Raiduztvērēja kvarca filtrs. Kvarca filtri Kā uzstādīt raiduztvērēja kristāla filtru

Kvarca filtrs, kā mēs zinām, ir "puse no laba raiduztvērēja". Šajā rakstā ir sniegts praktisks divpadsmit pamata atlases kristāla kvarca filtru dizains augstas kvalitātes raiduztvērējam un datora pielikumam, kas ļauj konfigurēt šo un citus šaurjoslas filtrus. Amatieru konstrukcijās nesen kā galvenais atlases filtrs tika izmantoti kvarca astoņu kristālu kāpņu tipa filtri, kas izgatavoti uz identiskiem rezonatoriem. Šos filtrus ir salīdzinoši vienkārši izgatavot, un tiem nav nepieciešamas lielas materiālu izmaksas.

To aprēķināšanai un modelēšanai ir uzrakstītas datorprogrammas. Filtru īpašības pilnībā atbilst augstas kvalitātes signāla uztveršanas un pārraides prasībām. Tomēr ar visām priekšrocībām šiem filtriem ir arī būtisks trūkums - zināma frekvences reakcijas asimetrija (plakans zemfrekvences slīpums) un attiecīgi zems kvadrāta koeficients.

Radioamatieru raidījumu noslogojums nosaka diezgan stingras prasības mūsdienu raiduztvērēja selektivitātei blakus kanālā, tāpēc galvenajam atlases filtram jānodrošina vājināšanās ārpus caurlaides joslas ne mazāk kā 100 dB ar kvadrāta koeficientu 1,5... 1,8 ( līmeņos -6/-90 dB).

Protams, frekvences reakcijas zudumiem un nevienmērībām filtra caurlaides joslā jābūt minimālam. Vadoties pēc ieteikumiem, kas izklāstīti, par pamatu tika izvēlēts desmit kristālu kāpņu filtrs ar Čebiševa raksturlielumu ar nevienmērīgu frekvences reakciju 0,28 dB.

Lai palielinātu slīpumu stāvumu paralēli filtra ieejai un izvadei, tika ieviestas papildu shēmas, kas sastāv no virknē savienotiem kvarca rezonatoriem un kondensatoriem.

Rezonatoru un filtra parametru aprēķini tika veikti saskaņā ar aprakstīto metodi. Filtra caurlaides joslai 2,65 kHz tika iegūtas sākotnējās vērtības: C1,2 = 82,2 pF, Lkv = 0,0185 Hn, Rn = 224 omi. Filtra ķēde un aprēķinātās kondensatora vērtību vērtības ir parādītas attēlā. 1.

Dizainā izmantoti kvarca rezonatori televīzijas PAL dekodētājiem ar frekvenci 8,867 MHz, ko ražo VNIISIMS (Aleksandrovs, Vladimira apgabals). Izvēlē savu lomu spēlēja kristāla parametru stabilā atkārtojamība, to mazie izmēri un zemās izmaksas.

Kvarca rezonatoru frekvences izvēle ZQ2-ZQ11 tika veikta ar precizitāti ±50 Hz. Mērījumi tika veikti, izmantojot paštaisītu pašoscilatoru un rūpniecisko frekvences mērītāju. Rezonatori ZQ1 un ZQ12 paralēlām shēmām tika izvēlēti no citām kristālu partijām, kuru frekvences ir attiecīgi zemākas un augstākas par galvenā filtra frekvenci par aptuveni 1 kHz.

Filtrs ir samontēts uz iespiedshēmas plates, kas izgatavota no 1 mm biezas abpusējas folijas stikla šķiedras (2. att.).

Virsējais metalizācijas slānis tiek izmantots kā kopīgs vads. Caurumi tajā pusē, kurā ir uzstādīti rezonatori, ir iegremdēti. Visu kvarca rezonatoru korpusi ir savienoti ar kopēju vadu ar lodēšanu.

Pirms detaļu uzstādīšanas filtra shēmas plate ir noslēgta alvas kastē ar diviem noņemamiem vākiem. Arī apdrukāto vadītāju pusē ir pielodēta ekrāna starpsiena, kas iet starp rezonatoru vadiem pa plates centrālo aksiālo līniju.

Attēlā 3. attēlā parādīta filtra uzstādīšanas shēma. Visi filtra kondensatori ir CD un KM.

Pēc filtra izgatavošanas radās jautājums: kā izmērīt tā frekvences reakciju ar maksimālu izšķirtspēju mājās?

Tika izmantots mājas dators, kam sekoja mērījumu rezultātu pārbaude, konstruējot filtra frekvences raksturlielumu punktu pa punktam, izmantojot selektīvo mikrovoltmetru. Mani kā radioamatieru iekārtu konstruktoru ļoti ieinteresēja DG2XK piedāvātā ideja izmantot datorprogrammu zemfrekvences (20 Hz...22 kHz) spektra analizatoram šaurjoslas radioamatieru filtru frekvences reakcijas mērīšanai.

Tās būtība ir tāda, ka kvarca filtra frekvences reakcijas augstfrekvences spektrs tiek pārnests uz zemo frekvenču diapazonu, izmantojot parasto SSB detektoru, un dators ar instalētu spektra analizatora programmu ļauj redzēt frekvenci. šī filtra reakcija uz displeja.

Zenera diodes trokšņu ģenerators tiek izmantots kā DG2XK augstfrekvences signāla avots. Manis veiktie eksperimenti parādīja, ka šāds signāla avots ļauj redzēt frekvences reakciju līdz līmenim, kas nepārsniedz 40 dB, kas acīmredzami nav pietiekami augstas kvalitātes filtra noregulēšanai. Lai skatītu filtra frekvences raksturlielumu -100 dB līmenī, ģeneratoram jābūt

sānu trokšņu līmenis ir zem norādītās vērtības, un detektoram ir laba linearitāte ar maksimālo dinamisko diapazonu, kas nav sliktāks par 90... 100 dB.

Šī iemesla dēļ trokšņu ģenerators tika aizstāts ar tradicionālo slaucīšanas ģeneratoru (4. att.). Pamatā ir kvarca oscilatora ķēde, kurā relatīvais spektrālā trokšņa jaudas blīvums ir vienāds ar -165 dB/Hz. Tas nozīmē, ka ģeneratora trokšņu jauda pie 10 kHz tiek atskaņota 3 kHz joslas platumā

mazāk nekā ģeneratora galvenās svārstības jauda par 135 dB!

Sākotnējā avota izkārtojums ir nedaudz pārveidots. Tātad bipolāro tranzistoru vietā tiek izmantoti lauka efekta tranzistori, un ķēde, kas sastāv no induktora L1 un varikapiem VD2-VD5, ir savienota virknē ar kvarca rezonatoru ZQ1. Ģeneratora frekvence ir regulējama attiecībā pret kvarca frekvenci 5 kHz robežās, kas ir pilnīgi pietiekama šaurjoslas filtra frekvences reakcijas mērīšanai.

Kvarca rezonators ģeneratorā ir līdzīgs filtram. Slaucīšanas frekvences ģeneratora režīmā vadības spriegums varikaps VD2-VD5 tiek piegādāts no zāģa zoba sprieguma ģeneratora, kas izgatavots uz savienojuma tranzistora VT2 ar strāvas ģeneratoru uz VT1.

Lai manuāli pielāgotu ģeneratora frekvenci, tiek izmantots vairāku apgriezienu rezistors R11. DA1 mikroshēma darbojas kā sprieguma pastiprinātājs. Sākotnēji iecerētais sinusoidālais vadības spriegums bija jāatsakās nevienmērīgā filtra frekvenču raksturlīknes sekciju frekvences reakcijas pārejas ātruma dēļ, un, lai sasniegtu maksimālo izšķirtspēju, ģeneratora frekvence tika samazināta līdz 0,3 Hz. Slēdzis SA1 izvēlas “zāģa” ģeneratora frekvenci - 10 vai 0,3 Hz. MFC frekvences novirzi nosaka, apgriežot rezistoru R10.

Detektora bloka shematiskā diagramma ir parādīta attēlā. 5. Signāls no kvarca filtra izejas tiek piegādāts ieejai X2, ja ķēde L1C1C2 tiek izmantota kā filtra slodze.

