MOTIVAÇÃO
O objetivo desta série de artigos é apresentar uma análise
sobre os diversos tipos de ruídos e os possíveis caminhos para combatê-los. O nosso foco será aqueles
gerados pelo homem, denominados oficialmente como ruídos de radiadores não
Intencionais.
Ainda que uma das ações mais importantes seja a localização
das fontes próximas de ruído pela degradação aumentada na recepção que eles
causam, há vários outros aspectos como a influência das antenas, cabos, uso de
filtros, baluns etc que merecem ser analisados para uma redução do ruído de uma
forma mais ampla. E como o tema é muito extenso, se abrindo em inúmeras frentes
de conhecimento e possibilidades, é normal o interessado ficar perdido, ou
colhendo dicas específicas sem uma visão global das diversas alternativas,
vantagens e desvantagens.
Em vista disto, a proposta destes artigos é dar uma visão
introdutória e estruturada do problema, deixando apontadores para o aprofundamento
nestas diversas frentes de conhecimento aos interessados.
A GERAÇÃO DOS RUÍDOS NÃO INTENCIONAIS
Os ruídos, que existem desde o início do rádio, tendem a ser
mais severos nas bandas mais baixas, apesar de poderem atingir as faixas mais
altas como VHF.
Eles podem ter causas naturais, como os ruídos causados
pelos raios ou o ruído galático, e podem ser produzidos pelo homem de forma
intencional ou não intencional.
Os ruídos de radiadores não intencionais são velhos
conhecidos devido à possibilidade de geração de ruídos por parte das redes de
energia elétrica com componentes defeituosos (um problema que, infelizmente,
existe até hoje). Porém, os ruídos produzidos pelo homem têm sido,
indiscutivelmente, os mais ameaçadores atualmente por poderem ser produzidos também
pelos modernos dispositivos eletroeletrônicos que consomem, transformam ou
geram energia elétrica, se não atenderem a regras de projeto que limitem as
radiações espúrias de energia eletromagnética interferente.
Ou seja, os ruídos podem ser gerados por quase todo
equipamento eletroeletrônico moderno por usarem fontes chaveadas, indo das
conhecidas lâmpadas e luminárias a LED aos grandes e modernos geradores
fotovoltaicos e eólicos de energia elétrica, passando ainda pelos
eletrodomésticos, computadores, controladores de todos os tipos etc.
De fato, as fontes chaveadas, necessárias em todos esses
dispositivos, são muito mais eficientes, leves e baratas do que as fontes
analógicas tradicionais, o que é desejável e uma enorme evolução em todos os
sentidos. Mas, como se baseiam na transformação de tensão em frequências muito
acima dos tradicionais 50 e 60 Hz e, pior, através de formas ondas riquíssimas
em harmônicas, torna-se necessário o cuidado nos projetos de forma a não deixar
escapar energia em frequências que interfiram nas telecomunicações.
Na figura abaixo representamos um circuito bem básico da
parte transformadora de tensão de uma fonte chaveada, onde podemos ver o
circuito de chaveamento, que normalmente funciona em frequência normalmente na
casa das dezenas de kHz, alimentando um transformador de pequenas dimensões
pela frequência envolvida.
Além da frequência na casa dos kHz, ressalta-se a operação
entre corte e saturação (chaveamento) produzindo uma forma de onda riquíssima
em harmônicos que podem chegar facilmente aos vários MHz e escapar para os
cabos de entrada AC e saída DC desta fonte através das capacitâncias parasitas
dos circuitos, principalmente entre os enrolamentos do transformador isolador. São
correntes de modo comum como as correntes que percorrem uma dipolo, fazendo com
que estes cabos atuem como verdadeira antena dipolo onde um braço é formado
pela entrada AC, o outro braço é formada pela saída DC, ambos excitados pela
fonte chaveada como um transmissor de interferência diretamente ligado à antena
sem uma linha de transmissão. A figura abaixo ilustra o conjunto radiante.
Esse escape pode ser contido a limites aceitáveis com o
devido cuidado nos circuitos impressos e fiações internas, assim como através
do uso de filtros internos e blindagens que deveriam ser adotados pelo
projetista e fabricante.
Também é importante visualizar esse escape indesejável para
os cabos para que tenhamos uma ideia de como nós podemos adicionar filtros e
blindagens no esforço de se reduzir a geração de interferências por um
dispositivo cuja substituição você não possa ou consiga fazer, mas que pode ter
a sua radiação espúria reduzida, conforme veremos em outra seção.
