home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ QRZ! Ham Radio 1 / QRZ Ham Radio Callsign Database - December 1993.iso / arrl / emitelep.hon < prev    next >
Text File  |  1993-11-21  |  22KB  |  444 lines

  1. .rm66
  2. Reprinted from October 1992 QST Lab Notes 
  3. Copyright 1992 American Radio Relay League, Inc. 
  4. All rights reserved.
  5.  
  6. Thank you for requesting the following information from the ARRL 
  7. Information mail server. ARRL HQ is glad to provide this 
  8. information free of charge as a service to League members and 
  9. affiliated clubs.
  10.  
  11. For your convenience, you may reproduce this information, 
  12. electronically or on paper, and distribute it to anyone who needs 
  13. it, provided that you reproduce it in its entirety and do so free 
  14. of charge. Please note that you must reproduce the information as 
  15. it appears in the original, including the League's copyright 
  16. notice.
  17.  
  18. If you have any questions concerning the reproduction or 
  19. distribution of this material, please contact Mark Wilson, 
  20. American Radio Relay League, 225 Main St., Newington, CT 06111 
  21. (mwilson@arrl.org).
  22.  
  23. Lab Notes Interference Primer -- Part 3 Telephone Interference
  24. Conducted By Steve Ford, WB81MY, Assistant Technical Editor and 
  25. the ARRL Laboratory Staff
  26.  
  27. Just when you thought it was safe to go back in the shack, Ed 
  28. Hare, KA1CV, ARRL Laboratory Supervisor, is at it again! This time 
  29. his topic is telephone interference -- the bane of every amateur 
  30. who has to go QRT whenever a telephone rings! -- WB81MY
  31.  
  32. The cures for telephone interference are usually fairly easy to 
  33. understand and implement, but there are often other issues that 
  34. need to be addressed. Technical issues are really the second half 
  35. of an interference problem. First and foremost you must deal with 
  36. personal and political matters. The February and March 1992 QST 
  37. Lab Notes columns (retrieve the file emi-gen from the ARRL 
  38. Information Mail Server) discussed the non-technical side of 
  39. interference. Read these columns again to refresh your memory. 
  40. They've been reprinted in the ARRL Technical Department "RFI 
  41. Package. (Note 2) The "RFI Package" also contains a copy of our 
  42. new RFI consumer pamphlet plus an up to date "ARRL RFI Resources 
  43. Directory." The Directory tells you where to buy filters, 
  44. identifies several EMI-resistant telephones and has a contact list 
  45. for telephone manufacturers. Much of the information in this file 
  46. is found in the emi-gen file -- those with an actual interference 
  47. problem should get the paper file from the Technical Department. 
  48. See note 2 at the end of this file.
  49.  
  50. Now, let's answer your questions!
  51.  
  52. Q: I was about two minutes into a QSO with a ham in Outer Elbonia 
  53. when my doorbell starting bonging like crazy. It was my neighbor 
  54. Sam, telling me that I was interfering with his new telephone. I 
  55. tried to tell Sam that it might be the fault of his telephone, but 
  56. he wasn't convinced. He insisted I was wrong because it's a brand-
  57. new model! According to the salesperson, his telephone is the very 
  58. best one on the market. What's the deal, Mr. EMI wizard?
  59.  
  60. A: We'll have to break the bad news to Sam gently, but let's begin 
  61. by establishing the fact that interference to telephones is not 
  62. the fault of the transmitter. A quick quote from the FCC's 
  63. Interference Handbook (Note 3) should explain things clearly: 
  64. "Telephones, stereos, computers, electronic organs and home 
  65. intercom devices can receive interference from nearby radio 
  66. transmitters. When this happens, the device improperly functions 
  67. as a radio receiver. Proper shielding or filtering can eliminate 
  68. such interference. "
  69.  
  70. The FCC doesn't require that telephones include EMI protection and 
  71. they don't offer legal protection to users of telephones that are 
  72. susceptible to interference. If you show this to Sam, he should 
  73. realize that the interference is not caused by a problem on your 
  74. end. Fig I pretty much sums up telephone interference at a glance!
  75.  
  76. This doesn't mean you should leave Sam on his own, though. You 
  77. want to be on good terms with your neighbors; besides, maybe 
  78. you'll want to put up a tower someday. Keeping Sam on your side is 
  79. a good idea!
  80.  
  81. Q: Fine, but what can I do?
  82.  
