電動(dòng)自行車充電器的干擾分析和應(yīng)對(duì)措施

     摘  要: 針對(duì)電動(dòng)自行車充電器干擾有線電視網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)象， 闡述了這類充電器的特點(diǎn)以及干擾對(duì)有線寬帶業(yè)務(wù)的危害， 分析了產(chǎn)生干擾的原因， 并在此基礎(chǔ)上介紹了這類干擾的排查和處理方法， 進(jìn)一步提出了防范和抑制干擾的應(yīng)對(duì)措施。

　　1  引言

　　目前， 電動(dòng)自行車因其具有使用方便、省力、快速等優(yōu)點(diǎn)， 已經(jīng)成為越來(lái)越多市民的交通工具。在本地電動(dòng)自行車的擁有量非常大， 筆者在工作中發(fā)現(xiàn)， 大部分電動(dòng)自行車在充電的時(shí)候常常會(huì)對(duì)HFC 網(wǎng)絡(luò)的上行通道產(chǎn)生干擾， 嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性， 用戶反映強(qiáng)烈， 筆者曾經(jīng)在一個(gè)光節(jié)點(diǎn)下排查了4例這樣的干擾，可見(jiàn)電動(dòng)自行車的充電器已經(jīng)成為干擾有線電視網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)危害嚴(yán)重的、常見(jiàn)的干擾源， 本文對(duì)這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行分析探討， 提出解決方法和防御措施。

　　2  干擾的現(xiàn)象和危害

　　充電器干擾有線電視網(wǎng)絡(luò)時(shí)， 寬帶業(yè)務(wù)上行通道的噪聲明顯提高， 光點(diǎn)所在的CMTS的上行端口的載噪比有不同程度的降低(降幅最高可達(dá)十幾個(gè)dB) ， 從而引起該上行端口所帶的用戶不能正常上網(wǎng)， 其影響面較廣， 具體表現(xiàn)為CM ( Cab leModem)丟包嚴(yán)重甚至掉線， 用戶感覺(jué)到網(wǎng)速明顯變慢， 網(wǎng)絡(luò)時(shí)斷時(shí)續(xù)， 這類干擾嚴(yán)重影響了有線電視網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和用戶的上網(wǎng)質(zhì)量。

　　3  干擾原因的分析

　　電動(dòng)自行車充電器多采用開關(guān)電源， 型號(hào)雖多， 但電路結(jié)構(gòu)大同小異， 圖1是它的工作原理框圖， 主要由整流濾波、高壓開關(guān)、電壓變換、恒流恒壓及充電控制等幾個(gè)部分組成， 其中整流濾波電路的用途是將交流220 V 電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷?00 V 左右的電壓， 通過(guò)高壓開關(guān)電路及電壓變換， 產(chǎn)生充電時(shí)所需的低壓直流電壓， 再由充電控制電路控制后對(duì)電池進(jìn)行充電。

圖1電動(dòng)自行車充電器的工作原理框圖

　　這類充電器由于本身的工作特性會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁干擾， 其中由基本整流電路產(chǎn)生的高次諧波干擾和電壓轉(zhuǎn)換電路產(chǎn)生的尖峰電壓的干擾是主要因素， 特別是高次諧波會(huì)沿著輸電線路產(chǎn)生傳導(dǎo)干擾和輻射干擾， 一方面使接在其前端的電源線上的電路波發(fā)生畸變， 另一方面通過(guò)電源線產(chǎn)生射頻干擾， 這些干擾信號(hào)既占有較寬的頻率范圍， 又有一定的幅度， 所以會(huì)對(duì)周圍的通信和電子設(shè)備造成干擾。因此充電器通常會(huì)在電路中附加上一個(gè)高頻濾波電路和磁環(huán)， 用來(lái)抑制傳導(dǎo)干擾和輻射干擾， 但是越來(lái)越多的廠家為了節(jié)省成本， 在生產(chǎn)過(guò)程中就省去了濾波電路， 而且大多采用塑料外殼， 沒(méi)有選用合適的金屬材料的外殼對(duì)其進(jìn)行屏蔽， 致使產(chǎn)生的高次諧波以電磁波的方式向空中輻射，成為一個(gè)嚴(yán)重的干擾源， 干擾信號(hào)的頻率可延伸到30MH z以上， 能對(duì)大概5 m 范圍內(nèi)的HFC 網(wǎng)絡(luò)造成干擾。

　　與天線接收原理相同， 同軸電纜也會(huì)“ 接收”這些干擾， 即干擾電磁場(chǎng)在電纜上產(chǎn)生干擾感應(yīng)電流， 這個(gè)感應(yīng)電流會(huì)在電纜外導(dǎo)體(編織網(wǎng))縱向電阻上產(chǎn)生干擾感應(yīng)電壓， 感應(yīng)電壓剛好串聯(lián)在有線信號(hào)傳輸回路長(zhǎng)長(zhǎng)的地線中， 形成干擾， 干擾信號(hào)的頻率剛好落在反向通道的范圍內(nèi)( 5~ 65 MH z)， 就會(huì)使通道的誤碼率明顯上升， 通道利用率降低， 造成網(wǎng)絡(luò)擁塞。

