ONTSTOREN-AARDEN-ONTKOPPELEN

Een laag doorlaat filter (LPF).

  20 mei 2016 End-fed ontstoren.

AARDEN

Het woord aarden is in feite een verzamelwoord, want het aarden van elektrische installaties, het aarden tegen de bliksem en het aarden voor HF, VHF etc. zijn qua uitvoering totaal van elkaar verschillend en alleen effectief voor de desbetreffende toepassing.

Voor onze toepassing spreek ik liever niet over aarden maar over "ontkoppelen" (tegencapaciteit of tegengewicht) door een geleider die daarvoor groot genoeg is, want een echt goede HF aarde met veel lange radialen is alleen mogelijk voor "groot grond bezitters" en niet voor velen van ons met een kleine achtertuin.

Een dikke staaf metersdiep in de grond is een goede aarde voor onze elektrische installatie in huis maar niet voor HF. Geïsoleerde draden in de tuin of spadendiep ingegraven, zijn een betere HF aarde, ontkoppeling, tegengewicht of tegencapaciteit.

ONTSTOREN OF ONTKOPPELEN

Het succesvol ontstoren van eigen of andermans apparatuur is een zaak van proberen, omdat er zoveel variabelen zijn, dat wat bij u werkt bij een ander kan mislukken of dat het alleen op één of meer banden een remedie is.

 

Ontkoppelen of "aarden" aan b. v. een buis van de CV.

Een niet 100% dicht vlechtwerk (= goedkope bouwmarkt coaxkabel!)

Vijf ringkernen met krimpkous bijeen voor een choke balun.

Ferriet ringkernen of pijpjes over de coaxkabel vormen een choke balun.

Van veel coaxkabels is het vlechtwerk (de afscherming) niet 100% dekkend (te weinig koperdraad) waardoor HF lekkage of mantelstromen mogelijk worden. Dat kan men verbeteren met een betere kwaliteit coaxkabel en, of door het aanbrengen van mantelstroom filters (choke baluns) om de coaxkabels tussen de voornaamste apparaten.

Strippen.

Iemand vroeg per email waar eigenlijk (fig») de vleugelmoer met het opschrift GND voor diende, want via de netaansluiting heeft het apparaat immers al aan randaarde. De aansluiting is bedoeld om alle apparatuur voor HF te ontkoppelen of om op een gelijke HF potentiaal te brengen, om onder andere storing of terugwerking te vermijden of te verminderen.

Een ontkoppeling of

"hulp" aarde.

Een storing in onze eigen apparatuur onderdrukt of bestrijdt men door alle apparaten via de vleugelmoer te verbinden met één rail, buis of metalen strip van aluminium of koper dat dan aan een groot metalen object (b.v. CV) ontkoppeld of "geaard" wordt. Wat ook goed werkt als ontkoppeling is een hulpaarde van per band een ¼ golflengte (L) draad aan de apparatuur of rail.

 

Is er geen geschikt dichtbij ontkoppelingspunt, dan kan men proberen of het werkt met een dikke coaxkabel (fig») van de strip naar een verder gelegen grote metalen massa. Let er op dat de coaxkabel werkt als afgeschermde leiding doordat aan de kant van de apparatuur alléén de binnenader met de strip verbonden wordt.  

 

 

VERTICALE ANTENNE

 

Over het algemeen veroorzaken verticale antennes meer storing. Dat komt onder andere door de verticale polarisatie van het uitgezonden signaal, maar vooral door het ontbreken van een 1 ÷ 1 balun of mantelstroom filter in het voedingspunt.

Een choke balun werkt effectiever als de afscherming geaard (ontkoppeld) wordt volgens de tekening.

Een HF stroom («fig, I2) kan langs de buitenmantel van de coaxkabel lopen, waardoor het ook als antenne gaat werken en een storende veldsterkte veroorzaakt bij elektronica in huis of bij de buren. Een remedie is het aanbrengen van een mantelstroom filter (choke balun) voor de balun bij het voedingspunt.

