Профиль деталей примыкающих к швеллерам: Чем различаются швеллеры У и П

Содержание

Чем различаются швеллеры У и П

Строительство гаража, бытовки или высотного здания не может обойтись без несущих элементов. Самый известный из них – швеллер. Форм-фактор определяется ГОСТом, выделяются разновидности типа П и типа У. В чем различие этих профилей?

Что такое швеллер

Считается, что конструкционную балку изобрели в Германии. Во всяком случае, в России принято называть П-образный профиль немецким словом швеллер. Элементы выпускаются различных размеров, определяемых расстоянием между ножками буквы П (полками).

Где используется швеллер

Везде, где нужна жесткая опора или прочный каркас. Пандус для колясок, каркас строительного домика, гараж, быстровозводимые ангары – все сделано из швеллеров. В промышленности П-профиль кладут под фундаменты станков, на них же монтируют кран-балки.

Инженеров привлекает отличное сочетание прочности в любых направлениях нагрузки (кручение, изгибы) с малым весом.

Кроме того, прямые поверхности стыкуются, как детский конструктор, можно собирать дома любых форм.

Сортамент швеллеров

Стандартизация – основа прогресса. На швеллеры существуют ГОСты, задающие особенности профиля и расстояние между полками. Проектируя небоскреб или мост, инженер может выбрать требуемый сортамент по прочности.

Согласно стандарту, швеллер обозначается цифрой и буквой. Цифра показывает расстояние между полками в сантиметрах. Несмотря на то, что профиль швеллера всегда П-образный, у него могут быть особенности, уточняемые буквой:

П – швеллер с параллельными полками и прямым углом;
У – швеллер с наклонными внутренними стенками;
Э – экономичный;
Л – облегченный.

На рисунке 1 один изображены профили поперечного сечения швеллеров различных серий.

Для постройки гаража достаточно будет 5П, для перекрытий подходит 10П, самый распространенный размер для каркасов зданий – 14П.

Чем отличаются швеллеры У и П

Для производства швеллеров обеих серий используется технология горячей прокатки. Прокатный стан металлургического завода неоднократно протягивает через валки раскаленный металл, формируя профиль. Поверхность горячекатаных швеллеров не очень гладкая, при монтаже приходится шлифовать плоскости, подгоняя элементы друг к другу.

Швеллеры серии П и У отличаются формой поперечного сечения. Для примера рассмотрим изделия 40П и 40У (позиция 1 и позиция 2 на рисунке 1).

У швеллера 40П внутренняя линия полки параллельна наружной, то есть, толщина полки одинакова по всему сечению.

У швеллера 40У внутренняя часть полок выполнена с уклоном, то есть толщина полки меняется вдоль сечения. Толщина полки с края меньше, и постепенно увеличивается к основанию. Типовое отклонение – 5-10%.

При этом площадь поперечного сечения швеллеров серии У и П является одинаковой, вес 1 погонного метра также является одинаковым, теоретические справочные значения, характеризующие швеллер У и П, также являются близкими значениями.

Решение о применении той или иной серии должен принимать конструктор, который обладает всей полнотой информации о назначении проектируемой конструкции и нагрузках, которые она будет испытывать.

Чаще всего горячекатаные швеллеры используются в крупных проектах – мостах, переходах, армирующих конструкциях. Там, где качество поверхности не имеет решающего значения, где стыковка внутренних плоскостей не требуется, зато важен запас прочности на изгиб.

Подводя итоги, чем отличается швеллер У от П:

Внутренние стенки профиля наклонены;
Прочность сортамента У на изгиб выше, чем такого же типа П;
Особенности формы ограничивают применение.

Во многих случаях горячекатаные швеллеры всех серий могут быть заменены аналогичными по размерам гнутыми швеллерами. Вопрос возможной замены также решает конструктор.

Профиль деталей, примыкающих — Энциклопедия по машиностроению XXL

Профиль деталей, примыкающих к прокатным профилям в сварных конструкциях — МН 1385—60.

[c.203]

Профиль деталей, примыкающих в сварных конструкциях к угловой неравнобокой стали, мм [c.139]

Профиль деталей, примыкающих в сварных конструк циях к швеллерам [c.141]

ПРОФИЛЬ ДЕТАЛЕЙ, ПРИМЫКАЮЩИХ К ПРОКАТНЫМ ПРОФИЛЯМ [c.529]

ПРОФИЛЬ ДЕТАЛЕЙ, ПРИМЫКАЮЩИХ К ПРОКАТНЫМ ПРОФИЛЯМ В СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЯХ

[c.529]

Профиль деталей, примыкающих к стальным горячекатаным уголкам по ГОСТ 8509-93 и ГОСТ 8510-86 [c.529]

Профиль деталей, примыкающих к двутавровым балкам по ГОСТ 8239-89 и швеллерам по ГОСТ 8240-89 [c.531]

Размер ы профиля деталей, примыкающих к двутавровым балкам [c.531]

Размеры профиля деталей, примыкающих К швеллерам [c.532]

Профиль деталей, примыкающих к [c. 917]

ПРОФИЛЬ деталей, ПРИМЫКАЮЩИХ к ПРОКАТНЫМ ПРОФИЛЯМ в СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЯХ (по нормали машиностроения МН 1385-60) Профиль деталей, примыкающих к угольникам по ГОСТ 8509-57 и ГОСТ 8510-57 [c.132]

