home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ QRZ! Ham Radio 1 / QRZ Ham Radio Callsign Database - December 1993.iso / arrl / emi_gen < prev    next >
Text File  |  1993-11-21  |  37KB  |  704 lines

  1. ARRL Technical Information Service 
  2. EMI/RFI Package
  3.  
  4. Updated: January 19, 1993  File: rfigen.txt
  5.  
  6. Reprinted from February and March 1992 QST "Lab Notes" 
  7. Copyright 1992 American Radio Relay League, Inc. All 
  8. rights reserved.
  9.  
  10. Prepared as a membership service by:
  11.  
  12. The American Radio Relay League, Inc. (ARRL) 
  13. Technical Information Service 
  14. 225 Main St 
  15. Newington, CT 06111 
  16. 203-666-1541 
  17. FAX: 203-665-7531 
  18. BBS: 203-666-0578 
  19. MCI: 215-5052 
  20. Internet: tis@arrl.org
  21.  
  22. Thank you for requesting the following information from the ARRL. ARRL 
  23. HQ is glad to provide this information free of charge as a service to 
  24. League members and affiliated clubs.
  25.  
  26. For your convenience, you may reproduce this information, electronically 
  27. or on paper, and distribute it to anyone who needs it, provided that you 
  28. reproduce it in its entirety and do so free of charge. Please note that 
  29. you must reproduce the information as it appears in the original, 
  30. including the League's copyright notice.
  31.  
  32. If you have any questions concerning the reproduction or distribution of 
  33. this material, please contact Mark Wilson at ARRL.
  34.  
  35. Interference Primer - Part 1. Derived from QST February 1992 Lab Notes 
  36.  
  37. This month Ed Hare, KA1CV, Senior Laboratory Engineer, grapples with one 
  38. of the most difficult problems in Amateur Radio: electromagnetic 
  39. interference, or EMI. EMI is a catch-all term for TVI, RFI, BCI and any 
  40. other form of electromagnetically generated interference. Regardless of 
  41. the terminology, the ultimate translation is trouble!--Steve Ford, 
  42. WB8IMY 
  43.  
  44. You may find this hard to believe, but nearly every person in the 
  45. technically-developed world has experienced EMI. At the ARRL Laboratory 
  46. we receive telephone calls and letters on the subject of EMI every day. 
  47.  
  48. Let's start by defining the term interference. To some people, it 
  49. implies action and intent. The statement, "You are interfering with my 
  50. telephone," sounds like an outright accusation, doesn't it? For our 
  51. purposes, let's define interference as any unwanted interaction between 
  52. electronic systems--period. No fault. No blame. It's just a condition. 
  53.  
  54. Each person involved in an interference problem has individual needs, a 
  55. unique perspective and a varying degree of understanding of the 
  56. technical and personal issues involved. On the other hand, each of them 
  57. may have certain responsibilities toward the other, and should be 
  58. prepared to address those responsibilities fairly. 
  59.  
  60. Whenever I host an EMI technical forum at ARRL conventions or local club 
  61. meetings, I always conduct an informal survey. I ask the members of the 
  62. audience to raise their hands if they've ever had an interference 
  63. problem. I can always count on a 30% response, and most of the elevated 
  64. hands belong to individuals who have experienced some form of 
  65. interference involving their ham stations. 
  66.  
  67. After taking a quick tally, I carefully explain that interference caused 
  68. by electric motors, power lines, CATV leakage and spurious emissions 
  69. from consumer devices must be included in the definition--as well as 
  70. interference to the their own consumer electronics equipment from all of 
  71. these sources. When I see the looks of enlightened surprise, I know it's 
  72. time to repeat my survey. Before I even finish asking the question 
  73. nearly every hand reaches for the sky! 
  74.  
  75. So, now that I've convinced you that you may have a problem (as if you 
  76. really needed convincing), let's move on to the questions and answers. 
  77.  
  78. Q: My new neighbor, Sam, just knocked on my door said that my signals 
  79. are tearing up his TV and telephones. He threatened to call the FCC if I 
  80. didn't stop transmitting. Am I in serious trouble? What should I do? 
  81.  
  82. A: Why don't we indulge in a bit of psychology first? Hams are great 
  83. communicators over the airwaves, but some of us need practice when it 
  84. comes to communicating face-to-face. 
  85.  
  86. You can't overestimate the importance of personal diplomacy when you're 
  87. confronted with an EMI problem. The way you behave when your neighbor 
  88. comes knocking sets the tone for everything that follows. No matter what 
  89. you think of your neighbor, you have to remember that the best solutions 
  90. are built on cooperation and trust. Knowing all the technical tricks in 
  91. the book won't do you a bit of good if your neighbor won't let you 
  92. through the door! 