COMO RESOLVER UM PROBLEMA DE RUÍDO?
O ruído é um assunto complexo, pois (i)existem vários tipos,
(ii)depende de inúmeros fatores e (iii)o seu combate pode exigir ações
diferentes e complementares. Portanto requer o conhecimento em várias
áreas, e as soluções (além da localização e substituição das fontes próximas)
podem variar conforme o tipo de ruído, a fonte e a distância, como veremos
adiante.
Inicialmente, é interessante se ter em mente que o problema
“ruído” depende de três elementos:
Isso pode parecer óbvio, mas orienta o seu combate pois,
muitas vezes, a forma mais prática e econômica é atuar nestas três frentes
simultaneamente: Fonte, acoplamento e receptor.
Com base nesta tríade, para se reduzir o ruído pode-se atuar
das seguintes formas, muitas delas apontadas ao longo dos nossos artigos ou
referências:
FONTE:
1) Localizar a fonte e desligá-la
ou substituí-la. Se não for possível nem desligar ou substituir, deve-se buscar
reduzir a sua emissão de ruídos.
Evidentemente essas ações são limitadas
às fontes próximas à estação.
ACOPLAMENTO:
2) Melhorar a antena (ou usar
antenas especiais de recepção);
3) Reduzir a captação adicional
de ruídos pelos cabos que compõem a estação (linha de transmissão, cabos de alimentação,
aterramento etc);
RECEPTOR:
4) Tratar na recepção com as filtragens
modernas: Há vários tipos de filtros para diferentes tipos de ruído, mas nem
sempre são suficientes;
5) Tentar cancelar o ruído usando
circuito cancelador com uma antena auxiliar. O cancelador pode ser externo ao
receptor, mas já começa a existir receptores com essa capacidade como o SDR Duo
da SDR Play. É uma solução difícil pois é necessário se obter uma antena
auxiliar que capte o ruído mais intensamente do que os sinais (pela proximidade
da fonte, p. ex.) e requer um ajuste mais crítico envolvendo ganho e fase para
o cancelamento do ruído. Mas pode dar bons resultados se o ruído tiver uma
fonte predominante!
Você pode ver o artigo “Dicas sobre Cancelador de Ruído” (https://py1dpu.blogspot.com/p/dicas-sobre-cancelador-de-ruidos.html) em que descrevo em detalhes como eu consegui uma boa eficiência no cancelamento de um ruído gerado pela rede elétrica através de um cancelador que eu dispunha sem uso. Os resultados que obtive podem ser vistos nos vídeos apresentados nos links:
Resultados em 80m e Resultados em 40m
Um último e muito custoso recurso que está se
tornando mais frequente entre os felizardos com capacidade financeira é
transferir a estação para um lugar silencioso e operá-la remotamente. Neste caso, cabe lembrar que o fato de não se
poder desconectar a estação das antenas e cabos externos antes de temporais com
raios implica em cuidados e conhecimentos muito maiores no aterramento e
proteção destas estações para a minimização do risco de danos no caso de
incidências diretas ou próximas de raios.
Recomendo a palestra do Fred, PY2XB sobre estações remotas proferida
no Encontro Técnico dos 6 metros ocorrido em 2024 em Botucatu (https://www.youtube.com/watch?v=0Lj5xhFC4zs).
E aos interessados neste tipo de solução, recomendo a
palestra sobre Aterramento e Proteção de Estações Desatendidas (https://www.youtube.com/watch?v=1P0VNmFyZ9I)
tendo em vista que o uso de estações remotas pressupõe que sejam desatendidas, ou seja, não
haverá ninguém que possa desconectar antenas e cabos da estação antes de
tempestades com raio.
Adicionalmente, no que diz respeito à essa solução de
localizar a estação remotamente em local silencioso, há que se lembrar que o
fato deste local ser atendido por rede elétrica para a sua alimentação
significa que será difícil garantir-se um nível de ruído bem baixo
indefinidamente, pois há sempre a possibilidade do aparecimento posterior de uma interferência devido a defeito em algum
componente na rede elétrica. Mas, sem dúvida, a probabilidade de ruídos cai
bastante!
CONHECIMENTOS E TÉCNICAS UTEIS PARA O COMBATE AO RUÍDO
Considerando-se as diferentes formas de atuação sobre a
fonte, o acoplamento e a recepção, listamos abaixo o conjunto de conhecimentos
e técnicas desejáveis para a solução ou redução do problema de ruído.
