home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ QRZ! Ham Radio 4 / QRZ Ham Radio Callsign Database - Volume 4.iso / files / arrl / tis / rfigen.txt < prev    next >
Text File  |  1994-11-27  |  38KB  |  738 lines

  1. Reprinted from February and March 1992 QST Lab Notes 
  2. Copyright 1992 American Radio Relay League, Inc. 
  3. All rights reserved.
  4.  
  5. Thank you for requesting the following information from the ARRL 
  6. Information mail server. ARRL HQ is glad to provide this 
  7. information free of charge as a service to League members and 
  8. affiliated clubs.
  9.  
  10. For your convenience, you may reproduce this information, 
  11. electronically or on paper, and distribute it to anyone who needs 
  12. it, provided that you reproduce it in its entirety and do so free 
  13. of charge. Please note that you must reproduce the information as 
  14. it appears in the original, including the League's copyright 
  15. notice.
  16.  
  17. If you have any questions concerning the reproduction or 
  18. distribution of this material, please contact Michael Tracy, 
  19. American Radio Relay League, 225 Main St., Newington, CT 06111 
  20. (mtracy@arrl.org).
  21.  
  22. Subject: ARRL EMI/RFI Package - "RFI Tips" 
  23.  
  24. Note: electronic mail readers should also retrieve the file 
  25. EMI-SOURCE from the ARRL Information Mail Server (info@arrl.org).
  26.  
  27. Interference Primer - Part 1. Derived from QST February 1992 
  28. Lab Notes ***revised May 12, 1992***
  29.  
  30. This month Ed Hare, KA1CV, Senior Laboratory Engineer, grapples 
  31. with one of the most difficult problems in Amateur Radio: 
  32. electromagnetic interference, or EMI. EMI is a catch-all term for 
  33. TVI, RFI, BCI and any other form of electromagnetically generated 
  34. interference. Regardless of the terminology, the ultimate 
  35. translation is trouble!--Steve Ford, WB8IMY 
  36.  
  37. You may find this hard to believe, but nearly every person in the 
  38. technically-developed world has experienced EMI. At the ARRL 
  39. Laboratory we receive telephone calls and letters on the subject 
  40. of EMI every day. 
  41.  
  42. Let's start by defining the term interference. To some people, it 
  43. implies action and intent. The statement, "You are interfering 
  44. with my telephone," sounds like an outright accusation, doesn't 
  45. it? For our purposes, let's define interference as any unwanted 
  46. interaction between electronic systems--period. No fault. No 
  47. blame. It's just a condition. 
  48.  
  49. Each person involved in an interference problem has individual 
  50. needs, a unique perspective and a varying degree of understanding 
  51. of the technical and personal issues involved. On the other hand, 
  52. each of them may have certain responsibilities toward the other, 
  53. and should be prepared to address those responsibilities fairly. 
  54.  
  55. Whenever I host an EMI technical forum at ARRL conventions or 
  56. local club meetings, I always conduct an informal survey. I ask 
  57. the members of the audience to raise their hands if they've ever 
  58. had an interference problem. I can always count on a 30% response, 
  59. and most of the elevated hands belong to individuals who have 
  60. experienced some form of interference involving their ham stations. 
  61.  
  62. After taking a quick tally, I carefully explain that interference 
  63. caused by electric motors, power lines, CATV leakage and spurious 
  64. emissions from consumer devices must be included in the definition--
  65. as well as interference to the their own consumer electronics equipment 
  66. from all of these sources. When I see the looks of enlightened surprise, 
  67. I know it's time to repeat my survey. Before I even finish asking the 
  68. question nearly every hand reaches for the sky! 
  69.  
  70. So, now that I've convinced you that you may have a problem (as if 
  71. you really needed convincing), let's move on to the questions and 
  72. answers. 
  73.  
  74. Q: My new neighbor, Sam, just knocked on my door said that my 
  75. signals are tearing up his TV and telephones. He threatened to 
  76. call the FCC if I didn't stop transmitting. Am I in serious 
  77. trouble? What should I do? 
  78.  
  79. A: Why don't we indulge in a bit of psychology first? Hams are 
  80. great communicators over the airwaves, but some of us need 
  81. practice when it comes to communicating face-to-face. 
  82.  
  83. You can't overestimate the importance of personal diplomacy when 
  84. you're confronted with an EMI problem. The way you behave when 
  85. your neighbor comes knocking sets the tone for everything that 
  86. follows. No matter what you think of your neighbor, you have to 
  87. remember that the best solutions are built on cooperation and 
  88. trust. Knowing all the technical tricks in the book won't do you a 
  89. bit of good if your neighbor won't let you through the door! 
  90.  
  91. Q: I don't know . . . he seems pretty angry. What can I tell him? 
  92.  