  93.  
  94. Q: I don't know . . . he seems pretty angry. What can I tell him? 
  95.  
  96. A: It sounds like your neighbor has already branded you as the villain. 
  97. He's angry and fully expects you to respond with denials and evasions. 
  98. Don't do it! 
  99.  
  100. Begin by accepting the fact that he doesn't enjoy having his lifestyle 
  101. hampered by EMI. Put yourself in his shoes. Admit that EMI is highly 
  102. annoying. (Both of you can quickly agree on that point!) Calmly explain 
  103. that you are responsible--by law--for the proper operation of your 
  104. station. Assure him that you'll check your equipment right away and make 
  105. any necessary corrections. 
  106.  
  107. With any luck, the situation will begin to calm down. Now is the time to 
  108. explain to your neighbor that the root cause of his problem could also 
  109. be from a source other than your station. Perhaps his own equipment is 
  110. to blame. Before he has a chance to misunderstand the last point, tell 
  111. him that you're willing to help him solve the problem--even if it's not 
  112. your fault. 
  113.  
  114. Until the problem is resolved, try making some goodwill gestures. As a 
  115. temporary measure, reduce your output power. (You may discover that you 
  116. didn't need all those watts, anyway!) If you have a beam antenna, don't 
  117. point it at your neighbor's house. Above all, try to gain some 
  118. prospective on the situation. Amateur Radio may be your passion, but it 
  119. doesn't mean a thing to your neighbor. Attempting to justify EMI by 
  120. saying "There was a rare DX station on 10 meters and I just had to work 
  121. him" may just sound like ham "lingo" to him and probably won't get you 
  122. very far.
  123.  
  124. Q: Wait a minute! I've heard that interference is usually not the fault 
  125. of the amateur. If I haven't done anything wrong, why should I feel 
  126. obligated to help? 
  127.  
  128. A: Usually is the operative word. By helping him solve the problem, 
  129. you'll be making a friend, not an enemy. What if, sometime in the 
  130. future, you buy that new amplifier and start calling CQ when it's third 
  131. down at the goal line with 30 seconds left in the game. If you blitz 
  132. your neighbor's TV, he may be more understanding and less likely to do 
  133. something rash.
  134.  
  135. There are two basic things that can result in interference. Your 
  136. transmitter may be emitting low-level signals outside the amateur bands. 
  137. These signals, called harmonics or spurious emissions by the FCC (or 
  138. spurs in common parlance), can be the direct cause of interference. FCC 
  139. regulations are quite clear about spurious emissions: they must not 
  140. cause interference to other services. The operator of a transmitter must 
  141. take whatever steps are necessary to eliminate interference from this 
  142. cause. This almost always involves additional filtering, grounding or 
  143. shielding of the transmitting equipment. 
  144.  
  145. On the other hand, the world is filled with radio signals. Any piece of 
  146. consumer electronics equipment should be able to respond only to signals 
  147. it is designed to receive. The filtering and shielding in your 
  148. neighbor's TV (or other equipment), however, may be inadequate to reject 
  149. your strong fundamental signal. This condition is commonly called 
  150. fundamental overload. Interference that results from fundamental 
  151. overload is really a no-fault situation. 
  152.  
  153. Q: No-fault? That sounds like my auto-insurance policy. 
  154.  
  155. A: Wow! There's a concept . . . EMI insurance! With all of the EMI in 
  156. the world today, can you imagine the steep premiums you'd have to pay? 
  157. Instead, let's consider the following scenario: 
  158.  
  159. You, as an amateur, have purchased a transmitter that meets all of the 
  160. FCC requirements for proper operation. You have installed it in a well-
  161. engineered station with proper grounding and filtering. You know your 
  162. station is clean because you don't interfere with your own equipment. 
  163. You have done nothing wrong. 
  164.  
  165. The manufacturer of your neighbor's TV has designed and built the best 
  166. possible product, constructed to meet hundreds of regulations set by 
  167. dozens of federal regulatory agencies. The product has probably met a 
  168. few voluntary standards set by independent associations as well. Within 
  169. the constraints of the law, the manufacturer has done nothing wrong. 
  170.  
  171. Your neighbor has gone to the electronics store and has purchased a 
  172. piece of equipment that has a fine reputation for quality and service. 
  173. He has every right to expect his equipment to function as advertised. 
  174. Clearly, your neighbor has done nothing wrong. Even so, when he turns on 
  175. his set and you go on the air, you both have an interference problem.
  176.  
  177. So who is at fault? It should be obvious that no single individual is to 
  178. blame. Everyone has done everything correctly, but the system has 
  179. failed! 
  180.  
  181. Q: This is beginning to sound like a conspiracy theory. If the system 
  182. isn't working, then we all share the blame. 
