高頻塑膠熔接機(jī)(簡(jiǎn)稱(chēng)高頻機(jī),臺(tái)灣稱(chēng)高周波,英文Hing freguency plastic welder)使用者絕大多數(shù)屬于小型工廠或者家庭工廠,散布在居民點(diǎn)內(nèi),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(jī)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(jī)對(duì)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(jī)干擾有線(xiàn)電視的辦法。
一、高頻機(jī)干擾信號(hào)頻譜分析
當(dāng)?shù)厮玫母哳l機(jī)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(jī)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“普通機(jī)”),功率為2.5kW。
高頻機(jī)向外輻射干擾信號(hào)主要有3個(gè)部位:
①、是鐵質(zhì)平板工作臺(tái)一側(cè)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(tái)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(tái)下方的高頻開(kāi)關(guān)和輸出調(diào)節(jié)可變電容器,由于其緊貼鐵質(zhì)工作臺(tái)和機(jī)箱外殼鐵板且引線(xiàn)極短,估計(jì)其輻射較弱。
2、防干擾型高頻機(jī)-也僅僅將高頻振蕩電子管及電路安裝在圓型鐵桶內(nèi)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(cè)得其干擾電平的強(qiáng)度是普通機(jī)的75%左右,仍然會(huì)對(duì)有線(xiàn)電視信號(hào)形成干擾。
以上兩種類(lèi)型的高頻機(jī)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(qiáng)者稱(chēng)為基波,其余的稱(chēng)為諧波。筆者測(cè)量過(guò)3臺(tái)普通機(jī)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(cè),普通機(jī)總頻帶大約在20~38MHz之間。
使用的DS1240場(chǎng)強(qiáng)儀用于頻譜分析時(shí)最低可分析頻率為46MHz,無(wú)法對(duì)高頻機(jī)的基波和諧波信號(hào)群直接進(jìn)行頻譜分析,現(xiàn)只好對(duì)付它的二次諧波進(jìn)行頻譜分析。由于基波和諧波的強(qiáng)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(jié)果顯示,用普通電視機(jī)配套使用的羊角天線(xiàn)在高頻機(jī)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(shù)在60dB以下,兩者相差60dB以上。
高頻機(jī)除了輸出高強(qiáng)度的基波和諧波以外,同時(shí)還有強(qiáng)度相當(dāng)大的高次諧波,基波的各次高次諧波都可能干擾相應(yīng)頻道的電視節(jié)目,筆者在與高頻機(jī)相鄰幾家電視機(jī)上做試驗(yàn)觀察,證明相應(yīng)頻道電視圖像或伴音層受到不同程度的干擾。通過(guò)測(cè)試和觀察,認(rèn)為高頻機(jī)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(duì)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(qiáng)度比基波低很多,但頻帶寬,高次諧波成分很復(fù)雜,筆者通過(guò)實(shí)地觀察后認(rèn)為它有可能對(duì)距高頻機(jī)10m以?xún)?nèi)的電視機(jī)許多(甚至全部)頻道的圖像和伴音形成干擾;對(duì)距離遠(yuǎn)的電視機(jī),可能對(duì)少數(shù)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(yù)測(cè)。
高頻機(jī)的功率輸出電子管自身振蕩且輸出信號(hào),因此它的基波頻率穩(wěn)定性較差,會(huì)隨著機(jī)柜內(nèi)溫度和工作條件(輸出功率調(diào)節(jié)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(hào)由某個(gè)頻道轉(zhuǎn)移到其相鄰的頻道上。