  93. A: It sounds like your neighbor has already branded you as the 
  94. villain. He's angry and fully expects you to respond with denials 
  95. and evasions. Don't do it! 
  96.  
  97. Begin by accepting the fact that he doesn't enjoy having his 
  98. lifestyle hampered by EMI. Put yourself in his shoes. Admit that 
  99. EMI is highly annoying. (Both of you can quickly agree on that 
  100. point!) Calmly explain that you are responsible--by law--for the 
  101. proper operation of your station. Assure him that you'll check 
  102. your equipment right away and make any necessary corrections. 
  103.  
  104. With any luck, the situation will begin to calm down. Now is the 
  105. time to explain to your neighbor that the root cause of his 
  106. problem could also be from a source other than your station. 
  107. Perhaps his own equipment is to blame. Before he has a chance to 
  108. misunderstand the last point, tell him that you're willing to help 
  109. him solve the problem--even if it's not your fault. 
  110.  
  111. Until the problem is resolved, try making some goodwill gestures. 
  112. As a temporary measure, reduce your output power. (You may 
  113. discover that you didn't need all those watts, anyway!) If you 
  114. have a beam antenna, don't point it at your neighbor's house. 
  115. Above all, try to gain some prospective on the situation. Amateur 
  116. Radio may be your passion, but it doesn't mean a thing to your 
  117. neighbor. Attempting to justify EMI by saying "There was a rare DX 
  118. station on 10 meters and I just had to work him" may just sound 
  119. like ham "lingo" to him and probably won't get you very far.
  120.  
  121. Q: Wait a minute! I've heard that interference is usually not the 
  122. fault of the amateur. If I haven't done anything wrong, why should 
  123. I feel obligated to help? 
  124.  
  125. A: Usually is the operative word. By helping him solve the 
  126. problem, you'll be making a friend, not an enemy. What if, 
  127. sometime in the future, you buy that new amplifier and start 
  128. calling CQ when it;s third down at the goal line with 30 seconds 
  129. left in the game. If you blitz your neighbor's TV, he may be more 
  130. understanding and less likely to do something rash.
  131.  
  132. There are two basic things that can result in interference. Your 
  133. transmitter may be emitting low-level signals outside the amateur 
  134. bands. These signals, called harmonics or spurious emissions by 
  135. the FCC (or spurs in common parlance), can be the direct cause of 
  136. interference. FCC regulations are quite clear about spurious 
  137. emissions: they must not cause interference to other services. The 
  138. operator of a transmitter must take whatever steps are necessary 
  139. to eliminate interference from this cause. This almost always 
  140. involves additional filtering, grounding or shielding of the 
  141. transmitting equipment. 
  142.  
  143. On the other hand, the world is filled with radio signals. Any 
  144. piece of consumer electronics equipment should be able to respond 
  145. only to signals it is designed to receive. The filtering and 
  146. shielding in your neighbor's TV (or other equipment), however, may 
  147. be inadequate to reject your strong fundamental signal. This 
  148. condition is commonly called fundamental overload. Interference 
  149. that results from fundamental overload is really a no-fault 
  150. situation. 
  151.  
  152. Q: No-fault? That sounds like my auto-insurance policy. 
  153.  
  154. A: Wow! There's a concept . . . EMI insurance! With all of the EMI 
  155. in the world today, can you imagine the steep premiums you'd have 
  156. to pay? Instead, let's consider the following scenario: 
  157.  
  158. You, as an amateur, have purchased a transmitter that meets all of 
  159. the FCC requirements for proper operation. You have installed it 
  160. in a well-engineered station with proper grounding and filtering. 
  161. You know your station is clean because you don't interfere with 
  162. your own equipment. You have done nothing wrong. 
  163.  
  164. The manufacturer of your neighbor's TV has designed and built the 
  165. best possible product, constructed to meet hundreds of regulations 
  166. set by dozens of federal regulatory agencies. The product has 
  167. probably met a few voluntary standards set by independent 
  168. associations as well. Within the constraints of the law, the 
  169. manufacturer has done nothing wrong. 
  170.  
  171. Your neighbor has gone to the electronics store and has purchased 
  172. a piece of equipment that has a fine reputation for quality and 
  173. service. He has every right to expect his equipment to function as 
  174. advertised. Clearly, your neighbor has done nothing wrong. Even 
  175. so, when he turns on his set and you go on the air, you both have 
  176. an interference problem. 
  177.  
  178. So who is at fault? It should be obvious that no single individual 
  179. is to blame. Everyone has done everything correctly, but the 
  180. system has failed! 
  181.  
  182. Q: This is beginning to sound like a conspiracy theory. If the 
  183. system isn't working, then we all share the blame. 
  184.  