  183.  
  184. A: That's right! EMI has been cited as one of the fundamental threats to 
  185. the Amateur Radio service. Complex electronic circuitry is found in all 
  186. sorts of devices used in the home. This results in a vast interference 
  187. potential that didn't exist in earlier, simpler decades. One of our ARRL 
  188. Laboratory Engineers recently noticed an advertisement for a computer-
  189. controlled ac-power outlet strip. He wryly observed that this wonderful 
  190. new product would now allow him to interfere with his neighbor's 
  191. extension cord! 
  192.  
  193. It's always important to remember our place as Amateur Radio operators 
  194. in the overall scheme of things. Consider the fact that national 
  195. governments extend to amateurs the privilege to operate in valuable 
  196. portions of the radio spectrum. Amateurs have gained these privileges 
  197. because the world benefits from our existence. In addition to the 
  198. emergency communications services we provide, the world gains a 
  199. reservoir of self-trained radio operators, skilled in operating 
  200. practices and electronics technology. Solving you and your neighbor's 
  201. EMI problem is an excellent application of your technical skills. 
  202.  
  203. Q: You implied that I had access to the technical resources to help my 
  204. neighbor. What if I'm a new ham and I don't feel confident enough to 
  205. call myself an EMI expert? How can I get some help? 
  206.  
  207. A: Your ARRL Technical Coordinator (TC) is the first person to contact. 
  208. The TC often has a cadre of assistants (Technical Specialists) 
  209. available, and there may be one near you. If you have local clubs with 
  210. EMI or TVI committees, they usually coordinate their activities through 
  211. the TC. The TCs often have liaisons with local utilities such as 
  212. telephone and cable companies. Knowing the right individual to contact 
  213. may prevent a repair person from pointing at your antenna and telling 
  214. your neighbor, "It's all his fault." 
  215.  
  216. Some people choose to call the TC only as a last resort, waiting until 
  217. all diplomatic and technical solutions have failed. This is a bad idea! 
  218. The TC is a volunteer and may choose not to participate in a situation 
  219. that has deteriorated badly. Most of them prefer to be involved right 
  220. from the start. They are often skilled (read: practiced) in the art of 
  221. EMI negotiations. 
  222.  
  223. Q: Okay, I'm convinced. How do I find my TC? 
  224.  
  225. A: The easiest way to find your TC is to ask your ARRL Section Manager. 
  226. Section Managers (SMs) are listed on page 8 of any recent QST issue. 
  227. Most SMs include their telephone numbers, but be considerate. Call 
  228. during the day or early evening. You can also call ARRL Headquarters to 
  229. ask for the name of your TC, but we do not give out their telephone 
  230. numbers to protect their privacy. 
  231.  
  232. Q: The TC, my neighbor and I all want to know the source of the problem. 
  233. What should we do next?
  234.  
  235. A: Offer to arrange a test. Ask your neighbor to invite a friend to 
  236. visit your shack during the test. In addition, ask you neighbor if it 
  237. would be possible for one of your friends to monitor the test at your 
  238. neighbor's home. Having impartial witnesses will make you and your 
  239. neighbor more comfortable with the outcome -- whatever it may be.
  240.  
  241. Be sure to choose your witness carefully. Select someone who is known 
  242. for diplomacy and tactfulness. (Your TC is a great candidate for this 
  243. role!)
  244.  
  245. Your test must be thorough. Transmit on each band and mode you normally 
  246. operate. If you have a beam antenna, aim it in different directions 
  247. while you are transmitting. Try various power levels, too. Ask your 
  248. friend to keep detailed notes of the results. A radio or telephone link 
  249. between you and your friend is almost a necessity.
  250.  
  251. Even if your test proves that your station is not at fault, don't just 
  252. drop the problem in your neighbor's lap and say "Good luck!" Offer to 
  253. help find a solution.
  254.  
  255. Q: My neighbor and I have agreed to stop blaming each other and work 
  256. together to find a solution. But now he's accused me of causing 
  257. interference during a football game that was televised last Sunday. I 
  258. don't think I was even near my shack while it was on. What gives? 
  259.  
  260. A: Even though it's not a legal requirement, it's a good idea to keep a 
  261. detailed station log. Now that you're involved in an interference issue, 
  262. it's a necessity! You should ask your neighbor to keep notes, too. Ask 
  263. him to identify which piece of equipment experienced the interference, 
  264. what channels or frequencies were involved, the date and time the 
  265. interference occurred and a description of the interference and its 
  266. severity.
  267.  