Ja mērījumus veic filtriem, kas noslogoti ar aktīvo pretestību, šī ķēde nav nepieciešama. Pēc tam signāls no slodzes rezistora tiek pievadīts ieejai X1, un vadītājs, kas savieno ieeju X1 ar ķēdi, tiek noņemts uz detektora iespiedshēmas plates.

Avota sekotājs ar dinamisko diapazonu vairāk nekā 90 dB uz jaudīga lauka efekta tranzistora VT1 atbilst filtra slodzes pretestībai un maisītāja ieejas pretestībai. Detektors ir izgatavots pēc pasīvas līdzsvarotas miksera ķēdes, izmantojot lauka efekta tranzistorus VT2, VT3, un tā dinamiskais diapazons ir lielāks par 93 dB.

Tranzistoru apvienotie vārti caur P-shēmām C17L2C20 un C19L3C21 saņem no atsauces ģeneratora pretfāzes sinusoidālo spriegumu 3...4V (rms). Detektora atsauces oscilators, kas izgatavots uz DD1 mikroshēmas, satur kvarca rezonatoru ar frekvenci 8,862 MHz.

Zemfrekvences signāls, kas veidojas miksera izejā, tiek pastiprināts aptuveni 20 reizes ar pastiprinātāju uz DA1 mikroshēmas. Tā kā personālo datoru skaņas kartēm ir salīdzinoši zemas pretestības ieeja, detektors ir aprīkots ar jaudīgu K157UD1 op-amp. Pastiprinātāja frekvences reakcija ir noregulēta tā, lai zem 1 kHz un virs 20 kHz pastiprinājums būtu aptuveni -6 dB uz oktāvu.

Šūpošanās frekvences ģenerators ir uzstādīts uz iespiedshēmas plates, kas izgatavota no abpusējas folijas stikla šķiedras (6. att.). Plātnes augšējais slānis kalpo kā kopīgs vads, caurumi to detaļu vadiem, kas ar to nesaskaras, ir iegremdēti.

Dēlis ir noslēgts 40 mm augstā kastē ar diviem noņemamiem vākiem. Kaste ir izgatavota no skārda lokšņu metāla. Induktori L1, L2, L3 tiek uztīti uz standarta rāmjiem ar diametru 6,5 mm ar karbonildzelzs trimmeriem un ievietoti ekrānos. L1 satur 40 apgriezienus PEV-2 0,21 stieples, L3 un L2 - attiecīgi 27 un 2+4 apgriezienus PELSHO-0,31 stieples.

Spole L2 ir uztīta virs L3 tuvāk “aukstajam” galam. Visi droseles ir standarta - DM 0,1 68 µH. Fiksētie rezistori MLT, skaņošanas rezistori R6, R8 un R10 tips SPZ-38. Daudzpagriezienu rezistors - PPML. Pastāvīgie kondensatori - KM, KLS, KT, oksīds - K50-35, K53-1.

MCC izveide sākas ar maksimālā signāla iestatīšanu zāģa zoba sprieguma ģeneratora izejā. Pārraugot signālu DA1 mikroshēmas 6. kontaktā ar osciloskopu, izmantojot apgriešanas rezistorus R8 (pastiprinājums) un R6 (nobīde), iestatiet diagrammā redzamā signāla amplitūdu un formu punktā A. Izvēloties rezistoru R12, stabila ģenerēšana tiek sasniegts, neieejot signāla ierobežošanas režīmā.

Izvēloties kondensatora C14 kapacitāti un regulējot ķēdi L2L3, izejas oscilācijas sistēma tiek noregulēta uz rezonansi, kas garantē labu ģeneratora kravnesību. Izmantojot L1 spoles trimmeri, oscilatora regulēšanas robežas tiek iestatītas diapazonā no 8,8586-8,8686 MHz, kas pārbaudāmā kvarca filtra frekvences reakcijas joslu pārklājas ar rezervi. Nodrošināt maksimālu GKCH restrukturizāciju

(vismaz 10 kHz) ap pieslēguma punktu L1, VD4, VD5 tiek noņemts virsējais folijas slānis. Bez slodzes ģeneratora izejas sinusoidālais spriegums ir 1V (rms).

Detektora bloks ir izgatavots uz iespiedshēmas plates, kas izgatavota no abpusējas folijas stikla šķiedras (7. att.).

Folijas augšējais slānis tiek izmantots kā parasta stieple. To detaļu vadu atveres, kurām nav kontakta ar kopējo vadu, ir iegremdētas.

Dēlis ir noslēgts 35 mm augstā skārda kastē ar noņemamiem vākiem. Televizora pierīces izšķirtspēja ir atkarīga no tā izgatavošanas kvalitātes.

Spolēs L1 - L4 ir 32 PEV-0.21 stieples apgriezieni, uztīti, lai ieslēgtu rāmjus ar diametru 6 mm. Trimmeri ruļļos no SB-12a bruņu serdeņiem. Visas droseles ir DM-0.1 tipa. Induktivitāte L5 – 16 µH, L6, L8 – 68 µH, L7 – 40 µH. Transformators T1 ir uztīts uz 1000NN gredzena ferīta magnētiskā serdeņa ar standarta izmēru K10 x 6 x 3 mm un satur 7 apgriezienus primārajā tinumā un 2 x 13 apgriezienus PEV-0.31 stieples sekundārajā tinumā.

Visi apgriešanas rezistori ir SPZ-38. Ierīces sākotnējās iestatīšanas laikā tiek izmantots augstfrekvences osciloskops, lai uzraudzītu sinusoidālo signālu tranzistoru VT2, VT3 vārtos un, ja nepieciešams, pielāgotu spoles L2, L3. Regulējot spoli L4, atsauces oscilatora frekvence tiek pazemināta zem filtra caurlaides joslas par 5 kHz. Tas tiek darīts, lai spektra analizatora darba zonā būtu mazāk traucējumu, kas samazina ierīces izšķirtspēju.

Slaucīšanas frekvences ģenerators ir savienots ar kvarca filtru caur atbilstošu oscilācijas ķēdi ar kapacitatīvo dalītāju (8. att.).

Noregulēšanas procesā tas ļaus iegūt zemu vājinājumu un nelīdzenumus filtra caurlaides joslā.

Otrā atbilstošā svārstību ķēde, kā jau minēts, atrodas detektora piestiprinājumā. Pēc mērīšanas ķēdes montāžas un televizora pierīces izejas (XZ savienotāja) pievienošanas personālā datora skaņas kartes mikrofonam vai lineārajai ieejai, mēs palaižam spektra analizatora programmu. Ir vairākas šādas programmas. Autors izmantoja programmu SpectraLab v.4.32.16, kas atrodas: http://cityradio.narod.ru/utilities.html. Programma ir viegli lietojama, un tai ir lieliskas iespējas.

Tātad, mēs palaižam programmu “SpektroLab” un, pielāgojot MCG frekvences (manuālās vadības režīmā) un atsauces oscilatoru detektora pielikumā, mēs iestatām MCG spektrogrammas maksimumu aptuveni 5 kHz. Tālāk, balansējot detektora stiprinājuma mikseri, otrās harmonikas maksimums tiek samazināts līdz trokšņa līmenim. Pēc tam tiek ieslēgts GCH režīms un monitorā parādās ilgi gaidītā pārbaudāmā filtra frekvences reakcija. Vispirms tiek ieslēgta šūpošanās frekvence 10 Hz un, izmantojot R11, regulējot centrālo frekvenci un pēc tam svārstību joslu R10 (4. att.), mēs izveidojam pieņemamu filtra frekvences reakcijas “attēlu” reāllaikā. . Mērījumu laikā, pielāgojot saskaņošanas shēmas, mēs panākam minimālu nelīdzenumu caurlaides joslā.

Tālāk, lai sasniegtu ierīces maksimālo izšķirtspēju, ieslēdzam slaucīšanas frekvenci 0,3 Hz un iestatām programmā maksimāli iespējamo Furjē transformācijas punktu skaitu (FFT, autoram ir 4096...8192) un minimālo vērtību vidējā rādītāja parametrs (Averaging, autoram ir 1).

Tā kā raksturlielums tiek uzzīmēts vairākās GKCh piegājienos, tiek ieslēgts uzglabāšanas maksimuma voltmetra režīms (Hold). Rezultātā monitorā iegūstam pētāmā filtra frekvences reakciju.

