Estoy restaurando el antiguo receptor de radio de la URSS ("Okean-209"). Ya he vuelto a soldar todos los condensadores electrolíticos para que el amplificador de audio vuelva a funcionar bien (antes había un sonido muy bajo). Sin embargo, todavía hay algunos problemas relacionados con la puesta a tierra.
Una cosa importante a tener en cuenta: al tratar con el cableado interno y los esquemas, me di cuenta de que, a diferencia de otros equipos eléctricos habituales, el chasis metálico interno del receptor está conectado a la fuente de alimentación VCC (9V) en lugar de GND habitual. Además, existe una conexión directa entre este chasis VCCed y el pin de protección a tierra del enchufe de alimentación. Sin embargo, mi cable de alimentación no tiene ningún cable protector de tierra.
Problema #1. El receptor puede recibir alimentación de una fuente de 9 V CC (como una batería u otra fuente de alimentación externa de CA/CC) o de una fuente de alimentación interna de CA/CC de 9 V. Aquí hay esquemas de la fuente de alimentación interna de CA/CC (con etiquetas rusas y una barra en negrita que actúa como VCC de 9 V en lugar de GND habitual):
Por lo tanto, cuando se selecciona el modo de alimentación de red (220 V), solo los cables 25 (red), 27 (red), 28 (GND) y VCC están haciendo todo el trabajo. Sin embargo, puedo escuchar un zumbido específico de 50 Hz en el altavoz. He encontrado información de que esto puede estar relacionado con los bucles de tierra. Pero como dije anteriormente, no tengo un cable de protección a tierra y todos los módulos internos tienen el mismo chasis conectado al VCC. Por lo tanto, asumo que todos los bloques separados (fuente de alimentación, amplificador de audio, VHF/SW y otros) tienen el mismo nivel de voltaje de referencia VCC en sus elementos de chasis y no debería haber bucles de tierra en absoluto. Puede ser que me pierda o no haga algo bien; y si es deseable, subiré esquemas completos (es bastante grande) aquí hay documentación completa con esquemas (lo siento, solo en ruso :()).
Anexo #1.1. Solo habrá capturado el espectro de audio cuando no haya ninguna estación elegida. Sorprendentemente, veo un pico bastante alto en la región de 240-260 Hz: es ~ 30 dB más alto que el pico de 50 Hz y desaparece por completo si apago el regulador de timbre de graves por completo. Esto es bastante extraño. El artículo de Wikipedia da otro ejemplo de zumbido de 50 Hz que contiene un pico de 300 Hz en el espectro.
Anexo #1.2. Volvió a capturar algunos espectros de audio durante la noche (Blackman-Harris/2048). Aquí hay espectros para dos casos: potenciómetro de timbre de bajo apagado y encendido, respectivamente:
Como se pudo ver, el nivel de línea de base sube ~20 dB cuando el regulador de timbre de graves está en su posición máxima. También aquí surgen tres picos principales: 140 Hz, 257 Hz y 351 Hz. No parece ser un problema de bucle de tierra, pero aquí hay tres cascadas más (Blackman-Harris/512): apagar y encender el timbre del bajo y encenderlo y apagarlo:
Aquí se puede observar un pequeño aumento de la banda de frecuencia de 50 Hz, pero los tres picos anteriores aumentan mucho más.
Pregunta 1. ¿Hay alguna forma/consejos sobre cómo suprimir ese zumbido y qué puede causarlo? ¿Debo obtener otro cable de alimentación y conectar el cable de protección a tierra al chasis del receptor? ¿Hay algún peligro al conectar el riel de alimentación de CC (en ese caso, el chasis de metal) a la tierra de protección de la red (quiero decir, podría haber situaciones peligrosas con la red, por ejemplo, un cortocircuito en algún lugar de la línea que podría dañar mi receptor)?