  268. If you're lucky, a comparison between your log and his log may indicate 
  269. that the interference isn't coming from your station. On the other hand, 
  270. if your signal is the source of the problem, your neighbor is the lucky 
  271. party--although he may not see it that way at first. As an Amateur Radio 
  272. operator, you have access to the technical resources necessary to solve 
  273. the problem (either from your own knowledge and experience, or with the 
  274. help of other hams like your Technical Coordinator or local EMI expert). 
  275. This is not necessarily true if the source of the problem is a business-
  276. band or citizens-band transmitter, for examples.
  277.  
  278. In the ARRL Laboratory, we jokingly suggest that hams who install 
  279. highly-visible towers or antennas should not hook up the coaxial cable 
  280. until they take care of all EMI complaints. New antennas in the 
  281. neighborhood have a funny way of causing interference even when no RF 
  282. signal is applied! 
  283.  
  284. Q: My neighbor's problem isn't limited to TVs. What about his telephones 
  285. and other audio devices? 
  286.  
  287. A: In almost all cases, interference to an audio device is caused by 
  288. detection of your fundamental signal, just like a crystal-detector radio 
  289. receiver. Your detected signal gets amplified along with the desired 
  290. voice or music signal. 
  291.  
  292. This is clearly not the fault of the transmitting station. The FCC 
  293. Interference Handbook, available free of charge from the ARRL Regulatory 
  294. Information Branch here at Headquarters, states on page 18: 
  295.  
  296. "Telephones, stereos, computers, electronic organs and home intercom 
  297. systems can receive interference from nearby radio transmitters. When 
  298. this happens, the device improperly functions as a radio receiver. 
  299. Proper shielding or filtering can eliminate such interference. The 
  300. device receiving should be modified in your home (the neighbor's home--
  301. Ed.) while it is being affected by the interference. This will enable 
  302. the service technician to determine where the interfering signal is 
  303. entering your device." 
  304.  
  305. The FCC clearly puts the responsibility for interference to audio 
  306. devices on the manufacturer. Most manufacturers respond appropriately if 
  307. contacted about consumer EMI. As discussed in the following question, 
  308. contact the EIA and they'll help you find the right person to write or 
  309. call. 
  310.  
  311. Q: Can I get any help from the consumer-equipment manufacturer?
  312.  
  313. A: The manufacturers also shoulder some responsibility for EMI problems. 
  314. Public Law 97-259, enacted in 1982, gave the FCC the authority to 
  315. regulate the susceptibility of consumer electronic equipment sold in the 
  316. United States. The FCC, working with equipment manufacturers, decided to 
  317. allow them to develop standards for EMI immunity and implement their own 
  318. voluntary compliance programs. No system is perfect, especially a 
  319. voluntary system, but the ARRL Laboratory staff has noted that EMI 
  320. involving TVs, for example, seems to be decreasing. The manufacturers 
  321. are making some real progress and we feel confident that they will 
  322. continue to do so. 
  323.  
  324. One prominent manufacturer program is a contact data base that's 
  325. maintained by the Electronic Industries Association (EIA), 2001 
  326. Pennsylvania Ave NW, Washington, DC 20006, tel 202-457-4977. When you 
  327. have an interference problem with a piece of consumer electronic 
  328. equipment, call or write the EIA to determine who you should contact for 
  329. assistance. The EIA also keeps a record of each report. (The EIA prefers 
  330. that you write rather than call. The details a problem can often be 
  331. communicated more clearly in written correspondence.) 
  332.  
  333. You may be surprised to know that the number of reported cases of 
  334. interference to consumer electronic equipment in recent years has been 
  335. very small. This is our fault! Amateurs are notorious for not reporting 
  336. EMI problems. Contact the EIA! Working with manufacturers makes them 
  337. aware of the need to continue to develop better shielding and filtering 
  338. methods. It also demonstrates to your neighbor that the manufacturer 
  339. should receive a little of his anger and frustration too! 
  340.  
  341. Q: In spite of my efforts, and the diplomatic skills of the Technical 
  342. Coordinator, my neighbor must have called the FCC; I just got a letter 
  343. from the local FCC Field Office. What now? 
  344.  
  345. A: Well, you could sell all of your equipment, cancel your license and 
  346. take up basket weaving . . . or you could sit down and answer the 
  347. notice! The exact FCC response to consumer-interference complaints 
  348. varies slightly among the different Field Offices, but they use similar 
  349. steps steps to resolve interference cases. 
  350.  
  351. You already have the first step in hand. Your letter from the FCC Field 
  352. Office is stating that you and your neighbor are involved in a mutual 
  353. problem. I hope both of you will get the message the FCC is trying to 
  354. deliver--that it's in your best interests for you to find a solution 
  355. that's acceptable to everyone. Years of experience in interference 
  356. resolution has taught the FCC that imposed solutions are not the best 
  357. solutions for local problems. You and your neighbor will be happier if 
  358. you're able to find a solution and an understanding on your own. Your 
  359. TC, acting as a third party, may be able to help you with the technical 
  360. and interpersonal aspects of the problem. 