Размеры профиля деталей. примыкающих к двутавровым баллам [c.134]

Профиль деталей, примыкающих к угловой стали

[c.116]

Размеры и площадь сечения профиля прокатной угловой равнобокой стали, а также справочные величины для осей принимаются в соответствии с ГОСТ 8509—57, а размеры деталей, примыкающих к указанным профилям в сварных конструкциях, — по нормали МН 1385—60 (табл. П-3). [c.87]

Профиль типа I применяют в тех случаях, когда по расчету соединения на прочность требуется приварка примыкающих деталей к полкам двутавра или швеллера. [c.532]

Эффективный коэффициент концентрации напряжений ка зависит от многих факторов. Большое значение имеет форма поперечного сечения составлена ли балка из штампованных листов, прокатных профилей или из четырех сваренных между собой листов. В зависимости от этого кс может колебаться от 2 до 4 и выше. Важно, как осуществляется связь поперечных балок с боковинами. Коэффициент ка будет меняться в зависимости от соотношения жесткостей элементов, образующих узел, от конструктивного его оформления. Желательно, чтобы узел и примыкающие элементы не требовали усиливающих деталей. Нецелесообразно сочетать сравнительно толстостенные литые балки и тонкостенные штампованные боковины. Коэффициент к а существенно зависит от качества сварных швов. Влияние непроварен-ного шва эквивалентно резкому изменению сечения. Проф. В. Б. Медель полагает, что при изготовлении боковин и поперечных балок из штампованных профилей и хорошо продуманного их соединения можно принять ка= 3.

[c.113]

Сравнение швеллера, уголка и балки

Металлические углы, швеллеры, балки – каждый из продуктов металлопроката находит применение в строительной сфере. Выбор происходит на основании определенной задачи строительства. Двутавровая балка представляет собой профиль, она жесткая, прочная. Размерный ряд предполагает отличие по ширине, толщине, наименованию применяемой стали.

Швеллеры в отличие от балок применяются в вагоностроении, станкостроении, машиностроении, а также постройки зданий, сооружений. Этот универсальный элемент является частью каркаса крыше, участвует в создании вагона машинного состава. Стальной угол – участник большого количества строений различной направленности.

Отличия: форма, размеры, технологические особенности

Часто возникающую путаницу между тремя моделями профилей легко вычислить по внешнему виду. Все виды швеллерных балок имеют п-образное, дугообразное сечение. Сечение уголка имеет форму буквы «L». Швеллер двутавр имеет сечение буквой «Н». Из-за нерентабельности был прекращен выпуск Т-образных двутавров, но данный вид металлопрофилей пока еще пользуется спросом среди клиентов. Полную замену им составляют профили сечением «Н».

Швеллерная продукция п-образной формы характерна для горячекатаного изделия. Дугообразный формат имеют гнутые профили. Наиболее удобным для решения различных задач строительства считается классический швеллер в форме буквы «П». Двутавровая модель гораздо жестче, прочнее вышеописанного типоразмера. Части перекрытия здания на нее укладывать легче.

В качестве несущей составляющей дома двутавр прочнее, если его поставили вертикально. Если говорить о боковых нагрузках, перпендикулярных по вертикали, то тут выигрывает швеллер. Все дело в том, что происходит смещения центра тяжести сортамента в сторону поперечных сторон полок. Двутавр действует вертикально, на обе полки, стенка в этот момент противодействует сжатию.

Оба способа производства стальных углов — изгиб, горячий прокат, обеспечивают профиля устойчивостью к различным типам нагрузок. При высокой прочности они имеют приемлемую вязкость, долгое время противостоят износу.

Швеллер, уголок, балка – каждый из типов металлопроката находит обширное применение в разных сферах строительства.

Где применяются швеллер, двутавровая балка, стальной уголок?

Стальной угол находит применение:

производство техники больших размеров, автомобилестроение, строительство вагонов;
производство мебели;
формирование идеально точных, ровных углов при создании дверных, оконных проемов;
оформление коммуникаций, проведение кабелей, труб, пр.;
усиление бетонных стен, в качестве арматурного крепления.

Двутавровая балка незаменима:

строительство типовых зданий;
воплощение сложных архитектурных проектов;
сооружение ответственных металлоконструкций: мостов, подземных, наземных переходов;
как направляющая для промышленных систем кранов.

Швеллерная продукция применяется:

в создании металлоконструкций;
как перекрытие многоэтажных строений;
в автомобильной промышленности, вагоностроении, станкостроении;
в создании деталей для техники.

Каждая металлическая деталь имеет собственную специализацию. Швеллер подходит для использования в облегченных строениях, механизмах. Двутавр способен стать частью ответственной, сложной конструкции, целого здания. Стальной угол – как часть металлоконструкции или как деталь, придающая эстетику конструкции.

Почему удобно покупать металлопрокат в «Сталь-Инвест»?

На базах компании «Сталь-Инвест» всегда имеются большие партии металлопродукции, готовой к отгрузке заказчикам со всей России. Позвонив по многоканальному телефону, указанному на сайте, вы узнаете точные расценку на метр, тонну стального фасонного проката, узнаете у специалистов отличия каждой модели из ассортимента.