Isto dará uma ideia da abrangência do problema, assim como
apresentará um leque de opções para a atuação, lembrando sempre que estas
atuações são muitas vezes complementares, no sentido de que provavelmente não
haverá uma solução mágica para o problema, a menos que você tenha a sorte de
ser severamente molestado por apenas uma fonte que tenha sido facilmente
localizada e eliminada.
Mas a “localização” já requer um conhecimento de
instrumental e método que, por si só, é objeto de extenso artigo, enquanto a
eliminação envolve um conhecimento técnico da redução da emissão das
interferências caso a fonte não possa ser simplesmente desligada ou
substituída, além de toda uma diplomacia no trato de pessoas caso a fonte
pertença a terceiros. E essa diplomacia, importante em qualquer lugar do mundo,
é particularmente estratégica no Brasil onde não temos legislação que restrinja a emissão de interferências por parte dos
eletroeletrônicos (radiadores não intencionais) de uma forma abrangente como
nos EUA com a FCC ou na Comunidade Europeia com as suas diretivas.
2) As filtragens na recepção, que se constituem em recursos normalmente presentes nos receptores, mas que têm evoluído fortemente em função da crescente tecnologia envolvendo processamento digital. É uma promissora área de análise e exploração.
3) A localização das fontes de ruído: Em muitas situações, o ruído tem uma fonte predominante que, sendo localizado ou neutralizado (explicaremos como) melhora consideravelmente a recepção. Inicialmente é fundamental que se pesquise fontes dentro da própria estação ou propriedade onde se encontra, pois, estatisticamente, a maioria das fontes de ruído se encontra dentro da propriedade.
Mas a localização na vizinhança requer o conhecimento de técnicas utilizando antenas portáteis com boa direcionabilidade e receptores também portáteis, dentre outros recursos complementares. E, no caso da fonte ser gerado por terceiros, torna-se fundamental a diplomacia e bons argumentos para se conseguir a colaboração destes. E lembre-se de pesquisar minuciosamente se a fonte não está na sua própria propriedade para evitar desgastes desnecessários e perda de credibilidade.
- o rearranjo de cabos,
- o uso de filtros,
- o uso de ferrites
- o uso de blindagens,
5) Antenas: O conhecimento sobre as antenas permitirá a
escolha de uma antena mais diretiva e menos ruidosa. Mas, atenção, dependendo
da situação, parte considerável do ruído é captada por outros cabos como linha
de transmissão, linhas de alimentação, aterramento etc, requerendo o
conhecimento das técnicas abaixo relativo a estes acoplamentos.
6) Antenas especiais de recepção para as bandas baixas: Como as bandas baixas são mais sujeitas à forte presença de ruídos gerados pelo homem, além da dificuldade de se obter antenas diretivas pelas suas grandes dimensões, um recurso bastante promissor é o emprego de antenas de recepção bastante encurtadas e direcionais para a rejeição de grande parte dos ruídos.
PORÉM é
importante ter em mente que, apesar da melhora da relação sinal ruído obtido
pela antena especial de recepção , elas normalmente apresentam uma enorme
atenuação pelas suas dimensões reduzidas, tornando fundamental a redução das
captações de ruído pelos demais cabos conforme descrito em artigo adiante.
Ajuda o uso de um amplificador de baixo ruído entre a antena de recepção e a
sua linha de transmissão!
7) Redução das captações
secundárias de ruído: Conforme já adiantado no item 5 acima, parte do ruído
captado na recepção pode ser captado de “forma secundária” pelos demais cabos
como a própria linha de transmissão, alimentação e aterramento da estação.
Esses cabos também funcionam como antenas onde, naturalmente, são induzidas
correntes de modo comum que se dirigem
externamente aos cabos até alcançarem a antena, injetando o ruído ao sinal por
ela captado.
A redução desta “captação secundária” se dá através do uso
de:
- baluns,
- ferrites,
- filtros,
- blindagem
- cabos e conectores de melhor qualidade;
- plano de referência de terra na estação conjuntamente com o rearranjo dos seus cabos etc;
Os demais artigos desta seção se propõem a aprofundar um pouco mais os conhecimentos acima elencados.
ESTA SEÇÃO, QUE É BEM LONGA PELA EXTENSÃO DO ASSUNTO, ESTÁ EM PLENA CONSTRUÇÃO. VÁRIOS OUTROS ARTIGOS QUE SEGUEM ESTA PARTE ESTÃO EM ELABORAÇÃO.
Peço que aguarde e acompanhe.
Muito grato pelo seu interesse.
Fte 73!
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