Модемный фильтр


Первый вариант

Фильтр состоит из двух частей — коммутатора линии и собственно фильтра. Коммутатор позволяет подключать это устройство к любому модему и исключает позвякивание телефонов при наборе номера модемом. Наверно, это важно, если набор ведется глубокой ночью. Фильтр — улучшает согласование модема с телефонной
линией на высоких частотах и режет помехи выше 4KHz. Цепь C2-R3-HG2-D5 — достаточно сложная цепь для борьбы с импульсными помехами. Транзисторы Q1,2 выполняют функцию запрета выхода в линию модема, если линия занята — разговаривают по телефону. Это так же повышает удобство при пользовании устройством.

Данные и возможные замены

L1 — две обмотки проводом 0,2мм по 20–30 витков на кольце К10×6×3(4,5), феррит 2000НМ1-17

L2 — дроссель с двумя одинаковыми обмотками и суммарной индуктивностью 30–40 mH.

Конкретные данные привести сложно, т.к. я применил готовый дроссель импортного производства.

WARNING! Этот дроссель ОБЯЗАН иметь зазор или быть намотан на материале с "распределенным" зазором (МО-пермаллой).

Методика выбора величины зазора следующая:

Вначале наматывается столько витков, чтобы получить индуктивность в 10 раз больше, чем необходимо, а затем делается такой зазор, чтобы получить искомую индуктивность. Реле — на напряжение срабатывания 7–10V и сопротивление не меньше 500 Ом. Я применял стандартное реле от импортных телефонных станций — они очень качественные, а лишний дребезг явно не нужен. HG1,2 — любые светодиоды, кроме АЛ307 — у этих слишком большой ток утечки.

Этот вариант фильтра сейчас используется на модеме Моторола SM56 и дает весьма ощутимый эффект — очень часто при треске не возникает даже короткий retrain.

Конденсатор С2 на напряжение не меньше 160V, а С3 — на 200V. Этим требованиям очень хорошо удовлетворяют конденсаторы типа К73-16, К73-17.

Комментарии по схеме

Дроссель L2 выполняет функцию "пассивного усилителя" — он частично компенсирует емкость шлейфа (телефонной) линии. Очень упрощенная модель представлена на рисунке:

Здесь R2,R3, C1…C3 и R6,R7,C5…C7 — эквиваленты "средней" телефонной линии, подключенные к двум модема — (L1,C4,R4) с компенсацией и (R8) без компенсации. На следующем рисунке представлены результаты обсчета моделей на OrCAD'е 9.0 (PSPICE9):

Здесь хорошо заметно лучшее прохождение сигнала (желтый цвет) в первом варианте по сравнению со вторым вариантом (голубой цвет). А так же — очень хорошее подавление сигнала выше сигнала модема (300Hz–3,4kHz ).

И еще есть немаловажный факт — напряжение на передающей стороне меньше падает в области 3kHz — это облегчит эхокомпенсацию в модеме.

В процессе расчетов выяснено, что величину конденсатора С4 менять нельзя — она должна быть равна погонной емкости кабеля, а резонанс на 3,5–4kHz можно подстраивать только величиной дросселя L2.

В качестве дальнейшего развития схемы я бы попробовал увеличить индуктивность L2 — это бы привело к еще большему подъему на верхней частоте, а ограничение полосы спектра можно компенсировать запретом на модеме крайних частот. Все одно, модем на них себя не очень хорошо чувствует.

Второй вариант

Не секрет, что в сети 220V есть помехи и вряд ли они оказывают положительное влияние на качество связи. Для понимания процесса порождения помех рассмотрю структуру:

Прежде, чем делать подумайте, нужно ли оно Вам? Для моей линии это оказалось весьма полезно хотя бы тем, что практически исключилось влияние холодильника.

Пояснения по схеме:

Конденсаторы С1 иС2 устраняют ВЧ помехи… но только в том случае, если компьютер заземлен, но этого практически никогда не бывает, да и при желании это осуществить крайне сложно.

Конденсаторы С4 и С5 устраняют ВЧ помехи от собственного блока питания на модем. Вот их-то и не надо трогать — они явно к месту.

Помехи из сети проходят по пути A(B) — C1 ( C2 ) — корпус — C3 ( C4) — емкостная связзь по TV2 — и в модем. Т.о. С1 и С2 привносят большой вред и это надо как-то устранить.

Правда, есть второй путь распространения помех: A (B) — D1-5 — TV1 (силовой трансформатор) — выпрямители — питание модема. Как видно, это наносит меньший вред, т.к. влияет не на сигнальную цепь, а на питание модема, но и не учитывать его было бы не правильно.

Способ борьбы представлен на рисунке ниже:

Тут С1 и С2 увеличены на два порядка и соединены не на корпус, а на псевдо землю блока питания. Этот вариант прекрасно убирает и еще одно нехорошее свойство импульсных блоков питания — генерацию помех сложной формы.

Поясню: так как диоды открываются только на 30% времени от периода коммутации, то помехи в сети 220V (а значит, и на входе модема) имеют вид пачек длительностью 3ms и периодом 100Hz. Это прекрасно детектируется паразитными нелинейными цепями входной схемы модема, что порождает помехи с частотой 100Hz и очень богатым спектром. Мне кажется, что лучше для связи от этого не будет. Так вот, эта модификация схемы несколько уменьшает амплитуду помех (т.к. емкости много больше оригинальных) и, главное, исключает эффект пачек. Это приводит к появлению постоянной составляющей на входе модема, что легко отсеивается при обработке.

Конденсаторы С1,С2 — на напряжение не меньше 400V и хорошего качества (К73-16, К73-17).

Прошу учесть, что точно такую же процедуру придется проделать и с блоком питания монитора — иначе и начинать не стоит.

В некоторых схемах рекомендуют ставить не два, а четыре конденсатора — параллельно каждому диоду. Это очень плохое решение, т.к. помехи с "+" провода С3 попадут в сеть, что не есть хорошо.

 

Права на схемы принадлежат автору и не могут использоваться для коммерческого применения

 




Дополнительно