отличия равнополочного и неравнополочного профиля, оптимальные размеры, сферы применения

Качественное изготовление гнутых швеллеров может обеспечить только специальный профилегибочный станок. Из рулона или листа вырезаются заготовки, которые попадают под давление прессующих валов. Именно в этот момент происходит создание гнутого профиля нужной формы. Качество всех изготавливаемых швеллеров контролируется нормами ГОСТ. Благодаря этому такие детали широко используются во многих современных отраслях.

Краткое описание

В нормативных документах указано, что гнутые швеллеры могут выпускаться с разной точностью профилирования. Чаще всего встречается обычная, высокая или повышенная степень прокатки. Благодаря этому специалисты стали различать несколько разновидностей стального профиля, которые отличаются между собой не только по точности прокатки и форме, но и по другим параметрам.

Крупные предприятия занимаются производством швеллеров из различных типов стали, главными из которых считаются:

Углеродистая.
Рулонная горячекатаная. Эта технология подразумевает изменение кристаллической решётки стали.
Низколегированная. Эта сталь содержит специальные легирующие добавки, которые существенно повышают эксплуатационные характеристики изделий металлопроката.
Рулонная холоднокатаная. Этот металл обладает повышенной устойчивостью к деформациям.
Конструкционная сталь.

Согласно нормативным документам ГОСТ, все изделия, которые отличаются равными полками, могут иметь длину от 3 до 12 метров. Что касается неравнополочных изделий, их длина всегда варьируется в пределах от 4 до 11 метров. Несмотря на это специалисты различают несколько разновидностей стальных гнутых швеллеров:

Мерная. В этом случае все показатели соответствуют требованиям, которые были указаны в договоре или заказе.
Немерная. Длина, которая была регламентирована определённым диапазоном стандартов, но не меньше той, что была указана в заказе.
Кратная мерной. В обязательном порядке должна быть согласована с изготовителем.
Мерная длина с немерным швеллерным прокатом. Его количество не превышает 7% от массы всей партии.
Кратная мерной с немерным швеллерным прокатом (все в пределах 7%).

Стоит учесть, что для неравнополочных гнутых изделий к немерным отрезкам принято относить те швеллеры, длина которых превышает 3 метра.

Принцип производства

Современное изготовление этой универсальной детали основано на применении горячекатанной, холоднокатаной и низколегированной стали. Специалисты утверждают, что именного горячекатанная технология сумела зарекомендовать себя исключительно с положительной стороны в сфере массового производства швеллеров, балок и других изделий.

Стальная разновидность этого металлопроката подразумевает использование холодного проката, благодаря чему можно создать высококачественные изделия, которые будут хорошо противостоять любым деформациям. Что касается низколегированной стали, то такие материалы получаются самыми дорогими, но и надёжными. Стоит заметить, что эта разновидность материала разбавлена своеобразными примесями, которые в несколько раз повышают итоговые эксплуатационные качества самого металла.

Чтобы все изделия соответствовали установленным стандартам качества, их производством должен заниматься исключительно квалифицированный персонал. Прежде чем приступить к самому ответственному процессу — изготовлению швеллеров, все детали должны быть проверены на наличие сколов и деформаций. Кромки и торцы заготовок не должны иметь каких-либо зазубрин, расслоений.

Для изготовления профилей используется только качественное оборудование, из-за чего нужно несколько ответственных этапов, дабы в итоге получить качественную продукцию. Выбор технологии производства зависит от конкретного профилирования. После формирования отрезка, осуществляется универсальная нарезка станом. Что касается поштучного профилирования, то вся необходимая нарезка проводится заранее.

Из-за того, что эта разновидность профилей производится с помощью специального станка, любые изменения в калибровке могут привести к той ситуации, когда итоговое качество изделий будет снижено в несколько раз. В этом случае можно столкнуться с такими разновидностями повреждений: винтообразность, волнистость, искажение форм, серповидность.

Ассортимент швеллеров разнообразен, из-за чего применение того или иного изделия может варьироваться в зависимости от требуемых эксплуатационных качеств. Отдельно стоит учесть, что нанесённые на изделие цифры всегда означают его высоту. К примеру: швеллер 11 может использоваться для монтажа конструкций, а 16 больше всего подходит для армирования строений, так как обладает высокими показателями прочности. Конечно, в зависимости от типа швеллера варьируется и его итоговая цена.

Особенности применения

Современные швеллеры относятся к категории металлических изделий, сечение которых напоминает букву «П». Сам материал состоит из широкой стенки и двух прилегающих полосок. Чаще всего стальной швеллер (гнутый, равнополочный) выпускается длиной от 3 до 12 метров, при этом толщина его стенок варьируется в пределах 8 миллиметров. Главная особенность этого изделия состоит в небольшом удельном весе и высокой прочности. Все конструкции, которые были изготовлены из такого металлопроката, отличаются лёгкостью и качеством, так как они способны выдерживать большие нагрузки.

Гнутый профиль отличается тем, что он всегда имеет точные размеры и немного скруглённые углы. Отдельно стоит учесть, что готовое изделие никогда не имеет дефектов, так как все погрешности заготовок устраняются под действием профилегибочного станка. Благодаря этому конечный материал не требует дополнительной обработки. В ремонтных работах все чаще используются именно гнутые профили, которые можно эксплуатировать вместе с фаской.