  83. A: If you can reduce the strength of your signal at the telephone 
  84. equipment or cables, you may reduce the chance that any of your 
  85. neighbors will experience telephone interference. If practical, 
  86. try moving your antenna or feed line farther away from (or higher 
  87. than) his equipment. Using a common-mode choke on the feed line 
  88. may help. (See Fig 2).
  89.  
  90. Q: Well, I must confess that I've been interfering with the 
  91. telephones in my own home, too. I remember your advice to make 
  92. sure my own house is clean. Should I start here?
  93.  
  94. A: You betcha! There are several good reasons to start in your own 
  95. home. If you own your telephone wiring, you have the flexibility 
  96. to try many different troubleshooting steps easily. If there are 
  97. problems with Sam's telephone wiring system, however, you'll 
  98. probably want to call a professional (often your local telephone 
  99. company) to do the actual repairs. By performing repairs on Sam's 
  100. wiring, you may be held liable for any problems that occur -- even 
  101. if the problem is with his toaster.
  102.  
  103. If you lack experience, you may want to hire local experts for 
  104. your own wiring, too. Before you start troubleshooting your 
  105. system, check with your local regulators. There may be state or 
  106. local requirements that must be met.
  107.  
  108. There's another good reason to start with your own house: You'll 
  109. be able to demonstrate that EMI cures are not only effective, 
  110. they're harmless. The next time Sam complains about interference 
  111. to his telephone, invite him to come over and try your telephone 
  112. instead! By using your telephone when you're on the air, he'll 
  113. quickly understand that the problem must be on his end.
  114.  
  115. Q: Okay, I'm ready. Where do I begin?
  116.  
  117. A: Read the March 1992 "Lab Notes" column and review some of the 
  118. troubleshooting techniques. You can also learn quite a bit about 
  119. troubleshooting telephone EMI problems from the troubleshooting 
  120. and telephone chapters of the ARRL book Radio Frequency 
  121. Interference -- How to Find It and Fix It. (Note 4)
  122.  
  123. Rule number one: Simplify the problem! If your home telephone 
  124. system consists of eight two-line outlets with a telephone in each 
  125. room, two answering machines, a modem and a fax machine, it may 
  126. take quite a while to get it all straightened out. Simplifying the 
  127. problem saves lots of time and headaches!
  128.  
  129. Most cases of interference stem from more than one cause. If you 
  130. start with a systematic approach to troubleshooting -- debugging 
  131. and fixing the problems one at a time -- you can usually resolve 
  132. the interference quickly. Disconnect all but one telephone. Cure 
  133. the EMI bugs (usually with the proper application of filters), 
  134. then begin adding other devices one a time, curing each EMI 
  135. problem as you go. With any luck you'll complete the process with 
  136. an EMI-free system. If not, at least you'll identify the specific 
  137. equipment that's not immune.
  138.  
  139. In modern installations, telephone companies often install a phone 
  140. jack where the wiring enters the house. This jack makes it easy to 
  141. unplug the rest of the house wiring and substitute a telephone in 
  142. its place. If you have access to an EMI-resistant telephone (refer 
  143. to the ARRL "RFI Package"), you can try that phone at the service 
  144. entrance (drop). If the EMI-resistant telephone doesn't pick up 
  145. interference at that point, you've eliminated the telephone 
  146. company system as a possible culprit.
  147.  
  148. In many cases, the telephone company is responsible for their 
  149. lines only up to the point where they attach to the customer's 
  150. wiring and equipment.
  151.  
  152. Q: Uh, oh! I plugged in my EMI-resistant phone and I still hear 
  153. interference. What does this mean?
  154.  
  155. A: It sounds like this is a problem for the telephone company. For 
  156. example, the telephone-company lightning arrestor may be 
  157. defective. Defective arrestors can act like diodes, rectifying any 
  158. nearby RF energy (just like the crystal radios many of us built 
  159. when we were kids). Telephone-line amplifiers or other electronic 
  160. equipment may also be at fault. Leave the telephone company 
  161. equipment to the experts. There are important safety issues that 
  162. are the sole responsibility of the telephone company.
  163.  
  164. In your case, the EMI-resistant telephone is probably responding 
  165. to the audio that's present after the "diode" as a result of RF 
  166. rectification. Once the RF has been detected and turned into 
  167. audio, it cannot be filtered out because the interference is at 
  168. the, same frequency as the desired audio signal. This principle 
  169. applies whether rectification occurs in the telephone company 
  170. system, your house wiring or a defective telephone or answering 
  171. machine in your home.
  172.  