Izmantojot peles kursoru, mēs iegūstam nepieciešamās iegūtās frekvences reakcijas digitālās vērtības vajadzīgajos līmeņos. Šajā gadījumā neaizmirstiet izmērīt atsauces oscilatora frekvenci detektora pielikumā, lai pēc tam iegūtu frekvences reakcijas punktu patiesās frekvences vērtības.

Novērtējot sākotnējo “attēlu”, viņi attiecīgi pielāgo secīgās rezonanses ZQ1n ZQ12 frekvences filtra frekvences reakcijas apakšējai un augšējai slīpumam, panākot maksimālo kvadrātu - 90 dB līmenī.

Noslēgumā, izmantojot printeri, mēs iegūstam pilnvērtīgu “dokumentu” izgatavotajam filtram. Kā piemēru attēlā. 9. attēlā parādīta šī filtra frekvences reakcijas spektrogramma. Tur ir parādīta arī GKCh signāla spektrogramma. Frekvences reakcijas kreisā slīpuma redzamie nelīdzenumi -3...-5 dB līmenī tiek novērsti, pārkārtojot ZQ2-ZQ11 kvarca rezonatorus.

Rezultātā iegūstam sekojošus filtra raksturlielumus: līmeņa caurlaides josla - 6 dB - 2,586 kHz, frekvences reakcijas nevienmērīgums caurlaides joslā - mazāks par 2 dB, līmeņa kvadrātveida koeficients - 6/-60 dB - 1,41; pa līmeņiem - 6/-80 dB 1,59 un pa līmeņiem - 6/-90 dB - 1,67; vājināšanās joslā ir mazāka par 3 dB, un vājināšanās ārpus joslas ir lielāka par 90 dB.

Autors nolēma pārbaudīt iegūtos rezultātus un izmērīja kvarca filtra frekvences raksturlielumu punktu pa punktam. Mērījumu veikšanai bija nepieciešams selektīvs mikrovoltmetrs ar labu vājinātāju, kas bija HMV-4 tipa mikrovoltmetrs (Polija) ar nominālo jutību 0,5 μV (tajā pašā laikā labi reģistrē signālus 0,05 μV līmenī) un vājinātājs 100 dB.

Šim mērīšanas variantam tika samontēta 1. attēlā redzamā diagramma. 10. Filtra ieejas un izejas atbilstošās ķēdes ir rūpīgi ekranētas. Savienojošie ekranētie vadi ir labas kvalitātes. Arī “zemes” ķēdes tiek rūpīgi izpildītas.

Vienmērīgi mainot augstfrekvences rezistora R11 frekvenci un pārslēdzot 10 dB vājinātāju, mēs ņemam mikrovoltmetra rādījumus, izejot cauri visai filtra frekvences reakcijai. Izmantojot mērījumu datus un to pašu skalu, veidojam frekvences reakcijas grafiku (11. att.).

Pateicoties augstajai mikrovoltmetra jutībai un zemajam GKCh sānu troksnim, signāli tiek labi ierakstīti -120 dB līmenī, kas skaidri atspoguļojas grafikā.

Mērījumu rezultāti bija šādi: līmeņa caurlaides josla - 6 dB - 2,64 kHz; frekvences reakcijas nevienmērīgums - mazāks par 2 dB; kvadrāta koeficients līmeņiem -6/-60 dB ir 1,386; pa līmeņiem - 6/-80 dB - 1,56; pa līmeņiem - 6/-90 dB - 1,682; pa līmeņiem - 6/-100 dB - 1,864; vājināšanās joslā ir mazāka par 3 dB, aiz joslas ir lielāka par 100 dB.

Dažas atšķirības starp mērījumu rezultātiem un datora versiju ir izskaidrojamas ar kļūdu uzkrāšanos ciparu-analogā pārveidē, kad analizētais signāls mainās lielā dinamiskā diapazonā.

Jāatzīmē, ka iepriekš minētie kvarca filtra frekvences raksturlielumi tika iegūti, veicot minimālu iestatīšanas darbu un rūpīgāk izvēloties komponentus, filtra īpašības var ievērojami uzlabot.

Piedāvāto ģeneratora shēmu var veiksmīgi izmantot AGC un detektoru darbināšanai. Pielietojot detektoram slaucīšanas frekvences ģeneratora signālu, televizora pierīces izejā uz datoru mēs saņemam signālu no zemfrekvences slaucīšanas frekvences ģeneratora, ar kuru jūs varat viegli un ātri konfigurēt jebkuru filtru un kaskādi raiduztvērēja zemas frekvences ceļš.

Ne mazāk interesanti ir izmantot piedāvāto detektora pielikumu kā daļu no raiduztvērēja panorāmas indikatora. Lai to izdarītu, pirmā maisītāja izejai pievienojiet kvarca filtru ar joslas platumu 8...10 kHz. Pēc tam saņemtais signāls tiek pastiprināts un ievadīts detektora ieejā. Šajā gadījumā jūs varat novērot savu korespondentu signālus ar līmeņiem no 5 līdz 9 punktiem ar labu izšķirtspēju.

G. Bragins (RZ4HK)

Literatūra:

1. Usov V. Kvarca filtrs SSB. - Radioamatieris, 1992, 6.nr., lpp. 39, 40.

2. Drozdov V.V. Amatieru KB raiduztvērēji. - M.: Radio un sakari, 1988.

3. Klauss Rabans (DG2XK) Optimizierung von Eigenbau-Quarzfiltern mit der PC-Soundkarte. - Funkamateur, Nr. 11, 2001, S. 1246-1249.

4. Frenks Silva. Shmutzeffekte vermeiden und beseitig. - FUNK, 1999, 11, S. 38.

Interesanta informācija ir uzkrāta no radioamatieriem, kuri izgatavoja “Portatīvā TRX” galvenās plates, un, protams, no “retranslatoriem” – daži nepamatoti apgalvojumi – “kāpēc tas nedarbojas tā, kā darbojas FT-1000MP?”

Vēlreiz vēršu lasītāja uzmanību uz to, ka “par visu ir jāmaksā” un raiduztvērējs, kas ir iecerēts kā importētu “ziepju kastīšu” līdzība, īpaši bez rūpīgas konfigurācijas un atkļūdošanas, nekad nerādīs pat tos parametrus, par to ir rakstīts sadaļā “Pārnēsājams TRX” Es vēlreiz atgādinu - jo vienkāršāks ir ķēdes dizains, jo rūpīgāk jums vajadzēs burtiski “izvilkt” maksimālie parametri no katra posma. Un, ja iegādājāties kvarca filtru komplektu par 10 USD, nezināmas izcelsmes un ar nezināmu frekvences reakciju, jūs pielodējāt nezināmas ražošanas plastmasas tranzistorus un turklāt ar teorētiski paredzētiem parametriem (galvenokārt pēc izplatītāja vārdiem radio tirgū). no kā tie tika iegādāti), un pat spoles - transformatori tika uztīti uz 100 gadus veca ferīta no “atkritumiem” - ko jūs varat sagaidīt no šāda “briesmoni”? Iesaku apskatīt galvenās plates Nr.3 raksturlielumus, ko man atsūtīja Oļegs (US5EI) no Dņepropetrovskas. Viņš riskēja iet pa ceļu, kas no pirmā acu uzmetiena bija lētākais un optimālākais, no viņa viedokļa, bet izrādījās tieši otrādi - "agrāk bija slikti, bet tagad kļūst arvien sliktāk un sliktāk...". Viņš pats izgatavoja dēli un “nedaudz” (viņaprāt) mainīja sliežu konfigurāciju kvarca filtriem, ko iegādājās gatavus. Viņš uzskatīja par ievērības cienīgu variantu 4+4 vai 6+4 kristāli filtros - izmantoja “standarta” amatieru radio opciju – 8+4. Pārējā aparatūra uz kuģa ir no veciem krājumiem (lasi: junk). Tas viss tika pielodēts uz paštaisīta dēļa, bet vēlāk izrādījās, ka tas ir "kā vienmēr". Mēģinājumi atdzīvināt “briesmoni” beidzās ar “aicinājumu pie autora”......

Uztvērēja ražošanā svarīgākais uzdevums ir nodrošināt jutību un signāla izvēli. Bez augstas kvalitātes kvarca filtra šo problēmu nevar atrisināt TRX ar vienu konversiju.