　　4  干擾的排查

　　這類干擾信號(hào)強(qiáng)， 而且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)， 只要及時(shí)響應(yīng)， 按照一般噪聲的排查方法通常都可以查到干擾源。

　　下面以本單位配備的860 DSP分析儀為例(與前端Trilithic 9581SST配合使用)說(shuō)明排查步驟:

　　( 1)確定受干擾影響的CMTS端口下所帶光節(jié)點(diǎn)情況;( 2)用860 DSP分析儀的SSR 來(lái)測(cè)試各光節(jié)點(diǎn)反向光收測(cè)試口5~ 65MHz回傳波形;( 3)根據(jù)測(cè)得的回傳通道頻譜的比較(正?；貍魍ǖ赖牡自胪ǔ５陀? 30dB ) ， 確定有干擾的光節(jié)點(diǎn)(見(jiàn)圖2、圖3) ;( 4)到該光機(jī)處， 用同樣方法確定干擾來(lái)自光機(jī)的哪一個(gè)端口， 然后逐級(jí)往下排查， 直到查找到干擾源;( 5)根據(jù)實(shí)際情況是否能徹底解決噪聲源， 如不行就用高通濾波器將其隔離。

圖2 正常的反向通道頻譜

圖3 存在干擾的反向通道頻譜

　　5  干擾的處理方法

　　從理論上來(lái)說(shuō)， 對(duì)充電器進(jìn)行改造使其符合電磁兼容的標(biāo)準(zhǔn)或者用金屬外殼對(duì)其屏蔽， 都可以消除或者抑制干擾， 但現(xiàn)實(shí)明顯不可行， 因此只有在被干擾的網(wǎng)絡(luò)上采取措施， 對(duì)干擾進(jìn)行堵截， 提高網(wǎng)絡(luò)的抗干擾能力。

　　以往筆者在工作中發(fā)現(xiàn)有噪聲干擾時(shí)， 通常采用加裝高隔離度的終端盒、分支器， 或?qū)⒂脩艟€更換成高屏蔽的線纜， 或把空載口接75Ω 負(fù)載電阻等方法均能有效地將噪聲隔離， 但是發(fā)現(xiàn)采用上述方法都不能徹底消除充電器引起的這類干擾， 只能在一定程度上減弱干擾的強(qiáng)度， 因此在確定噪聲是由哪一條支路匯聚的后， 只好采用高通濾波器將干擾進(jìn)行隔離。

　　6  防止和抑制充電器干擾的措施

　　在當(dāng)?shù)兀?這類的噪聲干擾有愈演愈烈的趨勢(shì)， 目前我們只能通過(guò)用戶故障報(bào)修來(lái)發(fā)現(xiàn)一單處理一單， 只能被動(dòng)地去排查。做到防患于未然， 提高網(wǎng)絡(luò)的抗干擾能力， 才是最好的策略， 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和探索， 筆者提出以下幾條防止和減輕充電器干擾有線電視網(wǎng)絡(luò)的措施， 供作參考和選用。

　　( 1)做好有線電視網(wǎng)絡(luò)的接地， 選好線纜的敷設(shè)位置。筆者在實(shí)際中發(fā)現(xiàn)， 充電器的干擾通常發(fā)生在居民樓底層的車庫(kù)或者商鋪， 因?yàn)檫@類地方是電動(dòng)自行車比較集中的場(chǎng)所， 房?jī)?nèi)面積相對(duì)狹小， 通常充電器就在機(jī)頂盒旁邊充電， 加上這些地方的放大器、分支分配器和線纜安裝的位置相對(duì)低， 所以十分容易受到干擾， 因此這些地方的放大器和鋼絞線必須可靠接地， 以加強(qiáng)自身的屏蔽效果， 選用四屏蔽的線纜， 盡量將電纜敷設(shè)在相對(duì)較高的位置， 對(duì)破損的電纜盡快更換， 這樣電纜受到的輻射弱些。

　　( 2)采取措施保證電纜的接頭可靠。接頭工藝要嚴(yán)格要求， 制作不合格、有轉(zhuǎn)接、未壓接完全的接頭是非常容易串入噪聲的。放大器的連接盡量采用直通型接頭， 接頭要特別注意防水， 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)。

　　( 3)預(yù)計(jì)電動(dòng)自行車比較集中的地方的放大器，可先接上高通濾波器， 做到防患于未然， 防止噪聲的串入而影響大片的用戶。

　　( 4)建議用戶購(gòu)買和使用符合電磁輻射標(biāo)準(zhǔn)的充電器， 充電的時(shí)候， 充電器盡量遠(yuǎn)離電視終端。

　　7  結(jié)束語(yǔ)

　　隨著HFC 雙向網(wǎng)絡(luò)的改造完畢， 雙向業(yè)務(wù)的快速發(fā)展， 隨之而來(lái)的噪聲對(duì)有線電視網(wǎng)絡(luò)的上行數(shù)據(jù)通道構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅， 所以噪聲的排查和處理方法是一線的技術(shù)人員所必須掌握的一項(xiàng)工作技能， 以上介紹的對(duì)電動(dòng)自行車充電器引起干擾的分析和解決方法， 希望能對(duì)同行排查其他形形色色的噪聲起到借鑒作用。