  173. Q: Well, I got the phone company repair personnel out here. They 
  174. found a defective lightning protector. After they replaced it, I 
  175. plugged my EMI-resistant telephone into the service entrance and 
  176. it sounded fine. As soon as I reconnected the house wiring, the 
  177. interference returned. What now
  178.  
  179. A: Replacing the arrestor wasn't a waste of time. Lightning 
  180. arrestors are notorious for contributing to telephone EMI. This is 
  181. especially true when the protector has done its job a few times! 
  182. The fact that it's rectifying RF is one indication that it needed 
  183. to be replaced anyway.
  184.  
  185. By plugging your EMI-resistant telephone in at the service 
  186. entrance and finding no problems, you've proven that the EMI-
  187. resistant telephone and the phone system are clean. When the 
  188. problem reappears after you reconnect the house wiring, the house 
  189. wiring itself is the prime suspect.
  190.  
  191. A careful inspection of the wiring may reveal the source of the 
  192. problem. Years of exposure in damp basements, walls or crawl 
  193. spaces may have caused deterioration. Be suspicious of splices 
  194. that are corroded or badly discolored. Metal corrosion can form a 
  195. fairly efficient diode, especially if dissimilar metals make 
  196. contact. If you find this type of corrosion, correct the problem 
  197. by repairing the splices.
  198.  
  199. In many cases, homeowners have installed their own telephone 
  200. wiring, often using substandard wiring. If you find sections of 
  201. telephone wiring made from two-conductor zip cord, 300-ohm 
  202. television twin lead, or some other mystery cable, replace it with 
  203. standard twisted-pair wire. Radio Shack, among others, sells 
  204. several types of telephone wire. The best telephone wiring systems 
  205. use twisted-pair, balanced wiring to minimize pickup of external 
  206. electromagnetic fields. If this system becomes unbalanced in some 
  207. way, perhaps by one of the wires developing a short circuit to a 
  208. nearby conductor, the amount of RF picked up by the wiring will 
  209. increase. Keep your eyes open for this type of problem when 
  210. examining your existing twisted-pair wiring.
  211.  
  212. Don't forget to consider hidden, unexpected connections to the 
  213. telephone line. If your telephone line is hard-wired to your 
  214. automated alarm system, for example, you really haven't simplified 
  215. the problem completely -- there's still something hooked up to the 
  216. line!
  217.  
  218. Q: Bingo! I'd forgotten about the alarm system. When I disconnect 
  219. the telephone line from the alarm box, my EMI-resistant telephone 
  220. works fine in every house outlet. Why did the alarm system cause 
  221. the problem?
  222.  
  223. A: Well, I can't be sure without seeing the schematic. My guess is 
  224. that the RF was being conducted down the telephone line and 
  225. rectified by a solid-state device in the alarm system. The 
  226. resulting audio signal was then placed back on the line. This 
  227. effect is not uncommon with alarm systems, answering machines, fax 
  228. systems and modems.
  229.  
  230. Q: I have a service contract, so I called the alarm company. After 
  231. a bit of discussion (which included a lot of pointing at the FCC 
  232. Interference Handbook), the service installer agreed that he 
  233. should cure the problem. Neither of us knows where to begin, 
  234. though. Any ideas?
  235.  
  236. A: You'll sometimes find that a manufacturer or utility company is 
  237. willing to responsibly address an interference problem, but lacks 
  238. the experience and training necessary to apply the correct 
  239. solutions. You may need to apply your skills (and those of your 
  240. ARRL Section Technical Coordinator or local RFI committee) to help 
  241. their personnel understand the technical issues.
  242.  
  243. Start by installing a commercially available telephone EMI filter 
  244. on the alarm system line. Several companies advertise these 
  245. filters in QST. A list is also included in the Technical 
  246. Department "RFI Package." If the unwanted RF energy is being 
  247. conducted into the alarm system by the telephone wiring, this 
  248. filter will block the energy from the components that are 
  249. detecting the RF signal. As you can see in Fig 3, these modular 
  250. filters are attractive -- your family or neighbors probably won't 
  251. object to them on aesthetic grounds.
  252.  
  253. If the telephone filter doesn't work, try installing a common-mode 
  254. choke on the ac line cord that supplies power to the alarm system. 
  255. It may also be necessary to use a differential-mode ac line filter 
  256. (the commonly available "brute force" filter) on the ac-line cord 
  257. as well.
  258.  
  259. If all else fails, it may be necessary to modify the alarm system. 
  260. This is another job for the experts. Suggest that the repair 
  261. person contact the manufacturer.
  262.  