Met weinig zendvermogen zoals 100 W zal het qua storing niet altijd zo'n vaart lopen. Als er met meer output gewerkt wordt merkt men het wel. Het is dan verstandig om, voor of nadat de coaxkabel door de muur gaat, een tweede choke balun aan te brengen. Hier in huis heb ik dat gedaan onmiddellijk nadat de kabel door de buiten en spouwmuur gevoerd was. Bovendien werd de afscherming van het filter ook nog geaard of eigenlijk ontkoppeld door de afscherming aan een buis van de centrale verwarming te verbinden. Beide maatregelen hebben geleid tot het volledig onderdrukken van "inpraten" op mijn eigen apparatuur. Genoemde methode werkt niet altijd of soms alleen maar voor een paar banden. Ook hier geldt weer: probeer het zelf uit want het is geen garantie dat het bij u helpt.

Nog beter is het als de ontkoppeling buiten het huis aangebracht wordt door de mantel van de coaxkabel te ontkoppelen met een dikke draad of staaf naar radialen op de grond of ongeveer 10 cm onder de grond in de tuin.

LW ANTENNE

Bij een aan het begin of einde gevoede antenne heeft men ook meer kans op storing in eigen of andermans apparatuur. Het kan net zo nadelig werken als een stralende coaxkabel in het vorige onderwerp.

Dat geldt ook voor een zogenaamde end-fed of magnetische balun antenne. Hier gaat men ervan uit dat er geen tegencapaciteit nodig is, maar de praktijk is dat de coaxkabel een onderdeel is van het HF retour circuit. Zodat de afscherming kan gaan stralen.

Het aanbergen van een mantelstroomfilter (choke balun) en een kort stuk draad als tegencapaciteit kan veel (instraal)ellende voorkomen. Nog beter is het aanbrengen van een extra choke balun op het punt waar de kabel het huis ingevoerd wordt zoals dat bij de vorige verticale antenne getekend is of dicht bij de uitgang van de zender.

DIPOOL

Een resonante halve golf dipool kan in principe met coax gevoed worden. Nadeel daarvan kan zijn dat mantelstromen over de buitenkant van de kabel lopen waardoor het stralingspatroon verstoord en het gevaar van inpraten vergroot wordt. De antennestroom zoekt de weg van de minste weerstand (een kortere weg) en dat kan gaan via de buitenkant (I2») van de afscherming in plaats van binnendoor (I1»). Het een en ander hangt af van hoe het systeem afgewerkt wordt. Maar ook met een balun en een coaxkabel die niet over een behoorlijke lengte loodrecht op de antenne afgevoerd wordt, heeft men kans op mantelstroom. De remedie daartegen is een kunstmatige verhoging van de impedantie van de afscherming met behulp van een smoorspoel. Deze brengt men aan zo dicht mogelijk bij het voedingspunt.

MANTELSTROOM SMOORSPOEL (CHOKE BALUN)

 

Men kan de eerder afgebeeld choke baluns met ferriet pijpjes of ringkernen maken, maar het kan ook met minder. In zijn eenvoudigste vorm («fig) wordt 3 - 6 meter coaxkabel gewikkeld op een kunststof buis van 7 - 15 cm diameter of men doet dat (fig») met een deel van de al aanwezige coaxkabel dat de antenne voedt. Het samenstel wordt bijeen gehouden door een paar bindbandjes.

Bij mijn zelfgemaakte of gekochte antennes bleek een balun (van Fritzel) voldoende. Maar men kan bij een Yagi of draaibare dipool voor de zekerheid een choke balun (fig») erbij zetten en aan de boom of standbuis aarden. Dat laatste voor een nog betere werking door het ontkoppelen.

Op zich is een choke balun zonder een (originele) balun ook effectief, maar het weglaten daarvan kan de resonantie van de antenne licht wijzigen. Het is mij opgevallen dat een 1 ÷ 1 balun de resonantie van een antenne enigszins beïnvloedt. De zelfinductie daarvan werkt in lichte mate als "center load" spoel en laat men de balun weg dan lijkt de antenne "korter en verschuift het resonantiepunt omhoog.

LPF

Een Laagdoorlaat filter of low-pass filter (LPF) is een extra hulpmiddel voor het onderdrukken van hogere harmonischen.

De plaats («fig) van een LP filter is achter een SWR meter. De diodes in zo'n instrument produceren ook harmonischen die onderdrukt moeten worden. Als u een vreemde storing op uw TV waarneemt, dan kan dat komen door ongewenste signalen uit een SWR meter.

Deze plaats van de SWR meter heeft nog een voordeel. Omdat in en uitgang van het filter 50 ? zijn, zal de SWR meter geprononceerder reageren op een geringe verandering van de antenne tuner, zodat u beter kunt afstemmen op SWR = 1.