На сегодняшний день швеллер гнутый равнополочный активно используется в реконструкции зданий, а также для строительства различных объектов. Все металлоконструкции, в которых присутствует этот материал, составляют огромную конкуренцию традиционным постройкам из железобетона.

Благодаря этому мастера получают множество экономических и технологических преимуществ, что позволяет снизить трудоёмкость монтажных работ, сократив тем самым сроки строительства. К примеру, многие инженеры привыкли всегда обращать своё внимание на разновидности швеллера, который, в частности, представляет оцинкованный тип термопрофиля, изготовляемого по индивидуальным размерам.

Отдельно стоит учесть, что масштабное использование этого материала позволяет существенно снизить уровень нагрузки на итоговую конструкцию, благодаря чему можно использовать более доступные типы фундамента. Итоговые размеры гнутого швеллера сделали этот материал универсальным и многофункциональным, за счёт чего он активно используется как в частном, так и промышленном строительстве. Опытные мастера задействуют его для производства качественных перегородок в офисах и жилых зданиях.

Не стоит забывать и о машиностроении, где без гнутого металлопроката просто не обойтись. Швеллеры активно используются для изготовления долговечных деталей и механизмов для автомобилей, а также для сооружения универсальных рамных конструкций. Прочность этого материала настолько велика, что он считается обязательным на тех заводах, где происходит изготовление надёжных рам для массивных грузовиков.

Основные преимущества

Гнутый профиль обладает множеством положительных характеристик, благодаря чему он высоко ценится во многих промышленных и бытовых сферах. Такая популярность обусловлена большим количеством преимуществ, главными из которых считаются:

Рациональное использование швеллеров даёт потребителю отличную возможность снизить итоговый вес возводимой конструкции. Благодаря этому можно сэкономить более 30% используемого материала, чего невозможно добиться, используя двутавр или горячекатанный швеллер.
Изделия отличаются невысокой стоимостью и хорошими прочностными характеристиками. Благодаря этому такой металлопрокат широко используется в промышленности и строительстве.
Гнутый профиль отличается своим качеством, благодаря чему его чаще всего используют без предварительной очистки от фаски.
Для проведения монтажных работ не нужно задействовать сварочный аппарат.
Готовая конструкция имеет небольшой вес.
Профиль хорошо переносит поступающее давление на изгиб.
Материал имеет очень гладкую поверхность.
Высокая точность и совместимость всех деталей.
С помощью таких швеллеров можно создавать уникальные конструкции произвольных форм.
Когда заготовки проходят через пресс профилегибочных станков, то происходит устранение всех имеющихся дефектов, благодаря чему не требуется дополнительная обработка материала.

Благодаря наличию всех этих преимуществ гнутый стальной профиль активно используется на многих современных производствах.

Допустимые отклонения размера сечения

Специалисты в этой сфере утверждают, что любые отклонения от номинальных показателей толщины гнутых швеллеров полностью соответствуют рулонному прокату, из которого и производятся эти изделия. Конечно, все эти показатели прописаны в допустимых стандартах, которые контролируют процесс изготовления рулонной стали. В этом случае важно учесть, что для производства гнутых профилей обязательно должны использоваться заготовки в виде рулонной стали.

Варианты исполнения

Самым востребованным материалом в сфере металлопроката считается гнутый швеллер. Основная цель этого изделия состоит в том, чтобы придать конструкции необходимый уровень устойчивости и прочности. Специфика швеллера состоит в том, что он не только хорошо переносит поступающую на него нагрузку, но и равномерно её перераспределяет. В зависимости от размера и формы, в продаже можно встретить несколько разновидностей швеллера:

С параллельными гранями всех полок.
С небольшим уклоном граней полок.
Универсальные экземпляры.

В зависимости от способа изготовления их принято делить на неравнополочные и равнополочные швеллера. Что касается последнего вида изделия, основной процесс его изготовления не считается сложным, так как в процессе работы задействуется трубный станок. В качестве заготовок используется рулонная сталь стандартного качества и углеродистая конструкционная сталь высокого качества. Стальной гнутый неравнополочный швеллер производится при помощи универсальных профилегибочных станов.

Отдельно стоит учесть, что оцинкованный тип гнутого швеллера, благодаря своей прочности и удельному весу, нашёл своё применение не только на масштабных строительных площадках, но и в машиностроении, станкостроении, автомобилестроении, вагоностроении и многих других областях. Сам процесс изготовления этой разновидности металлопроката состоит из двух основных этапов:

Из заготовки производится изделие нужной формы и размера.
Готовая деталь покрывается оцинкованным покрытием, которое служит надёжной защитой от негативного воздействия коррозии.

Нержавеющий тип швеллера может быть как гнутым (не покрытым цинком), так и горячекатанным. В период активной эксплуатации таких изделий необходимо тщательно следить за его прочностными характеристиками, так как он участвовал в создании металлических конструкций и от него зависит качество и безопасность всего объекта.

швеллерный профиль — это… Что такое швеллерный профиль?