Cik reižu tas ir rakstīts un pārrakstīts radioamatieru literatūrā??? Bet man atkal jāatgriežas pie šī jautājuma. Vairāk nekā 20 gadus gandrīz nemainīga HF dizaina un, kas ir svarīgi, tikpat daudz gadu darba ēterā (jo ir dizaineri, par kuriem gandrīz neviens nekad nav dzirdējis ēterā - ko mēs varam teikt par viņu "prasmēm un pieejām") uz realitāti amatieru raidījumu???) izdarīju sev secinājumu - nevaram ietaupīt uz galveno atlases filtru - ja gribam uzbūvēt pietiekami kvalitatīvu “Radivo”. FOS ir jābūt vājinājumam stopjoslā vismaz 70-80 Db ar minimālu vājinājumu caurlaides joslā. Mums ir nepieciešami maksimālie aizkaves rādītāji zemo frekvenču joslās. Kā likums, līmeņi tur tagad ir 59+20-40 Db, t.i. ar filtra vājināšanos 80Db un uztverto signālu +40Db, varam pieņemt, ka tas "pakāpsies" par 2-3 punktiem S-metra skalā. Šādi līmeņi vairs nevarēs ietekmēt kaskāžu darbību pēc XTAL ZQ. Bet, ja tajā pašā diapazonā parādās kaimiņš ar +80Db līmeni, situācija “mūsu” virzienā nemainās. Bet neuztverim par uztvērēja pamatparametru to, ka tas darbojas vienā joslā vienlaikus ar savu kaimiņu, jo visticamāk, šāds darbs viņam "nesagādās prieku", un "cīņai pret šādiem līmeņiem" ir radikāla metode - vājinātāji.

Simtiem kvarca filtru, kas ir izgatavoti gadu gaitā, vājināšanās ārpus caurlaides joslas ir raksturota kā aptuveni 10 Db uz kvarcu. Ar nelielu atšķirību vienā vai otrā virzienā atkarībā no kvarca kvalitātes un izmēra. Es domāju kvarca filtrus, izmantojot kāpņu ķēdi. Galvenais šādu filtru trūkums ir ilgstošais frekvences reakcijas zemākais slīpums. Sešu kristālu filtrs, kas izgatavots no kvarca B1, ir militāri ražots filtrs (nejaukt ar ģeneratora filtriem!), un tā vājināšanās pārsniedz caurlaides joslu vismaz 70 Db. Diemžēl par šādu kvarcu jāaizmirst – vecie krājumi beidzas un “tas vairs neatkārtosies”... Mūsdienās vispieejamākais (bet ne labākais!) variants ir radio tirgū iegādāties mazo kvarcu ar frekvenci 8,867 MHz un mēģināt no tiem kaut ko izveidot. Īpaša uzmanība jāpievērš kvarca veidam un kvalitātei. Ir pieejami desmitiem veidu un dizainu, taču ne visus no tiem var izmantot filtru izgatavošanai. Kvalitatīvākie ļauj ražot diezgan “caurlaidīgus” filtrus. Vismaz - ne sliktāk kā no vecā tipa ģeneratora kvarca B1. Astoņi kristāli nodrošina vismaz 80 Db vājinājumu aiz joslas, kas, kā minēts iepriekš, ir pilnīgi pietiekami raiduztvērējam, kas paredzēts "parastai" ētera darbībai. Var izveidot vienu astoņu kristālu filtru un “nomierināties”, bet mēs iegūstam nelielu filtru (es domāju no maziem mūsdienu kvarca kristāliem), kuram ir 3,3 cm starp ieeju un izeju, vājināšanās joslā no 2 līdz 4 Db un nelīdzenumi līdz 4-6 Db. Mēs to uzstādām “galvenajā panelī” un rezultātā iegūstam “izkāpšanu cauri”, apejot filtru labākajā gadījumā -60Db, bet Oļega galvenās plates versijā US5EI -40Db. Kā izveidot pašu filtru, es jau aprakstīju “HF raiduztvērēja” aprakstā. Visādas “skaistas” iespiedshēmu plates zem kvarca versijas, “elegantās” kastes utt. - ir bīstami gan kvarca kvalitātes faktora pasliktināšanās dēļ (kad kvarca kājas iespiežam stiklšķiedrā), gan signāla “kāpšanas” dēļ, apejot pašas kvarca plāksnes. Ja veidojat filtrus kastēs, tad kvarca korpusi ir jāsazemē uz kastes, kas vislabāk ir izgatavota no plānas konservēta metāla, un visa uzstādīšana iekšpusē tiek veikta uz kvarca kājām. Paskaties - visi rūpnīcas filtri ir izgatavoti šādi. Es pieņemu iespēju izgatavot paštaisītu dēli un filtru uz tā tikai ar folijas saglabāšanu tajā pusē, kur detaļas ir uzstādītas zem vispārējās “zemes”, tālāk pielodējot uz tās kvarca korpusus, un tad var arī pārklāt filtrs virsū ar aizsargkārbu no alvētas lokšņu metāla un visas puses pielodējot pie dēļa folijas. Jā, piekrītu - tas nav īpaši skaisti, tehnoloģiski attīstīts, ātrs utt. bet tikai tā var pēc iespējas izvairīties no “izrāpošanas”. Un par ko mēs vispirms “cīnāmies” - par “korporatīvo izskatu” vai par paša filtra maksimāli sasniedzamo parametru saglabāšanu? Katrs dizainers to izlemj pats, individuāli...

Iepriekš, atdarinot vispārējo radio operatora "tendenci", viņš ražoja vienu astoņu kristālu filtrus. Bet pēc tam, kad B1 korpusā esošais kvarcs, ar kuru ir daudz ērtāk strādāt, sāka beigties arvien biežāk, sāka izmantot kvarca rezerves nelielā korpusā - uz tiem ir rakstīts RK169. Un šeit parādījās tendence, ka ir grūti iegūt minimālus nelīdzenumus caurlaides joslā un “izkļūt cauri”, apejot filtru astoņu kristālu ZQ. Sekoja attiecīgi mēģinājumi “pārvarēt radušās problēmas”…. Kas noveda pie iespējas konstruēt četru un sešu kristālu filtrus. Šo lēmumu vēl vairāk apstiprināja informācija par filtru fāzes raksturlielumiem - jo garāks filtrs (jo vairāk saišu tam ir), jo lielāka ir filtra fāzes “atlēciens”. Tā kā katrai saitei ir individuālas fāzes īpašības, kas, visticamāk, nesakritīs ar citu saišu īpašībām, tas noved pie “zvana”. Šo parādību mēs varam skaidri dzirdēt ar savām ausīm šaurjoslu daudzsekciju filtros. Lai gan SSB filtros šo "zvanīšanu" gandrīz nav iespējams dzirdēt, daži apdāvināti "klausītāji" pat pēc ētera signāla var noteikt, vai darbojas EMF vai šaurs kvarca filtrs (manuprāt, tas, protams, ir "filozofisks" jautājums - lasīt - strīdīgs). Praktiskā realizācijā sešu kristālu filtrā ir daudz vieglāk nodrošināt plakanu frekvences reakcijas maksimumu, un četru kristālu filtrā gandrīz “automātiski” tiek iegūts nelīdzenums, kas mazāks par 1Db. Vājināšanās 6-kristālu ZQ caurlaides joslā visbiežāk nepārsniedz 2-3Db, bet 4-kristālu ZQ - līdz 2Db. Bet tā kā HF raiduztvērējam ar šādu filtru slāpēšanas joslu nepietiek, mums bija jāizstrādā galvenās plates Nr.3 un Nr.4. Tie. mēs uzstādām filtrus “kā vilciens” ar tiem pieskaņotām aktīvajām kaskādēm. Šīs konstrukcijas opcijas frekvenču reakcijas reālie mērījumi ir parādīti attēlā. Nr.1.

Mērījumi tika veikti ar SK4-59 analizatoru. Signāls tika piegādāts uz galvenās plates Nr.3 pirmo pakāpi VT1 un tika izņemts no spoles sakaru tinuma VT4 kanalizācijā (ar atvienotu detektoru). Galvenā plate Nr.3, ko izgatavoja Oļegs (US5EI), uzrādīja apturēšanas joslas vājināšanos aptuveni 45Db ar nevienmērību joslā līdz 8Db. Attēls Nr.2.

