Συστήματα τ/κ

Παρεμβολές

[ Συνθήκες Καλής Λειτουργίας ]

Εγινε πια συνήθεια, κάθε ανωμαλία στην πτήση να αποδίδεται σε παρεμβολή. Αυτή είναι μιά ενστικτώδης αντίδραση πολλών αερομοντελιστών για να ξεπεράσουν την ένταση της στιγμής.

Τα προβλήματα των παρεμβολών συζούν μαζί μας από τότε που πρωτοκυκλοφόρησαν τα συστήματα τ/κ. Αν και τα σύγχρονα συστήματα διακρίνονται από υψηλή πιστότητα, ακόμα και σήμερα συναντάμε παρεμβολές. Υπάρχουν χιλιάδες εκπομπές ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων πάνω από τα κεφάλια μας και μερικές από αυτές μπορεί να παρεμβάλουν τις μοντελιστικές συχνότητες.

Η κλασσική παρεμβολή

Παρεμβολή από τον ίδιο τον πομπό, "glitch"

Αν το σήμα του πομπού ανακλασθεί σε μία επιφάνεια (οίκημα, λόφο, δεξαμενή κ.λ.π.) μπορεί να φθάσει και πάλι στον δέκτη αλλά με διαφορά φάσης (= διαφορά χρόνου), οπότε συμβάλλεται με το κανονικό σήμα και τον μπερδεύει. Το μοντέλο αντιδρά όπως όταν δεχθεί παρεμβολή από ένα άλλο πομπό με την ίδια συχνότητα. Επειδή όμως κινείται, φεύγει γρήγορα από την θέση που δέχεται το ανακλώμενο σήμα και αμέσως σταθεροποιείται. Αυτή η αυτοπαρεμβολή, είναι γνωστή σαν glitch. Αν υπάρχουν οι προϋποθέσεις για glitch αυτό θα συμβαίνει πάντα στο ίδιο σημείο (ή σημεία) του μοντελοδρόμιου.

Μία άλλη αιτία glitch από τον ίδιο πομπό, είναι τα υπερβολικά μακριά καλώδια των σέρβο που ενεργούν σαν δεύτερη κεραία εισάγοντας στο δέκτη το ίδιο σήμα σε διαφορετική φάση. Για να αποφύγεις αυτό το φαινόμενο πρέπει να παρεμβάλεις στα μακριά καλώδια των σέρβο και της μπαταρίας από ένα ειδικό choke (= φίλτρο σήματος), όσο πιό κοντά στο δέκτη είναι εφικτό.

Παρεμβολή από παραπλήσιες συχνότητες

Αριστερά: σχηματική παράσταση στενού εύρους εκπομπής B και πλατύτερου εύρους εκπομπής Α. Δεξιά επάνω: σχηματική παράσταση διαδοχικών διαύλων, με διαχωρισμό 10 KHz, αλλά με στενό εύρος εκπομπής. Δεξιά κάτω: Ομοίως εκπομπές με πλατύ εύρος εκπομπής. Παρατηρήστε πως το κάτω μέρος των καμπύλων πλατειάς εκπομπής επικαλύπτουν η μία την άλλη. Αυτό σημαίνει μεγαλύτερη πιθανότητα παρεμβολής. Τα ίδια ισχύουν και για τους δέκτες.

Τα συστήματα που κυκλοφορούν σήμερα, λογικά συμβαδίζουν με τις ισχύουσες προδιαγραφές, ως προς το μικρό εύρος εκπομπής, που κατ' ακολουθία επιτρέπει την ταυτόχρονη λειτουργία πολλών πομπών σε παραπλήσιους διάυλους, σε άλλες μπάντες με απόσταση 10KHz, και σε άλλες με απόσταση 20KHz,ή μεγαλύτερη.

Η δυνατότητα αυτή, επιτυγχάνεται όχι μόνο από την στενή εκπομπή του πομπού, αλλά και από την δυνατότητα του δέκτη να "λαμβάνει" και αυτός μέσα σε στενό εύρος συχνοτήτων. Δηλαδή, αν ο δέκτης δεν είναι στενού εύρους, μπορεί να λαμβάνει σήματα από παραπλήσιους διαύλους.

