Изтеглете методи за настройка на кварцови филтри. Трансивър кристален филтър

Известно е, че кристалният филтър е „наполовина добър трансивър“. Предложената статия представя практичния дизайн на дванадесеткристален кварцов филтър от основния избор за висококачествен приемо-предавател и приемник за компютър, което ви позволява да конфигурирате този и всякакви други теснолентови филтри. Напоследък в аматьорските проекти като основен филтър за селекция се използват кварцови осемкристални стълбови филтри, направени на същите резонатори. Тези филтри са относително лесни за производство и не изискват големи материални разходи.

Разработени са компютърни програми за тяхното изчисляване и симулиране. Характеристиките на филтрите напълно отговарят на изискванията за висококачествено приемане и предаване на сигнала. Въпреки това, с всички предимства, тези филтри имат и значителен недостатък - известна асиметрия в честотната характеристика (плосък нискочестотен наклон) и съответно нисък коефициент на квадратност.

Натоварването на аматьорското радио определя доста строги изисквания за селективността на модерен приемо-предавател в съседния канал, така че главният филтър за избор трябва да осигурява затихване извън лентата на пропускане от най-малко 100 dB с коефициент на квадратност 1,5 ... 1,8 (при нива от -6 / -90 dB).

Естествено, загубите и неравномерната честотна характеристика в лентата на пропускане на филтъра трябва да бъдат минимални. Ръководейки се от препоръките, посочени в, за основа беше избран десеткристален стълбовиден филтър с характеристика на Чебишев с неравномерност на честотната характеристика от 0,28 dB.

За увеличаване на стръмността на склоновете бяха въведени допълнителни вериги, успоредни на входа и изхода на филтъра, състоящи се от последователно свързани кварцови резонатори и кондензатори.

Изчисленията на параметрите на резонаторите и филтъра са извършени по метода, описан в. За честотна лента на филтъра от 2,65 kHz са получени първоначалните стойности C1,2 = 82,2 pF, Lkv = 0,0185 H, Rn = 224 Ohm. Филтърната верига и изчислените стойности на номиналните стойности на кондензатора са показани на фиг. един.

Дизайнът използва кварцови резонатори за телевизионни PAL декодери на честота 8,867 MHz, произведени от VNIISIMS (Александров, Владимирска област). Стабилната повторяемост на кристалните параметри, малките им размери и ниската цена изиграха своята роля при избора.

Изборът на честотата на кварцовите резонатори за ZQ2-ZQ11 беше извършен с точност ±50 Hz. Измерванията са извършени с помощта на самоделен автоосцилатор и индустриален честотомер. Резонаторите ZQ1 и ZQ12 за паралелни вериги се избират от други партиди кристали с честоти съответно под и над основната честота на филтъра с около 1 kHz.

Филтърът е монтиран върху печатна платка от двустранно фолио от фибростъкло с дебелина 1 mm (фиг. 2).

Най-горният слой на метализация се използва като обикновен проводник. Отворите от страната на монтажа на резонатора са скрити. Корпусите на всички кварцови резонатори са свързани към общ проводник чрез запояване.

Преди да се монтират частите, филтърната печатна платка се запоява в калаена кутия с два подвижни капака. Също така от страната на печатните проводници е запоена екранна преграда, минаваща между изводите на резонаторите по централната аксиална линия на платката.

На фиг. 3 показва електрическата схема на филтъра. Всички кондензатори във филтъра са КД и КМ.

След като филтърът беше направен, възникна въпросът: как да измерим неговата честотна характеристика с максимална разделителна способност у дома?

Използва се домашен компютър с последваща проверка на резултатите от измерването чрез нанасяне на честотната характеристика на филтъра по точки с помощта на селективен микроволтметър. Аз, като дизайнер на радиолюбителско оборудване, бях много заинтересован от идеята, предложена от DG2XK, да използвам компютърна програма на нискочестотен (20 Hz ... 22 kHz) спектрален анализатор за измерване на честотната характеристика на теснолентовия радиолюбителски филтри.

Същността му се състои в това, че високочестотният спектър на честотната характеристика на кварцовия филтър се прехвърля в нискочестотния диапазон с помощта на конвенционален SSB детектор, а компютър с инсталирана програма за спектрален анализатор позволява да се види честотата отговор на този филтър на дисплея.