Problema #2.Quiero agregar un convertidor de frecuencia autoservicio CCIR->OIRT al interior del receptor. Ya probé uno construido en perfboard y funciona bien. Quiero colocarlo en una caja de aluminio para evitar que se introduzcan interferencias externas en los circuitos del convertidor. Sin embargo, este chasis VCCed invertido me vuelve loco. Para mis proyectos anteriores, siempre he dejado espacio libre en la PCB con el plano GND y lo he conectado a la carcasa metálica externa, pero en esta situación no sería prudente: hay mucho metal dentro del receptor y, ocasionalmente, podría ocurrir un cortocircuito entre ellos. recintos del convertidor y del receptor. Así que creo que debería invertir mi diseño de PCB para este momento y enrutar pistas GND en lugar de VCC y verter espacio libre con VCC simple. O tal vez sería mejor no conectar las zonas de cobre vertido con una carcasa externa de aluminio. No estoy seguro de cuál es la forma correcta de hacerlo.
Anexo 2.1. Aquí hay nuevos esquemas para el convertidor CCIR/OIRT construido en LM7905 para mayor claridad:
Pregunta 2. Solo quiero estar seguro, no hay diferencias en qué riel de alimentación, VCC o GND, se llena de cobre (y se conecta al gabinete/chasis), ¿verdad? De no ser así, ¿cuáles son las ventajas y desventajas de fabricar una placa de circuito impreso rellena de VCC y conectar el plano de VCC a la carcasa de aluminio externa (con tornillos, por ejemplo)? ¿Actuaría como una jaula de Faraday para la PCB del convertidor colocada internamente?
Problema #3. De alguna manera está relacionado con el punto anterior. Durante la reparación y restauración, noté que la antena SW/VHF telescópica estaba conectada al bloque del receptor con un solo cable sin blindaje. Definitivamente funciona como antena dando algunos centímetros extra (intencionalmente o no - no sé, ese es el diseño del sombrío ingeniero soviético :)). Para la primera suposición, esto no es crucial: puedo recibir FM de rango OIRT y algunas estaciones SW bastante bien, pero quiero instalar un convertidor secuencial CCIR-> OIRT (como se mencionó anteriormente) y el cableado de la antena será así:
\|/
|
| *================* *===================*
+---> |CCIR/OIRT switch| ---(convert path)---> |CCIR/OIRT converter|
*================* *===================*
| |
(direct signal) (converted signal)
| |
*============* | |
|VHF/SW block| <-+----------------------------------------+
*============*
Por lo tanto, con el interruptor CCIR/OIRT puedo cambiar entre dos modos: muestreo directo de la señal FM en el rango OIRT desde la antena o conversión descendente de la señal entrante de FM en el rango CCIR al rango OIRT y luego enviarla al bloque VHF/SW. Por lo tanto, habrá dos cables en paralelo: entrada y salida del convertidor. Tengo un espacio muy restringido para colocarlos dentro del receptor, así que decidí reemplazar todos los cables de entrada de RF sin blindaje con coaxial RG174 para evitar interferencias no deseadas en las pistas de señal. Pero debido a estas conexiones a tierra atornilladas, no sé cómo conectar correctamente la trenza coaxial. Mi plan es conectarlo al chasis VCCed solo en un lado, por lo que para (convert path)
el cable y (converted signal)
la trenza coaxial del cable se conectará al gabinete de aluminio "conectado a tierra" de CCIR/OIRT convertido y(direct signal)
La malla coaxial de alambre se conectará al gabinete del bloque VHF/SW o solo a la (converted signal)
malla. No soy un experto en resolver problemas de conexión a tierra, así que quiero hacerlo todo bien y de manera eficiente. Espero que reemplazar los cables pelados con coaxial RG174 mejore la recepción y la SNR, pero no estoy completamente seguro de si lo estoy haciendo de la manera correcta.
Pregunta 3. ¿Es suficiente conectar la trenza coaxial al chasis VCCed? ¿O puede ser que deba conectarlo a GND como de costumbre? ¿O puede haber una conexión de dos lados al chasis?
Cualquier consejo/ayuda será muy apreciado. ¡Gracias!
