Инженерный конкурс

Напоминаем задачу от инженера-электронщика mike (old student) из предыдущего выпуска: "В своей работе неоднократно приходилось соединять с компьютером радиостанции. Одно неудобство: Motorola комплектовалась тяжеленным блоком питания со встроенным компенсационным стабилизатором напряжения. К тому же из-за низкого КПД блок в закрытом шкафу перегревался. Однажды, чтобы уменьшить поклажу, я заменил этот штатный блок на компьютерный блок питания. Сначала опасался, что он будет давать помехи приёмнику "моторолы". Но напрасно - установив блок и "моторолу" на объекте, я убедился, что потери чувствительности не произошло, а мощности 12-вольтового выхода блока хватало для передатчика. И перегрева не было! Заменил блок ещё на одном объекте - прекрасно! Но в третий раз, после замены штатного блока питания на компьютерный, передача данных пошла через пень-колоду. Поразмыслив, я понял, почему "моторолу" комплектовали "устаревшим" блоком питания. Вопрос: почему?".

"Похожая проблема была и у меня, - делится своим опытом Алексей (aleksei_luzin@). - Подключал "Алинку" (автомобильная радиостанция 144 МГц), ей оказалось недостаточно 12 вольт! И только подняв напряжение до 14-15 В ( это номинальное напряжение автомобильного аккумулятора), всё пошло нормально".

Однако, вопрос не составил особого труда для большинства наших читателей. Почти все они разобрались в сути "странных" помех от компьютерного блока питания.

"Причина сбоев в работе "моторолы" заключается в том, что блок питания компьютера - импульсный, а заводской - линейный. У импульсного блока питания большой уровень наводок. При небольшой дальности связи уровень принимаемого сигнала достаточно высок и всё чётко работает. Но при увеличении дальности связи принимаемый сигнал уменьшается до уровня помехи блока питания и начинаются проблемы", - объясняет Владимир Кириллов.

Публикуем ответ от самого автора. "Тут оказалось всё просто. Если подключить через компьютерный блок питания панорамный приёмник, то на его индикаторе будет чётко видна гребёнчатая помеха. Расстояние между гребнями равно удвоенной частоте работы генератора на "изолированной стороне" компьютерного блока питания. Если канал, на котором работает радиостанция, не попадает на гребень, то всё нормально. Так может быть несколько раз, если частоты выбранных каналов расположены между гребнями. Но если в полосу выбранного канала попала одна из гребёнок помехи от компьютерного блока питания, то связь будет неустойчивой. Если блок питания был аналоговый компенсационный, то такого не происходит. Поэтому изготовители радиостанций поставляют с радиостанциями только такие "устаревшие" блоки питания".

Читатель "КВ" с тринадцатилетним стажем Юрий Монько объясняет ситуацию даже подробнее, чем сам автор: "Применить компьютерный блок питания для "запитки" разных устройств напряжением 9...17 В вполне возможно. Для этого следует перед подключением потребителя к желтому и чёрному проводам ("12 В") доработать выходные цепи блока (включая цепь стабилизации выходного напряжения!) и заменить некоторые элементы в цепях защиты.

Надеюсь, уважаемый автор mike (old student) это проделал, хотя и не написал нам.

Но применению компьютерного "питателя" для радиостанций предшествуют не только переделка его на типовое для этих целей напряжение 13,8 В и изменение выходных цепей и цепей защиты, но и работы по решению "триединой задачи" электромагнитной совместимости (ЭМС): "источник помех - пути распространения - приёмник помех".

В импульсном источнике питания (ИИП) в первичной цепи импульсного трансформатора присутствуют импульсы с крутыми фронтами амплитудой в сотни вольт. Во вторичной цепи там же - импульсы с амплитудой в десятки вольт и токами единицы-десятки ампер. Это не всё - часто имеют место паразитные колебательные процессы ("звоны") при переключении силовых диодов и транзисторов.

Этот "оркестр" распространяет по проводам питания (входным 220 В и выходным 13,8 В) и излучает в эфир как широкий спектр "палок" с частотами, кратными частоте работы преобразователя ИИП, так и просто широкополосный высокочастотный шум. Уважаемый автор mike не написал, занимался ли он борьбой с помехами от ИИП перед подключением их к радиостанциям.

Недоработанный по ЭМС источник питания может не только "забить" помехой приёмник радиостанции, но и вызвать внеполосные и побочные излучения при передаче, чему ваш покорный слуга и старый почитатель газеты (сохранился даже №3/1995) был свидетелем и с чем ему приходилось заниматься.

Многое зависит и от источника, может, и повезёт в конкретном случае, как повезло два раза уважаемому mike.

Это совсем не означает, что только линейные источники питания с компенсационным стабилизатором применяются для средств радиосвязи, как написал mike. Крупные мировые производители средств КВ и УКВ радиосвязи ICOM, Kenwood, Yaesu, Alinco и др. выпускают качественные ИИП, чаще внешние, реже встроенные в аппаратуру радиосвязи высокого класса. Но стоят они подороже компьютерных "питателей", а это уже совсем другая тема".