  361.  
  362. The first order of business is to answer the FCC letter as accurately as 
  363. you can. If you've offered to cooperate with your neighbor and were 
  364. turned away, say so. If your TC has been helping you solve the problem, 
  365. explain what the TC has done and what conclusions have been reached. The 
  366. FCC is interested in hearing that your station is grounded (keep in 
  367. mind, however, that a station ground is not a cure-all for EMI!), 
  368. properly filtered and that your station is well-designed. Tell the FCC 
  369. whatever you think is important to the proper resolution of the case. 
  370. Try to minimize emotional comments, extraneous data and fluff. 
  371.  
  372. If the FCC is satisfied with the answer, or if you and your neighbor 
  373. find a solution, the case is closed. If not, the next steps are a bit 
  374. more drastic. The FCC may inspect your station. In extreme cases, quiet 
  375. hours may be imposed, limiting the times of day you are allowed to 
  376. operate. The mere thought of quiet hours should give you plenty of 
  377. incentive to cooperate fully with the FCC! 
  378.  
  379. Q: Well, I've found some local helpers and they're really making 
  380. progress. I'd like to know more about EMI. (I might want to offer 
  381. assistance to another unfortunate ham someday.) Where can I learn more 
  382. about EMI? 
  383.  
  384. A: Reading this column is a good start. We can't teach everything about 
  385. EMI in a few pages, but we'll provide some important highlights. Several 
  386. good books on the subject are readily available. Information on ordering 
  387. these books is found in Appendix I at the end of this handout.
  388.  
  389. The best one is the ARRL's book -- Radio Frequency Interference: How To 
  390. Find It and Fix It. It was written by a number of authors ranging from 
  391. ARRL Technical Coordinators to EMC (electromagnetic compatibility) 
  392. engineers. The book covers EMI fundamentals and troubleshooting as they 
  393. apply to transmitters, receivers, TVs (VCR and CATV), telephones, 
  394. computers, audio devices and automobiles. 
  395.  
  396. William (WA6FQG) Nelson's Interference Handbook is an excellent volume 
  397. to add to your collection. Nelson is a former RFI investigator for 
  398. Southern California Edison Electric Company. It should be no surprise 
  399. that his book is especially strong in the area of power-line 
  400. interference. 
  401.  
  402. Over the years, most Amateur Radio magazines have published articles 
  403. about EMI. These articles, including some classics from the 1950s and 
  404. 1960s, are informative reading. A bibliography of QST EMI articles is 
  405. available from the ARRL Technical Department Secretary. QST back issues 
  406. are available from our Publication Sales Department. Photocopies of 
  407. articles in League publication articles are available from the Technical 
  408. Department Secretary. Contact ARRL Headquarters for information about 
  409. these League services. American Radio Relay League, Administrative 
  410. Headquarters, 225 Main St., Newington CT 06111 (203) 666-1541.
  411.  
  412. Q: I've had enough of the preliminary stuff and I'm eager to learn more 
  413. about the technical side of EMI. When do we start? 
  414.  
  415. A: I don't know how to break this to you, but we've run out of page 
  416. space. As we said at the beginning, this is going to be a two-parter! 
  417. Instead of making you wait two months, however, we're going to modify 
  418. our format and continue this topic in the March issue. (We were having 
  419. so much fun, we decided to do the column two months in a row!) So think 
  420. about the important start we've made here, talk about EMI on the air and 
  421. wait until March to hear the rest of the story.--Ed Hare, KA1CV, Senior 
  422. Laboratory Engineer 
  423.  
  424. Interference Primer -- Part 2 Derived from Lab Notes QST 3/92 
  425.  
  426. Copyright 1992 American Radio Relay League, Inc. All rights reserved.
  427.  
  428. Last month we discussed electromagnetic interference (EMI) from a legal, 
  429. diplomatic and psychological point of view. Now it's time to talk about 
  430. specific solutions. Aided by the knowledge of many people who have 
  431. assisted him over the years, Ed Hare, KA1CV, Senior Laboratory Engineer, 
  432. will explore the fundamentals of electromagnetic compatibility (EMC) and 
  433. offer some tips to exorcise those stubborn electro-magnetic gremlins! -- 
  434. WB8IMY 
  435.  
  436. It's impossible to discuss all the technical aspects of interference in 
  437. two pages. Instead, we'll concentrate on some EMC basics. Like anything 
  438. else in life, once you understand the basics, the rest follows easily. 
  439. As I mentioned last month, there are entire books devoted to EMC and EMI 
  440. and I strongly recommend that you read them. 