Смотреть что такое «швеллерный профиль» в других словарях:

Профиль — [section, shape; crown] 1. Форма поперечного сечения металлического изделия или полуфабриката. 2. Длинномерное металлическое изделие или полуфабрикат заданного поперечного сечения с соизмеримыми по величине шириной и высотой (в отличие от листа… … Энциклопедический словарь по металлургии
швеллерный гнутый профиль — ГОСТ 14350 80 ндп. см. гнутый швеллер … Металлургия. Терминология ГОСТ
прессованный профиль — [extruded section] профиль, полученный прессованием (выдавливанием) в матрицу, как правило, на горизонтальных гидравлических прессах. Прессованный профиль разделяют: по конфигурации поперечного сечения на сплошные и полые; по изменению размеров… … Энциклопедический словарь по металлургии
переменный профиль — [variable section] сортовой прокат с сечением, изменяющимся по длине (плавно или ступенчато). Профили гладкого переменного сечения изготолвяют в основном прокаткой, непрерывно меняя расстояние между валками (Смотри Прокатный профиль), а профили… … Энциклопедический словарь по металлургии
зетовый профиль — [Z section] фасонный профиль, необходим элементами которого являются стенка и ограничивающие ее две противоположно направленные полки. 3етовый профиль изготовляют горячей прокаткой, профилированием, холодной прокаткой с волочением, прессованием.… … Энциклопедический словарь по металлургии
гнутый профиль — [roll formed section] профиль, изготовленный холодной гибкой листового металла валковым или другим инструментом. Наиболее распространен способ изготовления гнутого профиля прокатка на профилегибочных станах, при которой из плоской заготовки… … Энциклопедический словарь по металлургии
фасонный профиль — [shape] сортовой прокат сложной конфигурации или специального назначения. К первому относят профили с сечением, отличающимся от простой геометрической фигуры, например, двутавровые, швеллеровые, угловые, ко второму профили как со сложным, так и с … Энциклопедический словарь по металлургии
прокатный профиль — [rolled section] профиль, полученный горячей прокаткой. Различают прокатные профили с постоянным поперечным сечением по длине, переменные профили и специальные. К 1 му виду относят сортовой прокатный профиль простой геометрической формы (например … Энциклопедический словарь по металлургии
периодический профиль — [deformed section] профиль с закономерно (периодически) изменяющимися по длине размерами сечения; изготовляется продольной прокаткой на сортовых и специальных станах и поперечно винтовой прокаткой на трехвалковых станах. Продольной прокаткой… … Энциклопедический словарь по металлургии
замкнутый профиль — [closed end section] гнутый профиль с замкнутым контуром сечения. Изготавливают преимущественно замкнутые профиль со сварным или несварным замковым швом, прямоугольные и квадратные со стороной 100 250 мм. Смотри также: Профиль швеллерный профиль… … Энциклопедический словарь по металлургии

Избирательность соседнего канала — ключевые вопросы »Электроника

Избирательность по соседнему каналу, ACS, определяет, насколько хорошо радиоприемник отклоняет нежелательные сигналы на соседних частотах.

Избирательность радиоприемника Включает:
Основы радиоселективности Избирательность по соседнему каналу Отклонение изображения

Избирательность по соседнему каналу, ACS — это мера способности радиоприемника принимать сигнал на желаемом канале или частоте в присутствии другого сигнала на соседней частоте или канале.

Избирательность по соседнему каналу определяется как отношение ослабления фильтра приемника на желаемом канале или частоте к ослаблению фильтра приемника на частоте соседнего канала.

Ввиду этого характеристики фильтра приемника являются ключевыми при определении избирательности по соседнему каналу, ACS, производительности.

Характеристики фильтра радиоприемника

Существует множество различных спецификаций фильтров, которые можно использовать для определения характеристик фильтра и, следовательно, избирательности по соседнему каналу:

Стоп-полоса
Полоса пропускания
Внутриполосная пульсация
Пульсация полосы задержки
Коэффициент формы
Маска ответа
Входное и выходное сопротивление
Интермодуляция

Параметры фильтра

Эффективность избирательности по соседнему каналу в первую очередь связана с характеристиками фильтра, и для любого фильтра есть две основные области, представляющие интерес:

Полоса пропускания: Это полоса частот, для которой считается, что фильтр пропускает сигналы.
Полоса заграждения: Это полоса, для которой фильтр приемника, как считается, останавливает нежелательные сигналы, распространяющиеся дальше в радиостанции. Это определяет уровень подавления избирательности по соседнему каналу.

На диаграмме ниже показан идеальный отклик для фильтра. Существует немедленный переход между полосой пропускания и полосой заграждения. Также в полосе пропускания фильтр не вносит никаких потерь, а в полосе заграждения сигнал не пропускается.

Идеальный отклик для полосового фильтра

Показанный выше отклик обеспечит идеальные характеристики избирательности по соседнему каналу, но в действительности этого невозможно достичь.

Отклик идеального фильтра

В действительности невозможно реализовать фильтр с такими характеристиками и типичным откликом, более похожим на показанный ниже. Из диаграммы довольно очевидно, что существует ряд отличий. Во-первых, есть некоторые потери в полосе пропускания.Во-вторых, отклик не спадает бесконечно быстро. В-третьих, затухание в полосе заграждения не бесконечно, даже если оно очень велико. Наконец, можно заметить, что в полосе присутствует некоторая рябь. В первую очередь это различие в ответе между полосой пропускания и полосой задерживания, которые определяют избирательность соседнего канала, наряду со скоростью, с которой отклик попадает между полосой пропускания и полосой задерживания.