Като източник на високочестотен сигнал DG2XK е използван генератор на шум, базиран на ценеров диод. Моите експерименти показаха, че такъв източник на сигнал ви позволява да видите честотната характеристика до ниво не повече от -40 dB, което очевидно не е достатъчно за настройка на висококачествен филтър. За да видите честотната характеристика на филтъра при -100 dB, осцилаторът трябва да има

Поради тази причина генераторът на шум беше заменен с конвенционален генератор на размах (фиг. 4). За основа е взета веригата на кварцов осцилатор, в която относителната спектрална плътност на мощността на шума е -165 dB / Hz. Това означава, че мощността на шума на генератора при настройка от 10 kHz в честотна лента от 3 kHz

Изходният код е леко модифициран. Така че вместо биполярни транзистори се използват транзистори с полеви ефекти и верига, състояща се от индуктор L1 и варикапи VD2-VD5, е свързана последователно с кварцов резонатор ZQ1. Честотата на осцилатора се настройва спрямо честотата на кварца в рамките на 5 kHz, което е напълно достатъчно за измерване на честотната характеристика на теснолентов филтър.

Кварцовият резонатор в генератора е подобен на филтърния. В режим на генератор на осцилираща честота управляващото напрежение към варикапите VD2-VD5 се подава от генератор на трионно напрежение, направен на транзистор VT2 с еднопреходен транзистор с генератор на ток на VT1.

За ръчна настройка на честотата на генератора се използва многооборотен резистор R11. Чип DA1 работи като усилвател на напрежение. Първоначално замисленото синусоидално управляващо напрежение трябваше да бъде изоставено поради неравномерната скорост на преминаване на MCF в различни секции на честотната характеристика на филтъра и за да се постигне максимална разделителна способност, честотата на генератора беше намалена до 0,3 Hz. Превключвателят SA1 избира честотата на генератора "трион" - 10 или 0,3 Hz. Честотното отклонение на GKCH се задава от настройващ резистор R10.

Принципната схема на детекторния блок е показана на фиг. 5. Сигналът от изхода на кварцовия филтър се прилага към входа X2, ако веригата L1C1C2 се използва като натоварване на филтъра.

Ако измерванията се извършват на филтри, натоварени с активно съпротивление, тази верига не е необходима. След това сигналът от товарния резистор се прилага към входа X1 и проводникът, свързващ входа X1 към веригата, се отстранява на печатната платка на детектора.

Повторител на източника с динамичен диапазон от повече от 90 dB на мощен полеви транзистор VT1 съответства на съпротивлението на натоварване на филтъра и входния импеданс на миксера. Детекторът е направен по схемата на пасивен балансиран смесител на базата на полеви транзистори VT2, VT3 и има динамичен диапазон над 93 dB.

Комбинираните порти на транзисторите през P-вериги C17L2C20 и C19L3C21 получават антифазови синусоидални напрежения от 3 ... 4V (rms) от референтния осцилатор. Референтният осцилатор на детектора, направен на чип DD1, има кварцов резонатор с честота 8,862 MHz.

Нискочестотният сигнал, образуван на изхода на миксера, се усилва около 20 пъти от усилвател на чипа DA1. Тъй като звуковите карти на персоналните компютри имат вход с относително нисък импеданс, в детектора е инсталиран мощен операционен усилвател K157UD1. Честотната характеристика на усилвателя е настроена така, че под 1 kHz и над 20 kHz да има намаляване на усилването от приблизително -6 dB на октава.

Осцилаторът е монтиран на печатна платка от двустранно фолио от фибростъкло (фиг. 6). Горният слой на платката служи като общ проводник, отворите за изводите на частите, които нямат контакт с него, са скрити.

Платката е запоена в кутия с височина 40 мм с два подвижни капака. Кутията е изработена от ламарина. Индукторите L1, L2, L3 са навити на стандартни рамки с диаметър 6,5 mm с тримери от карбонилно желязо и поставени в екрани. L1 съдържа 40 навивки проводник PEV-2 0,21, L3 и L2 - съответно 27 и 2+4 навивки проводник PELSHO-0,31.

Намотка L2 е навита върху L3 по-близо до "студения" край. Всички дросели са стандартни - DM 0.1 68 μH. Постоянни резистори MLT, настройка R6, R8 и R10 тип SPZ-38. Многооборотен резистор - PPML. Постоянни кондензатори - КМ, КЛС, КТ, оксидни - К50-35, К53-1.