  441.  
  442. There are a few things to cover before we can get to specific cures. 
  443. Several factors are present in any interference situation: a source of 
  444. electromagnetic energy, an affected piece of equipment and a path from 
  445. the interfering signal source to the affected equipment. A clear 
  446. understanding of these factors is important to your overall grasp of the 
  447. problem. Any EMI cure that is effected is going to involve a change made 
  448. to the source, the path and the affected equipment. 
  449.  
  450. Q: Well . . . I'm the source, right? I mean, isn't my station always the 
  451. source of interference? 
  452.  
  453. A: Not necessarily! Remember: your station is only one of many possible 
  454. interference sources. What about broadcast stations, taxicabs and police 
  455. and fire services? What about cable TV leakage, unlicensed Part 15 
  456. devices (baby monitors, computers and so on)? Add power lines and 
  457. electric motors to the list as well. They're all potential interference 
  458. sources. Your neighbor's TV can even interfere with you!
  459.  
  460. Q: Aha! So that's what I've been hearing every 15 kHz on 80 meters! I'm 
  461. still a little fuzzy on the path concept. Can you explain? 
  462.  
  463. A: Interference can propagate via several possible paths. Take a look at 
  464. Fig 1. The easiest path to understand is the direct path. In this case, 
  465. the interfering signal is transmitted by your antenna (or possibly by 
  466. your feed line or ground leads) and travels directly to the hapless TV, 
  467. VCR or whatever. Interference via this path is particularly difficult to 
  468. control. 
  469.  
  470. Conducted interference travels from the source to the victim by wires. 
  471. For example, a vacuum-cleaner motor may introduce RF noise into the ac-
  472. power system of your home--which conducts the noise directly into your 
  473. amateur receiver! 
  474.  
  475. In most instances, however, you'll be dealing with a signal that's been 
  476. induced into the external (or internal) wiring of the victimized 
  477. equipment. Its wiring acts as an antenna, funneling the radiated signal 
  478. to the location where it can generate the most misery. 
  479.  
  480. Technically speaking, all interference begins and ends as a conducted 
  481. signal--no matter what happens in between. Understanding the subtle 
  482. differences in signal paths is important, however. A successful 
  483. diagnosis depends on determining how the EMI gains entry to the device. 
  484. Armed with this vital knowledge, you're ready to start troubleshooting. 
  485.  
  486. Q: Good! Where do I begin? 
  487.  
  488. A: We touched on this point last month, but I'll repeat it because it's 
  489. the first rule of EMI control: Make sure your own house is EMI-free! 
  490. Cure your own EMI (if any) first. If you're not experiencing 
  491. interference on your own equipment, it will go a long way toward 
  492. convincing your neighbor, and the FCC, that you're not the cause of the 
  493. interference.
  494.  
  495. Let's start in your shack. You need to be sure that your station is not 
  496. a source of out-of-band spurious emissions--particularly of the VHF 
  497. variety. The easiest way to reduce VHF spurs is to use a low-pass 
  498. filter. It should be installed after the linear amplifier and any 
  499. accessory equipment (SWR meter, TR switch and so on). A 50-ohm filter 
  500. works best in a 50-ohm system, so you'll have to install it before the 
  501. antenna tuner, if you have one. 
  502.  
  503. While grounding is not a cure-all for transmitter EMI, you must consider 
  504. your ground system. If the FCC gets involved (let's hope not!), they'll 
  505. want to know that your station is properly grounded. Improved grounding 
  506. may provide a measure of EMI control since it effectively rearranges the 
  507. RF voltage and current distribution, moving hot spots away from 
  508. potential problem areas.
  509.  
  510. Another important troubleshooting step is to make sure that your station 
  511. is well engineered. Poorly soldered connectors, corrosion, a rat's nest 
  512. of wiring or an overdriven amplifier can all contribute to or cause EMI. 
  513. Neatness counts when it comes to diplomacy, by the way. If your neighbor 
  514. has a chance to visit your station, its neatness will boost your 
  515. credibility. 
  516.  
  517. Q: I've tested my station from top to bottom and everything looks fine. 
  518. When I checked around the house, I still found interference to my VCR, 
  519. video-game machine, stereo TV and video intrusion monitor. All of these 
  520. devices are connected to each other by an 8-way splitter! Where do I go 
  521. from here? 
  522.  
  523. A: I can hardly imagine a worse case! (I say "hardly" because we get 
  524. some real strange telephone calls and letter here in the ARRL Lab!) Now 
  525. is the time to state the second rule of EMI control: Simplify the 
  526. problem! Connect the incoming CATV cable (or antenna feed line) to only 
  527. one TV (assuming you have more than one). For the time being, completely 
  528. disconnect the VCR and other video goodies. The result will uncover an 
  529. important clue. 