高頻機(jī)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(jī)輸出的高頻信號(hào)中實(shí)際上調(diào)制有調(diào)制度接近100%的100Hz的交流信號(hào),這對(duì)高頻機(jī)的工作性能沒(méi)有多大不良影響,卻可因非等幅振蕩信號(hào)而減少電子管的功耗,延長(zhǎng)電子管的使用壽命。所以高頻機(jī)干擾電視機(jī)的實(shí)質(zhì)是一種調(diào)制有高頻信號(hào)的交流聲干擾,當(dāng)高頻機(jī)的干擾信號(hào)串入電視機(jī)后,會(huì)在電視屏幕上產(chǎn)生兩個(gè)寬橫條的100MHz交流聲調(diào)制狀干擾,干擾強(qiáng)度大時(shí),兩個(gè)橫條全部變白,干擾強(qiáng)度小時(shí),兩橫條內(nèi)分布著網(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(jī)干擾信號(hào)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(shè)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(jī)僅幾米外經(jīng)過(guò),最近的還不到1m(民房長(zhǎng)度10~20m,一般房?jī)?nèi)2樓設(shè)施機(jī),2樓墻外拉鋼絞線(xiàn)掛電纜,電纜與高頻率機(jī)近似水平平行),下面再接幾級(jí)干線(xiàn)放大器或一級(jí)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(jī)的干擾信號(hào)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(jī),那么其下面所有的電視機(jī)都會(huì)受到高頻機(jī)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(jī)相距較近的用戶(hù)投訴比例較大,稍遠(yuǎn)的用戶(hù)比例較小,距高頻機(jī)500m以外的用戶(hù)沒(méi)有投訴過(guò)。這就證明,高頻機(jī)的干擾信號(hào)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(jī)。雖然高頻機(jī)輻射出的干擾信號(hào)強(qiáng)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(dá)80dB左右,侵入到電纜內(nèi)的干擾電平就不會(huì)很高,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電視信號(hào)電平。筆者采用頻譜分析的方法測(cè)量過(guò)一條80m長(zhǎng)外導(dǎo)體為銅編織網(wǎng)的-9物理包泡電纜末端高頻機(jī)干擾電平,這是一條用戶(hù)分配主線(xiàn),高頻機(jī)距離用戶(hù)放大器18m,距電纜3m(中間隔一道墻),測(cè)量時(shí)放大器斷電、入戶(hù)電纜卸掉(改接75Ω負(fù)載電阻),測(cè)得侵入的高頻機(jī)干擾電平為:二次諧波<20dB,電視信號(hào)電平要比其高42~60dB以上。
高頻機(jī)輻射情況進(jìn)行了大量的數(shù)據(jù)測(cè)試,列于表1和表2,兩表均為高頻機(jī)干擾信號(hào)傳播情況測(cè)試記錄,采用德力DS1240場(chǎng)強(qiáng)儀頻譜分析方式測(cè)得,測(cè)量時(shí)高頻機(jī)連續(xù)工作一個(gè)干擾波掃描時(shí)間。信號(hào)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(qiáng)儀處將外導(dǎo)體環(huán)剝一周,摸擬屏蔽損壞電纜。
由于高頻機(jī)高壓選擇開(kāi)關(guān)置于不同的位置(有5檔,測(cè)量時(shí)置中間檔),輸出調(diào)節(jié)電容調(diào)在不同的位置以及測(cè)試時(shí)假工件(高頻機(jī)連續(xù)工作不能放真工件)的厚薄不同都與輻射強(qiáng)度有關(guān),加上所采用的測(cè)試方法不能準(zhǔn)確測(cè)定高頻機(jī)輻射的實(shí)際場(chǎng)強(qiáng),因此兩表的數(shù)據(jù)只能作分析相關(guān)特性時(shí)參考。
表1高頻機(jī)信號(hào)在曠野中傳播測(cè)試記錄單位:(dB)
距高頻機(jī) 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(jī)信號(hào)穿墻過(guò)戶(hù)傳播測(cè)試記錄單位:(dB)
門(mén)牌號(hào) 4區(qū)27 4區(qū)28 4區(qū)29 4區(qū)30 4區(qū)31 4區(qū)32 4區(qū)33
距離頻機(jī) 2m 6m 9m 13m 17m 20m 28m
隔墻道數(shù) 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(cè)量結(jié)果可以看出,正常的-5電纜在高頻機(jī)十幾米以外所接收的干擾電平在20dB以?xún)?nèi),與入戶(hù)的電視信號(hào)電平(65dB)相差45dB以上,不會(huì)干擾有線(xiàn)電視信號(hào);而屏蔽損壞的-5電纜,即使到300m以外所接收到的干擾信號(hào)仍然會(huì)對(duì)有線(xiàn)電視信號(hào)形成干擾,所以有錢(qián)電視系統(tǒng)受高頻機(jī)干擾的主要原因是自身的屏蔽出了問(wèn)題。
經(jīng)仔細(xì)分析研究各項(xiàng)測(cè)量數(shù)據(jù)和實(shí)際調(diào)查之后認(rèn)為,干擾信號(hào)侵入電視機(jī)的途徑主要有3種:
一是電纜外導(dǎo)體屏蔽作用失效或減弱之后,變成接收天線(xiàn)接收高頻機(jī)干擾信號(hào)進(jìn)入電視機(jī),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(jī)的插頭線(xiàn)的插頭外導(dǎo)體焊接處脫焊(壓在塑料內(nèi),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(nèi)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(hù)套線(xiàn),或外導(dǎo)體被老鼠咬掉所致。