  185. A: That's right! EMI has been cited as one of the fundamental 
  186. threats to the Amateur Radio service. Complex electronic circuitry 
  187. is found in all sorts of devices used in the home. This results in 
  188. a vast interference potential that didn't exist in earlier, 
  189. simpler decades. One of our ARRL Laboratory Engineers recently 
  190. noticed an advertisement for a computer-controlled ac-power outlet 
  191. strip. He wryly observed that this wonderful new product would now 
  192. allow him to interfere with his neighbor's extension cord! 
  193.  
  194. It's always important to remember our place as Amateur Radio 
  195. operators in the overall scheme of things. Consider the fact that 
  196. national governments extend to amateurs the privilege to operate 
  197. in valuable portions of the radio spectrum. Amateurs have gained 
  198. these privileges because the world benefits from our existence. In 
  199. addition to the emergency communications services we provide, the 
  200. world gains a reservoir of self-trained radio operators, skilled 
  201. in operating practices and electronics technology. Solving you and 
  202. your neighbor's EMI problem is an excellent application of your 
  203. technical skills. 
  204.  
  205. Q: You implied that I had access to the technical resources to  
  206. help my neighbor. What if I'm a new ham and I don't feel confident 
  207. enough to call myself an EMI expert? How can I get some help? 
  208.  
  209. A: Your ARRL Technical Coordinator (TC) is the first person to 
  210. contact. The TC often has a cadre of assistants (Technical 
  211. Specialists) available, and there may be one near you. If you have 
  212. local clubs with EMI or TVI committees, they usually coordinate 
  213. their activities through the TC. The TCs often have liaisons with 
  214. local utilities such as telephone and cable companies. Knowing the 
  215. right individual to contact may prevent a repair person from 
  216. pointing at your antenna and telling your neighbor, "It's all his 
  217. fault." 
  218.  
  219. Some people choose to call the TC only as a last resort, waiting 
  220. until all diplomatic and technical solutions have failed. This is 
  221. a bad idea! The TC is a volunteer and may choose not to 
  222. participate in a situation that has deteriorated badly. Most of 
  223. them prefer to be involved right from the start. They are often 
  224. skilled (read: practiced) in the art of EMI negotiations. 
  225.  
  226. Q: Okay, I'm convinced. How do I find my TC? 
  227.  
  228. A: The easiest way to find your TC is to ask your ARRL Section 
  229. Manager. Section Managers (SMs) are listed on page 8 of any recent 
  230. QST issue. Most SMs include their telephone numbers, but be 
  231. considerate. Call during the day or early evening. You can also 
  232. call ARRL Headquarters to ask for the name of your 0TC, but we do 
  233. not give out their telephone numbers to protect their privacy. 
  234.  
  235. Q: The TC, my neighbor and I all want to know the source of the 
  236. problem. What should we do next?
  237.  
  238. A: Offer to arrange a test. Ask your neighbor to invite a friend 
  239. to visit your shack during the test. In addition, ask you neighbor
  240. if it would be possible for one of your friends to monitor the 
  241. test at your neighbor's home. Having impartial witnesses will make 
  242. you and your neighbor more comfortable with the outcome -- 
  243. whatever it may be.
  244.  
  245. Be sure to choose your witness carefully. Select someone who is 
  246. known for diplomacy and tactfulness. (Your TC is a great candidate 
  247. for this role!)
  248.  
  249. Your test must be thorough. Transmit on each band and mode you 
  250. normally operate. If you have a beam antenna, aim it in different 
  251. directions while you are transmitting. Try various power levels, 
  252. too. Ask your friend to keep detailed notes of the results. A 
  253. radio or telephone link between you and your friend is almost a 
  254. necessity.
  255.  
  256. Even if your test proves that your station is not at fault, don't 
  257. just drop the problem in your neighbor's lap and say "Good luck!" 
  258. Offer to help find a solution.
  259.  
  260. Q: My neighbor and I have agreed to stop blaming each other and 
  261. work together to find a solution. But now he's accused me of 
  262. causing interference during a football game that was televised 
  263. last Sunday. I don't think I was even near my shack while it was 
  264. on. What gives? 
  265.  
  266. A: Even though it's not a legal requirement, it's a good idea to 
  267. keep a detailed station log. Now that you're involved in an 
  268. interference issue, it's a necessity! You should ask your neighbor 
  269. to keep notes, too. Ask him to identify which piece of equipment 
  270. experienced the interference, what channels or frequencies were 
  271. involved, the date and time the interference occurred and a 
  272. description of the interference and its severity.
  273.  