И чтобы полностью прояснить ситуацию, напоследок публикуем справку и практические советы по использованию ИИП, которую прислал нам Сергей Старовойтов:

"Компенсационный стабилизатор родного БП трансивера Motorola имеет непосредственную обратную связь (ОС) с выходным напряжением, обеспечивая тем самым его хорошую стабилизацию. Компьютерные ИИП обеспечивают стабилизацию за счёт широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Различают два способа стабилизации выходного напряжения в таких БП:

  1. Индукционный. В таком БП силовой трансформатор имеет дополнительную обмотку для ОС. По напряжению на ней драйвер ШИМ регулирует мощность, отдаваемую нагрузку и, как следствие, напряжение на ней.
  2. Оптопронный. В БП с таким типом стабилизации в виде датчика ОС используется оптопара, подключенная к одному из выходов БП. При изменении напряжения на выходе БП изменяется сопротивление фототранзистора оптопары, по которому драйвер ШИМ регулирует мощность, отдаваемую нагрузку и, как следствие, напряжение на ней. Недостаток такого способа стабилизации в том, что так детектируется напряжение только на одном из выходов БП (как правило, в цепи +5В). В ПК этот недостаток компенсируется значительным потреблением тока от всех плеч БП, благодаря чему обеспечивается стабилизация всех напряжений БП. В случае с трансивером потребление тока было только по цепи +12В. Напряжение +5В изменялось гораздо медленнее за счёт ёмкости фильтра и обратного сопротивления выпрямителя, чем напряжение +12В. За счёт этого наблюдались просадки напряжения, нарушавшие нормальную работу трансивера.

Судя по всему, автору вопроса в первых двух случаях попадались ИИП с первым типом стабилизации напряжения, а в третьем случае неудачно подвернулся "оптопронный" ИИП. Исходя из всего этого, советую всем при нестандартном использовании компьютерного ИИП подгружать его выход +5В нагрузкой в 1-2А."

Новый вопрос от mike (old student).

"Обычно юзеры знают, что из-за отсутствия земляного провода между квартирными розетками перед подключением выхода видеокарты S-Video к телевизору обязательно надо вынуть шнуры питания компа и телевизора из этих розеток. Кстати, и при отключении тоже. Неудобно, но что поделаешь. Тем не менее, аккуратно соблюдая этот обряд, некоторые всё же выводят из строя нежные выходы S-Video. После чего даже последний лох-продавец видеокарту вам не заменит. Вопрос: почему иногда выгорает S-Video при подключении ВЫКЛЮЧЕННЫХ устройств и как надо их подключать, чтобы этого не произошло?".

Ответы на вопрос, а также новые задачи для конкурса принимаются по адресу puzzle@kv.by.

mike (old student),
Анатолий АЛИЗАР


Письмо в редакцию

Доброго времени, КВшники! Пишет вам радиолюбитель Алексей, позывной EW1LN (прогуглите это, если хотите, за дополнительной инфой). Читаю вашу статью по поводу вышибания сетевых плат и несколько не согласен с вашими выкладками по поводу причин всего этого. Истина рядом-то! Итак, молния. Молния - просто разряд между тучами с разными потенциалами. Никакой наводки в этот момент не происходит на самом деле. Вышибает сетевухи из-за пробоя разделительного трансформатора между заряженной линией и контроллером. Всего-то делов. А пробой происходит при максимальном заряде линии относительно нулевого потенциала (компа) как в одной полярности, так и в противоположной. Неоднократно наблюдал на своей антенне для КВ (короткие Волны - "Компьютерные вести" - отсюда и КВшники - те кто на КВ), как скапливается до и во время грозы заряд на антенне - провод около 50 метров, на изоляторах, в свободном пространстве между домами. Индикатор всего этого безобразия - неоновая лампочка и параллельно ей включенный конденсатор на 100пФ х 15 кВ. Всё это включено между "землёй" и антенной. Перед приближением грозы заряжается конденсатор, вспыхивает "неонка" и снова, и снова. При усилении тока частота вспыхивания увеличивается до непрерывного горения и в этот момент происходит вспышка молнии. Всё, никаких ЭМИ! Туча разрядилась и всё начинается сначала. Во время вспышки молнии нет усиления горения или чего-либо ещё. А ваша сказка придумана. Где доказательства выгорания сетевух именно во время вспышки молнии? Проводились измерения? Есть записи самописцев? Дудки. Спасибо за внимание.

Радиолюбитель Алексей, позывной EW1LN

Версия для печатиВерсия для печати

Номер: 

16 за 2008 год

Рубрика: 

Self-test
Заметили ошибку? Выделите ее мышкой и нажмите Ctrl+Enter!