Επειδή όμως στα αερομοντελιστικά συστήματα η ισχύς της εκπομπής του πομπού είναι υποχρεωτικά μικρή, και η ευαισθησία του δέκτη μεγάλη, εάν ένα μοντέλο βρεθεί μακρυά από τον δικό του πομπό, και ταυτόχρονα πλησιάσει πολύ ένα άλλο πομπό, όχι απαραίτητα της ίδιας συχνότητας, ο δεύτερος μπορεί να το παρεμβάλει. Αυτό ισχύει όχι μόνο στον αέρα αλλά και στο έδαφος, στον χώρο προετοιμασίας (pits).

Γι'αυτό όταν δύο συστήματα λειτουργούν σε παραπλήσιες συχνότητες/διαύλους πρέπει να γίνεται και ένας πρακτικός έλεγχος απουσίας αλληλο-παρεμβολής, όσο ακόμα τα μοντέλα είναι στο έδαφος, και πριν ξεκινήσουν οι μηχανές τους.

Πρακτικός έλεγχος απουσίας παρεμβολής από παραπλήσια συχνότητα

Ανοιξε τον πομπό σου και τον δέκτη στο μοντέλο σου. Τοποθέτησε τον πομπό σου στο έδαφος, σε απόσταση 30 μέτρων από το μοντέλο με ανοιχτή την κεραία του προς τα επάνω (όχι πλαγιασμένη). Ανοιξε τον ξένο πομπό με την παραπλήσια συχνότητα (+/-10KHz) δίπλα στο δικό σου, επίσης με ανεπτυγμένη κεραία.

Ο δέκτης σου πρέπει να παίρνει καθαρό σήμα και να μην τρέμουν τα σέρβο. Ενώ ο πομπός σου παραμένει ανοικτός και ακίνητος, άρχισε να πλησιάζεις με τον ξένο πομπό προς τον δέκτη σου. Αν πλησιάσεις σε απόσταση 9-10 μέτρων και τα σέρβο δεν τρέμουν, το τέστ είναι επιτυχές. Ο δέκτης σου δεν μπορεί να παρεμβληθεί από τον άλλο πομπό με την παραπλήσια συχνότητα στις συνθήκες πτήσης. Επανάλαβε το τέστ αντιστρέφοντας τις θέσεις των πομπών ως προς τον άλλο δέκτη για να εξασφαλίσετε ότι και αυτός δεν παρεμβάλεται από το δικό σου τον πομπό.

Σχηματική παράσταση ελέγχου παρεμβολής από παραπλήσια συχνότητα. Δεξιά ο πομπός στην 35.130 που ελέγχει το μοντέλο με την ίδια συχνότητα. Στην μέση ο πομπός με την παραπλήσια συχνότητα (35.120 ή 35.140) πλησιάζει στο μοντέλο για να διαπιστωθεί πόσο το επηρεάζει.

Πολλοί αερομοντελιστές ζητάνε να κάνουν το τέστ αυτό και με συστήματα που απέχουν, περισσότερους διάυλους, και είναι εκπληκτικό ότι δεν υπερβάλουν αφού σε πολλές περιπτώσεις διαπιστώνουν πρόβλημα παρεμβολής. Εδώ πρέπει να πούμε ότι "παίρνεις ότι πληρώσεις". Δυστυχώς, στην πράξη, μαζί με το φθηνό σύστημα, μπορεί να την πληρώσει και το ακριβό σύστημα.

Πριν προχωρήσουμε στις υπόλοιπες περιπτώσεις παρεμβολών, ας υπενθυμίσουμε ότι:

• Οταν συμβάλλουν δύο ραδιοσυχνότητες, τότε το αποτέλεσμα είναι δύο νέα σήματα, ένα με το άθροισμα και ένα με τη διαφορά των συχνοτήτων τους.
• Η δεύτερη (2η) αρμονική ενός πομπού είναι το δευτερογενές σήμα του, με το διπλάσιο ή το μισό της ονομαστικής συχνότητάς του.