Отклик типичного кварцевого полосно-пропускающего фильтра

В большинстве фильтров затухание в полосе пропускания обычно относительно невелико.Для типичного кварцевого фильтра вполне типичны цифры 2–3 дБ. Однако обнаружено, что очень узкополосные фильтры, подобные тем, которые используются для приема Морзе, могут быть выше этого. К счастью, довольно легко противодействовать этим потерям, просто добавив немного дополнительного усиления в каскады промежуточной частоты, и этот коэффициент не указывается как часть спецификации приемника.

Видно, что характеристика фильтра не спадает бесконечно быстро, и необходимо определить точки, между которыми лежит полоса пропускания.Для приемников полоса пропускания принимается как ширина полосы между точками, где отклик упал на 6 дБ, то есть где он на 6 дБ или -6 дБ.

Также определена полоса заграждения. Для большинства фильтров радиоприемников это считается началом в точке, где отклик упал на 60 дБ, хотя это следует проверить в спецификации фильтра, поскольку некоторые фильтры могут быть не такими хорошими. Иногда фильтр может иметь полосу заграждения, определяемую для ослабления 50 дБ, а не 60 дБ.

Коэффициент формы фильтра

Видно, что очень важно, чтобы фильтр достиг своего окончательного уровня подавления как можно быстрее после выхода за пределы полосы пропускания.Это может быть ключевым параметром избирательности по соседнему каналу. Если отклик не падает достаточно быстро, тогда сигналы соседнего канала могут быть недостаточно ослаблены.

В идеале отклик должен падать как можно быстрее. Чтобы измерить это, в некоторых фильтрах используется показатель, известный как коэффициент формы. Это просто отношение ширины полосы пропускания и полосы заграждения. Таким образом, фильтр с полосой пропускания 3 кГц при -6 дБ и цифрой 6 кГц при -60 дБ для полосы заграждения будет иметь коэффициент формы 2: 1.Чтобы эта цифра имела реальное значение, необходимо также указать две цифры затухания. В результате полный коэффициент формы должен быть 2: 1 при 6/60 дБ.

Типы фильтров

Существует множество различных типов фильтров, которые можно использовать в приемнике. Старые широковещательные наборы использовали фильтры LC. Трансформаторы ПЧ в приемнике были настроены, и можно было регулировать резонансную частоту каждого трансформатора с помощью регулируемого ферритового сердечника.

Сегодня более широко используются керамические фильтры.Их действие основано на пьезоэлектрическом эффекте. Поступающий электрический сигнал преобразуется в механические колебания за счет пьезоэлектрического эффекта. Затем на эти колебания влияют механические резонансы керамического кристалла. Поскольку механические колебания затем снова связываются с электрическим сигналом, общий эффект заключается в том, что механические резонансы керамического кристалла влияют на электрический сигнал. Механические резонансы керамики демонстрируют высокий уровень добротности, что отражается на ее характеристиках как электрического фильтра.Таким образом можно очень легко изготовить фильтр с высоким добротностью.

Керамические фильтры могут быть очень дешевыми, некоторые стоят всего несколько центов. Однако доступны и более производительные.

Для действительно высоких характеристик фильтра используются кварцевые фильтры. Кристаллы сделаны из кварца, встречающейся в природе формы кремния, хотя современные компоненты производятся из синтетически выращенного кварца. Эти кристаллы также используют пьезоэлектрический эффект и работают так же, как керамические фильтры, но имеют гораздо более высокие уровни добротности и гораздо более высокую степень селективности.Поскольку они являются резонансными элементами, они используются во многих областях, где можно найти резонансные ЖК-элементы. Они используются в генераторах — во многих компьютерах есть кварцевые генераторы, но они также широко используются в высокопроизводительных фильтрах.

Обычно кристаллические фильтры состоят из нескольких отдельных кристаллов. Часто фильтр упоминается как имеющий определенное количество полюсов. На каждый кристалл приходится по одному полюсу, поэтому шестиполюсный кристаллический фильтр будет содержать шесть кристаллов и так далее. Многие фильтры, используемые в любительских приемниках связи, содержат шесть или восемь полюсов.

Выбор подходящей полосы пропускания фильтра

Важно выбрать правильную полосу пропускания для данного типа сигнала. Очевидно, необходимо следить за тем, чтобы он не был слишком широким, иначе нежелательные внеканальные сигналы смогут пройти через фильтр. И наоборот, если фильтр слишком узкий, то часть полезного сигнала будет отклонена и возникнут искажения.

Поскольку разные типы передачи занимают разную ширину полосы спектра, необходимо адаптировать полосу пропускания фильтра к типу принимаемой передачи.В результате многие приемники переключаются на разные фильтры для разных типов передачи. Это может быть сделано либо автоматически, как часть переключателя режима, либо с помощью отдельного переключателя фильтра.

Обычно фильтр для приема AM в диапазонах длинных и средних волн составляет около 9 или 10 кГц, а в диапазонах коротких волн будет иметь полосу пропускания около 6 кГц. Для приема SSB это будет примерно 2,5 кГц. Для приема Морзе часто используются фильтры 500 и 250 Гц.