Varbūt varēšu nofotografēt SK4-59 ekrānu ar US5EI plates caurbraukšanas ceļa frekvences reakciju un “standarta” plates Nr.3 ar diviem 4+4 kvarca filtriem vizuālam salīdzinājumam - pagaidām varu tikai piedāvāju skicētus attēlus. Pirmā 8 kristālu filtra caurlaides joslas nevienmērība sasniedz 7Db, un vājināšanās aiz caurlaides joslas nedaudz pārsniedz 40Db.

2. att. US5EI plates astoņu kristālu filtra + četru kristālu filtra frekvences reakcija

3. att. 6 kristālu filtra frekvences reakcija, ko mēra ar X1-38 (lineārā skala)

4. att. 6 kristālu filtra frekvences reakcija, ko mēra ar SK4-59 (logaritmiskā skala)

5. att. 6+4 kristālu filtra frekvences reakcija, ko mēra ar X1-38 (lineārā skala)

6. att. 6+4 kristālu filtra frekvences reakcija, ko mēra ar SK4-59 (logaritmiskā skala)

Galvenā plate Nr.3 ražota US5EI

Tas liek secināt - vai ir jēga izmantot “nopietnus” kvarca filtrus uztvērēja vienas plates versijā? Visticamāk jā nekā nē. Bet līdz noteiktam vājinājuma līmenim aiz caurlaides joslas, jo vienas plates dizainā no “izrāpošanas” tik un tā nevar izvairīties. Kā piemēru dodu divas no SK4-59 ekrāna “nokopētās” galvenās plates Nr.3 frekvences reakcijas - pirmo ar 4+4 filtriem, otro ar 6+4 filtriem (1. att.). Otrais 4-kristālu filtrs šajā “laboratorijas darbā” nemainījās, tāpēc 6+4 varianta frekvenču reakcija no gala līdz galam izrādījās nedaudz šaurāka, nekā mēs vēlētos, jo bija neliela neatbilstība starp šo filtru centrālās frekvences - tie ir nobīdīti viens pret otru par 200Hz. Bet pat šajā lietojumprogrammā - kad filtru "vārti" neatrodas "līdzināšanā" - kopējās frekvences reakcijas atšķirība ir uz labo pusi. Gan kvadrāta koeficienta ziņā (Kp = 1,96 opcijai 4+4 un Kp = 1,78 6+4 opcijai) līmeņos -10Db un -60Db, gan vājināšanā aiz caurlaides joslas - aptuveni 75Db 4+4. opcija un vairāk 80Db 6+4 opcijai. Jāpiebilst, ka līmeņus virs 70Db ir grūti precīzi izmērīt ar ierīci (skala ir graduēta desmitos Db), neizmantojot papildu manipulācijas ar vājinātāju un izejas-ieejas līmeņa pogām. Kad frekvences reakcijas attēls tiek “izstiepts” uz augšu, tiek novērota ierīces ieejas pastiprinātāju pārslodze - frekvences reakcijas augšējā “josla” kļūst plakana - tiek ievērots ierobežojums. Ja jūs to “izstiepjat”, CRT ekrānā vienkārši vairs nav kalibrēta režģa. Izmantojot X1-38, ir ērtāk redzēt, kas notiek gala līdz galam ceļu frekvenču reakcijas caurlaides joslā; šai ierīcei ir ATT kalibrēšana Db vienībās, un ekrāns ir daudz lielāks un skaidrāks. Vienīgi žēl, ka tas nodrošina tikai lineāru darbību. Filtru opciju 4+4 un 6+4 caurlaides joslas nelīdzenumi, kas tiek papildus regulēti uz pašas plates, nepārsniedz 2Db. Frekvences reakcijas nevienmērība US5EI platē bija gandrīz 10Db.

Secinājums.

Tas liecina par sevi no šiem "laboratorijas darbiem". Jebkurš paštaisīts kvarca filtrs, neatkarīgi no kvarca skaita tajā, “vēlas” papildu regulēšanu, uzstādot plāksnē. Protams, ir vilinoši iegādāties filtru komplektu par 10 $, ielodēt tos dēlī, pagriezt filtram vistuvāk esošo spoļu serdeņus un doties ceļā – mikrofons “zobos” – “visiem, visiem Āzijā. un Baltijas valstis”... Ak, tev nāksies vilties “vieglās dzīves” cienītājiem” Pirmkārt, ko jūs varat sagaidīt no kvarca filtra, kas maksā 10 dolārus? Esot “radio izstādē” Frīdrihsafenā (Vācija), speciāli meklēju komponentus priekš TRX un izdevās atrast (no simtiem piedāvājumu) kādas Anglijas firmas 9 MHz filtrus par 30 markām, bet šo produktu kvalitāti. .. Lētākie kvarca filtri, kas jau ir līdzīgi Pēc to īpašībām tas, kas mums patiešām bija vajadzīgs, maksā vairāk nekā duci marku. Nu, nerunāsim par bēdīgām lietām šeit...

Jāatceras, ka kvarca filtri, kas samontēti pēc kāpņu shēmas, ir ļoti svarīgi to kaskāžu parametriem, starp kurām filtrs tiks savienots. Jebkura (pat no pirmā acu uzmetiena) nenozīmīga novirze no nominālās R vai C slodzes, kas tika iegūta uz stenda filtra izgatavošanas laikā, izraisa frekvences reakcijas izmaiņas un, visticamāk, ne mums “vajadzīgā” virzienā. Turklāt šeit pievienojiet kaskāžu kapacitātes un induktivitātes "reaktivitāti" - galu galā mēs iegūstam - "kā vienmēr"... Spilgts piemērs tam ir dzirdams zemo frekvenču diapazonos vakarā.....

Kā liecina pieredze, situācija nav tik “briesmīga”, lai no paštaisītajiem filtriem būtu jāatsakās pavisam. Uzstādot uz plates, filtros būs jāizvēlas slodzes rezistori (R8, R15) un 1-2 ārējie kondensatori. Piemēram, pēc VT1 lauka slēdža kaskādes visbiežāk sērijas kapacitāte C7 pie ZQ ieejas tiek likvidēta un aizstāta ar džemperi, un nākamajam kondensatoram C8 būs jāsamazina kapacitāte. Tas pats attiecas uz diviem vadītājiem, kas atrodas filtra otrā pusē (C11, C10) - tie ir jāizvēlas noteiktā savienojuma ķēdē (lasiet - atrodot noteiktu “vienprātību” starp nepieciešamo kaskādes darbības kvalitāti uz VT3 un filtra frekvences reakcija). Jāņem vērā arī tas, ka filtros ar mazāku plākšņu skaitu ir daudz vieglāk nodrošināt plakanu frekvenču raksturlīknes virsotni, nekā vairāku dobumu filtros. Tagad atgriezīsimies pie kvarca skaita. Viena paneļa dizainā galvenais uzdevums ir samazināt signālu “iekļūšanu”, apejot filtrus. “Portable TRX” plates opcijās nevar iegūt vairāk par 95-90Db. Tika pārbaudīta arī opcija 6+6 ZQ. Un par to nav nepieciešams “rūgti raudāt” - paskatieties uz raiduztvērēja frekvences raksturlielumiem, kas sniegti žurnālā Radiohobby 2/98. 29.lpp. - Džordžs UT5ULB veica mērījumu “vēsākajā” (RA3AO) no padomju iekārtām.... Pamatojoties uz uzkrāto pieredzi, šādos dēļos ieteicams izmantot 4+4. Lai uzlabotu “kopējo kvadrātu”, iespējams 6+4 variants. Tas ir zemāks par opciju 4+4 lielāka (par 1Db) vājinājuma ziņā caurlaides joslā. Bet tas ir manāmi labāks gan frekvences reakcijas slīpumu stāvumā, gan lielākā vājinājumā stopjoslā (par 10Db). To diezgan skaidri var redzēt 1. attēlā. Ja plānojat strādāt ar TRX galvenokārt augstfrekvences diapazonos - nav jēgas izmantot vairāk par 8 kvarciem - šajā opcijā mēs iegūstam gandrīz plakanu frekvences reakcijas augšdaļu (nevienmērīgums pat ar "slinkiem" filtra iestatījumiem pārsniedz 2Db) un minimāli uztvertā signāla zudumi. Ja mums nav nepieciešams maksimālais raiduztvērēja “šņaukšana”, bet ir iecere “cīnīties par vietu saulē” zemo frekvenču joslās, tad priekšroka dodama 6+4 opcijai. Starp citu, es vēlreiz pārliecinājos par kaskāžu “lokomotīvju” izmantošanas pareizību ar filtriem, kas izgatavoti no mazāk nekā astoņām plāksnēm, sazinoties ar Anatoliju UA1OJ, vienu no kvarca filtru aprēķināšanas programmas autoriem. Šeit ir viņa secinājumi - "Es nekad neesmu saskāries ar filtra vājināšanos 2-3Db. Biežāk bija 6,5-8Db. Pat demonstrācija (kvarca filtra aprēķinu programmas demonstrācijas versija, UT2FW precizējums) palīdz to pārbaudīt. Un tā rezultāti ir tuvu maniem praktiskiem mērījumiem. Šādi vājinājuma skaitļi visbiežāk tiek iegūti 8 dobumu filtrā no nejauši izvēlētiem, vai, drīzāk, vispār neatlasītiem, bet iegādātiem radio tirgū piedāvātajiem. Tagad iedomājieties, ja, cenšoties panākt bēdīgi slaveno selektivitāti blakus esošajā kanālā, mēs uzstādām šāda kvarca “standarta komplektu” (vienā ar 8, bet otrā ar 4). Manuprāt, nebūt nav kvarca skaitā filtros jāmeklē kaimiņu staciju “saderības” problēma, bet gan raidītāju izejas pakāpju darbības kvalitātē! Kāds labums, ja raiduztvērējā ir uzstādīts pat augstas kvalitātes firmas multi-buck filtrs - ja kaimiņš ieslēdz divus “ragainos”, kurus šūpo divi GK-71? Runa pat nav par izejas jaudu, bet gan par šāda briesmoņa lietotāja stulbumu - kad visi kloķi līdz galam ir pagriezti pa labi.... Varat izmantot divus GU-84B un netraucēt ne tuviem, ne tālākiem kaimiņiem. Vai arī varat izmantot GU-29 izejas stadiju - "gaismas režīmā pie 300 V pie anoda - izspiediet pusampēru strāvu" - tie, kas strādā zemfrekvences diapazonos, mani sapratīs lieliski. Nu tā ir tēma citam rakstam.

