Ruis als gevolg van een aardlus in je antennesysteem
Ruis als gevolg van een aardlus kan behoorlijk storend zijn in je ontvangstmogelijkheden. Wil je uitgebreider weten wat een aardlus is kijk dan even bij Aarde in de shack.
Eenvoudig gezegd, zo’n aardlus ontstaat wanneer er meer dan één verbinding naar aarde is tussen twee apparaten. Zulke lussen tonen zich zeer efficiënt in het oppikken van stoorsignalen.
Die stoorsignalen dringen je systeem binnen. Dat wordt veroorzaakt doordat de aardingsreferentie in het systeem niet langer een stabiel nul-potentiaal is. Verderop leg ik dat uit.
Ruis is wat je daarvan merkt in je geluid en op je signaalsterkte meter. De ruis wordt binnen je ontvanger namelijk een ongewenst onderdeel van de wel gewenste radiosignalen.
Een aardlus treedt op wanneer een componenten in hetzelfde systeem stroom, een signaal ontvangt, gevoed wordt vanuit een andere component waarvan de laatste een ander aardpotentieel kent. Het verschijnsel treedt dus op als het aardpotentieel tussen twee apparaten niet identiek is.
Dat potentiaalverschil in de aarding zorgt ervoor dat er stroom gaat stromen in de verbindingen. Die stroom vangt meestal ook allerlei stoorsignalen op en dat beïnvloedt jouw antenne-ingang.
Veel gemaakte aardingsfout in Antennesystemen
In de figuur zie je een voorbeeldsituatie waarbij een ontvanger en een antenne met elkaar zijn verbonden middels een signaaldraad, via de mantel van de coaxkabel en via de aarde.
Als nu de aardingsweerstand van de shack en die van de antennemast niet exact hetzelfde zijn treedt er een spanningsverschil op van stoorsignalen die de mantel opvangt. Die stoorsignalen kunnen afkomstig zijn van Magnetrons, TP linken, Computers, Zonnepanelen, andere zenders in jou buurt, etc.
Dat spanningsverschil veroorzaakt zogenaamde mantelstromen. Ruis in je signaal als gevolg van een aardlus is het gevolg. Bedenk dat spanningsverschillen van enkele microvolts voldoende zijn om vervelend ruis in je systeem veroorzaken.
Let op!
Voor de eenvoud van de figuur hebben wij hierin niet aangetekend dat er nog een derde aardpunt is dat roet in het eten kan gooien. De aarde van het elektriciteitsnet. Want in de meeste gevallen zal die ontvanger of zender zijn uitgerust met een voedingssnoer met randaarde.
Bij goed ontworpen apparaten zal die netaarde gescheiden zijn van de functionele aarde die je apparatuur nodig heeft. Vaak is dit echter niet het geval.
De oplossing voor een aardlus via het lichtnet
Ruis als gevolg van een aardlus kan het gevolg zijn van de aarde in je elektriciteitsnet. Nu kun je die aardaansluiting natuurlijk loskoppelen in je centrale stopcontact. Maar dat is een onveilige optie. Je kunt dan gevaar lopen omdat er een hoge spanning ten opzichte van aarde op je apparaten staat.
Er zijn ook scheidingstransformatoren te koop die 230 volt van het lichtnet omzetten naar van het lichtnet geïsoleerde 230 volt. Je creëert daarmee een zogenaamd zwevend net. Met zo’n trafo ben je de ruis als gevolg van een aardlus met het elektriciteitsnet in ieder geval kwijt. Bovendien is het veilig omdat er wel een hoge spanning aanwezig is maar die zich niet meer met de ‘aarde’ verhoudt.
Wat kun je nog meer doen aan Ruis als gevolg van een aardlus
De beste oplossing voor het verwijderen van ruis als gevolg van een aardlus is dat elk apparaat één en slechts één pad naar één aardingspunt heeft. En alle aardaansluitingen worden in een ster net op één punt verzamelt en samengevoegd. Het effect hiervan is dat op al je apparaten hetzelfde aardpotentieel aanwezig is en er dus geen aardlustromen ontstaan.
Zijn er toch meerdere paden naar aarde dan kunnen ze een lus vormen die allerlei soorten elektrische en magnetische interferentie uit de omgeving oppikt. Het repareren van een aardlus is eigenlijk eenvoudig als je een scherp beeld hebt van alle aardaansluitingen die in jouw situatie in het spel zijn.
Hoe ga je om met antennes die een aardreferentie nodig hebben?