Избирательность по соседнему каналу является важным фактором для любого приемника, будь то ВЧ-связь, мобильная связь (сотовые телефоны) или Wi-Fi.. . или для любой формы беспроводной / радиосвязи. Избирательность радиосвязи по соседнему каналу внутри системы будет определять многие аспекты производительности, особенно то, как она работает, когда используются близлежащие каналы или частоты.

Другие важные темы по радио:
Радиосигналы Типы и методы модуляции Амплитудная модуляция Модуляция частоты OFDM ВЧ микширование Петли фазовой автоподстройки частоты Синтезаторы частот Пассивная интермодуляция ВЧ аттенюаторы RF фильтры RF циркулятор Типы радиоприемников Радио Superhet Избирательность приемника Чувствительность приемника Обработка сильного сигнала приемника Динамический диапазон приемника
Вернуться в меню тем радио.. .

Помехи в соседнем канале

Я был вдохновлен попытаться немного поэкспериментировать после недавних сеансов стресс-тестирования WiFi Кейта Парсонса, в ходе которых он провел тестирование на нескольких точках доступа поставщиков, чтобы увидеть, в какой момент они превратились в кучу из-за пропускной способности трафика.

Я не могу выполнить ничего более грандиозного или подробного, как Кейт (у меня нет его знаний, мозгов или ресурсов!), Но я подумал, что было бы интересно проверить некоторые фактические правила использования 2.Диапазон 4GHz для WiFi.

Таким образом, из-за требований к полосе пропускания оборудования WiFi рекомендуется, чтобы между каналами, используемыми в диапазоне 2,4 ГГц, был разрешен интервал не менее 22 МГц. Это требуется для требований к полосе пропускания старой схемы модуляции DSSS. Для более новой техники модуляции OFDM требуется только 20 МГц пространства, но по причинам обратной совместимости правило 22 МГц сохраняется.

Сама полоса разбита на 11, 13 или 14 каналов, в зависимости от вашего местоположения в мире.Ширина каждого канала составляет 5 МГц, как показано на схеме ниже:

Чтобы обеспечить требуемый интервал 22 МГц, обычно рекомендуется использовать каналы 1, 6 и 11, что обеспечивает интервал 25 МГц между центральными частотами используемых каналов.

Если эти правила не соблюдаются, то из-за спектральной маски сигналов Wi-Fi начинают возникать помехи по соседнему каналу, что приводит к ошибкам в каналах, создающих помехи, и, как правило, является очень нежелательной ситуацией.Таким образом, в идеальном мире все будут играть хорошо и придерживаться неперекрывающихся каналов 1,6 и 11. Даже соседние сети, использующие одни и те же каналы, будут сосуществовать довольно хорошо, поскольку все они играют по одним и тем же правилам, определенным в стандарт 802.11.

Однако, хотя это «общепринятое мнение» хорошо известно. На себе никогда не тестировал. Итак, я решил запустить пару точек доступа, пару планшетов или iPad и сервер iperf и посмотреть, что именно произошло, когда я создал помехи для моего собственного соседнего канала.

Мой тестовый комплект был:

AP Cisco 2602 (прибит к каналу 11)
AP Cisco 1142 (менялось в каналах с 6 по 11 во время эксперимента)
iPad 2 с приложением iperf2
iPad 4-го поколения с приложением iperf2
сервер Windows 2003, на котором запущен сервер iperf

Обе точки доступа имели мощность передачи около 10 дБм. Местом проведения испытаний был мой домашний гараж (это все, что у меня было!), С комплектом, расположенным, как показано ниже:

Расстояния были немного короче, чем мне хотелось бы, но я догадался, что если бы я мог наблюдать какие-либо эффекты, я бы легко их хорошо увидел, когда все устройства находятся в такой близости.

Каждая точка доступа имеет свой собственный SSID, и каждый из iPad был настроен на использование SSID своей ближайшей точки доступа.

AP 2602 и iPad 4-го поколения оставались нетронутыми при использовании канала 11 на протяжении всего теста. Был выбран канал 11, так как это был единственный канал, который не использовался моими соседями — см. Снимок экрана inSSIDer для диапазона 2,4 ГГц до тестирования:

IPad 2 и точка доступа 1142 переключались по каналам при каждом тестовом запуске. Первый тестовый запуск был на канале 6, второй на канале 7..и т.д. Цель заключалась в том, чтобы увидеть, как все на iPad 4-го поколения фиксируется на канале 11, поскольку iPad 2 все ближе и ближе к своему каналу. Оба iPad выполняли тест TCP iperf для сервера iperf на сервере Windows 2003.

Каждый тест запускался 3 раза, чтобы убедиться, что я получаю стабильные результаты.

Первый тестовый запуск проводился только на iPad 4-го поколения, на котором был запущен тест iperf. Это было сделано для того, чтобы измерить пропускную способность iPad при отсутствии каких-либо помех или конкурирующей нагрузки.

Результаты показаны в таблице ниже (в ней показана пропускная способность iPad 4-го поколения — оба iPad одновременно выполняли тест iperf во время каждого тестового прогона):

Если честно, результаты были довольно неожиданными.

Базовый тестовый прогон только с iPad 4-го поколения показал пропускную способность около 35 Мбит / с, что можно было ожидать от однопоточного устройства в хороших условиях. Так что никаких сюрпризов.

Были аналогичные результаты, когда iPad 2 был запущен и настроен на использование каналов 6 и 7. Пропускная способность была почти такой же, что и следовало ожидать, поскольку мы поддерживаем интервал 20 МГц, необходимый для модуляции OFDM.

