Ancora prove di riduzione noise

Faccio seguito al mio post precedente per aggiungere alcuni risultati. Ho provato a sostituire il piccolo alimentatore switching "da muro" con cui alimentavo il mio AFEDRI SDRNet, utilizzando al suo posto un alimentatore lineare autocostruito, basato sul regolatore di tensione LM317. Il miglioramento non è stato sostanziale, ma appare comunque chiaramente percettibile, specialmente nel range di frequenze tra circa 320 kHz e circa 400 kHz. Si confrontino in proposito le due immagini qui sotto.
Purtroppo qui da noi stiamo attraversando un periodo disastroso per quanto riguarda il tempo metereologico, con intense perturbazioni che si susseguono quasi senza sosta, con il loro corredo di fulmini. Con questo si spiega la pessima qualità delle immagini allegate a questo post, attraversate dai segni delle frequentissime e continue scariche elettriche, che di fatto praticamente impediscono l'ascolto in LF e la caccia agli NDB. Spero comunque che possano esssere leggibili almeno per gli scopi di questo post.

AFEDRI SDRNet alimentato da alimentatore switching

AFEDRI SDRNet alimentato da alimentaore lineare

Dopo questo primo risultato, sono andato avanti con gli esperimenti, spegnendo progressivamente tutti gli alimentatori dei diversi apparecchi domestici (perlomeno di quelli per i quali avevo accesso al cordone di alimentazione), anche quelli in stand-by. L'unico spegnimento che ha prodotto qualche effetto visibile è stato quello del router Wi-Fi, che si trova nella stessa stanza del PC e del ricevitore AFEDRI. Nell'immagine qui sotto, si può notare una certa attenuazione del rumore di fondo nella parte destra del campo di frequenze, insieme ad un leggero peggioramento nella parte sinistra (che non saprei spiegare).

Spegnimento del router Wi-Fi.

Durante l'ascolto degli NDB in genere non ho bisogno di accedere a Internet, per cui potrò tranquillamente lasciare spento il router Wi-Fi.
La più significativa fonte di disturbo rimane comunque il mio PC laptop, durante il funzionamento con alimentatore (switching). Il passaggio all'alimentazione a batteria è indicato dalla freccia gialla nell'immagine qui sotto. Si nota un miglioramento abbastanza significativo, specialmente nella zona compresa tra circa 320 kHz e circa 400 kHz.

Passaggio del PC all'alimentazione da batteria

Devo ancora capire se la sorgente del disturbo sia rappresentata dall'alimentatore o dal PC. Si consideri che nel funzionamento a batteria vengono attivate misure per il contenimento del consumo di corrente. Ad esempio viene ridotta la luminosità dello schermo e viene disattivata la ventilazione forzata, ciò che può portare il processore a ridurre automaticamente le sue prestazioni.
Nei prossimi test voglio provare a giocare un pò con queste configurazioni per cercare di capire la loro influenza sul livello di rumore captato dal sistema.
I due forti disturbi vicino a 320 kHz, che scompaiono - nell'immagine sopra - al momento del passaggio all'alimentazione a batteria, potrebbero essere dovuti ad esempio proprio all'arresto di una ventola.

Questo è tutto per il momento. Nei prossimi giorni (meteo permettendo) conto di fare ancora alcune prove, prima di mettermi l'animo in pace e dedicarmi al radioascolto.
Nonostante la fase di massimo relativo del ciclo solare e l'accanirsi del maltempo, la stagione autunnale mi ha già regalato alcune belle soddisfazioni, con diverse new entry interessanti per il mio log personale di stazioni NDB. Giusto ieri sera ho ricevuto con un bel segnale CH-525 kHz da Chernyakhov, Ucraina; si tratta del mio primo NDB da quell'area geografica, quindi lo considero un buon auspicio per i mesi a venire. Speriamo che l'inverno sia ancora più redditizio e ci porti magari qualche bel DX.

Prove di riduzione hum noise in LF

Ieri sera ho speso un pochino di tempo per qualche semplice prova di riduzione del rumore elettromagnetico domestico, captato dal mio sistema di ricezione in LF.
Come al solito, si tratta di prove solo qualitative, effettuate con sistemi del tutto non professionali, che nulla pretendono di dimostrare in senso assoluto.
Il mio setup è piuttosto spartano. Con esso mi diletto ogni tanto nella caccia agli NDB, che è il genere di attività di radioascolto che prediligo (come ho già raccontato in un post precedente).
Il sistema consiste di un front-end SDR (il piccolo AFEDRI SDRNet 3.0), alimentato da un normale alimentatore USB "da muro", di quelli che si usano per ricaricare le batterie dei nostri telefoni cellulari. L'antenna è costituita da una loop multispira autocostruita, posta in una stanza diversa da quella in cui si trova il ricevitore, orientata in direzione est-ovest e connessa ad un amplificatore a larga banda Wellbrook ALA100.
L'amplificatore è alimentato tramite alcuni metri di cavo coassiale, lo stesso utilizzato per portare il segnale al ricevitore. L'alimentazione dell'antenna è fornita da un piccolo alimentatore variabile lineare autocostruito.
L'accoppiamento dell'alimentazione sul cavo coassiale è effettuato tramite un bias-tee che è quello della nota antenna attiva MiniWhip di Roelof Bakker, PA0RDT.
Tra l'uscita RF del bias-tee ed il ricevitore SDR è interposto un filtro passa-basso passivo autocostruito, con frequenza di taglio a 540 kHz, il cui scopo è attenuare i forti segnali delle stazioni broadcast in MW.
L'uscita del AFEDRI SDRNet va al mio PC laptop (un modello HP Pavillon dv6) tramite un cavo Ethernet.
Il software che uso di solito per la visualizzazione dello spettro di frequenze ricevuto è HDSDR 2.70.
Il PC è alimentato dal suo alimentatore switching.
Tutti gli alimentatori che ho menzionato sono collegati alla stessa prolunga multi-presa (dotata di interruttore) e quest'ultima è collegata ad una presa della rete domestica di alimentazione a 230 VAC, 50 Hz.
L'immagine qui sotto mostra una panoramica della banda NDB ricevuta ieri sera dal sistema di ricezione che ho sommariamente descritto.