二是少數(shù)電視機(jī)自身屏蔽性能差,高頻機(jī)的干擾信號(hào)直接串入電視機(jī)中,當(dāng)電視機(jī)距離高頻機(jī)較近時(shí),屏蔽性能差的電視最易發(fā)生這種情況。檢驗(yàn)辦法是:將電視機(jī)選在有高頻機(jī)干擾的那個(gè)頻道,然后拔掉電視機(jī)的信號(hào)插頭線(xiàn),如意此時(shí)畫(huà)面上的干擾消失了,說(shuō)明這臺(tái)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(yán)重,說(shuō)明這臺(tái)電視機(jī)的屏蔽性能差,自身就會(huì)接收高頻機(jī)的干擾信號(hào)。
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(jī)數(shù)十米以?xún)?nèi)時(shí)侵入的干擾信號(hào)會(huì)影響電視信號(hào)。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(xiàn)細(xì)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(jī)的干擾信號(hào)不是先侵入電纜再通過(guò)電纜向遠(yuǎn)處傳播,而是直接從空間向遠(yuǎn)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(jī)干擾的措施
(1)建廠房時(shí)做好系統(tǒng)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(hào)就不容易從工廠輻射出去,起到整體屏蔽的效果。
(2)將高頻機(jī)機(jī)架和外殼良好接地,加強(qiáng)機(jī)體屏蔽,減輕機(jī)體輻射
建議用寬度50mm×50mm或以上,長(zhǎng)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(jī)的機(jī)架和外殼與接地體相連。連線(xiàn)應(yīng)盡可能短,不可打圈,盡量避免轉(zhuǎn)彎,這樣可以加強(qiáng)高頻機(jī)機(jī)身部分的屏蔽,減小干擾信號(hào)向外輻射的強(qiáng)度。如果車(chē)(房)間里有多臺(tái)高頻機(jī),最好每一臺(tái)高頻機(jī)(或相鄰兩臺(tái))都在機(jī)旁就近埋一條地線(xiàn)。
(3)調(diào)整高頻機(jī)的位置和方向
如果房屋外墻掛有電纜,高頻機(jī)最好設(shè)置在遠(yuǎn)離電纜的一端。另外,普通型高頻機(jī)電子管機(jī)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(jī)架上的屏蔽上,輻射弱,應(yīng)以這兩個(gè)方向?qū)χ娎|或近處的電視用戶(hù)。
(4)建議購(gòu)買(mǎi)和使用防干擾型高頻機(jī)
(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(jī)附近的放大器和鋼絞線(xiàn)必須可靠接地,以加強(qiáng)自身屏蔽能力。電纜懸掛在設(shè)有高頻機(jī)房屋的外墻時(shí),要選在鋼筋水泥構(gòu)件(如圈梁、水泥多也樓板)外測(cè),不要選在磚墻外側(cè),這樣電纜受到輻射弱些。
(6)調(diào)整放大器或電纜的位置
當(dāng)放大器的入口纜距高頻機(jī)很近時(shí)(10m以?xún)?nèi)),可將放大器前移,改為出口電纜靠近高頻機(jī),因?yàn)榇颂庪娨曅盘?hào)電平高,有利于增加電視信號(hào)與侵入干擾的電平差,或者調(diào)整干線(xiàn)電纜,使之離高頻機(jī)稍遠(yuǎn)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(guī)范、可靠,應(yīng)特別注意接頭防水,以免接頭進(jìn)水造成外導(dǎo)體編織網(wǎng)霉斷,導(dǎo)致屏蔽不良而串入干擾信號(hào)。
(8)與高頻機(jī)近距離只有二三十米以?xún)?nèi)的用戶(hù),可采取的措施是:1保證或提高用戶(hù)信號(hào)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(nèi)不用用戶(hù)盒,入戶(hù)線(xiàn)直接用插頭連接電視機(jī),如有多臺(tái)是電視機(jī)則用密封型分支器(如Z106)或分配器直接連接電視機(jī)。3用戶(hù)室內(nèi)布設(shè)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(jī)10m以?xún)?nèi)的用戶(hù)最好用鋁管電纜入戶(hù)。4室內(nèi)電視機(jī)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(nèi)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(nèi)的電纜及接頭,乃至室外電纜的接頭.
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