  274. If you're lucky, a comparison between your log and his log may 
  275. indicate that the interference isn't coming from your station. On 
  276. the other hand, if your signal is the source of the problem, your 
  277. neighbor is the lucky party--although he may not see it that way 
  278. at first. As an Amateur Radio operator, you have access to the 
  279. technical resources necessary to solve the problem (either from 
  280. your own knowledge and experience, or with the help of other hams 
  281. like your Technical Coordinator or local EMI expert). This is not 
  282. necessarily true if the source of the problem is a business-band 
  283. or citizens-band transmitter, for examples.
  284.  
  285. In the ARRL Laboratory, we jokingly suggest that hams who install 
  286. highly-visible towers or antennas should not hook up the coaxial 
  287. cable until they take care of all EMI complaints. New antennas in 
  288. the neighborhood have a funny way of causing interference even 
  289. when no RF signal is applied! 
  290.  
  291. Q: My neighbor's problem isn't limited to TVs. What about his 
  292. telephones and other audio devices? 
  293.  
  294. A: In almost all cases, interference to an audio device is caused 
  295. by detection of your fundamental signal, just like a crystal-
  296. detector radio receiver. Your detected signal gets amplified along 
  297. with the desired voice or music signal. 
  298.  
  299. This is clearly not the fault of the transmitting station. The FCC 
  300. Interference Handbook, available free of charge from the ARRL 
  301. Regulatory Information Branch here at Headquarters, states on page 
  302. 18: 
  303.  
  304. "Telephones, stereos, computers, electronic organs and home 
  305. intercom systems can receive interference from nearby radio 
  306. transmitters. When this happens, the device improperly functions 
  307. as a radio receiver. Proper shielding or filtering can eliminate 
  308. such interference. The device receiving should be modified in your 
  309. home (the neighbor's home--Ed.) while it is being affected by the 
  310. interference. This will enable the service technician to determine 
  311. where the interfering signal is entering your device." 
  312.  
  313. The FCC clearly puts the responsibility for interference to audio 
  314. devices on the manufacturer. Most manufacturers respond 
  315. appropriately if contacted about consumer EMI. As discussed in the 
  316. following question, contact the EIA and they'll help you find the 
  317. right person to write or call. 
  318.  
  319. Q: Can I get any help from the consumer-equipment manufacturer?
  320.  
  321. A: The manufacturers also shoulder some responsibility for EMI 
  322. problems. Public Law 97-259, enacted in 1982, gave the FCC the 
  323. authority to regulate the susceptibility of consumer electronic 
  324. equipment sold in the United States. The FCC, working with 
  325. equipment manufacturers, decided to allow them to develop 
  326. standards for EMI immunity and implement their own voluntary 
  327. compliance programs. No system is perfect, especially a voluntary 
  328. system, but the ARRL Laboratory staff has noted that EMI involving 
  329. TVs, for example, seems to be decreasing. The manufacturers are 
  330. making some real progress and we feel confident that they will 
  331. continue to do so. 
  332.  
  333. One prominent manufacturer program is a contact data base that's 
  334. maintained by the Electronic Industries Association (EIA), 2001 
  335. Pennsylvania Ave NW, Washington, DC 20006, tel 202-457-4977. When 
  336. you have an interference problem with a piece of consumer 
  337. electronic equipment, call or write the EIA to determine who you 
  338. should contact for assistance. The EIA also keeps a record of each 
  339. report. (The EIA prefers that you write rather than call. The 
  340. details a problem can often be communicated more clearly in 
  341. written correspondence.) 
  342.  
  343. You may be surprised to know that the number of reported cases of 
  344. interference to consumer electronic equipment in recent years has 
  345. been very small. This is our fault! Amateurs are notorious for not 
  346. reporting EMI problems. Contact the EIA! Working with 
  347. manufacturers makes them aware of the need to continue to develop 
  348. better shielding and filtering methods. It also demonstrates to 
  349. your neighbor that the manufacturer should receive a little of his 
  350. anger and frustration too! 
  351.  
  352. Q: In spite of my efforts, and the diplomatic skills of the 
  353. Technical Coordinator, my neighbor must have called the FCC; I 
  354. just got a letter from the local FCC Field Office. What now? 
  355.  
  356. A: Well, you could sell all of your equipment, cancel your license 
  357. and take up basket weaving . . . or you could sit down and answer 
  358. the notice! The exact FCC response to consumer-interference 
  359. complaints varies slightly among the different Field Offices, but 
  360. they use similar steps steps to resolve interference cases. 
  361.  
  362. You already have the first step in hand. Your letter from the FCC 
  363. Field Office is stating that you and your neighbor are involved in 
  364. a mutual problem. I hope both of you will get the message the FCC 
  365. is trying to deliver--that it's in your best interests for you to 
  366. find a solution that's acceptable to everyone. Years of experience 
  367. in interference resolution has taught the FCC that imposed 
  368. solutions are not the best solutions for local problems. You and 
  369. your neighbor will be happier if you're able to find a solution 
  370. and an understanding on your own. Your TC, acting as a third 
  371. party, may be able to help you with the technical and 
  372. interpersonal aspects of the problem. 