Установяването на GKCH започва с настройка на максималния сигнал на изхода на генератора на трионно напрежение. Чрез контролиране на сигнала на щифт 6 на микросхемата DA1 с осцилоскоп, подстригващите резистори R8 (усилване) и R6 (пристрастие) задават амплитудата и формата на сигнала, показан на диаграмата в точка А. Чрез избиране на резистора R12, стабилен генериране се постига без влизане в режим на ограничаване на сигнала.

Чрез избор на капацитет на кондензатора C14 и регулиране на веригата L2L3, изходната осцилаторна система се настройва на резонанс, което гарантира добра товароносимост на генератора. Тримерът на бобината L1 задава границите за настройка на осцилатора в рамките на 8,8586-8,8686 MHz, което частично покрива честотната лента на тествания кварцов филтър. Да се ​​осигури максимално преструктуриране на GKCh

Детекторният блок е изработен на печатна платка от двустранно фолио от фибростъкло (фиг. 7).

Най-горният слой фолио се използва като общ проводник. Отворите за изводите на части, които нямат контакт с общ проводник, са зенкеровани.

Платката е запоена в тенекиена кутия с височина 35 мм със свалящи се капаци. Неговата разделителна способност зависи от качеството на производство на приставката.

Намотките L1 -L4 съдържат 32 навивки от тел PEV-0.21, навити на кръгли кръгове върху рамки с диаметър 6 mm. Тримери в намотки от бронирани ядра SB-12a. Всички дросели тип DM-0.1. Индуктивност L5 - 16 μH, L6, L8 - 68 μH, L7 - 40 μH. Трансформатор T1 е навит на пръстеновидна феритна магнитна верига 1000NN с размер K10 x 6 x 3 mm и съдържа 7 навивки в първичната намотка, 2 x 13 навивки на проводника PEV-0.31 във вторичната.

Всички резистори за настройка - SPZ-38. По време на предварителната настройка на блока високочестотен осцилоскоп контролира синусоидалния сигнал на портите на транзисторите VT2, VT3 и, ако е необходимо, регулира намотките L2, L3. Тримерна намотка L4 честотата на референтния осцилатор се отстранява под честотната лента на филтъра с 5 kHz. Това се прави, за да се намали броят на различни смущения, които намаляват разделителната способност на устройството в работната зона на спектралния анализатор.

Осцилаторът е свързан към кварцов филтър чрез съгласуващ колебателен кръг с капацитивен делител (фиг. 8).

По време на настройката това ще ви позволи да получите ниско затихване и пулсации в лентата на пропускане на филтъра.

Вторият съгласуващ колебателен кръг, както вече беше споменато, се намира в приставката на детектора. След като сглобихме измервателната верига и свързахме изхода на приемника (конектор X3) към микрофона или линейния вход на звуковата карта на персонален компютър, стартираме програмата за спектрален анализатор. Има няколко такива програми. Авторът е използвал програмата SpectraLab v.4.32.16, намираща се на адрес: http://cityradio.narod.ru/utilities.html. Програмата е лесна за използване и има страхотни функции.

И така, стартираме програмата “SpektroLab” и чрез регулиране на честотите на GKCH (в режим на ръчно управление) и референтния осцилатор в приставката на детектора, задаваме пика на GKCh спектрограмата на около 5 kHz. Освен това, чрез балансиране на миксера на приставката на детектора, пикът на втория хармоник се намалява до нивото на шума. След това режимът GKCh се включва и на монитора се появява дългоочакваната честотна характеристика на тествания филтър. Първо се включва честотата на люлеене от 10 Hz и чрез регулиране на централната честота с помощта на R11, а след това лентата на люлеене R10 (фиг. 4), задаваме приемлива „картина“ на честотната характеристика на филтъра в реално време. По време на измерванията чрез регулиране на съгласуващите вериги се постига минимална пулсация на лентата на пропускане.

Освен това, за да постигнем максимална разделителна способност на устройството, включваме честотата на люлеене от 0,3 Hz и задаваме максималния възможен брой точки на трансформация на Фурие (FFT, авторът има 4096 ... 8192) и минималната стойност на параметъра за осредняване (Осредняване, авторът има 1) в програмата.

Тъй като характеристиката се изчертава в няколко преминавания на GKCh, режимът на пиков волтметър за съхранение (Hold) е включен. В резултат на това на монитора получаваме честотната характеристика на изследвания филтър.

С помощта на курсора на мишката получаваме необходимите цифрови стойности на получената честотна характеристика на необходимите нива. В този случай не трябва да забравяте да измерите честотата на референтния осцилатор в приставката на детектора, за да получите след това истинските стойности на честотите на точките на честотната характеристика.