Παρεμβολή από το είδωλο ή στο είδωλο της συχνότητας

Παράδειγμα: Αν ο κρύσταλλος του πομπού είναι 35.200KHz ο κρύσταλλος του δέκτη είναι 35.200-455 = 34.745KHz.

Το σήμα από τον ταλαντωτή του δέκτη προωθείται στο στάδιο της μίξης όπου μίγνυται με το σήμα που στέλνει ο πομπός. Από την διαφορά της συμβολής των δύο συχνοτήτων παράγεται ένα σήμα με συχνότητα 455 ΚΗz που λέγεται "μέση ή ενδιάμεση συχνότητα" (Intermediate Frequency - I.F.)

Η μέση συχνότητα διατηρεί την διαμόρφωση, δηλ. τις πληροφορίες που στέλνει ο πομπός, αλλά μπορεί να ενισχυθεί πολύ πιό εύκολα στον δέκτη. Μετά την ενίσχυση περνάει από φίλτρα που αφήνουν να περάσει μόνο αυτή η συχνότητα, οι πληροφορίες που περιέχει αποκωδικοποιούνται από το φέρον σήμα (είτε είναι ΑΜ, είτε FM) και προωθούνται στα servo.

Παρατηρούμε ότι ένας δέκτης με συχνότητα π.χ. 72.485 MHz μπορεί να ελεγχθεί από δύο πομπούς με συχνότητες 72.030 MHz και 72.940 MHz αντίστοιχα, αφού και στις δύο περιπτώσεις η μέση συχνότητα θα είναι η ίδια, δηλ. 455 ΚΗz. Αρα κάθε μία από τις δύο αυτές συχνότητες εκπομπής θεωρείται το είδωλο της άλλης και δεν μπορούν να λειτουργήσουν και οι δύο ταυτόχρονα.
Αντίστοιχα αν ο πομπός έχει συχνότητα 72.030 MHz ο κρύσταλλος του δέκτη θα μπορεί να είναι είτε στους 72.485 MHz είτε στους 71.575 MHz. Η διαφορά των δύο συνδυασμών είναι και πάλι 455 KHz. Αρα κάθε μία από τις δύο αυτές συχνότητες λήψης θεωρείται το είδωλο της άλλης.

Με την κατάλληλη επιλογή του κρυστάλλου του δέκτη επάνω ή κάτω από την συχνότητα του πομπού, επιτυγχάνεται καλύτερη προστασία από παρεμβολές λόγω ειδώλου. Στον κατωτέρω πίνακα εμφανίζονται οι ταλαντώσεις των κρυστάλλων του δέκτη για τις πιό δημοφιλείς μπάντες συχνοτήτων. Σχεδόν σε όλες τις μπάντες ο κρύσταλλος του δέκτη ταλαντούται κάτω από την συχνότητα του πομπού (-455KHz), με μόνη εξαίρεση τους διαύλους 15-60 της μπάντας των 72 MHz που ταλαντούται επάνω από την συχνότητα του πομπού (+455 KHz).

Αρα είναι τεχνικά δυνατό, στις περιπτώσεις που οι τιμές των κρυστάλλων πομπού και δέκτη είναι ολόκληρες, να αντιστρέψεις τις θέσεις τους στον δέκτη και τον πομπό, και να λειτουργήσει το σύστημα. Ομως δεν αυτό δεν επιτρέπεται, γιατί μπορεί έτσι να επηρεαστούν άλλα συστήματα ή το δικό σου από άλλα. Η αντιστροφή δεν είναι δυνατή αν ο κρύσταλλος του πομπού έχει υποπολλαπλάσια τιμή της ονομαστικής τιμής της συχνότητας εκπομπής του.

Παρεμβολή από παράγωγο σήμα "2ης τάξης"

Αλλο παράδειγμα είναι με δύο πομπούς στους 35.010 MHz και 35.240 MHz αντίστοιχα. Η συμβολή των σημάτων τους θα δώσει μία ενδιάμεση συχνότητα 230 ΚΗz, η 2η αρμονική της οποίας είναι 460 KHz.

