O faseador JPS ANC-4

13 10 2013

Gregory K Doerschler

Por conta do êxito que obtive com o DSP JPS NIR-10, o anúncio do cancelador de ruídos JPS ANC-4 chamou minha atenção instantaneamente. Efetuei a compra pouco depois de fazer um telefonema a Tom Jacks da JPS para obter maiores detalhes.

Conforme Tom explicou, o ANC-4 não é um DSP. É um dispositivo de RF que deve ser conectado entre o receptor e a antena (usando conectores UHF). Uma antena de ruído também deve ser conectada ao ANC-4; ela tanto pode ser uma do tipo telescópica ou um pedaço de fio (ambos fornecidos). O ideal é que seja tão capaz de captar o ruído gerado quanto de não receber sinais; o oposto deve ocorrer com a antena principal.

Dentro do ANC-4 os sinais da antena de ruído passam por meio de uma rede de mudança de fase e amplificação, sendo posteriormente combinados com os sinais da antena principal por um combinador híbrido. Os controles de ganho e fase de ruído são ajustados pelo usuário de forma que o ruído que é captado pela respectiva antena tenha a mesma amplitude do captado pela principal, mas com atraso de fase de 180 graus. Desta forma o ruído será cancelado efetivamente.

Não há mágica neste processo. O faseamento definitivamente não é um conceito novo, mas a JPS parece ter feito um bom trabalho ao conceber este equipamento. O primeiro detalhe que chamou minha atenção é sua construção muito robusta; são mais de 900 g, apesar do tamanho pequeno. Concluí que meu Icom R71 com seus mais de 7 kg teria um peso adicional de 4 kg se tivesse uma densidade equivalente. A maior parte do peso do ANC-4 ocorre por conta de seu gabinete, que imagino ser assim para estabilizar a operação e minimizar a interação com equipamentos nas proximidades.

Quanto a performance, tentei usar o ANC-4 em várias situações de ruído. Em geral os melhoramentos foram mais aparentes em situações de ruído intenso. Sinais que tinham sido totalmente cobertos pelo ruído tornaram-se copiáveis. O cancelamento de ruído pulsante com a presença de sinais fracos produziu resultados diversos. Cerca de 3-6 db são perdidos no combinador híbrido e o ANC-4 frequentemente introduz um pouco de ruído por si só. Tais fatores são insignificantes ao combater ruído pulsante, mas quando a intensidade é menor a atenuação somada ao ruído do faseador pode fazer com que sinais fracos sejam copiados com maior dificuldade apesar da ausência de ruído pulsante. Um pré-amplificador inserido antes do ANC-4 pode compensar a perda no combinador híbrido. É comum obter melhores resultados com o NIR-10 DSP em situações de sinais fracos sob ruído pulsante que com o ANC-4.

Note que o ruído introduzido pelo ANC-4 não é gerado internamente na maior parte dos casos, mas resultante do fato de que a antena de ruído comporta-se como uma antena ativa e capta qualquer RF presente no shack (sinais, ruído, etc). Quanto maior o ganho necessário para anular o ruído captado pela antena principal, maior a magnitude da outra RF (não cancelada) da antena de ruído que será introduzida na recepção. Haverá intermodulação se o ganho de ruído for muito elevado. Novamente, ao combater ruídos intensos, tais efeitos são insignificantes em comparação com os benefícios.

Em uma situação me deparei com um pouco de ruído pulsante na faixa de 11 MHz. Ele não era muito perceptível ao ouvir comunicações em SSB e o faseador tornou os sinais mais fracos difíceis de ouvir. Com um filtro mais largo em AM o ruído pulsante era aparente mesmo com um sinal de radiodifusão de boa intensidade. Ao ativar o ANC-4  o ruído pulsante foi eliminado, tornando sua escuta muito mais prazerosa.

A habilidade do ANC-4 para cancelar ruídos varia dependendo da fonte. Às vezes o cancelamento completo é facilmente obtido, enquanto em outras situações o processo pode ser ardiloso. Testes quanto a localização e polarização da antena de ruído podem ser necessários em casos mais difíceis. Se o shack estiver excepcionalmente bem isolado, o ruído presente na antena principal pode não estar no shack para que a antena de ruído possa captá-lo. Neste caso, instalar a antena de ruído fora do shack e próxima da fonte de interferências pode ajudar.