Однако при интервале 15 МГц, когда iPad 2 находится на канале 8, производительность резко падает, в среднем 2.6 Мбит / с. Это было настоящим сюрпризом. Я ожидал деградации, но не такого уровня воздействия. Я повторил эти тесты несколько раз (3 раза, и даже повторил еще раз в конце моего тестирования), чтобы убедиться, что это не какая-то аномалия, вызванная каким-то внезапным локальным источником шума или другим фактором. Но результат остался прежним.

По какой-то причине производительность довольно сильно восстановилась с интервалом 10 МГц и снова упала с интервалом 5 МГц.

Как только мы достигли нулевого интервала (т.е.е. обе точки доступа на одном канале), ситуация восстановилась, поскольку обе точки доступа работали бы нормально, эффективно разделяя доступную полосу пропускания RF между собой.

Я должен признать, что меня немного смутили некоторые наблюдаемые результаты. Это, безусловно, подчеркивает влияние на производительность, которое может возникнуть при отклонении от общепринятого мнения об использовании каналов 1, 6 и 11. Но это не объясняет, почему одни интервалы имеют такое разрушительное влияние по сравнению с другими.

Еще один момент, на который следует обратить внимание, заключается в том, что с учетом результатов, показанных выше, было бы целесообразно использовать более краткую стратегию разнесения каналов, если бы просто допустить подход разнесения 20 МГц.Этот может иметь некоторые достоинства, если у вас есть среда только для OFDM, но если устройства DSSS присутствуют в соседних зданиях или этажах. у вас будут проблемы. Кроме того, если ваши соседи приняли хорошо зарекомендовавший себя план каналов 1-6-11, ваш новомодный план каналов 1-5-9-13 (например) будет испытывать довольно сильные помехи по соседнему каналу, которые, судя по приведенные выше результаты — очень плохая вещь …

Предостережение : это тестирование не является окончательным или проводится с использованием строго контролируемых или научных методов.Я не гарантирую действительность всего изложенного в этом документе. Тем не менее, мне было бы очень интересно получить от других отзывы относительно ее точности, полученные в результате их собственных испытаний или реальных наблюдений. Также будут приветствоваться любые советы по лучшему подходу к лучшему пониманию нюансов наблюдаемых результатов.

% PDF-1.7 % 338 0 объект > endobj xref 338 136 0000000016 00000 н. 0000003528 00000 н. 0000003690 00000 н. 0000003983 00000 н. 0000004502 00000 н. 0000005015 00000 н. 0000005069 00000 н. 0000005270 00000 п. 0000005453 00000 п. 0000006316 00000 н. 0000007278 00000 н. 0000007459 00000 н. 0000007971 00000 н. 0000008163 00000 н. 0000008321 00000 п. 0000008512 00000 н. 0000008880 00000 н. 0000009074 00000 н. 0000025497 00000 п. 0000025555 00000 п. 0000025664 00000 п. 0000025752 00000 п. 0000025885 00000 п. 0000026026 00000 п. 0000026168 00000 п. 0000026383 00000 п. 0000026564 00000 п. 0000026685 00000 п. 0000026834 00000 п. 0000027002 00000 п. 0000027108 00000 п. 0000027254 00000 п. 0000027414 00000 п. 0000027510 00000 п. 0000027608 00000 п. 0000027749 00000 п. 0000027854 00000 п. 0000027961 00000 п. 0000028062 00000 п. 0000028168 00000 п. 0000028285 00000 п. 0000028387 00000 п. 0000028486 00000 п. 0000028647 00000 п. 0000028801 00000 п. 0000028954 00000 п. 0000029086 00000 п. 0000029217 00000 п. 0000029366 00000 п. 0000029501 00000 п. 0000029647 00000 п. 0000029803 00000 п. 0000029936 00000 н. 0000030070 00000 п. 0000030203 00000 п. 0000030337 00000 п. 0000030482 00000 п. 0000030626 00000 п. 0000030779 00000 п. 0000030933 00000 п. 0000031075 00000 п. 0000031206 00000 п. 0000031389 00000 п. 0000031552 00000 п. 0000031773 00000 п. 0000031994 00000 п. 0000032215 00000 п. 0000032436 00000 п. 0000032647 00000 п. 0000032805 00000 п. 0000033004 00000 п. 0000033210 00000 п. 0000033356 00000 п. 0000033509 00000 п. 0000033709 00000 п. 0000033916 00000 п. 0000034063 00000 п. 0000034217 00000 п. 0000034368 00000 п. 0000034525 00000 п. 0000034710 00000 п. 0000034875 00000 п. 0000035050 00000 п. 0000035182 00000 п. 0000035323 00000 п. 0000035486 00000 п. 0000035664 00000 п. 0000035837 00000 п. 0000035982 00000 п. 0000036114 00000 п. 0000036275 00000 п. 0000036414 00000 п. 0000036568 00000 п. 0000036721 00000 п. 0000036853 00000 п. 0000036984 00000 п. 0000037133 00000 п. 0000037268 00000 п. 0000037414 00000 п. 0000037570 00000 п. 0000037703 00000 п. 0000037837 00000 п. 0000037970 00000 п. 0000038104 00000 п.