  373.  
  374. The first order of business is to answer the FCC letter as 
  375. accurately as you can. If you've offered to cooperate with your 
  376. neighbor and were turned away, say so. If your TC has been helping 
  377. you solve the problem, explain what the TC has done and what 
  378. conclusions have been reached. The FCC is interested in hearing 
  379. that your station is grounded (keep in mind, however, that a 
  380. station ground is not a cure-all for EMI!), properly filtered and 
  381. that your station is well-designed. Tell the FCC whatever you 
  382. think is important to the proper resolution of the case. Try to 
  383. minimize emotional comments, extraneous data and fluff. 
  384.  
  385. If the FCC is satisfied with the answer, or if you and your 
  386. neighbor find a solution, the case is closed. If not, the next 
  387. steps are a bit more drastic. The FCC may inspect your station. In 
  388. extreme cases, quiet hours may be imposed, limiting the times of 
  389. day you are allowed to operate. The mere thought of quiet hours 
  390. should give you plenty of incentive to cooperate fully with the 
  391. FCC! 
  392.  
  393. Q: Well, I've found some local helpers and they're really making 
  394. progress. I'd like to know more about EMI. (I might want to offer 
  395. assistance to another unfortunate ham someday.) Where can I learn 
  396. more about EMI? 
  397.  
  398. A: Reading this column is a good start. We can't teach everything 
  399. about EMI in a few pages, but we'll provide some important 
  400. highlights. Several good books on the subject are readily 
  401. available. Information on ordering these books is found in 
  402. Appendix I at the end of this handout.
  403.  
  404. The best one is the ARRL's Interference: How To Find It and Fix 
  405. It. It was written by a number of authors ranging from ARRL 
  406. Technical Coordinators to EMC (electromagnetic compatibility) 
  407. engineers. The book covers EMI fundamentals and troubleshooting as 
  408. they apply to transmitters, receivers, TVs (VCR and CATV), 
  409. telephones, computers, audio devices and automobiles. 
  410.  
  411. William (WA6FQG) Nelson's Interference Handbook is an excellent 
  412. volume to add to your collection. Nelson is a former RFI 
  413. investigator for Southern California Edison Electric Company. It 
  414. should be no surprise that his book is especially strong in the 
  415. area of power-line interference. 
  416.  
  417. Over the years, most Amateur Radio magazines have published 
  418. articles about EMI. These articles, including some classics from 
  419. the 1950s and 1960s, are informative reading. A bibliography of 
  420. QST EMI articles is available from the ARRL Technical Department 
  421. Secretary. QST back issues are available from our Publication 
  422. Sales Department. Photocopies of articles in League publication 
  423. articles are available from the Technical Department Secretary. 
  424. Contact ARRL Headquarters for information about these League 
  425. services. American Radio Relay League, Administrative 
  426. Headquarters, 225 Main St., Newington CT 06111 (203) 666-1541.
  427.  
  428. Q: I've had enough of the preliminary stuff and I'm eager to learn 
  429. more about the technical side of EMI. When do we start? 
  430.  
  431. A: I don't know how to break this to you, but we've run out of 
  432. page space. As we said at the beginning, this is going to be a 
  433. two-parter! Instead of making you wait two months, however, we're 
  434. going to modify our format and continue this topic in the March 
  435. issue. (We were having so much fun, we decided to do the column
  436. two months in a row!) So think about the important start we've 
  437. made here, talk about EMI on the air and wait until March to hear 
  438. the rest of the story.--Ed Hare, KA1CV, Senior Laboratory Engineer 
  439.  
  440. Interference Primer -- Part 2 Derived from Lab Notes QST 3/92 
  441. *** revised May 12, 1992 ***
  442.  
  443. Copyright 1992 American Radio Relay League, Inc. All rights 
  444. reserved.
  445.  
  446. Last month we discussed electromagnetic interference (EMI) from a 
  447. legal, diplomatic and psychological point of view. Now it's time 
  448. to talk about specific solutions. Aided by the knowledge of many 
  449. people who have assisted him over the years, Ed Hare, KA1CV, 
  450. Senior Laboratory Engineer, will explore the fundamentals of 
  451. electromagnetic compatibility (EMC) and offer some tips to 
  452. exorcise those stubborn electromagnetic gremlins!--WB8IMY 
  453.  
  454. It's impossible to discuss all the technical aspects of 
  455. interference in two pages. Instead, we'll concentrate on some EMC 
  456. basics. Like anything else in life, once you understand the 
  457. basics, the rest follows easily. As I mentioned last month, there 
  458. are entire books devoted to EMC and EMI and I strongly recommend 
  459. that you read them. 
