刀作為接地棒,焊在一起,敲進地面,回屋試機——果然還是不好使。現在想想這也是自欺欺人的一部分……

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一條典型的因為過長而“未接地的地線”

繼續看文章,文中提到這可能是由於電源的接地線之間產生了接地迴路的原因,導致有射頻電流在電源線中流動,而之後的接地線則有可能太長,變成了一條“未接地的接地線”。要儘量縮短接地的距離,可線就這麼長,屋子就這麼寬,如何縮短?而且我還好,若是住樓房的朋友,如何接地?

往下翻,文章太長了,又是全英文,太長不看!重新搜索,這次撞到寶了:《掘得陳酒一罈賜予同好:人工射頻接地系統》

http://www.hellocq.net/forum/read.php?tid=181729

看了看這篇文章原創BV5GT,首次於2003年出現於本壇,轉載的這次則是2008年,可以說大有年頭了,摘錄其中的一段:

為了解決上述問題,你可以提供一個低阻抗環境給收發機的接地端子。如何做呢,除了良好的電力接地系統外,並連一段四分之一波長(工作頻率)的導線。並且另一端保持開路,不接到任何物體上。此段導線可以蛇行放在地板上或延牆存放。由於是四分之一波長,所以不接任何物體的遠端阻抗特性為無窮大。反應到收發機的接地端子,阻抗特性就很低。理論上,阻抗為零。這也就是最理想的射頻接地系統了。

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一語驚醒夢中人,實際上,接地端子起到的是兩個接地的作用,其中的一個是直流接地,這就是我們所熟知的接地;而另一種接地則是射頻接地,如果電臺設備的射頻接地沒有做好,產生在電臺設備附近的射頻能量就會對電臺設備及其他連接到電臺上的設備產生影響,而接上了射頻接地線後,接地點將視為射頻低阻段,而產生的能量就沿地線傳輸,遠離電臺,避免干擾。哦↑……

你接地了吗?解决恼人的射频干扰问题

趕忙返回剛才的那個英文文章,果然,下面明晃晃的就記載著這種方法,這種方式又被稱為“馬可尼天線”法,1895年可能就有了,原理就是上面的方法,而且如果想要對多頻段進行處理,只要連接上不同波段波長的1/4長度電線即可。而剛才的中文文章裡還有如何縮短這段電線長度的方法(所謂“地調”),哦↓……

動手吧!想了想這又不是天線,不必那麼精準,就裁了一段5米長的漆包線,削去一段漆皮,連接在接地端並拉直,上臺實驗,問題解決!

在這裡,我覺得我還是要反省:接地沒搞好,太小看接地了!要學習的路還有很長啊!雖然射頻接地解決了,不過得等有時間,把直流接地也搞好,一勞永逸的解決接地問題……


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