  263. These methods apply to any device connected to the telephone 
  264. system: your alarm, modem, answering machine and so on. Ac line-
  265. connected devices are much more prone to interference. After all, 
  266. they offer two possible paths for the RF to enter: through the 
  267. phone line and the ac line. In extreme cases, check any other 
  268. wiring that connects to the susceptible device, including alarm 
  269. system wiring and computer cables.
  270.  
  271. Q: Great! The filters worked. I n plug in all my goodies and go 
  272. back to happy hamming!
  273.  
  274. A: Whoa! Don't jump to conclusions! In addition to the gremlins 
  275. you have uncovered so far, you may still have susceptibility 
  276. problems with some of your telephones or your answering machine. 
  277. Plug them in one at a time and see what happens.
  278.  
  279. Q: %%^%^%^%#@%^! The first two telephones worked, but my high-tech 
  280. bells-and-whistles telephone hears my 40-meter signal just fine! 
  281. It's my most expensive telephone! Why is it defective? And why 
  282. just 40 meters? What should I do?
  283. ***
  284.  
  285. A: There are two types of telephones that seem to be most 
  286. susceptible: the inexpensive ones that have virtually no shielding 
  287. or filtering, and the expensive ones that have many solid-state 
  288. devices rectifying RF signals. Of course, telephones that fall 
  289. between these two categories have problems, too !
  290.  
  291. There may be several reasons why your gee-whiz telephone is 
  292. particularly susceptible to interference from your 40-meter 
  293. signal. For example, internal resonances in the telephone 
  294. circuitry may allow more 40-meter RF energy to reach the 
  295. susceptible component inside the telephone. However, in this case, 
  296. it's more likely that the telephone wiring in your home is 
  297. resonant on 40 meters. The telephone wiring, its associated 
  298. grounds and any other equipment connected to the system form a 
  299. large antenna. Like any antenna, this system has high- and low-
  300. impedance points. If the telephone happens to be located at one of 
  301. these nodes (either high- or low-impedance) it may be subject to 
  302. quite a bit of RF energy.
  303.  
  304. Q: Wow! What can I do about it?
  305.  
  306. A: Try a commercially available in-line modular telephone filter. 
  307. These should be installed on the telephone line, as close to the 
  308. telephone as possible, or on the handset. Telephone EMI filters 
  309. are made by several different manufacturers and come in several 
  310. varieties. The ARRL Laboratory Engineers have received reports 
  311. from the field that the effectiveness of these filters varies from 
  312. installation to installation, possibly dependent on the exact 
  313. nature of resonances, impedances and system reactances. Many of 
  314. these factors are hard to predict, so be prepared to experiment 
  315. with several different manufacturers' filters in difficult cases.
  316.  
  317. You may also need to break up the resonances in the telephone 
  318. wiring. Several manufacturers sell telephone EMI filters that can 
  319. be installed at strategic points to detune the resonances. This is 
  320. similar to the effect of using insulators to break up the guy 
  321. wires on a tower to prevent them from resonating at amateur 
  322. frequencies.
  323.  
  324. Q: I thought I was finished until I got to my answering machine. 
  325. When I hooked it back up, every telephone in the house had 
  326. interference again. It sounds awful! What should I do?
  327.  
  328. A: It's just a coincidence that your answering machine is doing 
  329. this. It could just as easily have been one of your telephones --  
  330. but it does give me a chance to give you two answers to one 
  331. question (heh, heh!). Yours is a situation in which one 
  332. susceptible device is detecting the RF energy and putting the 
  333. resultant audio signal back on the telephone line.
  334.  
  335. You should do the same things to the answering machine (or any 
  336. other ac-line connected telephone device) that you did to the 
  337. alarm system. Install a telephone line filter and don't forget to 
  338. add a common-mode choke and a brute force ac-line filter on the 
  339. answering machine line cord. This should clear up most cases of 
  340. interference to these devices.
  341.  
  342. Q: It sure did. . . but I need to bother you again! I have one 
  343. telephone that's a real bear to fix. I've tried several different 
  344. filters to no effect. Should r take it apart and put some filters 
  345. inside?
  346.  
  347. A: No! The manufacturer is responsible for the proper operation 
  348. and repair of the telephone. The ARRL encourages all people who 
  349. have an interference problem to contact the manufacturer of the 
  350. susceptible device through the Electronic Industries Association, 
  351. 2001 Pennsylvania Ave NW, Washington DC 20006. This helps ensure 
  352. that the manufacturers (and their national association) are aware 
  353. of the interference problems their customers are experiencing. 