Και τέλος, έστω ότι ένας πομπός λειτουργεί στους 35.920, και ένας άλλος στους 35.010. Η διαφορά τους είναι 910KHz, (2Χ455KHz) και υπάρχει και πάλι η πιθανότητα παρεμβολής.

Παρεμβολή από παράγωγο σήμα "3ης τάξης"

Οταν δύο πομποί βρεθούν πολύ κοντά μεταξύ τους, το πρωτογενές σήμα του ενός και η 2η αρμονική του άλλου μπορεί να συμβληθούν. Από την συμβολή παράγονται δύο σήματα ένα με το άθροισμα των συχνοτήτων (που δεν μας ενδιαφέρει) και ένα με τη διάφορά τους, δηλαδή το παράγωτο σήμα 3ης τάξης, που είναι και το επίφοβο σήμα.

Συνήθως η ισχύς του παραγώγου αυτού είναι πολύ κατώτερη από την ισχύ της κύριας συχνότητας, αλλά είναι αρκετά σχυρή για να προκαλέσει πρόβλημα σε ένα δέκτη με την ίδια συχνότητα που βρίσκεται κοντά στην πηγή εκπομπής. Για να συμβεί κάτι τέτοιο πρέπει οι συνδυασμοί των τριών συχνοτήτων να εκπληρώνουν μία συνθήκη και ο δέκτης-θύμα να είναι πιό κοντά στην πηγή της παρεμβάλλουσας συχνότητας από τον πομπό του.

Η συνθήκη είναι: [Συχν Α x 2] - Συχν Β = Συχν Γ

π.χ. [35.150 Χ 2 = 70.300] - 35.170 = 35.130

ή [35.170 Χ 2 = 70.340] - 35.150 = 35.190

Το manual του κατασκευαστή ηλεκτρονικών Schulze, περιέχει τα κατωτέρω αποτυπώματα, από την οθόνη ενός παλμογράφου, που δείχνει το φαινόμενο όπως το περιγράψαμε.

Αριστερά φαίνεται το αποτύπωμα από τη λειτουργία τριών πομπών στους διάυλους (κανάλια) #75 (35.150), και #77 (35.170) με πλήρως ανεπτυγμένη κεραία, και στο δίαυλο #74 (35.140) με συμπτηγμένη κεραία. Η απόσταση μεταξύ των πομπών είναι 2 μέτρα. Η ένταση των σημάτων τους είναι ανάλογη με το μήκος της κεραίας τους.

Δεξιά φαίνεται νέο αποτύπωμα όταν οι δύο πομποί #75 και #77 πλησίασαν σε απόσταση 20 εκατοστών μεταξύ τους. Παρατηρήστε ότι έχουν εμφανιστεί δύο νέα σήματα στους διάυλους #73 (35.130) και #79 (35.190). Η ένταση αυτών των νέων εκπομπών, αποτέλεσμα του παράγωγου 3ης τάξης, είναι περίπου όσο αυτή του πομπού που λειτουργεί με συμπτηγμένη κεραία στο δίαυλο #74. Πως λοιπόν αυτό μπορεί να επηρεάσει ένα μοντέλο στην πτήση;

Τα σχήματα δείχνουν τη θεωρητική θέση στον χώρο, στην οποία όταν βρεθούν τα μοντέλα με συχνότητα 35.130 ή 35.190, αυξάνονται οι πιθανότητες να δεχθούν παρεμβολή 3ης τάξης από τους δύο συμβαλλόμενους πομπούς με 35.150 και 35.170. Η κρίσιμη θέση είναι αυτή που το μοντέλο βρίσκεται μακρυά από τον δικό του πομπό, αλλά πιό κοντά στους δύο συμβαλλόμενους πομπούς.