След оценка на първоначалната „картина“, честотите на серийния резонанс ZQ1n ZQ12 се настройват съответно към долния и горния наклон на честотната характеристика на филтъра, като се постига максимална квадратура от -90 dB.

В заключение, използвайки принтера, получаваме пълноценен „документ“ за произведения филтър. Като пример, на фиг. 9 показва спектрограмата на честотната характеристика на този филтър. Там е показана и спектрограмата на GKCH сигнала. Видимата неравномерност на левия наклон на честотната характеристика на ниво -3 ... -5 dB се елиминира чрез пренареждане на кварцовите резонатори ZQ2-ZQ11.

В резултат на това получаваме следните характеристики на филтъра: честотна лента по ниво - 6 dB - 2.586 kHz, неравномерност на честотната характеристика в лентата на пропускане - по-малко от 2 dB, квадратичност по нива - 6/-60 dB - 1.41; по нива - 6/-80 dB 1.59 и по нива - 6/-90 dB - 1.67; затихване в лентата - по-малко от 3 dB, а зад лентата - повече от 90 dB.

Авторът решава да провери получените резултати и измерва честотната характеристика на кварцовия филтър точка по точка. За измервания беше необходим селективен микроволтметър с добър атенюатор, който беше микроволтметър от типа HMV-4 (Полша) с номинална чувствителност от 0,5 μV (в същото време той добре фиксира сигнали с ниво от 0,05 μV) и атенюатор от 100 dB.

За тази опция за измерване е сглобена схемата, показана на фиг. 10. Съгласуващите вериги на входа и изхода на филтъра са внимателно екранирани. Екранираните свързващи проводници са с добро качество. „Земните“ вериги също са внимателно изработени.

Чрез плавна промяна на честотата на GKCH с резистор R11 и превключване на атенюатора с 10 dB, ние вземаме показанията на микроволтметъра, преминавайки през цялата честотна характеристика на филтъра. Използвайки данните от измерването и същата скала, изграждаме графика на честотната характеристика (фиг. 11).

Поради високата чувствителност на микроволтметъра и ниския страничен шум на GKCH, сигналите на ниво -120 dB са добре фиксирани, което е ясно отразено на графиката.

Резултатите от измерванията са както следва: ниво на честотната лента - 6 dB - 2.64 kHz; неравномерна честотна характеристика - по-малко от 2 dB; -6/-60 dB съотношението на правоъгълност е 1,386; по нива - 6 / -80 dB - 1.56; по нива - 6/-90 dB - 1.682; по нива - 6/-100 dB - 1.864; затихване в лентата - по-малко от 3 dB, зад лентата - повече от 100 dB.

Някои разлики между резултатите от измерването и компютърната версия се обясняват с наличието на натрупващи се грешки от цифрово-аналогово преобразуване, когато анализираният сигнал се променя в голям динамичен диапазон.

Трябва да се отбележи, че горните графики на честотната характеристика на кварцовия филтър са получени с минимално количество работа по настройка и с по-внимателен подбор на компоненти, характеристиките на филтъра могат да бъдат значително подобрени.

Предложената осцилаторна схема може успешно да се използва за работа на АРУ ​​и детектори. Прилагайки сигнала на осцилатора към детектора, на изхода на приставката към компютъра получаваме сигнала на нискочестотния осцилатор на осцилиращата честота, с която можете лесно и бързо да настроите всеки филтър и каскада на нискочестотния път на трансивъра.

Не по-малко интересно е използването на предложената детекторна приставка като част от панорамния индикатор на трансивъра. За да направите това, свържете кварцов филтър с честотна лента 8...10 kHz към изхода на първия миксер. Освен това полученият сигнал се усилва и се подава към входа на детектора. В този случай можете да наблюдавате сигналите на вашите кореспонденти с нива от 5 до 9 точки с добра резолюция.

Г. Брагин (RZ4HK)

Литература:

1. Усов В. Кварцов филтър SSB. - Радиолюбител, 1992, № 6, с. 39, 40.

2. Дроздов В. В. Любителски KB приемо-предаватели. - М.: Радио и комуникация, 1988.

3. Клаус Рабан (DG2XK) Оптимизиране на Eigenbau-Quarzfiltern с компютърна звукова карта. - Funkamater, № 11, 2001, С. 1246-1249.

4 Франк Силва Shmutzeffekte vermeiden und beseitig. - ФЪНК, 1999, 11, С. 38.