  460.  
  461. There are a few things to cover before we can get to specific 
  462. cures. Several factors are present in any interference situation: 
  463. a source of electromagnetic energy, an affected piece of equipment 
  464. and a path from the interfering signal source to the affected 
  465. equipment. A clear understanding of these factors is important to 
  466. your overall grasp of the problem. Any EMI cure that is effected 
  467. is going to involve a change made to the source, the path and the 
  468. affected equipment. 
  469.  
  470. Q: Well . . . I'm the source, right? I mean, isn't my station 
  471. always the source of interference? 
  472.  
  473. A: Not necessarily! Remember: your station is only one of many 
  474. possible interference sources. What about broadcast stations, 
  475. taxicabs and police and fire services? What about cable TV 
  476. leakage, unlicensed Part 15 devices (baby monitors, computers and 
  477. so on)? Add power lines and electric motors to the list as well. 
  478. They're all potential interference sources. Your neighbor's TV can 
  479. even interfere with you!
  480.  
  481. Q: Aha! So that's what I've been hearing every 15 kHz on 80 
  482. meters!  I'm still a little fuzzy on the path concept. Can you 
  483. explain? 
  484.  
  485. A: Interference can propagate via several possible paths. Take a 
  486. look at Fig 1. The easiest path to understand is the direct path. 
  487. In this case, the interfering signal is transmitted by your 
  488. antenna (or possibly by your feed line or ground leads) and 
  489. travels directly to the hapless TV, VCR or whatever. Interference 
  490. via this path is particularly difficult to control. 
  491.  
  492. Conducted interference travels from the source to the victim by 
  493. wires. For example, a vacuum-cleaner motor may introduce RF noise 
  494. into the ac-power system of your home--which conducts the noise 
  495. directly into your amateur receiver! 
  496.  
  497. In most instances, however, you'll be dealing with a signal that's 
  498. been induced into the external (or internal) wiring of the 
  499. victimized equipment. Its wiring acts as an antenna, funneling the 
  500. radiated signal to the location where it can generate the most 
  501. misery. 
  502.  
  503. Technically speaking, all interference begins and ends as a 
  504. conducted signal--no matter what happens in between. Understanding 
  505. the subtle differences in signal paths is important, however. A 
  506. successful diagnosis depends on determining how the EMI gains 
  507. entry to the device. Armed with this vital knowledge, you're ready 
  508. to start troubleshooting. 
  509.  
  510. Q: Good! Where do I begin? 
  511.  
  512. A: We touched on this point last month, but I'll repeat it because 
  513. it's the first rule of EMI control: Make sure your own house is 
  514. EMI-free! Cure your own EMI (if any) first. If you're not 
  515. experiencing interference on your own equipment, it will go a long 
  516. way toward convincing your neighbor, and the FCC, that you're not 
  517. the cause of the interference.
  518.  
  519. Let's start in your shack. You need to be sure that your station 
  520. is not a source of out-of-band spurious emissions--particularly of 
  521. the VHF variety. The easiest way to reduce VHF spurs is to use a 
  522. low-pass filter. It should be installed after the linear amplifier 
  523. and any accessory equipment (SWR meter, TR switch and so on). A 
  524. 50-ohm filter works best in a 50-ohm system, so you'll have to 
  525. install it before the antenna tuner, if you have one. 
  526.  
  527. While grounding is not a cure-all for transmitter EMI, you must 
  528. consider your ground system. If the FCC gets involved (let's hope 
  529. not!), they'll want to know that your station is properly 
  530. grounded. Improved grounding may provide a measure of EMI control 
  531. since it effectively rearranges the RF voltage and current 
  532. distribution, moving hot spots away from potential problem areas.
  533.  
  534. Another important troubleshooting step is to make sure that your 
  535. station is well engineered. Poorly soldered connectors, corrosion, 
  536. a rat's nest of wiring or an overdriven amplifier can all 
  537. contribute to or cause EMI. Neatness counts when it comes to 
  538. diplomacy, by the way. If your neighbor has a chance to visit your 
  539. station, its neatness will boost your credibility. 
  540.  
  541. Q: I've tested my station from top to bottom and everything looks 
  542. fine. When I checked around the house, I still found interference 
  543. to my VCR, video-game machine, stereo TV and video intrusion 
  544. monitor. All of these devices are connected to each other by an 8-
  545. way splitter! Where do I go from here? 
  546.  
  547. A: I can hardly imagine a worse case! (I say "hardly" because we 
  548. get some real strange telephone calls and letter here in the ARRL 
  549. Lab!) Now is the time to state the second rule of EMI control: 
  550. Simplify the problem! Connect the incoming CATV cable (or antenna 
  551. feed line) to only one TV (assuming you have more than one). For 
  552. the time being, completely disconnect the VCR and other video 
  553. goodies. The result will uncover an important clue. 