Комментарии

Страницы

Аватар пользователя mike
ToКостюк. Вы пишете: «несколько не согласен», «истина рядом» и чуть далее: «сказка придумана», «дудки». Др. словами, я всё наврал. Полагаю, вы знаете, что современные сетевые карты имеют встроенную защиту, шунтирующую при перенапряжении цепи RJ45 на шасси для слива накопленных зарядов. Поначалу мы с приятелем полагали, что дело в упомянутом вами пробое, но из строя вышли приёмные дифференциальные усилители, а не трансформаторы. Др. объяснения, кроме приведенного, не имею. Я тоже радиолюбитель, стаж 40 лет, увлекался сверхдальним приёмом ТВ, строил и изучал антенны. 73 вам!
Аватар пользователя mike
Надеялся тут получить весточку от EW1LN. Но, видимо, он занят. Досадно. Потому что в норме изолированный вертикальный проводник под висящим грозовым облаком НЕ накапливает зарядов, а через влияние разнополярно заряжается на своих концах. (Не будем рассматривать трение снегом пурги или песком.) Потому что в моей версии речь шла не об ЭМИ, а импульсе тока, возвращающего перераспределённые заряды «на место». Потому что во время вспышки молнии EW1LN и не должен был наблюдать усиления свечения неонки из-за «отката» зарядов. Потому что у меня есть статистика отказов сетевых карт и модемов для выделёнок. Потому что, наконец, я не врал, в чём обвинил меня EW1LN. Разговора не получилось. Ну и Бог с ним.

Вот новая инженерная «загадка». Я считаю, что компьютерщик просто обязан знать основы электротехники. Игнорирующих нельзя и близко подпускать к компьютерам. Это недавно случилось на одном из белорусских СП с прибором белорусского же производства. Представьте себе трансформатор, понижающий 220 В до 10 В. Между первичной и вторичной обмотками имеется электростатический экран, соединенный с контуром заземления. Первичная обмотка зашунтирована варистором на 400 В и подключается к вилке через предохранитель на 0,125 А в одном из проводов. «Картина бэлля» после отказа: нпряжения га вторичной обмотке нет; трансформатор потемнел; провод, соединяющий экран трансформатора с землёй отгорел; провод, соединяющий первичную обмотку с вилкой напрямую, – отгорел; провод, соединяющий первичную обмотку с вилкой через предохранитель, – цел; предохранитель цел; варистор полностью выгорел; ничего больше в приборе не пострадало; аналогичный прибор, включенный в параллельную розетку, продолжал работать, как ни в чём не бывало. Я думаю, вы догадались, что произошло. Однако, есть пара вопросов: 1) почему «дотла» разрушился варистор и 2) в чём ошибка разработчика?

Аватар пользователя Павел Спиридонов
1) нечему было помешать, ведь предохранитель оказался в нулевой цепи, а не в фазной 2) надо было 2 предохранителя ставить, в каждый провод вилки.
Аватар пользователя mike
ОК, ошибка разработчика указана Павлом точно: надо было ставить 2 предохранителя. Это было не совсем очевидно. Кстати, если покупаете переноску-разветвитель для компа, обращайте внимание на количество предохранителей. Но почему же разрушился варистор?
Аватар пользователя Savely
> считаю, что компьютерщик просто >обязан знать основы электротехники.

> Игнорирующих нельзя и близко

> подпускать к компьютерам.

Я не игнорирущий, я просто забывший... Электротехнику Ильину я балла на 4 сдал, если правильно помню. Но уж лет 10 как - не пригодилось в ПОЛНОЙ мере (проводку по дому, УЗО, заземление не считаем).

Ответ N1 я утром правильно предположил, но побоялся ответить без прочитания теории... По ответу 2: А вот где конкретно был варистор?

Аватар пользователя mike
>где конкретно был варистор?

Параллельно первичной обмотке.

Savely, 4 балла - это по какой системе, "неуд-отл" или по десятиричной?

Аватар пользователя Павел Спиридонов
> Но почему же разрушился варистор? А может, всё дело в том, что после пробоя первичной обмотки на экран трансформатор заработал как 3-х обмоточный. И та часть обмотки (первичной), что была ближе к нулевому проводу, зафункционировала как повышающая.
Аватар пользователя Savely
>после пробоя первичной обмотки на экран

Майк, это точно так? Боюсь облажаться, ибо я за основу беру как раз это. :)))

Варистор (с утра обновил знания гуглом, в целом - нормально, я не ошибся) - до предохранителя или после?

Аватар пользователя Savely
Да, мои 4 балла - это "хорошо". Про десятибалльную систему тогда еще не знали.

А что - по постам надо ставить 4 по десятибалльной? Тогда плохо... Вроде как...

Аватар пользователя mike
>всё дело в том, что после пробоя первичной обмотки на экран трансформатор заработал как 3-х обмоточный.

Верно, как повышающий автортрансформатор.

2Savely. Варистор был включён параллельно первичной обмотке после предохранителя. Произошёл пробой первичной обмотки на заземлённый экран. Фаза оказалась поданной на первичную обмотку не через предохранитель.

Ладно, вот загадка покруче. (Всё из реальной жизни!) Есть такая штука, как радиомодем. Если подключаешь к общему проводу радиостанции заземление или солидный противовес - сыплются ошибки. Почему?

Страницы