Igualmente, se uma antena de recepção interna ou ineficiente for usada, seu índice de captação sinal/ruído pode não ser melhor que a antena de ruído e isso pode comprometer a eficiência do ANC-4. De qualquer maneira tenho obtido bons resultados com um fio esticado do lado de fora da janela como antena principal. Também creio que ele funcionará melhor com receptores de mesa que com modelos portáteis. Ele possui chaveamento automático em situações de transmissão/recepção caso o utilize em conjunto com transceptores.

Fontes múltiplas de ruído podem representar um desafio especial para o ANC-4, embora Tom Jacks tenha mencionado que um bom nível de cancelamento ainda é possível sob tais circunstâncias. Localizar o ajuste ideal do nulo em situações em que o ruído varia rapidamente de intensidade requer persistência. Em uma noite tive um problema semelhante de interferência proveniente do oscilador horizontal de uma TV na faixa de 3-4 MHz. O nível mudava continuamente conforme as imagens eram apresentadas, mas finalmente encontrei um meio-termo quanto ao ajuste do cancelamento. Algum ruído (provavelmente de rede elétrica) surge por aqui apenas quando o tempo está úmido. Em um dia assim, o ruído apareceu primeiramente de forma errática quando começou a garoar. Não foi possível anulá-lo até que a chuva tornou-se mais intensa e o ruído ficou constante. Provavelmente durante o período inicial sua fase e amplitude estivessem mudando.

Às vezes o noise blanker do meu receptor consegue ser tão eficiente quanto o ANC-4 no combate a certos tipos de ruído pulsante, mas em muitas outras vezes o ANC-4 apresenta seu real poder, superando-o com facilidade. Geralmente tento de usar primeiramente o noise blanker, uma vez que sua operação é muito mais fácil. Cheguei à conclusão que é melhor desligar temporariamente o noise blanker ao tentar ajustar o faseador, pois seu uso pode ocultar o cancelamento.

Embora o ANC-4 supostamente opere de 100 kHz a 80 MHz, tive resultados limitados ao usá-lo na faixa de ondas médias e em frequências mais baixas. Em algumas vezes ele ajudou, mas normalmente não consigo anular ruído pulsante que o noise blanker elimina facilmente.

Ao usar o faseador é importante prestar atenção ao melhoramento na qualidade dos sinais recebidos, não apenas o cancelamento do ruído. Ocorreram situações em que imaginei ter obtido um maravilhoso cancelamento até perceber que a maior parte dos sinais também ficaram inaudíveis. O manual alerta que isso pode acontecer se o ruído não for suficientemente intenso na antena de ruído em comparação com a principal. Ao desligar o ANC-4 é feito o bypass, tornando possível fazer comparativos dos ajustes efetuados.

O manual do ANC-4 é bastante detalhado e fácil de seguir; mas por conta da minha curiosidade gostaria que a teoria operacional fosse coberta em maiores detalhes e acompanhada por um diagrama esquemático para complementar o de blocos e de posicionamento dos componentes.

Eu diria que este faseador é uma ferramenta valiosa para quem estiver sofrendo com interferências locais da rede elétrica ou de eletrodomésticos (incluindo computadores) que não podem ser enfrentados facilmente por outros meios. Um DSP ainda pode ser a melhor opção em casos de ruídos de baixa intensidade, mas é difícil dizer com certeza qual deles funcionará melhor em circunstâncias específicas. O ANC-4 não requer mais ajustes que um DSP e deve ser sintonizado novamente toda vez que uma mudança substancial na frequência ocorrer. Isso pode fazer com que a sua operação seja tediosa para quem gosta de passar por várias faixas em pouco tempo; mas se a interferência for severa o esforço valerá à pena.

Nota: Meu único vínculo com a JPS é na condição de cliente satisfeito.

Artigo traduzido mediante autorização do Ontario DX Association. A publicação em qualquer outro meio é expressamente proibida.

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