TERUGWERKING

Een vorm van terugwerking waar men niet altijd aan denkt is het terugvoeren van het uitgezonden signaal via een andere antenne. In de nevenstaande tekening ziet u dat op of aan een mast twee antennes werden bevestigd. Een signaal dat met de "vertical" gezonden wordt, komt terug langs de openlijn van de "inverted V". Als de laatste antenne via een tuner verbonden is met de rest van de zendapparatuur, heeft men grote kans dat de storing in de vorm van inpraten of HF spanning op metalen delen via deze weg binnenkomt. Het loskoppelen van de openlijn zal de storing verminderen of doen verdwijnen. Zoiets openbaarde zich ook hier. Alle spullen waren "ontstoord" volgens de eerder vermelde middelen en beide antennes waren aangesloten. Op alle banden geen HF op de apparatuur tot dat weken later overgeschakeld werd op de 17 m band met een versterker aan. De beveiligde externe voeding van de set schakelde uit. Met minder vermogen bleek dat door meting met onderstaande testpen er HF spanning stond op alle metalen delen. Het duurde even voordat de gedachte ontstond dat de aangesloten tweede antenne wel eens de oorzaak kon zijn. En jawel nadat de openlijn van de antenne tuner losgekoppeld was, werd de apparatuur spanningsvrij en de voeding werd niet uitgeschakeld.

 

HF LEKKAGE

Voor het opsporen van HF lekkage gebruik ik een HF testpen volgens dit schema (fig»), zie het desbetreffende artikel.

MICROFOON

Laagfrequent inpraten op de eigen microfoon is ook een veel voorkomend verschijnsel. Meestal gebeurt dat bij een tafelmicrofoon die uitgerust is met een ingebouwde versterker. De spanning daarvoor wordt geleverd door de transceiver. Via een gemeenschappelijke min of aarddraad worden microfoon signaal en voedingsspanning geleid. Dat is een bron van ellende en een handmicrofoon of een aparte voeding kunnen de terugwerking opheffen.

Ook een microfoonelement al dan niet voorzien van een (FET) bufferversterker kan als gelijkrichter werken. Het aanbrengen van een condensator direct over het kapsel kan de oplossing zijn. Vaak is 1 nF niet voldoende en moet dat 10 nF worden wat soms ten koste gaat van de hoge tonen. Mijn ervaring is dat in de praktijk met die waarde de LF kwaliteit wel meevalt, maar test zelf hoever u met de ontkoppeling moet gaan.

STORING IN OF DOOR CONSUMENTEN ELEKTRONICA

Consumenten ondervinden soms storing in hun elektronische vermaak apparatuur door het ontbreken of bewust weglaten van de noodzakelijke ontkoppeling van componenten in het apparaat. Een voorbeeld daarvan zijn de voedingen van PC's waarbij op de printplaat plekken gereserveerd zijn voor ontstoring middelen, maar niet aanwezig zijn ondanks een CE stikker. Lang leve de controle door onze overheid!

 

Het probleem wordt voornamelijk veroorzaakt door de toegenomen gevoeligheid van halfgeleiders voor HF en VHF signalen. Zelfs een HV diode zoals 1N4007 is in staat om dat gelijk te richten. Ontstoren of eigenlijk ongevoelig maken voor zendsignalen is het meest effectief als dat in het desbetreffende apparaat gedaan wordt. Onder andere de gelijkricht diodes van een voeding (fig») voorzien met parallel geschakelde condensatoren wil meer dan eens helpen.

 

Voor de ontstoring

Na de ontstoring

PA7TWO ging met enige aarzeling zijn eigen "gestoorde" TYPHOON actieve speaker voor een PC te lijf. Wat bleek? Het bange vermoeden over apparatuur met een CE sticker was juist... alle onderdelen om storing tegen te gaan waren weggelaten, kennelijk een besparing op productiekosten! Het eerste dat opviel, waren blanke (fig») voorgeboorde gaatjes in het printontwerp voor ontbrekende condensatoren.

Op het printje (fig») stonden alle in en uitgangen van de PC versterker. Na het aanbrengen van 10 nF condensatoren gaf de versterker geen krimp meer, niet op HF en ook niet met 1.3 KW op 50 MHz!