| 高頻機(高周波)的干擾問(wèn)題及解決方案 |
高頻塑膠熔接機（簡(jiǎn)稱(chēng)高頻機,臺灣稱(chēng)高周波，英文Hing freguency plastic welder）使用者絕大多數屬于小型工廠(chǎng)或者家庭工廠(chǎng)，散布在居民點(diǎn)內，常常不同程度地影響附近居民收看有線(xiàn)電視，為此，鴻友星機械（蘇州）有限公司的工程師進(jìn)行了專(zhuān)門(mén)的探討研究，基本上搞清了高頻機對有線(xiàn)電視干擾的特性，同時(shí)摸索出一些防止和減輕高頻機干擾有線(xiàn)電視的辦法。
一、高頻機干擾信號頻譜分析
當地所用的高頻機有兩大類(lèi)型：
1、絕大部分是杭州、蕭山、臨安、瑞安等地生產(chǎn)的GP2.5—J普通型高頻機（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“普通機”），功率為2.5kW。
高頻機向外輻射干擾信號主要有3個(gè)部位：
①、是鐵質(zhì)平板工作臺一側下方的電子管和振蕩電路，雖然有兩個(gè)方向封上薄鐵皮，但另兩個(gè)方向是可卸門(mén)；
②、是工作臺上面的高頻饋線(xiàn)、加工模具及其夾具，這是最主要的輻射部位；
③、是工作臺下方的高頻開(kāi)關(guān)和輸出調節可變電容器，由于其緊貼鐵質(zhì)工作臺和機箱外殼鐵板且引線(xiàn)極短，估計其輻射較弱。
2、防干擾型高頻機-也僅僅將高頻振蕩電子管及電路安裝在圓型鐵桶內進(jìn)行屏蔽，而其他部位均未作任何屏蔽，雖其有抗干擾效果，但作用有限，我們測得其干擾電平的強度是普通機的75%左右，仍然會(huì )對有線(xiàn)電視信號形成干擾。
以上兩種類(lèi)型的高頻機均屬于自激式高頻振蕩器，它的特點(diǎn)是功率輸出電子管本身就是振蕩管，因此輸出的頻率不是單一的，而是一個(gè)頻帶，其中一個(gè)頻率的振蕩輸出最強者稱(chēng)為基波，其余的稱(chēng)為諧波。筆者測量過(guò)3臺普通機的基波頻率分別為32.50MHz，32.80MHz和33.65MHz。諧波分布在基波的兩側，普通機總頻帶大約在20~38MHz之間。
使用的DS1240場(chǎng)強儀用于頻譜分析時(shí)最低可分析頻率為46MHz，無(wú)法對高頻機的基波和諧波信號群直接進(jìn)行頻譜分析，現只好對付它的二次諧波進(jìn)行頻譜分析。由于基波和諧波的強度相差太大，一次掃描不能兼顧全部，瑞分高電平和低電平兩次掃描，掃描結果顯示，用普通電視機配套使用的羊角天線(xiàn)在高頻機車(chē)間接收到的基波的二次諧波電平接近120dB,而諧波的二次諧波電平大多數在60dB以下，兩者相差60dB以上。
高頻機除了輸出高強度的基波和諧波以外，同時(shí)還有強度相當大的高次諧波，基波的各次高次諧波都可能干擾相應頻道的電視節目，筆者在與高頻機相鄰幾家電視機上做試驗觀(guān)察，證明相應頻道電視圖像或伴音層受到不同程度的干擾。通過(guò)測試和觀(guān)察，認為高頻機的基波和諧波頻率低于45MHz，在有線(xiàn)電視頻帶之外，不會(huì )對有線(xiàn)電視形成干擾，干擾有線(xiàn)電視的是它們的各次高次諧波。
由于諧波的強度比基波低很多，但頻帶寬，高次諧波成分很復雜，筆者通過(guò)實(shí)地觀(guān)察后認為它有可能對距高頻機10m以?xún)鹊碾娨暀C許多（甚至全部）頻道的圖像和伴音形成干擾；對距離遠的電視機，可能對少數電視頻道的伴音開(kāi)成輕重不一的干擾，而且具體干擾哪些頻道也難以預測。
高頻機的功率輸出電子管自身振蕩且輸出信號，因此它的基波頻率穩定性較差，會(huì )隨著(zhù)機柜內溫度和工作條件（輸出功率調節和工件大小、厚薄等）的變化而波動(dòng)，雖然變化只有零點(diǎn)幾兆赫，就可能有個(gè)別干擾信號由某個(gè)頻道轉移到其相鄰的頻道上。