Dizaina publikai būs interesanti aplūkot modernā buržuāziskā TRX iekšpusi. Es sniedzu galvenās RX-TX plates fotoattēlu kopā ar sintezatora bloku (ekranēta kaste ar trim spolēm, vāks tika noņemts, lai apskatītu iekšpusi) FT-817, kuru izmantoju kā vadības uztvērēju. Tas ir atvērts un darbojas 0,1-156MHz, 420-470MHz. Ir skaidrs, ka man kā lodēšanas amatierim bija interese izpētīt tā īpašības. Īsāk sakot, uztveršanas ceļa frekvences reakcija ar filtru no muRata CFJ455K aptuveni atbilst “Portatīvā TRX” frekvences reakcijai ar galveno plati Nr. Zīmola filtram ir nedaudz augstāks taisnstūris apakšējā slīpuma malā - tas ir pamanāms arī, klausoties pārraidi. Bet pamēģini pajautāt par šāda filtra izmaksām - un tikai tad izdari secinājumus, kas ir labāks un kas sliktāks...

FT-817 no Yaesu.

Šīs ierīces izejas jaudu uzņēmums ir deklarējis kā 5 W, taču patiesībā tā ir 2,8 W SSB režīmā, tāpēc no tās nevarēsit iegūt daudz ētera izvades. Lēnām gatavoju pabeigtu dizainu ārējai silai ar Pout līdz 200W tādiem TRX. Vienā kastē 1:1 izmērā kā “Portable TRX” ir tvertne, vadības sistēma, SWR skaitītājs un barošanas avots. Informācija par gatavību parādīsies manā mājaslapā un, visticamāk, žurnālā “Radiohobby”, jo tas visātrāk sagatavo publikācijas. Vai varbūt, ja ir laiks un vēlme šim un detalizētam apskata rakstam - kas par “ziepju kastīti” ir FT-817 un ar ko to vajadzētu “patērēt”??? Turklāt kādu laiku bija iespējams veikt reālus FT-817 salīdzinājumus ar FT-100D, TS-870 un, protams, tika izdarīti secinājumi (vismaz man J).

Daži “atkārtotāji” atzīmēja “neslāpētu” nestrādājošu sānjoslu 4+4 versijā, it īpaši pagriežot signāla ierobežojumu līdz maksimālajam līmenim. Tas nav pārsteidzoši, izmantojot šādus filtrus. Kāpņu filtru apakšējais slīpums ir nospriegots un daļa nestrādājošās sānu joslas “izrāpo cauri”. Vienīgais jautājums ir, kā to nomākt atkarībā no frekvences atskaņošanas. 1. attēlā vertikālā līnija parāda aptuveno atsauces oscilatora frekvences atrašanās vietu (parasti 300-400 Hz zem punkta apakšējā slīpumā -6 dB līmenī) filtra apakšējā slīpumā - Fop . Jums ir jābūt tik stāvam zemākam frekvences reakcijas slīpumam, lai tas nodrošinātu vismaz 50 Db nomākšanu ar atsauces oscilatora frekvenci (tie ir tieši tie vairāku bloku filtri, kas aprakstīti iepriekš) - ja uzstādāt sev uzdevumu nomākt “ visas iedomājamās un neiedomājamās blakusparādības” vienā rāvienā. 4 dobumu filtra versijā slāpēšana atsauces frekvences tuvumā ir 18-20Db, bet 6 dobumu filtrā - 22-30Db. Tāpēc, ja mēs palielināsim maksimālo signāla ierobežojumu un izlaidīsim to cauri 4 kvarciem un pat pastiprināsim šādu signālu ar GU81M lampu (“gaismas” režīmā - pie 1500 V pie anoda! L) - kaimiņi būs “sajūsmā”. .. Par to jau brīdināju aprakstā “Portable TRX”. Zemāk es sniedzu teorētiski aprēķinātus viena sešu kristālu ZQ "attēlus" un kombinēto frekvenču reakciju vienā trīs-četru-sešu kristālu filtru grafikā.

Mums nevajadzētu runāt par “vienkāršu” nestrādājošās puses nomākšanu, bet gan par tās nomākšanu atkarībā no detunings attiecībā pret atsauces oscilatora frekvenci. Ir skaidrs, ka slāpēšana atšķirsies no atsauces frekvences, piemēram, pie 500Hz vai 3KHz. Apmēram “neslāpētās” sānjoslas virtuālās caurlaides joslas vidus (iedomājieties filtra spoguļfrekvences reakciju pa kreisi no atsauces frekvences) būs zem atsauces oscilatora frekvences par 2 KHz - tas ir teorētiski aprēķinātā 6 kristālā. filtra frekvence 8860,5 MHz - vājinājums uz tā ir -70 dB, kas ir pilnīgi pietiekams šīs klases raiduztvērējiem. Protams, patiesībā bieži sanāk sliktāk, kas ir saistīts gan ar pašu filtru izgatavošanas kvalitāti, gan ar ražošanas kvalitāti un galvenās plates konfigurāciju. Starp citu, ja vēlaties aprēķināt un redzēt filtru frekvences raksturlielumus no tiem kvarca kristāliem, kas nejauši tika iegādāti radio tirgū un nav vēlēšanās tos izgatavot vispirms (jo jūs esat pārāk slinks, un tiešām nav instrumenti) šim nolūkam iesaku īpašu uzmanību pievērst kvarca filtru aprēķināšanas programmai, kuras demonstrācijas versiju šī raksta sagatavošanas laikā man laipni sniedza Anatolijs UA1OJ. Raidījumu sastādījis ne tikai programmētājs, kurš miglaini iztēlojas “kas ir šīs mazās dzelzs kastītes?”, bet gan radiosta uzraudzībā, kurš no pirmavotiem zina, kā šādas “kastes” tiek saliktas. Lai gan garā esmu tuvāk praktiskai frekvenču raksturlīknes izgatavošanai un testēšanai reāla filtra dizaina ierīcēs, nevis “teorizācijai”, izmantojot datora pogas...