Παρατηρούμε ότι υπάρχουν πολλοί συνδυασμοί ζευγών συχνοτήτων που μπορούν να επηρεάσουν μία τρίτη συχνότητα και ότι όλες οι συχνότητες της μπάντας είναι το ίδιο επιρρεπείς σε αυτού του είδους την παρεμβολή. Αυτές οι παρεμβολές είναι φαινόμενα των συχνοτήτων εκπομπής, τις συναντάμε μέσα στην ίδια μπάντα (σε όλες τις μπάντες) και δεν οφείλονται σε δυσλειτουργία των συστημάτων. Ομως τα καλά συστήματα έχουν σχεδιαστεί έτσι ώστε ο πομπός να μην εκπέμπει δυνατή 2η αρμονική, και οι δέκτες να απορρίπτουν αυτή την παρεμβολή σε κοντινότερη απόσταση από την πηγή της.

Ελεγχος δυνατότητας απόρριψης παρεμβολής 3ης τάξης

Σχηματική παράσταση ελέγχου δυνατότητας απόρριψης παρεμβολής 3ης τάξης. Αριστερά ο πομπός στην 35.130 που ελέγχει το μοντέλο. Δεξιά ο πομπός με την ίδια συχνότητα πλησιάζει στο μοντέλο για να διαπιστωθεί πόσο το επηρεάζει.

Ελαχιστοποίηση των πιθανοτήτων παρεμβολής από σήμα 3ης τάξης

• Οι χειριστές με πομπούς της ίδιας μπάντας πρέπει να στέκονται σε απόσταση μεγαλύτερη από 8μ. μεταξύ τους για να μη συμβληθεί η 2η αρμονική με τη συχνότητα του άλλου πομπού.
  
• Η γραμμή των χειριστών να βρίσκεται τουλάχιστον 20μ. από τον άξονα του διαδρόμου, επειδή η ένταση του σήματος "3ης τάξης" εξασθενεί πέρα από τα 20μ.
  
• Να μην τροχοδρομεί κανένα μοντέλο μέσα στα pits, επειδή εκεί δεν καλύπτονται οι δύο παραπάνω παράμετροι.

Μείνετε μακρυά από τους φίλους σας, την ώρα που πετάτε !

Η συμετοχή της διαμόρφωσης στην πιστότερη λειτουργία

Η παράμετρος "fail safe"

Και το σύστημα PCM μπορεί να παρεμβληθεί από άλλα συστήματα με την ίδια συχνότητα. Αυτό όμως που κάνει το σύστημα PCM να ξεχωρίζει άμεσα, είναι η πρόσθετη δυνατότητα του δέκτη να μεταπίπτει σε θέση Fail Safe σε περίπτωση ανωμαλίας (παρεμβολή, ή πτώση τάσης). Το πρόγραμμα αυτό (το Fail Safe) δίνει δύο (ή τρείς) επιλογές:

1. αφήνει τα servo στην τελευταία θέση που είχαν όσο ακόμα το σήμα ήταν καθαρό, ή
2. τα γυρίζει σε μία προεπιλεγείσα θέση, ή
3. σε ορισμένα συστήματα είναι δυνατή η απενεργοποίησή του.

Σε κάθε περίπτωση, όμως, στα μηχανοκίνητα αεροπλάνα και ελικόπτερα, το fail safe πρέπει να ρυθμίζεται να κόβει τις στροφές του κινητήρα αν για κάποιο λόγο δεχθεί παρεμβολή ή διακοπεί η επικοινωνία.

Η συμμετοχή του δέκτη στην πιστότερη λειτουργία

Οι δέκτες "διπλής μετατροπής" (dual conversion) έχουν ενδιάμεση συχνότητα 10.7 MHz, που είναι πολύ μακριά από τις ενδιάμεσες συχνότητες που θα μπορούσαν να τον ενοχλήσουν.

Οι δέκτες με "παράθυρο" (windows) αφήνουν να περάσει μόνο το σήμα που περιμένουν από το δικό τους πομπό.

Γιατί άραγε ορισμένοι δέκτες είναι πολύ ακριβώτεροι από άλλους;

[ Συνθήκες Καλής Λειτουργίας ]