  554.  
  555. One troubleshooting technique is to try an EMI cure and see what 
  556. happens. This brings us to the third rule of EMI control (and all 
  557. other troubleshooting, for that matter): Always try the easy 
  558. things first! This rule applies to the susceptible equipment and 
  559. the suspected EMI source. Begin by installing the appropriate 
  560. filter on your TV. For an antenna-connected TV this is a high-pass 
  561. filter. (For a CATV-connected TV, a common-mode choke should be 
  562. tried first.)
  563.  
  564. Q: Nope! It didn't work. What now? 
  565.  
  566. A: Hmm. . . we may be dealing with a very susceptible TV. If the 
  567. TV is of recent manufacture, however, that is less likely. In a 
  568. two-wire system (such as a coaxial cable) there are two modes of 
  569. propagation for conducted EMI: differential mode and common mode 
  570. (see Fig 2). 
  571.  
  572. In the differential mode, the signal travels down the center 
  573. conductor and uses the shield (or other conductor) as its return 
  574. path. In the common mode, all wires in the system act as one wire, 
  575. with earth ground (usually through the ac wiring) forming the 
  576. return. The resulting circuit is just like an end-fed antenna 
  577. worked against earth ground. 
  578.  
  579. An in-line coaxial high-pass filter can be quite effective against 
  580. differential-mode EMI signals, but ineffective when common-mode 
  581. propagation is present. The high-pass filter blocks signals on the 
  582. center conductor, but passes everything on the shield! This is a 
  583. serious weakness because induced signals on antenna feed lines or 
  584. CATV cables are predominantly common-mode in nature. Most of the 
  585. high-pass filters that are commercially available are 
  586. differential-mode filters. Unfortunately, common-mode signals are 
  587. the ones most "commonly" seen.  
  588.  
  589. So let's try a different tactic. Leave the differential-mode high-
  590. pass filter and the ac-line filter in place. Now add a common-mode 
  591. choke to the antenna feed line (or CATV cable) and the ac line. 
  592. This places a high impedance in series with the incoming common-
  593. mode signal and the earth ground return. 
  594.  
  595. The EMI/RFI Resources Directory lists a company that sells a 
  596. common-mode choke. Or, you can make a common-mode choke by 
  597. wrapping 10 to 20 turns of the antenna feed line or CATV cable 
  598. through a ferrite toroid. Follow the same procedure with the ac 
  599. line. Use #75 (also known as "J"), #73 or #77 material if the 
  600. interference is mainly from signals below 10 MHz. Use #43 ferrite 
  601. material for the higher bands or low VHF. The mis-application of 
  602. ferrites has led to a mis-conception that ferrites don't work for 
  603. EMI control, so always use material of known characteristics. The 
  604. permeability or frequency range of junk box ferrites may be 
  605. unsuitable. Chapter 35 of the ARRL Handbook contains a complete 
  606. reference list of component suppliers, among which are ferrite 
  607. suppliers.
  608.  
  609. If this doesn't eliminate the interference, you either have a 
  610. spurious emission from your station (time to install that low-pass 
  611. filter!), or the TV circuitry is picking up the offending signal 
  612. directly. If the latter is the case, refer to last month's column 
  613. and contact the EIA to obtain assistance from the TV manufacturer. 
  614.  
  615. Q: I installed the chokes and the TV looks much better! What about 
  616. the other devices? 
  617.  
  618. A: If you've cured the EMI at the TV, start hooking up the other 
  619. devices one by one, eliminating any additional EMI as it appears.  
  620. If you're lucky, you'll eliminate all of the problems. If not, at 
  621. least you can point to one particular piece of equipment and say, 
  622. "That's the culprit!" 
  623.  
  624. As you put the system back together, do not create a tangle of 
  625. wires and cables. All cables should be connected properly, routed 
  626. neatly and no longer than necessary. An 8-foot piece of cable 
  627. picks up a lot more RF energy than a 1-foot piece!
  628.  
  629. Q: Your suggestion made a big difference! Even so, I still see a 
  630. trace of interference. What gives? 
  631.  
  632. A: EMI control is a complex business. The tiny bit of interference 
  633. could mean a lot of things. You may need a bit more attenuation of 
  634. the common-mode or differential-mode signal. In some cases, an 
  635. additional high-pass filter or common-mode choke may help. If you 
  636. add more filters, experiment with their placement if possible. 
  637. Sometimes a second filter works best when it's positioned a few 
  638. feet away from the first one. You may also be dealing with 
  639. interference that results from more than one cause. 
  640.  
  641. Q: Well, my family is finally satisfied with the TV, but we still 
  642. can't use the telephones. What can I do? 
  643.  