Преди да продължите с производството на кварцов филтър, трябва да се запасите с кварцови резонатори, ако е възможно, с известна граница, тъй като те ще трябва да бъдат проверени и отхвърлени предварително. Не се препоръчва да инсталирате нови кварци във филтъра - те, както и други части, са обект на стареене. Те променят честотата си най-интензивно през първата година след освобождаването.

И така, кварцът на 9 MHz през първата година може да промени честотата си със 180 Hz, което е много забележимо. През следващите 2 ... 4 години относителният дрейф на честотата няма да повлияе на работата на филтъра. Кондензаторите също са подложени на стареене, следователно, подобно на кварца, те трябва да стареят няколко години (от 3 до 5).

Кварцовите резонатори трябва да бъдат закупени от една и съща партида, тъй като разпределението на параметрите в нея е малко. За да се получат добри параметри на филтъра, честотното разпространение на серийните резонанси на кварца не трябва да надвишава 0,1 от честотната лента на филтъра, за да се получи отлично - 0,01. Например, за честотна лента от 3000 Hz, разпространението не трябва да надвишава плюс или минус 150 (15) Hz, от средната аритметична стойност на честотите Fs на всички кварцови резонатори.

Определяне на електрическите параметри на кварца.

По-добре е да не използвате генератора G4-102, тъй като той има лоша форма на сигнала и не много стабилна амплитуда, когато честотата на генератора е настроена; вместо GSS и RF волтметъра е по-добре да използвате честотата X1-38 измервател на реакцията.

При липса на инструменти, вместо GSS, можете да използвате генератор на шум плюс радиоприемник (фиг. 2). Най-общо казано, добрият RX е универсален инструмент, който може да се използва по много различни начини. В RX AGC също се включва според показанията на S-метъра. Ако не е там, можете да включите тестера на ULF изхода.

При последователната резонансна честота Fs, кварцът е еквивалентен на последователна осцилаторна верига, следователно показанията на RF волтметъра или RX ще бъдат максимални.

При паралелна резонансна честота Fp кварцът е еквивалентен на паралелна колебателна верига - показанията на инструмента са минимални.

Но този момент може да бъде заобиколен, защото. кварцът се описва със същото уравнение като последователната осцилаторна верига. Всичко, от което се нуждаете, е честотомер, който може да измерва честотата до 10 Hz, и два референтни кондензатора. C1 и C2, чийто капацитет е известен с точност от 0,1 ... 1%. За честоти от порядъка на 3 ... 10 MHz, C \u003d 39 pF и C2 \u003d 20 pF. Ако не е възможно да се измери точно стойността на капацитета, тогава еталонните кондензатори могат да бъдат направени сами.

За това се вземат 5 ... 10 кондензатора с капацитет 5 ... 10 пъти по-малък от необходимия и се свързват паралелно. Факт е, че кривата на разпространение на грешката се подчинява на закона за нормално разпределение на Гаус, тя е симетрична и разпространението на стойностите в повечето случаи е много по-малко от определената стойност на толеранс.

Точността на референтния кондензатор със сигурност ще бъде по-добра от 1%. TKE (температурен коефициент на капацитет) трябва да бъде нула. Нека в нашия случай има кондензатори с ненулев TKE.

Общото правило е: - TKE x C \u003d + TKE x C. Имаме C \u003d 6,2 pF, PZZ - 3 бр., C \u003d b.2 pF M47 - 2 бр. и C \u003d 6,2 pF MP0 -1 бр. Вземете; 6,2 x (+33) x 3 + 6,2 x 0 x 1 + 6,2 x (-47) x 2 = 6,2 pF (+ 99 - 94) = 6,2 pF P + 0,03

Това означава, че когато температурата се промени с 10°C, стойността на капацитета ще се увеличи с 3x10 -5% (0,000003%). Комплект \u003d 6,2 x 6 \u003d 37,2 pF P + 0,03. По същия начин правим комплект № 2.

За измерване на Fs се сглобява веригата на Фиг. 4 от (2] - това е мултивибраторна верига, свързана с емитер, в която кварцът се възбужда близо до Fs. Кварц с първи номер.

Fso се измерва за всеки кварц Данните от измерването се въвеждат в таблицата. След това, последователно с всеки кварц, включваме кондензатора C1 и измерваме Fs1. Данните се въвеждат в таблица. По подобен начин измерваме Fs2. След това намираме средните аритметични стойности Fs0, Fs1, Fs2. За да изчислим кварцовите филтри, трябва да знаем стойността на индуктивността на кварцовите резонатори, която намираме по тричестотния метод.