Sommige antennes hebben nadrukkelijk een aardingsspiegelbeeld nodig. Dat is om tekortkomingen in de antenne te compenseren. Een ideale antenne heeft namelijk geen aarde nodig. Maar in de praktijk kun je op de korte golf bande vanwege de afmetingen van zo’n ideale antenne deze zelden realiseren.
Op de VHF en UHF-banden kan dat wel. Hier is sprake van zeer korte golflengte (minder dan 10 meter) waardoor antennes kunnen worden gemaakt die perfect afgestemd zijn op die golflengte.
Maak je nu op de HF banden gebruik van een antenne die een referentieaarde nodig heeft dan kun je die het best vanuit je shack aanreiken. Dus de coax alleen en uitsluitend in de shack met aarde verbinden.
Bevind je shack zich op afstand van de antenne, meer dan vijf meter, dan kun je een HF scheidingstrafo toepassen. Met die transformator scheid je de aarde van je antennemast van de aarde in je shack. Hiermee voorkom je dat er aardstromen ontstaan en van ruis als gevolg van een aardlus zul je geen last meer hebben.
Op deze afbeelding zie je mijn eerste inductie en capaciteit meter. Miskoop. Koop een betere!
De trafo werkt het best als de impedantie van de spoelen gelijk is aan de impedantie van de coax kabel die je gebruikt. Meestal zal dit 50 ohm zijn. Een universeel meter die ook impedantie kan meten kan je een globale indicatie geven voor de inductie van je trafo in Henry.
Een universeel trafo voor 10- tot 80 meter band heeft 12 windingen. Voor de 10- en 20 meter band kun je met 8 windingen volstaan. Voor de 80- en 160 meter band kun je 16 windingen proberen.
De impedantie reken je uit door 6,28 * frequentie * de zelfinductie. Voor een spoel die 1,1 μH (micro Henry) meet krijg je dan op de 40 meter band 6,28 * (7 *106 ) * (1,1*10-6) = ruwweg 50 ohm.
Let op! Op de 80 meter band is dit ruwweg 25 ohm en op de 20 meter band is dit ongeveer 100 ohm. Je bent dus bijna verplicht om voor elke band een andere trafo te maken.
Antennes die gelijkstroom voeding nodig hebben
Ruis als gevolg van een aardlus met een trafo uitbannen werkt lastiger als je gebruik maakt van een antenne met een ingebouwde HF versterker zoals bijvoorbeeld een mini whip of een MLA 30 etc. Deze antennes hebben een gelijkstroomvoeding nodig die meestal via de coaxkabel wordt aangevoerd.
Die gelijkstoomvoeding kun je dan alleen maar aan de antennezijde van je trafo aansluiten. Doe je dat niet dan zal je antenne niet meer functioneren.
Ruis als gevolg van een aardlus reduceren, mantelstromen reduceren
Wat je veel ziet is dat mantelstroom reductie wordt nagestreefd door een smoorspoel tussen de antenne en de shack aan te brengen. Een zogenaamd mantelstroomfilter ook een choke genoemd.
De eenvoudigste weg hiertoe is het aanbrengen van wat ferriet doosjes op je coaxkabel.
Een andere weg is een smoorspoel maken door de coax kabel een aantal windingen in een ferriet ringkern ta laten maken. Hoeveel windingen en welke ferriet kwaliteit je moet nemen is voer voor een nieuw artikel. Zoek je op internet dan zie je soms tegenstrijdige verhalen.
Al die auteurs hebben en gelijk en ongelijk, er is niet één goed antwoord. Wat het beste ferriet is en hoe je die spoel opbouwt is namelijk afhankelijk van in welk frequentiegebied je wilt opereren en van het vermogen dat je naar de antenne stuurt.
In alle gevallen geldt: voorkomen is beter dan reduceren. Dus zorg dat je geen aardlussen krijgt.
Ruis als gevolg van een aardlus reduceren met eenvoudige smoorspoel
Kun je ruis in je antennesysteem niet voorkomen dan zijn mantelstroomfilters (smoorspoelen) een second best alternatief.
Een eenvoudige maar redelijk effectieve smoorspoel voor de 10 tot 80 meter band maak je door met coax 15 windingen te leggen op een stuk pvc-regenpijp van 8 centimeter doorsnee.
Opereer je veel op de 80 meter of zelfs op de 160 meter band dan kun je een smoorspoel met 30 windingen uitproberen. Op die relatief lage frequenties zal 15 windingen namelijk maar een beperkt effect hebben.
En ben je echt een fan van de 160 meter band probeer dan 40 windingen uit om ruis als gevolg van een aardlus in je antennesysteem te onderdrukken.
-
Koos Overbeeke
Terug van Ruis als gevolg van een aardlus naar Antennes en aarde
