Svakog radio-amatera raduje čist i stabilan signal – ali, ponekad i sa vrhunskom opremom i dobro urađenom antenom, pojave se misteriozne smetnje, šumovi, pa čak i iznenadno „usijanje“ koaksijalnog kabla ili problemi sa TV, računarom ili komšijskim instalacijama. Verovali ili ne, često je krivac baš famozna common mode struja! Hajde da razjasnimo šta su te „zajedničke“ struje, kako nastaju i kako ih možete obuzdati.
Definicija: Šta su common mode struje?
Common mode (zajedničke) struje su električne struje koje teku istim smerom kroz oba provodnika koaksijalnog kabla, odnosno, vraćaju se površinom oklopa/šilda umesto normalnim tokom (kroz centralni provodnik i njegov „povratak“ kroz šild).
- Diferencijalni mod je željeni – signal ide središnjim provodnikom, a vraća se šildom, stvara EM talas.
- Common mode je neželjeni – signal istovremeno teče sa obe strane, često površinom šilda, i ponaša se kao dugačka nebalansirana antena.
Kako nastaju common mode struje?
Najčešći razlog su nesimetrirani antenski sistemi, pogrešno ili nikakvo uzemljenje, kao i korišćenje antena bez odgovarajućih balun-a/unun-a – posebno kod dipola, EFHW, G5RV, LW i sličnih.
- Kod dipola: Ako nemate balun (simetrišući transformator), deo energije “procuri” i potera struju niz površinu koaksijalnog kabla.
- Nepravilno postavljanje uzemljenja: Ako je šild u blizini drugih izvora šuma, povući će te struje ka neželjenim mestima.
- Antena tipa „end-fed“: Bez dobre izolacije i uzemljenja, oklop kabla može postati sastavni deo zračeće antene!
Problemi koje izazivaju common mode struje
- Mogu enormno povećati nivo šuma na prijemniku (posebno impulsni šum iz kućnih aparata).
- Izazivaju neprijatna „peckanja“ RF energijom (na mikrofonu ili slušalicama tokom TX-a).
- Ometaju povratne RF talase kroz instalaciju, što može oštetiti elektroniku.
- Umanjuju efikasnost antene: deo snage se gubi na grejanje kabla, a ne transformiše se u zračenje.
- Unose smetnje u televizore, WiFi, interfone, komšijske uređaje 🙂
Mali savet iz prakse:
Ako prilikom predaje signala čujete smetnje u zvučniku računara, pojavu šuma na TV-u ili osećate blago “strujanje” na metalnim delovima uređaja – velika je verovatnoća da imate „common mode“ struje!
Kako detektovati common mode struje?
- Najlakše je na prijemu: obratite pažnju da li se nivo šuma smanjuje kada dodirnete oklop kabla na mestu blizu antene ili ulaza u kućište.
- Na predaji: simptomi su pojava pare ili toplotna oštećenja na kablu, “žarenje“ kablova mikrofona ili uzemljenja i naravno – smetnje na drugim uređajima.
- Možete koristiti poseban „current choke indicator“ – mali feritni torus sa kalemom i LED testerom, ili sondu ampermetra namotanu oko kabla.
Kako rešiti (i sprečiti) common mode struje?
- Balun (1:1 choke) na spoju kabla i antene – obavezno kod dipol, G5RV i EFHW antena.
- Feritne perle ili torusi – jednostavno navucite nekoliko feritnih prstenova na koaksijalni kabl neposredno pred sam ulaz u antenu ili stanicu.
- Pravilno uzemljenje celokupnog sistema kako antene, tako i šasije uređaja.
- Kraći kablovi i otklanjanje petlji (loop-ova) – izbegavajte upotrebu predugih koaksijalnih kablova koji se ne završavaju balunom.
- Simetriranje izvora – koristite „true balanced“ izvode kada je god moguće: simetrični izlaz iz predajnika, balunski transformator ili balansirano prilagođenje.
Saveti iz prakse za svakog RA
- Uradite eksperiment: namotajte 5–7 krugova kabla na feritni torus pre razvlačenja ka anteni – često je razlika u smanjenju šuma ogromna!
- Nemojte štedeti na balunu – kvalitetan 1:1 choke je jeftinije rešenje od beskonačnog suzbijanja smetnji softverom!
- Testirajte svaki novi projekat/antenski sistem na „common mode“ pre nego ga pustite u upotrebu. Sve se može proveriti niskom snagom, pre ozbiljne predaje.
Zaključak
„Common mode“ struje su tihi saboter mnogih RA sistema: ne vide se, ali prave ogromnu štetu kroz šum, smetnje i gubitke signala. Dobra je vest što se lako otkrivaju i rešavaju korišćenjem baluna, ferita i pažljivim planiranjem uzemljenja. Uvek proverite svoj sistem, sve dok vam predaja i prijem ne postanu čisti, jasni i stabilni!