高頻機的輸出功率大，大高壓（3kV）直流電源的電流也比較大（1A左右），而它的大高壓整流電源卻十分簡(jiǎn)單，用4只1A/10kV高壓硅堆加一只0.1μF/8kV的濾波電容器組成。由于濾波電容容量太小，高壓直流電源實(shí)際上是100Hz的脈動(dòng)直流電源，高頻機輸出的高頻信號中實(shí)際上調制有調制度接近100%的100Hz的交流信號，這對高頻機的工作性能沒(méi)有多大不良影響，卻可因非等幅振蕩信號而減少電子管的功耗，延長(cháng)電子管的使用壽命。所以高頻機干擾電視機的實(shí)質(zhì)是一種調制有高頻信號的交流聲干擾，當高頻機的干擾信號串入電視機后，會(huì )在電視屏幕上產(chǎn)生兩個(gè)寬橫條的100MHz交流聲調制狀干擾，干擾強度大時(shí)，兩個(gè)橫條全部變白，干擾強度小時(shí)，兩橫條內分布著(zhù)網(wǎng)狀波紋（與一般的交流聲干擾不同），而伴音則為100MHz交流聲。
2、高頻機干擾信號傳播和侵入 特有線(xiàn)電視干線(xiàn)電纜和用戶(hù)分配主線(xiàn)是民纜都是沿用戶(hù)住房外墻布設的，只在空檔地段加立水泥桿，沒(méi)有搭掛在用戶(hù)房屋前后的電力桿上，許多條干線(xiàn)電纜和用戶(hù)分配主線(xiàn)電纜在距高頻機僅幾米外經(jīng)過(guò)，最近的還不到1m（民房長(cháng)度10~20m,一般房?jì)?樓設施機，2樓墻外拉鋼絞線(xiàn)掛電纜，電纜與高頻率機近似水平平行），下面再接幾級干線(xiàn)放大器或一級用戶(hù)放大器，或者直接進(jìn)行用戶(hù)分配。如果說(shuō)高頻機的干擾信號是先被干（主）線(xiàn)電纜接收而串入其中，然后（經(jīng)放大器放大）再通過(guò)電纜分配進(jìn)入用戶(hù)的電視機，那么其下面所有的電視機都會(huì )受到高頻機的干擾。但實(shí)際情況并非如此，通常只是零星、“游走性”的干擾，與高頻機相距較近的用戶(hù)投訴比例較大，稍遠的用戶(hù)比例較小，距高頻機500m以外的用戶(hù)沒(méi)有投訴過(guò)。這就證明，高頻機的干擾信號不是先侵入干（主）線(xiàn)電纜，再（經(jīng)放大器放大）通過(guò)電纜傳播到各電視機。雖然高頻機輻射出的干擾信號強度很大，但干（主）線(xiàn)電纜（-12或-9物理發(fā)泡電纜）的屏蔽損耗可達80dB左右，侵入到電纜內的干擾電平就不會(huì )很高，遠遠小于電視信號電平。筆者采用頻譜分析的方法測量過(guò)一條80m長(cháng)外導體為銅編織網(wǎng)的-9物理包泡電纜末端高頻機干擾電平，這是一條用戶(hù)分配主線(xiàn)，高頻機距離用戶(hù)放大器18m，距電纜3m（中間隔一道墻），測量時(shí)放大器斷電、入戶(hù)電纜卸掉（改接75Ω負載電阻），測得侵入的高頻機干擾電平為：二次諧波<20dB，電視信號電平要比其高42~60dB以上。
高頻機輻射情況進(jìn)行了大量的數據測試，列于表1和表2，兩表均為高頻機干擾信號傳播情況測試記錄，采用德力DS1240場(chǎng)強儀頻譜分析方式測得，測量時(shí)高頻機連續工作一個(gè)干擾波掃描時(shí)間。信號接收天線(xiàn)有兩種，A為3m普通-5電纜，末端不接電阻，且在靠近場(chǎng)強儀處將外導體環(huán)剝一周，摸擬屏蔽損壞電纜。
由于高頻機高壓選擇開(kāi)關(guān)置于不同的位置（有5檔，測量時(shí)置中間檔），輸出調節電容調在不同的位置以及測試時(shí)假工件（高頻機連續工作不能放真工件）的厚薄不同都與輻射強度有關(guān)，加上所采用的測試方法不能準確測定高頻機輻射的實(shí)際場(chǎng)強，因此兩表的數據只能作分析相關(guān)特性時(shí)參考。