Lk \u003d 1 / 2665 x 10 10 (Fs2-Fs1) / , (1) където LK - в Gn; C1 и C2 - в pF; Fs0, Fs1, Fs2 - в Hz,

Грешката при изчисление по формула (1) не надвишава 2,5%, По-долу са необходимите данни за изчисляване на 4, 6 и 8 кристални филтри с характеристика на Чебишев за получаване на SSB и с характеристика на Бътъруърт за приемане на телеграфни сигнали, те са по-малко " звънене“, но имат по-малко затихване извън лентата на пропускане и по-лош коефициент на правоъгълност Kp, фиг.5.

Kp е съотношението на лентите на пропускане на кристалния филтър при дадено ниво на затихване към предавателната диария на ниво 0,7 (-ZdB).

Например, Kp 1,7 при нива от -60 dB / -3 dB = 4,25 / 2,5 = 1,7. Филтрите са проектирани за неравномерност на честотната характеристика = 0,28 dB, но на практика, поради неизбежните производствени неточности, тя се оказва малко по-голяма.

Филтрите се изчисляват по дадения метод, но входните и изходните капацитети (C2,3) от последователните се преизчисляват в паралелни, т.к. неудобно е да се съпоставят филтрите, тъй като капацитетът на инсталацията влияе, освен че образува капацитивен делител, който намалява полезния сигнал с 8 ... 15%.

За да се намали ефектът от монтажния капацитет в 8-те кристални филтъра, T-секциите са преобразувани в P-секции. Най-добре е кварцовите филтри да се съпоставят с помощта на осцилаторни вериги (без феромагнитни ядра, за да не се влоши динамиката на приемащата част), те подобряват съотношението сигнал / шум до корен квадратен от заредения качествен фактор.

Изчисляване (SSB) на кварцови филтри с характеристика на Чебишев и неравномерност на честотната характеристика в лентата на пропускане от 0,28 dB.

Четворен филтър, Фигура 6.

C1.2 \u003d 33354 / (Fs0 + P / 2) x Lk x P (pF), където

Fs0 - средноаритметична стойност (kHz),

LK - кварцова индуктивност, изчислена по формула (1) (H).

P - честотна лента на филтъра (kHz).

C2.3 = 1.149 x C1.2; C1 = 0,419 x C1,2

Устойчивост на натоварване на филтъра

Rf \u003d 8,63 x Lk x P (Ohm), където Lk в H, P в Hz.

Шесткристален филтър, фиг.7.

C1 \u003d 39 pF и C2 \u003d 20 pF.

C1.2 = 35383 / (Fs0 + P / 2) x Lk x P, pF

C1 \u003d 0,439 x C1,2;

C2.3=1.213 x C1.2.

C3.4=1.344 x C1.2;

C \u003d 3,907 x C1,2

Rf \u003d 7,715xLk x P.

Филтър с осем кристала, Фигура 8.

C1.2 \u003d 36007 / (Fs0 + P / 2) x Lk x P, pF,

C1 = 0,578 x C1,2;

C2.3 = 1.227 x C1.2;

C3.4 = 1.357 x C1.2;

C4.5 = 1.297 x C1.2

С2 = 0,832 х 01,2;

C3 = 1,471 x C1,2;

C4 = 0,525x C1,2,

Rf \u003d 8,862 x Lk x P

Както може да се види от горните формули, за да се получи например телеграфна матрица с характеристика на Чебишев, достатъчно е да се увеличат всички стойности на капацитета в изчисления SSB филтър с коефициент, равен на Pssb / Pcw / Rf ще намалее със същата сума. Тази техника може да се използва, ако P на кварцовия филтър, произведен от SSB, се окаже по-малък от изисквания поради малката резонансна междина на използвания кварц. За да получим необходимата честотна лента, ние намаляваме всички капацитети на филтъра с подходящия брой пъти. Но ако се хване кварц с ниско качество, този метод няма да може да помогне.

Изчисляване на телеграфни (CW) кварцови филтри с характеристика на Батъруърт.

(Символите са същите като на фигура 6-8).

Четирикристален кварцов филтър.

C1.2 = 30125 / (Fs0 + P / 2) x Lk x P, pF, (kHz, H)

C1 = 0,22 7x

C1.2; = C2.3 = 1.554 x C1.2;

Rf \u003d 9,62 x Lk x P. (H, Hz) Ohm

Филтър с шест кристала.