En primer lugar, puede ser difícil notar la diferencia para el oído inexperto entre las frecuencias de la línea eléctrica y sus armónicos. Es realmente importante probar y medir la frecuencia (o frecuencias) del ruido, ya que eso puede proporcionar pistas importantes sobre lo que podría estar mal. La medición del espectro con una FFT basada en un micrófono funcionó muy bien. Si las perillas de tono eliminan el zumbido por completo, es probable que la fuente de alimentación (y la etapa de audio) no sean la fuente o el punto de entrada del ruido de la línea de alimentación. Si bien los bucles de tierra pueden causar un zumbido como este, en realidad no tiene un bucle de tierra (a menos que tenga un equipo de prueba conectado a tierra al mismo tiempo).
Es interesante el hecho de que solo vea armónicos impares de la línea de alimentación (fundamental a 50 Hz, tercero a 150 Hz y quinto a 250 Hz). No estoy seguro de tener suficiente para ir más allá de eso para ser útil. Incluso los armónicos, o los que comienzan en 100 Hz, pueden indicar condensadores electrolíticos de suministro de energía deficientes, pero no vemos eso aquí (y usted dijo que los reemplazó). Probablemente no intentaría cambiar la estrategia de conexión a tierra del fabricante, ya que probablemente ese no sea su problema.
En segundo lugar, una mejor manera de pensar en cómo está configurado su circuito es GND y VEE (suministro de voltaje negativo) en lugar de GND y VCC (suministro de voltaje positivo). Al menos así es como se configura el regulador de voltaje.
Su nuevo circuito probablemente esperará que GND sea el voltaje más negativo, lo que puede causar problemas si no tiene cuidado. Le desaconsejaría que se sintiera cómodo llamando a sus suministros 0V y +9V, ya que eso implica cierta familiaridad que definitivamente no es apropiada. Está trabajando en un sistema de suministro de energía no convencional (según los estándares modernos): tenga mucho cuidado de pensar en las suposiciones que está haciendo al transferir circuitos de rieles positivos a un sistema de rieles negativos. El uso de un 7805 le daría un voltaje de salida positivo de -4V y un voltaje de salida negativo de -9V.
Un regulador de voltaje 7805 (positivo) emite un voltaje que es 5 V mayor que su pin GND. Cualquier ruido o perturbación en el pin GND también se desplaza al pin de salida. Si el pin GND es -9V +/- ruido, entonces la salida también será -4V +/- ese ruido. Cuando use ese circuito, no tendrá inmunidad de fuente de alimentación entre etapas. Sería mejor usar un regulador 7905 (negativo) para generar -5V y alimentar su circuito desde 0V y -5V. Sus rellenos de cobre podrían entonces ser de 0 V, lo que facilita la integración en su radio.
Desconozco el estado o la topología de los demás componentes de su radio, lo que influiría en la importancia de este problema para usted. La variedad de escenarios en los que puedo pensar van desde fallas en el circuito hasta demostrar un rendimiento deficiente, tener algunos problemas técnicos de vez en cuando y estar perfectamente bien. Si surgen nuevos comportamientos "extraños", probablemente eso sea lo primero en lo que pensaría al solucionar problemas. Tal vez no "¡Que sean dragones!", sino "¡Que sean advertencias del servicio meteorológico sobre iguanas que caen de los árboles!".
Hacer un suministro inversor de +5V desde el riel -9V es la topología de riel "adecuada", pero probablemente no valga la pena. Solo recuerde, cualquier ruido que termine en el riel de -5V se acoplará casi perfectamente a la salida del circuito del convertidor; no escatime en el desacoplamiento de la fuente de alimentación. Hacer vertidos de cobre, cajas y coaxial GND/0V en lugar de -5V/VSS o incluso -9V/VEE tiene más sentido porque probablemente sea más seguro y conveniente hacerlo dentro de la radio. Probablemente (hay algunas posibles excepciones) se comportará de la manera que espera. Intente mantener una notación de fuente de alimentación similar (¡y serigrafía de PCB!) al esquema de radio original para que no se mezcle entre su nueva placa y la radio anterior.
¡Buena suerte!
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drobot viktor
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