  530.  
  531. One troubleshooting technique is to try an EMI cure and see what 
  532. happens. This brings us to the third rule of EMI control (and all other 
  533. troubleshooting, for that matter): Always try the easy things first! 
  534. This rule applies to the susceptible equipment and the suspected EMI 
  535. source. Begin by installing the appropriate filter on your TV. For an 
  536. antenna-connected TV this is a high-pass filter. (For a CATV-connected 
  537. TV, a common-mode choke should be tried first.)
  538.  
  539. Q: Nope! It didn't work. What now? 
  540.  
  541. A: Hmm. . . we may be dealing with a very susceptible TV. If the TV is 
  542. of recent manufacture, however, that is less likely. In a two-wire 
  543. system (such as a coaxial cable) there are two modes of propagation for 
  544. conducted EMI: differential mode and common mode (see Fig 2). 
  545.  
  546. In the differential mode, the signal travels down the center conductor 
  547. and uses the shield (or other conductor) as its return path. In the 
  548. common mode, all wires in the system act as one wire, with earth ground 
  549. (usually through the ac wiring) forming the return. The resulting 
  550. circuit is just like an end-fed antenna worked against earth ground. 
  551.  
  552. An in-line coaxial high-pass filter can be quite effective against 
  553. differential-mode EMI signals, but ineffective when common-mode 
  554. propagation is present. The high-pass filter blocks signals on the 
  555. center conductor, but passes everything on the shield! This is a serious 
  556. weakness because induced signals on antenna feed lines or CATV cables 
  557. are predominantly common-mode in nature. Most of the high-pass filters 
  558. that are commercially available are differential-mode filters. 
  559. Unfortunately, common-mode signals are the ones most "commonly" seen. 
  560.  
  561. So let's try a different tactic. Leave the differential-mode high-pass 
  562. filter and the ac-line filter in place. Now add a common-mode choke to 
  563. the antenna feed line (or CATV cable) and the ac line. This places a 
  564. high impedance in series with the incoming common- mode signal and the 
  565. earth ground return. 
  566.  
  567. The EMI/RFI Resources Directory lists a company that sells a common-mode 
  568. choke. Or, you can make a common-mode choke by wrapping 10 to 20 turns 
  569. of the antenna feed line or CATV cable through a ferrite toroid. Follow 
  570. the same procedure with the ac line. Use #75 (also known as "J"), #73 or 
  571. #77 material if the interference is mainly from signals below 10 MHz. 
  572. Use #43 ferrite material for the higher bands or low VHF. The mis-
  573. application of ferrites has led to a mis-conception that ferrites don't 
  574. work for EMI control, so always use material of known characteristics. 
  575. The permeability or frequency range of junk box ferrites may be 
  576. unsuitable. If this is a paper copy of our EMI/RFI package, the attached 
  577. appendices list several sources of ferrite material. If you obtained 
  578. this file eletronically, a separate file contains the sources for 
  579. EMI/EMC components. Chapter 35 of the ARRL Handbook also contains a 
  580. complete reference list of component suppliers, among which are ferrite 
  581. suppliers.
  582.  
  583. If this doesn't eliminate the interference, you either have a spurious 
  584. emission from your station (time to install that low-pass filter!), or 
  585. the TV circuitry is picking up the offending signal directly. If the 
  586. latter is the case, refer to last month's column and contact the EIA to 
  587. obtain assistance from the TV manufacturer. 
  588.  
  589. Q: I installed the chokes and the TV looks much better! What about the 
  590. other devices? 
  591.  
  592. A: If you've cured the EMI at the TV, start hooking up the other devices 
  593. one by one, eliminating any additional EMI as it appears.  If you're 
  594. lucky, you'll eliminate all of the problems. If not, at least you can 
  595. point to one particular piece of equipment and say, "That's the 
  596. culprit!" 
  597.  
  598. As you put the system back together, do not create a tangle of wires and 
  599. cables. All cables should be connected properly, routed neatly and no 
  600. longer than necessary. An 8-foot piece of cable picks up a lot more RF 
  601. energy than a 1-foot piece!
  602.  
  603. Q: Your suggestion made a big difference! Even so, I still see a trace 
  604. of interference. What gives? 
  605.  
  606. A: EMI control is a complex business. The tiny bit of interference could 
  607. mean a lot of things. You may need a bit more attenuation of the common-
  608. mode or differential-mode signal. In some cases, an additional high-pass 
  609. filter or common-mode choke may help. If you add more filters, 
  610. experiment with their placement if possible. Sometimes a second filter 
  611. works best when it's positioned a few feet away from the first one. You 
  612. may also be dealing with interference that results from more than one 
  613. cause. 
  614.  