С1,2 = 21670/(Fs0 + P/2) x Lk x P

C1 = 0,173 x C1,2;

С = 1,795 х С1,2;

C2.3 \u003d 1.932 x C1.2;

C3.4 = 2.258 x C1.2

Rf \u003d 17,429 x Lk x P.

Филтър с осем кристала.

C1.2 = 16678 / (Fs0 + P / 2) x Lk x P.

C1 = 0,157 x C1,2;

C2.3 = 2.064 x C1.2;

C3.4 = 2.743 x C1.2;

C4.5 = 2,979 x C1 2

C2 = 0,583 x C1,2;

С3 = 0,359 х С1,2;

C4 = 0,625 x C1,2;

Rf \u003d 17,429 x Lk x P

За да работите CW на същата честота като SSB, трябва да използвате същия референтен кристален осцилатор, но така че CW приемането да не е твърде нискочестотно, трябва да изместите честотната лента на CW филтъра нагоре с 400 .... 700 Hz , тогава тонът на сигнала ще бъде оптимален и ще бъде 0,8 ..... 1,2 kHz. Не винаги е възможно да се избере кварц с Fs = 400 ... 700 Hz, а създаването на отделен CW филтър е скъпо. По-добре е да използвате метода, предложен от EU1TT в .

Кондензатор С2 е свързан последователно с кварцовия резонатор и Fs се повишава с 400..700 Hz. Кондензатор C1 стеснява резонансната междина на получения еквивалентен резонатор Стойността на C2 се изчислява по формулата:

C2 \u003d 0,0253302 / Lk x (2Fs0 x f + f 2 ), pF (2), където Lk е в H, Fs0 и f е в Hz. Fs = 400...700 Hz. C2 = 50...200 pF и може да се избира експериментално. C1, според препоръката на UP2NV, е в диапазона 20..70 pF, а по-голямата стойност на капацитета съответства на по-малка честотна лента на филтъра. Кондензаторите са свързани чрез релета с малък размер (например RES-49). Тези. същите кристали се използват едновременно в SSB и CW филтри.

В правилно проектиран приемник между количеството на затихване извън лентата на пропускане Ao, динамичния диапазон за блокиране на DD1, динамичния диапазон за интермодулация на DRS, усилването за междинната честота RX Kus. IF (всички в dB), има зависимости: Ao = DD1 и Do = DD3 + Kus.IF За трансивъра RA3AO това ще бъде Ao = 140 dB и Ao = 100 + 60 = 160 dB.

Изберете по-голямата от двете стойности. (Авторът е използвал 8 кварца в SSB филтъра. 6 в CW филтъра и 2 в почистващия филтър. Общо 8 + 6 + 2 = 16 кварца). По-добре е да ги разпределите, както следва: FOS - 13 бр., вторият FOS - 6 бр., включени между първия и втория етап на IF усилвателя, и SSB / CW филтри в филтъра за почистване. Това ще даде възможност да се реализира високата динамика на приемащия път на трансивъра и драстично да се подобри реалната селективност

Правилното производство на филтри е от голямо значение. Монтирането на печатни платки не е подходящо поради ефекта на монтажния капацитет и вмъкнатите загуби. Най-доброто от всичко, шарнирно монтиране върху кварцови проводници.Успешен дизайн беше предложен от UY50N на фиг.9.

Изглед на филтъра от страната на монтажа (отдолу), от страната на проводниците на кварцовия резонатор (в метални кутии). Разположението на резонаторите е вертикално. Монтажът е чист, извършен директно върху техните заключения. Монтират се върху дъска от двустранно фундиран фибростъкло. Отворите във фолиото са скрити.

Всички тези възли трябва да бъдат направени в екранирани кутии, свързващи корпуса на миксера към корпуса на кварцовия филтър в една точка, а корпуса на усилвателя на междинната честота към корпуса на кварцовия филтър също в една точка, близо до изхода на филтъра. Екранът трябва да е със значителна дебелина, така че токовете на смесителя и усилвателя на междинната честота да не се смесват през него. Релетата за промяна на честотната лента трябва да бъдат разположени близо до кварца и да се захранват от проходни кондензатори и разединителни LC вериги.