TRX RA3AO pilnīga frekvences reakcija, ko mēra Džordžs UT5ULB -

Pārbaudot un iestatot IF ceļus ar kvarca filtriem vai atsevišķiem kvarca filtriem, lielākajai daļai radioamatieru rodas problēma, kur iegūt testa signālu. Ne vienmēr ir iespējams izmērīt parametrus netieši, izmantojot uztvērēju maisītājus. Ne visi pieejamie un salīdzinoši lētie precizitātes, daudzfunkcionālie mērīšanas ģeneratori aptver 30...90 MHz frekvenču diapazonu, vai arī parasto RF ģeneratoru stabilitāte (ar frekvences frekvences funkciju) neļaus precīzi izmērīt un regulēt kvarca raksturlielumus. filtri. Bet visbiežāk šāds aprīkojums vienkārši nav pieejams, un nav saprātīgi iegādāties dārgu ģeneratoru tikai šim darbam.

Šajā rakstā ir aprakstīts divu kanālu sprieguma kontrolēts oscilators (VCO) ar nelielu (vairākiem desmitiem kilohercu) regulēšanas diapazonu, centrālo frekvenci 2...90 MHz, izejas pretestību 50 omi un izejas signālu ar maksimumu. -diapazons līdz maksimumam no 100...300 mV. Ierīce ir paredzēta darbam kā frekvences reakcijas mērītāja, nevis frekvences reakcijas mērītāja daļa, un tā var darboties arī kopā ar citu zāģa zoba signālu ģeneratoru.

Lai nodrošinātu stabilu VCO darbību, kā frekvences iestatīšanas elementi 2...12 MHz frekvencēm un turpmākai frekvenču pavairošanai tika izmantoti lēti un pieejami keramikas rezonatori. Protams, moderna elementu bāze ļautu atrisināt šo pašu problēmu, izmantojot DDS ģeneratorus vai ģeneratorus ar PLL (ar mikrokontrolleri un atbilstošu programmatūru), taču tad šādas ierīces sarežģītība pārsniegtu pārbaudāmās iekārtas sarežģītību. Līdz ar to mērķis bija izveidot vienkāršu ģeneratoru, izmantojot pieejamos elementus un nenodarboties ar induktoru ražošanu, kā arī uzstādīt ierīci, izmantojot vienkāršus mērinstrumentus.

Ierīce ir sadalīta atsevišķās funkcionālās vienībās, kuras var uzstādīt vai nē, atkarībā no īpašnieka vajadzībām. Piemēram, ja jums ir daudzfunkcionāls DDS ģenerators, tad jūs nevarat salikt ģeneratorus un izmantot tikai frekvenču reizinātājus un galveno filtru, lai sasniegtu galīgo frekvenci. Lai izvairītos no nestabilas darbības, es iesaku augstfrekvences daļā izmantot tikai 74ACxx sērijas CMOS mikroshēmas.

Ierīces plate (1. att.) ar izmēriem 100x160 mm ir veidota tā, lai to varētu izgatavot vienpusēju (augšējā puse, uz kuras atrodas visi elementi, izņemot džemperu vadus) vai abpusēju, ja plānojat izmantojiet ierīci frekvencēs virs 25 MHz. Elementu numerācija uz shēmas un plates sākas ar numuru, kas piešķirts mezglam, kurā tie ir iekļauti. Attēlā 2. attēlā parādīta elementu uzstādīšana uz plātnes vienpusējas versijas. Šajā gadījumā DIP iepakojumā esošās mikroshēmas tapas tiek pielodētas no apdrukāto vadītāju puses, kas prasa īpašu piesardzību.

Rīsi. 1. Ierīces dēļa izmēri 100x160 mm

Rīsi. 2. Elementu uzstādīšana uz plātnes vienpusējas versijas

Keramikas rezonatoriem ir laba īstermiņa frekvences stabilitāte, kas ļauj izmantot to signālu, lai uzstādītu kvarca filtrus un droši izmērītu to stāvās nogāzes. Šādu rezonatoru savstarpējās rezonanses intervāls ir par kārtu lielāks nekā kvarca. Tos bez problēmām var ievilkt frekvencē par +0,3...-2% no nominālvērtības. Tabulā 1. attēlā parādīti 2015. gadā Krievijā iegādāto pjezokeramikas rezonatoru galvenie parametri un to frekvenču regulēšanas diapazons ģeneratora konstruēšanas gadījumam, pamatojoties uz 74AC86 mikroshēmas loģiskajiem elementiem.

1. tabula

Rezonatora tips 1)	Nominālā frekvence, MHz	Tapu skaits	Minimālā frekvence 2), MHz	Maksimālā frekvence 3), MHz

1) P - ZTA sērijas rezonatori, PC - ZTT sērijas rezonatori (ar iebūvētiem kondensatoriem), D - diskriminators (izmantošanai FM detektoros). 2) Ar diviem 280 pF kondensatoriem. 3) Ar diviem 20 pF kondensatoriem.

Keramikas rezonatori augstākām frekvencēm (vairāk nekā 13 MHz) acīmredzami tiek ražoti, izmantojot citu tehnoloģiju, un to frekvenču regulēšanas diapazons ir ļoti mazs. ZTT sērijas rezonatoriem ir iebūvēti kondensatori, un tāpēc tos ir daudz grūtāk noregulēt frekvencē, un ne vienmēr ir iespējams iegūt nominālo frekvenci.

Tabulā 2 parāda visbiežāk sastopamās IF frekvences vērtības dažādās radio uztveršanas ierīcēs (RPU) un raiduztvērējos, kā arī iespējas šo frekvenču ģenerēšanai, izmantojot keramikas rezonatorus. Nepieciešamo reizināšanas vai dalīšanas koeficientu analīze atklās nepieciešamību izmantot reizināšanu ar divi, lai paplašinātu iespējamo opciju skaitu un nodrošinātu signāla kvalitāti.

2. tabula

IF, MHz	Galvenais pielietojums	Ģeneratora frekvence, MHz
IF, MHz	Galvenais pielietojums	1. iespēja	2. iespēja	3. iespēja	4. iespēja
	Pašdarināti raiduztvērēji
	Pašdarināti raiduztvērēji
	Pašdarināti raiduztvērēji
	Pašdarināti raiduztvērēji
	Pašdarināti raiduztvērēji
	Pašdarināti raiduztvērēji
	Standarta
	Raiduztvērējs IC R-75
	CB raiduztvērēji
	Standarta
	Civilā RPU
	Standarta

	YAESU raiduztvērēji
	Raiduztvērēji
	Mājsaimniecības vadības bloki
	Raiduztvērēji
	Raiduztvērēji
	Raiduztvērēji
	Raiduztvērēji
	Raiduztvērēji
	Raiduztvērēji
	Mājsaimniecības vadības bloki

	ICOM raiduztvērēji
	RPU Brigantīna
	Raiduztvērēji
	Raiduztvērēji
	Raiduztvērējs IC R-75
	Raiduztvērēji

	RPU EKD (IKP)
	Raiduztvērēji
	Raiduztvērēji
	Raiduztvērēji
	Raiduztvērēji
	Raiduztvērēji
	Pašdarināti radio vadības bloki

Lai izprastu piedāvāto frekvenču reizinātāju darbību, īsumā izklāstīšu 74AC sērijas CMOS loģisko elementu izejas signālu spektru svarīgos parametrus. Šie ātrgaitas elementi darbojas ar barošanas spriegumu 2...6 V, un bez kapacitatīvās slodzes izejas impulsu minimālais pieauguma laiks ir 1 ns, kas ļauj iegūt ievērojamas spektrālās sastāvdaļas līdz frekvencei 250 MHz. Tajā pašā laikā elementu izejas pretestība ir aptuveni 25 omi, kas ļauj vieglāk iegūt ievērojamu enerģiju no augstākām harmoniskām sastāvdaļām. Šīs sērijas loģisko elementu pārneses raksturlielums ir simetrisks, un izejas posmam ir vienāda slodze un pārslēgšanas ātrums noplūdes un grimšanas strāvai. Tādējādi 74ACxx sērijas loģisko elementu un flip-flops izejas signālu līdz frekvencēm 30 MHz var uzskatīt par ideālu, un praksē ar augstu precizitāti var pielietot visus matemātikas likumus, kas saistīti ar impulsu signālu spektriem.