  615. Q: Well, my family is finally satisfied with the TV, but we still can't 
  616. use the telephones. What can I do? 
  617.  
  618. A: There is hope. Several companies manufacture telephone EMI/RFI 
  619. filters and most work quite well. Some of these manufacturers are QST 
  620. advertisers. Remember the three rules of EMI control and follow them 
  621. religiously as you install the filters. A few companies also make 
  622. interference-resistant telephones. Many of these companies are listed in 
  623. the appendix.
  624.  
  625. Inspect the telephone system. Corroded wiring (common in damp basements) 
  626. or a defective lightning protector (common in areas where the protector 
  627. has done its job!) can rectify the RF signal. Unlike your TV problem, 
  628. the resulting audio interference cannot be filtered out. 
  629.  
  630. Rectification can also occur in telephones and other devices connected 
  631. to the system. Before you begin connecting filters, disconnect all 
  632. telephones and accessories except one. Remember to use the systematic 
  633. divide-and-conquer approach, beginning with one device and working 
  634. forward. 
  635.  
  636. Take a careful look at the wiring while you're investigating the 
  637. problem. Sometimes the twisted pair has been spliced with nonstandard 
  638. wiring, such as zip cord. This type of jury-rigging is more prone to 
  639. interference pickup. 
  640.  
  641. If you discover a problem with the lightning protector or outside 
  642. wiring, leave those items for the telephone company to fix or replace. 
  643. The responsibility for inside wiring may vary from one area to another. 
  644. Check with your phone company for guidance. 
  645.  
  646. For more information on telephone interference, read the October 1992 
  647. QST "Lab Notes" column on page 67. A reprint of this article is 
  648. available for a 9"X12" SASE with two units of postage from the ARRL 
  649. Technical Department Secretary, 225 Main St., Newington CT 06111, (203) 
  650. 666- 1541. Ask for the "EMI/RFI - Telephone" Technical Information 
  651. Service (TIS) handout.
  652.  
  653. Q: Everything is fine now. I think I'll buy a bunch of filters and head 
  654. on over to my neighbor's house!
  655.  
  656. A: Whoa! What kind of arrangement are you going to work out with your 
  657. neighbor? What if there are other neighbors in the area experiencing 
  658. similar problems? You may be setting yourself up to spend a lot of money 
  659. on filters! Other than problems that originate from your station, you 
  660. should consider yourself as an advisor, not a service technician or 
  661. parts supplier! 
  662.  
  663. You may be walking into murky legal waters, too. Some states require you 
  664. to hold a repair license to perform even the simplest services--free or 
  665. otherwise. Consider the future consequences of your actions as well. I 
  666. recently heard of a well-meaning amateur who installed a high-pass 
  667. filter on his neighbor's TV. When the picture tube on the old clunker 
  668. suddenly went bad, the neighbor claimed that the filter caused the 
  669. failure! 
  670.  
  671. This doesn't mean you should never offer a helping hand, but it does 
  672. mean that you should look before you leap. You are the best judge of 
  673. your neighborhood situation. Only you can decide what kind of assistance 
  674. and diplomacy is appropriate. 
  675.  
  676. Q: Thanks for the warning. By the way, I've found that EMI also makes my 
  677. stereo act up. Do you have a magic cure for that too? 
  678.  
  679. A: We're almost out of room, so I'll give you a short answer. Many 
  680. problems with stereos can be traced to common-mode propagation on long 
  681. speaker leads and interconnecting cables. You can often effect a cure by 
  682. keeping wire lengths to a minimum. If you can't shorten the wires, use 
  683. common-mode chokes. Low-value bypass capacitors can be used on input 
  684. leads (try 100-500 pF), but do not use capacitors on speaker leads 
  685. unless you check with the stereo manufacturer first. Adding capacitors 
  686. to speaker wiring can cause some amplifiers to launch into an 
  687. ultrasonic, full-power oscillation--often resulting in permanent damage. 
  688. If you think you had a problem before you destroyed the family stereo, 
  689. wait until you see what happens after you do! 
  690.  
  691. If you have any questions about ARRL EMI/EMC policies, or need help 
  692. solving an EMI problem, contact the RFI Desk at ARRL Headquarters, 225 
  693. Main St., Newington, CT 06111 (203) 666-1541, Internet: ehare@arrl.org, 
  694. MCI: 215-5052
  695.  
  696. Fig 1 - Conducted and radiated EMI. 
  697.  
  698. Fig 2--(A) Differential-mode signals are conducted between two wires of 
  699. a pair. The signals are independent of earth ground. (B) Common-mode 
  700. signals are in phase on all wires, with all wires acting as if they were 
  701. one wire, with the return path being earth ground.
  702.  
  703.  
  704.