Кварцът трябва да бъде разделен на двойки с най-близки Fs. Двойки с минимално разстояние трябва да бъдат поставени в крайните (ZQ1-ZQ8) връзки на филтъра, двойки с максимално разстояние трябва да бъдат поставени в централните връзки (ZQ4-ZQ5), по отношение на 8-кристален филтър. При измерване на параметрите на произведения филтър е необходимо правилно да се свържат устройствата, за да не се изкриви КФК на филтъра, фиг.10. Ако е възможно, кондензаторите трябва да бъдат избрани с точност най-малко 1%, но използването им с толеранс от 5% леко ще влоши параметрите на филтъра и е напълно приемливо.

Необходимо е да се използват керамични кондензатори с малък размер с минимален TKE.Можете дори да използвате остарели кондензатори KT-1 от различно оборудване, което е станало неизползваемо. Удобни са и с това, че позволяват регулиране на контейнера чрез внимателно изстъргване на част от облицовката отвън със скалпел в посока на намаляване на контейнера. Отдалеченото място за изолация е покрито с тънък слой лепило BF-2. Парчетата могат да бъдат отчупени от други видове кондензатори, като не забравяте да проверите монтирания "кондензатор за късо съединение между плочите.

След инсталиране в оборудването кварцовите филтри трябва да бъдат съгласувани (натоварени до необходимите стойности на съпротивление), в противен случай честотната характеристика (амплитудно-честотна характеристика или форма на лентата на пропускане) ще бъде далеч от изчислената (очакваната). Стойността на входния капацитет на филтъра (C2,3) трябва да бъде намалена със стойността на монтажния капацитет, това може значително да увеличи както неравномерността на честотната характеристика в лентата на пропускане на филтъра, така и затихването в лентата на пропускане на филтъра. Правилно изработеният и монтиран филтър не се нуждае от тройка.

Ако не е възможно да се избере необходимия брой кварци с допустимо разстояние Fs, тогава честотите могат да се регулират, но не механично, а електрически, фиг. 10, което също беше предложено от EU1TT. Можете също да използвате формула (2), преобразувана във формата:

С2 = 0,0253302/Lк x (Fs max - Fs I) (3)

С осцилоскоп можете да създадете система, която е еквивалентна на измервател на честотната характеристика. За да направите това, сигнал от генератора трябва да бъде приложен към входа на трансивъра или приемника през атенюатора, фиг. 4, и трионно напрежение от осцилоскопа, чийто изход е свързан към конектора, се прилага към верига за управление на разстройващия варикап чрез променлив резистор от 150 kΩ. Този метод е удобен с това, че наблюдаваме честотната характеристика на филтъра на мястото, където трябва да бъде. Ако осцилоскопът е нискочестотен може да се свърже към изхода на детектора. С този метод за наблюдение на честотната характеристика във филтъра можете да използвате кварц с голямо честотно разпространение, като ги разменяте, постигайки необходимата честотна характеристика. Но това е по-малко надеждно, по-трудоемко и не позволява да се направи набор от кварцови филтри с идентични честотни характеристики.

Съгласно предложения метод са направени два комплекта от 6 + 6 + 4 кварцови филтри за честоти от 8.002 MHz и 5.503 MHz.Разстоянието на честотната лента е плюс / минус 50 Hz. тези. трябва да се изчислява с честотна лента, по-широка със 100 Hz - не 2500, а 2600 Hz. Характеристиките съвпадат добре с изчислените, а филтрите не изискват допълнителна настройка, а само се съгласуват директно във веригата. Тази статия обобщава резултатите от работата на много автори и техния собствен дългогодишен опит [b], .

А Кузменко (RV4LK)

1, Радио, 1975 г. № 3, Л. Лабутин "Кварцови резонатори".

2. Infotech, A. Karakaptan, UY50N "Метод за производство на кварцови филтри".

3. Радио, 1982-1983 статии от V. Žalnerauskas, ex UP2NV.

4. Радиолюбител, 1991 г. № 11. И. Гончаренко, EU1TT, „Комбиниране на SSB/CW честотни ленти в кристален филтър с променлива честотна лента“.

5. Радио, 1992 г. № 1, И. Гончаренко, EU1TT, "Стълбовидни филтри на неравномерни резонатори".

6. Radiodesign, 1996, № 3, A. Kuzmenko, RV4LK, ex UA4FON, "Определяне на параметрите на кварцови резонатори за изчисляване и производство на кварцови филтри."

7. Радиолюбител, 1993, № 6, А. Кузменко, RV4LK, ex UA4FON, "Определяне на параметрите на кварцови резонатори за изчисляване на стълбовидни филтри"