表1高頻機信號在曠野中傳播測試記錄單位：（dB）
距高頻機 10m 30m 70m 100m 200m 300m 400m
接收方式 A B A B A B A B A B A B A B
二次諧波 <20 90 <20 70 <20 65 <20 45 <20 30 <20 <20 <20 <20
三次諧波 <20 72 <20 63 <20 53 <20 48 <20 50 <20 42 <20 <20
九次諧波 <20 65 38 65 <20 55 <20 52 <20 46 <20 30 <20 <20
十六次諧波 35 65 45 73 <20 53 <20 60 <20 43 <20 33 <20 <20
平均電平 73.5 67.5 56.6 51.3 42.3 31 <20
表2高頻機信號穿墻過(guò)戶(hù)傳播測試記錄單位：（dB）
門(mén)牌號 4區27 4區28 4區29 4區30 4區31 4區32 4區33
距離頻機 2m 6m 9m 13m 17m 20m 28m
隔墻道數 1 2 3 4 5 6 8
接收方式 A B A B A B A B A B A B A B
二次諧波 50 105 47 100 25 90 22 83 <20 67 <20 65 <20 72
三次諧波 45 95 40 86 <20 67 <20 60 <20 62 <20 58 <20 60
九次諧波 55 100 42 81 40 78 32 70 <20 70 <20 70 <20 52
十六次諧波 58 90 35 78 <20 60 <20 60 <20 52 <20 52 <20 50
平均電平 48.3 95 41 86.3 <26 73.8 <24 68.3 <20 66.8 <20 61.3 <20 58.5
從測量結果可以看出，正常的-5電纜在高頻機十幾米以外所接收的干擾電平在20dB以?xún)�，與入戶(hù)的電視信號電平（65dB）相差45dB以上，不會(huì )干擾有線(xiàn)電視信號；而屏蔽損壞的-5電纜，即使到300m以外所接收到的干擾信號仍然會(huì )對有線(xiàn)電視信號形成干擾，所以有錢(qián)電視系統受高頻機干擾的主要原因是自身的屏蔽出了問(wèn)題。
經(jīng)仔細分析研究各項測量數據和實(shí)際調查之后認為，干擾信號侵入電視機的途徑主要有3種：
一是電纜外導體屏蔽作用失效或減弱之后，變成接收天線(xiàn)接收高頻機干擾信號進(jìn)入電視機，使電視受到干擾，其中80%以上的故障是連接用戶(hù)盒與電視機的插頭線(xiàn)的插頭外導體焊接處脫焊（壓在塑料內，從外面看不出來(lái)），此時(shí)只要重做插頭即可。還有就是用戶(hù)室內自接分支線(xiàn)時(shí)沒(méi)有使用分支器或沒(méi)有接好屏蔽線(xiàn)，或使用屏蔽性能極差的電纜甚至雙芯護套線(xiàn)，或外導體被老鼠咬掉所致。
二是少數電視機自身屏蔽性能差，高頻機的干擾信號直接串入電視機中，當電視機距離高頻機較近時(shí)，屏蔽性能差的電視最易發(fā)生這種情況。檢驗辦法是：將電視機選在有高頻機干擾的那個(gè)頻道，然后拔掉電視機的信號插頭線(xiàn)，如意此時(shí)畫(huà)面上的干擾消失了，說(shuō)明這臺電視自身的屏蔽性能比較好；反之，如果此時(shí)電視畫(huà)面仍然有干擾，甚至變得更嚴重，說(shuō)明這臺電視機的屏蔽性能差，自身就會(huì )接收高頻機的干擾信號。