  644. A: There is hope. Several companies manufacture telephone EMI/RFI 
  645. filters and most work quite well. Some of these manufacturers are 
  646. QST advertisers. Remember the three rules of EMI control and 
  647. follow them religiously as you install the filters. A few 
  648. companies also make interference-resistant telephones. Many of 
  649. these companies are listed in the appendix.
  650.  
  651. Inspect the telephone system. Corroded wiring (common in damp 
  652. basements) or a defective lightning protector (common in areas 
  653. where the protector has done its job!) can rectify the RF signal. 
  654. Unlike your TV problem, the resulting audio interference cannot be 
  655. filtered out. 
  656.  
  657. Rectification can also occur in telephones and other devices 
  658. connected to the system. Before you begin connecting filters, 
  659. disconnect all telephones and accessories except one. Remember to 
  660. use the systematic divide-and-conquer approach, beginning with one 
  661. device and working forward. 
  662.  
  663. Take a careful look at the wiring while you're investigating the 
  664. problem. Sometimes the twisted pair has been spliced with 
  665. nonstandard wiring, such as zip cord. This type of jury-rigging is 
  666. more prone to interference pickup. 
  667.  
  668. If you discover a problem with the lightning protector or outside 
  669. wiring, leave those items for the telephone company to fix or 
  670. replace. The responsibility for inside wiring may vary from one 
  671. area to another. Check with your phone company for guidance. 
  672.  
  673. For more information on telephone interference, read "Basic Steps 
  674. Toward Eliminating Telephone RFI" by Pete Krieger, WA8KZH, QST, 
  675. May 1991, pp 22-25. A reprint of this article is available free of 
  676. charge from the ARRL, 225 Main St., Newington CT 06111, (203) 666-
  677. 1541. Contact the Technical Department Secretary and ask for the 
  678. "RFI - telephone" Technical Information Service (TIS) handout.
  679.  
  680. Q: Everything is fine now. I think I'll buy a bunch of filters and 
  681. head on over to my neighbor's house!
  682.  
  683. A: Whoa! What kind of arrangement are you going to work out with 
  684. your neighbor? What if there are other neighbors in the area 
  685. experiencing similar problems? You may be setting yourself up to 
  686. spend a lot of money on filters! Other than problems that 
  687. originate from your station, you should consider yourself as an 
  688. advisor, not a service technician or parts supplier! 
  689.  
  690. You may be walking into murky legal waters, too. Some states 
  691. require you to hold a repair license to perform even the simplest 
  692. services--free or otherwise. Consider the future consequences of 
  693. your actions as well. I recently heard of a well-meaning amateur 
  694. who installed a high-pass filter on his neighbor's TV. When the 
  695. picture tube on the old clunker suddenly went bad, the neighbor 
  696. claimed that the filter caused the failure! 
  697.  
  698. This doesn't mean you should never offer a helping hand, but it 
  699. does mean that you should look before you leap. You are the best 
  700. judge of your neighborhood situation. Only you can decide what 
  701. kind of assistance and diplomacy is appropriate. 
  702.  
  703. Q: Thanks for the warning. By the way, I've found that EMI also 
  704. makes my stereo act up. Do you have a magic cure for that too? 
  705.  
  706. A: We're almost out of room, so I'll give you a short answer. Many 
  707. problems with stereos can be traced to common-mode propagation on 
  708. long speaker leads and interconnecting cables. You can often 
  709. effect a cure by keeping wire lengths to a minimum. If you can't 
  710. shorten the wires, use common-mode chokes. Low-value bypass 
  711. capacitors can be used on input leads (try 100-500 pF), but do not 
  712. use capacitors on speaker leads unless you check with the stereo 
  713. manufacturer first. Adding capacitors to speaker wiring can cause 
  714. some amplifiers to launch into an ultrasonic, full-power 
  715. oscillation--often resulting in permanent damage. If you think you 
  716. had a problem before you destroyed the family stereo, wait until 
  717. you see what happens after you do! 
  718.  
  719. Figures - not available electronically.
  720.  
  721. Fig 1--Conducted and radiated EMI. 
  722.  
  723. Fig 2--(A) Differential-mode signals are conducted between two 
  724. wires of a pair. The signals are independent of earth ground. (B) 
  725. Common-mode signals are in phase on all wires that form the 
  726. conductor (this includes coaxial cable). All wires act as if they 
  727. are one wire. The ground connection forms the return path, as with 
  728. a long-wire antenna. 
  729.  
  730. The members and HQ staff would like to thank the following people 
  731. for their contributions to this information file:
  732.  
  733. KA1CV, Ed Hare, ehare@arrl.org
  734.  
  735. Send any additional information or changes to mtracy@arrl.org. 
  736.  
  737. 73 from ARRL HQ.
  738.