La banda NDB visualizzata sul mio PC

A parte l'estremità sinistra dello spettro visualizzato (che è occupata dalle stazioni broadcast), si notano due aree in cui il rumore di fondo sembra leggermente più intenso; la prima tra circa 320 kHz e circa 400 kHz, la seconda intorno a 480 kHz.

La prima cosa di cui ho voluto sincerarmi, è che questo rumore fosse captato dall'antenna, e non si inserisse nella catena di ricezione attraverso vie diverse. Ho catturato quindi la schermata seguente, dopo aver scollegato l'antenna loop dall'amplificatore ALA100:

La stessa banda con antenna loop scollegata

In questa seconda immagine non si notano "addensamenti" sul waterfall, corrispondenti a zone con rumore di fondo leggermente più alto. Possiamo desumere da questo che tale rumore, quando presente, si introduca nella catena attraverso l'antenna che, come ricordiamo, è sita all'interno dell'appartamento. L'ipotesi è che il rumore emesso dagli apparecchi elettrici, collegati alla rete domestica a 230VAC, si propaghi nelle varie stanze dell'appartamento attraverso la rete elettrica medesima.

La seconda prova è stata verificare l'influenza dell'alimentatore switching del PC sul livello del rumore.

L'immagine seguente mostra il momento in cui l'alimentatore del PC viene collegato dalla rete elettrica (indicato dalla prima freccia gialla) ed il momento - qualche istante dopo - in cui il PC passa dall'alimentazione a batteria a quella da rete (seconda freccia gialla):

Passaggio del PC da batteria a alimentazione di rete

Come si può facilmente notare, l'influenza dell'alimentatore del PC sul rumore nella fascia 320-400 kHz è piuttosto marcata, mentre non è altrettanto evidente un'influenza sulla fascia attorno a 480 kHz, dove anzi pare che il rumore diminuisca leggermente.

Sembrerebbe anche che l'emissione del rumore sia legata non tanto all'accensione dell'alimentatore, quanto al fatto che il PC commuti effettivamente sull'alimentazione da rete. La sorgente di rumore sembrerebbe essere quindi interna al PC, piuttosto che all'alimentatore.

In ogni caso, far funzionare il PC esclusivamente da batteria non sarebbe una soluzione percorribile, data la ridotta autonomia in confronto alla durata (diverse ore) di una normale sessione di ascolto NDB.

Per questo ho pensato di verificare quanto miglioramento potrei ottenere interponendo un filtro EMI tra la presa della rete domestica a 230 VAC e la prolunga che alimenta tutti gli apparati del mio piccolo sistema di ricezione.

Il filtro EMI è quello che ho descritto in un mio post precedente. I risultati del suo inserimento sono documentati nell'immagine seguente:

Sistema alimentato attraverso filtro EMI

Si nota una sensibile riduzione del livello del rumore, anche se non equivalente a quella che si ottiene alimentando il PC da batteria (immagine successiva):

Situazione con PC alimentato da batteria

Questo è tutto per quanto riguarda le mie prove. Spero che quanto sopra descritto possa risultare utile per chi si trovasse a leggere questo post.

Recupero e riuso di un filtro EMI

Come molti appassionati di elettronica e di autocostruzione, mi ritrovo ad aver raccolto nel tempo vari materiali, più o meno utili, recuperati qua e là e riposti "temporaneamente" nelle varie scatole, ad attendere un'occasione di riuso. Complice una recente discussione sul rumore elettromagnetico generato dagli alimentatori dei PC portatili, mi sono ricordato di avere - tra i materiali di recupero appena citati - anche un filtro EMI, che un tempo alimentava il motore in corrente continua di un tapis roulant, della potenza di 1 HP.
Dopo averci ragionato sopra un attimo, ho concluso che con poca spesa e con poco lavoro sarebbe stato possibile riutilizzare questo filtro, per cercare di ridurre l'impatto del rumore elettromagnetico (generato dall'alimentatore del mio PC laptop) sulle prestazioni del mio sistema di ricezione in LF, che è la banda che prediligo.
Le foto che seguono documentano il risultato di questi ragionamenti. In un post successivo cercherò di documentare anche i risultati ottenuti, sul fronte della lotta al rumore EMI domestico.