  354. Remember: interference that isn't reported of officially doesn't 
  355. exist! (Our "RFI Package" includes a report form -- please use 
  356. it!) Some manufacturers supply filters free of charge. We've even 
  357. heard reports of major telephone manufacturers giving refunds for 
  358. defective telephones.
  359.  
  360. Some consumer devices are so susceptible they can't be filtered 
  361. externally. If the manufacturer is unable to help, the best 
  362. solution might be to give the telephone to someone who lives far 
  363. away from your transmitter and purchase an EMI-resistant telephone 
  364. to replace it!
  365.  
  366. Q: What about my cordless telephone? It seems to pick up 
  367. interference no matter what I do. Is there anything that will cure 
  368. the problem?
  369.  
  370. A: The FCC does not intend Part 15 devices to be protected from 
  371. interference. These devices usually have receivers with very wide 
  372. front-end filtering, making them very susceptible to interference. 
  373. A cordless telephone is a Part 15 device. It's an unlicensed 
  374. transceiver that shares the spectrum with other users and services 
  375. on a non-interference basis. There should be a label on the 
  376. telephone, or a paragraph in the owner's manual, that explains 
  377. that the telephone must not cause interference to other services, 
  378. and must tolerate any interference caused to it.
  379.  
  380. It's worthwhile to try a telephone filter on the base unit and 
  381. properly filter its ac line cord. (You might get lucky!) The best 
  382. source of help is the manufacturer, but they may point out that 
  383. the Part 15 device is not protected from interference. These types 
  384. of problems are difficult to fix after the fact. The necessary 
  385. engineering should be done when the device is designed.
  386.  
  387. Q: Yeah, that did it. Now my family can use the telephone while 
  388. I'm on the air. My teen-agers thank you. I guess it 's time to pay 
  389. Sam a visit. Any last-minute words of wisdom?
  390.  
  391. A: Don't forget money issues. Telephone companies often charge to 
  392. come out and repair wiring. Repairing consumer electronic 
  393. equipment usually isn't free, and telephone EMI filters require a 
  394. bit of wallet-digging, too! You and Sam should discuss these 
  395. issues up front, before you order filters or call the service 
  396. department. You're not responsible for purchasing filters or 
  397. repairing defects in your neighbor's house wiring. If you want to 
  398. be neighborly and buy a filter for Sam, that's your choice. 
  399. However, doing so may set a precedent. If you live in an apartment 
  400. building where there are hundreds of telephones to contend with, 
  401. you may have to re-evaluate your generosity!
  402.  
  403. Telephone interference is like any other EMI problem -- it usually 
  404. can be cured by properly applying good troubleshooting techniques 
  405. and effective filters.
  406.  
  407. Notes
  408.  
  409. 1 -- "Lab Notes," Interference Primer -- Part 1, QST Feb 1992 p 
  410. 73. Also, "Lab Notes," Interference Primer -- Part 2, QST, March 
  411. 1992, p 81.
  412.  
  413. 2 -- The ARRL Technical Department "RFI Package' can be obtained 
  414. by sending a 9- x 12-inch SASE with three units of First-Class 
  415. postage to the ARRL Technical Department Secretary Include your 
  416. request for the "RFI Package'
  417.  
  418. 3 -- A copy of the FCC's Interference Handbook can be obtained by 
  419. sending a 9- x 12-inch SASE with three units of First-Class 
  420. postage to the ARRL Regulatory Information Branch. Include your 
  421. request for the FCC Interference Handbook. 4Radio Frequency 
  422. Interference How to Find It and Fix It is available from your 
  423. local dealer or directly from ARRL HQ. See the ARRL Publications 
  424. Catalog elsewhere in this issue for ordering information.
  425.  
  426. We welcome your suggestions for topics to be discussed in Lao 
  427. Notes, but we are unable to answer individual questions. Please 
  428. send your comments or suggestions to: Lab Notes, ARRL, 225 Main 
  429. St, Newington, CT 06111.
  430.  
  431. Fig 1 -- A transparent telephone allows us to see the internal 
  432. circuitry. Not much shielding here. In fact if we could see our 
  433. phones with RF rather than visible light, this is what most 
  434. telephones would look like!
  435.  
  436. Fig 2 -- A common-mode choke for coaxial transmission lines. A 
  437. similar technique is used to wind common-mode chokes for telephone 
  438. wiring or ac-line cords. Use #75 ferrite material to suppress HF 
  439. signals and 43 to suppress VHF.
  440.  
  441. Fig 3 -- A typical modular telephone EMI filter.
  442.  
  443.  
  444.