三是進(jìn)戶(hù)線(xiàn)和用戶(hù)插頭線(xiàn)普遍采用-5電纜，它的屏蔽損耗比四屏蔽電纜要小，在距高頻機數十米以?xún)葧r(shí)侵入的干擾信號會(huì )影響電視信號。如果電纜的質(zhì)量沒(méi)有問(wèn)題，這種影響是輕微的，只是個(gè)別頻道在兩橫條的位置上出現細微網(wǎng)紋。
以上情況說(shuō)明，在有錢(qián)電視干（主）線(xiàn)電纜屏蔽正常的情況下，高頻機的干擾信號不是先侵入電纜再通過(guò)電纜向遠處傳播，而是直接從空間向遠處輻射傳播，但傳播的距離有限，通常不超過(guò)500m。
3、防止和減輕高頻機干擾的措施
（1）建廠(chǎng)房時(shí)做好系統的屏蔽，用0.3的鍍鋅板或小目的鐵絲網(wǎng)屏蔽四周，將50mm的鐵管打入地下2-3米，每隔兩米打一根，將屏蔽網(wǎng)與鐵管連接，這樣高頻信號就不容易從工廠(chǎng)輻射出去，起到整體屏蔽的效果。
（2）將高頻機機架和外殼良好接地，加強機體屏蔽，減輕機體輻射
建議用寬度50mm×50mm或以上，長(cháng)度不小于2m的角鐵打入地下作為接地體，再用10mm2以上的銅線(xiàn)將高頻機的機架和外殼與接地體相連。連線(xiàn)應盡可能短，不可打圈，盡量避免轉彎，這樣可以加強高頻機機身部分的屏蔽，減小干擾信號向外輻射的強度。如果車(chē)（房）間里有多臺高頻機，最好每一臺高頻機（或相鄰兩臺）都在機旁就近埋一條地線(xiàn)。
（3）調整高頻機的位置和方向
如果房屋外墻掛有電纜，高頻機最好設置在遠離電纜的一端。另外，普通型高頻機電子管機箱有成直角的兩個(gè)方向是用鍍鋅鐵板固定在鍍鋅角鐵機架上的屏蔽上，輻射弱，應以這兩個(gè)方向對著(zhù)電纜或近處的電視用戶(hù)。
（4）建議購買(mǎi)和使用防干擾型高頻機
（5）做好有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò )的接地，選好電纜的最佳位置
高頻機附近的放大器和鋼絞線(xiàn)必須可靠接地，以加強自身屏蔽能力。電纜懸掛在設有高頻機房屋的外墻時(shí)，要選在鋼筋水泥構件（如圈梁、水泥多也樓板）外測，不要選在磚墻外側，這樣電纜受到輻射弱些。
（6）調整放大器或電纜的位置
當放大器的入口纜距高頻機很近時(shí)（10m以?xún)龋�，可將放大器前移，改為出口電纜靠近高頻機，因為此處電視信號電平高，有利于增加電視信號與侵入干擾的電平差，或者調整干線(xiàn)電纜，使之離高頻機稍遠點(diǎn)。
（7）保證電纜接頭可靠
放大器之間的連接盡量采用直通型接頭，普通線(xiàn)路的接頭要做得規范、可靠，應特別注意接頭防水，以免接頭進(jìn)水造成外導體編織網(wǎng)霉斷，導致屏蔽不良而串入干擾信號。
（8）與高頻機近距離只有二三十米以?xún)鹊挠脩?hù)，可采取的措施是：1保證或提高用戶(hù)信號電平，各頻道的用戶(hù)入口電平保證不小于65dB，盡量提高到75~80dB。2戶(hù)內不用用戶(hù)盒，入戶(hù)線(xiàn)直接用插頭連接電視機，如有多臺是電視機則用密封型分支器（如Z106）或分配器直接連接電視機。3用戶(hù)室內布設的電纜必須采用合格品或四屏蔽電纜，禁用劣質(zhì)電纜，距高頻機10m以?xún)鹊挠脩?hù)最好用鋁管電纜入戶(hù)。4室內電視機盡量不用塑料壓注型插頭線(xiàn)上。5做好插頭線(xiàn)，盡量不用塑料壓注型插頭線(xiàn)（其內部容易脫焊又不易發(fā)覺(jué)），使用手工制作的四屏蔽電纜插頭線(xiàn)。6接到用戶(hù)故障投訴后，首先換一條新的插頭線(xiàn)試一下，如果問(wèn)題得到解決，則將用戶(hù)插頭線(xiàn)的插頭剪掉重做，否則再查室內的電纜及接頭，乃至室外電纜的接頭.
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