Taisnstūrveida signāls ar vienādu impulsa ilgumu t un pauzi t p ir tā sauktais kvadrātvilnis (darba koeficients Q = T/t un = 2, kur T ir impulsa atkārtošanās periods T = t un +t p, bet dažreiz termins " darba cikls”, tiek izmantots apgrieztais darba cikls K = 1/Q), spektrā papildus pirmajai harmonikai (F 1 = 1/T - pamatfrekvence) ir arī nepāra harmonikas (2n+ 1)F 1, kur n = 1, 2, 3.... Praksē pāra skaitļu harmoniku slāpēšana var sasniegt 40 dB, neizmantojot īpašus pasākumus, un, lai iegūtu slāpēšanu līdz 60 dB, ir nepieciešams nodrošināt ilgtermiņa stabilitāti elementu parametrus, izmantojot OOS un ar papildu rūpīgu regulēšanu.

Pieredze rāda, ka frekvenču sadalītāji divās daļās (D flip-flops un JK flip-flops no 74ACxx sērijas, kā arī frekvenču dalītājs 74AC4040) frekvencēs līdz 4 MHz nodrošina šādu slāpēšanu līdz 60 dB. Pie izejas frekvences 30 MHz tas samazinās līdz 30 dB, un frekvencēs virs 100 MHz nav izteikta vienmērīgu harmoniku nomākšana.

Tāpēc kvadrātveida vilnis ir īpaši svarīgs frekvenču reizinātājos spektra relatīvās tīrības dēļ, kas vienkāršo turpmākos filtrus. Šī iemesla dēļ piedāvātā ierīce nodrošina elementus signāla simetrijas regulēšanai. Gandrīz ideālie 74ACxx sērijas elementu izejas raksturlielumi ļauj, neizmantojot spektra analizatoru, izmantojot regulēšanas elementus, iegūt vēlamo signāla formu, izmērot vidējo līdzstrāvas spriegumu izejā. Vienmērīgu harmoniku slāpēšana līdz 40...50 dB frekvencēs līdz 20 MHz tiek panākta bez problēmām.

Izejas signāla darba ciklu (darba koeficientu) var izmērīt, izmantojot digitālo multimetru līdzstrāvas sprieguma mērīšanas režīmā (R ieeja ≥ 10 MΩ), nemainot mērījumu robežu (3. att.). Pirmkārt, multimetrs tiek kalibrēts, šim nolūkam tas caur rezistoru ar pretestību 33...100 kOhm ir savienots ar elektropārvades līnijām (tieši pie atbilstošajiem mikroshēmas spailēm). Tā kā multimetra ieejas pretestība ir 10 MOhm, tā rādījumi (Uk) būs par 0,3...1% mazāki nekā barošanas spriegums. Rezistors kopā ar visām vadu kapacitātēm un multimetra ieeju veido zemas caurlaidības filtru augstfrekvences signālam. Ja loģiskā elementa izejā ir impulsa signāls ar Q = 2, multimetrs rādīs U out = 0,5U k. Attēlā. attēlā parādīts signāla spektrs mikroshēmas 74AC86 ģeneratora izejā bez īpašiem balansēšanas pasākumiem; otrās harmonikas slāpēšana attiecībā pret pirmo ir aptuveni 36 dB. Tas nav īpaši piemērots darbam ar frekvenču reizinātājiem.

Rīsi. 3. Izejas signāla darba cikla (darba koeficienta) mērīšana

Rīsi. 4. Signāla spektrs pie 74AC86 mikroshēmas ģeneratora izejas

Ja izejas signāla simetrija ir traucēta, var tikt nomāktas citas spektrālās sastāvdaļas. Piemēram, ja Q = 3 (5. att.), harmonikas, kas ir trīs reizes, tiek nomāktas izejas signālā (6. att.). Šāda režīma izveidošana tiek veikta arī, izmantojot multimetru, bet jums vienkārši jāiegūst vidējais spriegums U out = 0,333U k (vai 0,666U k). Šī opcija ir īpaši interesanta, ja jums ir nepieciešams reizināt ar diviem vai četriem. Pie augstākām harmonikām filtru izmaksas jau apgrūtina šīs iespējas praktisko pielietojumu.

Rīsi. 5. Signāla spektrs

Rīsi. 6. Signāla spektrs

Tādējādi kvadrātveida vilnis ir ideāli piemērots signāla nepāra harmonikas iegūšanai līdz septītajai. Augstākie jau ir stipri novājināti, un to iegūšanai būtu nepieciešami sarežģīti filtri un pastiprinātāji. Otro un ceturto harmoniku vislabāk iegūt ar izejas signāla darba ciklu Q = 3. Ja spektrā ir vajadzīgas visas tuvās harmonikas, jāiestata Q = 2,41 (K = 41,5%).

Šeit ir svarīga piezīme. Reizēm gadās, ka uztvērējā “klīst” lokālā oscilatora vai paša mikrokontrollera PLL sistēmas traucējumi. Prasmīgi izvēloties pulksteņa signāla darba ciklu, jūs varat nomākt dažas traucējošās harmonikas. Bet kopumā kopējo harmoniku fonu no pulksteņa signāla var samazināt, ja pēc noklusējuma tā darba cikls ir iestatīts tieši uz Q = 2.

Piedāvātā ierīce galvenokārt izmanto CMOS loģiskos elementus, kas darbojas lineārā režīmā. Šim nolūkam tiek izmantots invertora režīms (ja elements ir divu ieeju, otrā ieeja ir savienota ar kopēju vadu vai elektropārvades līniju) un tiek ieviesta līdzstrāvas atgriezeniskā saite (7. att.), lai uzturētu darba punktu elektrības padeves vidū. pārneses īpašība. Rezistors R3 nodrošina OOS, un ar rezistoru R1 un R2 palīdzību jūs varat mainīt darbības punkta pozīciju uz pārsūtīšanas raksturlielumu. Šī shēma ļauj arī līdzsvarot 74xCTxx sērijas loģiskos elementus, kuru pārslēgšanas slieksnis ir aptuveni 1,2 V (ar barošanas spriegumu 3,3 V). Pareiza iestatījuma kritērijs ir iestatīt izejas spriegumu uz 50% no barošanas. Rezistora R2 pretestība ir izvēlēta pēc iespējas lielāka, lai tā mazāk ietekmētu ieejas signāla ķēdes.

Rīsi. 7. Ierīces diagramma

Pārneses raksturlieluma slīpums atbilst sprieguma pieaugumam 30...40 dB. Tāpēc ieejas signāls ar vairāku desmitu milivoltu spriegumu jau noved pie izejas maiņas no nulles uz maksimālo. Lai samazinātu troksni, pārejot no viena stāvokļa uz otru, ieejā jānodrošina noteikts signāla pieauguma ātrums (74ACxx sērijai - aptuveni 125 mV/ns). Šajā gadījumā ir zemāka robežfrekvenču robeža, pie kuras nerodas traucējošs troksnis vai pašizraide, šķērsojot raksturlieluma aktīvo sadaļu.

Ja loģisko vārtu ieejā ir iespējota paralēla LC ķēde, zemākas frekvences ieejas signālus var piegādāt, neradot troksni. Ar barošanas spriegumu 3,3 V pie frekvences 3 MHz minimālā sprieguma svārstība ir 0,5...1 V. Lai darbotos zemākās frekvencēs, nepieciešams izmantot sērijas 74HCxx, MM74Cxx, 40xx loģiskos elementus.

Pamatojoties uz elementu EXCLUSIVE OR (mikroshēma 74AC86), jūs varat viegli izveidot frekvences reizinātāju ar divi, ja signāls tiek ievadīts tieši uz vienu ieeju, bet uz otru ieeju caur aizkaves līniju, kuras pamatā ir RC ķēde (8. att.). Ja RC ķēdes laika konstante (τ) ir ievērojami mazāka par impulsa atkārtošanās periodu T, ar katru ieejas sprieguma kritumu izejā saņemsim īsus impulsus, t.i., impulsu skaits (un līdz ar to arī to frekvence) ir dubultojies. Palielinoties aizkavei (RC ķēdes laika konstantei) uz kondensatora C1, signāls kļūst trīsstūrveida un tā amplitūda samazinās, tāpēc samazinās pārslēgšanas precizitāte un pasliktinās signāla kvalitāte - frontes “peld” ar troksni. Šāds reizinātājs darbojas stabili pie τ

Rīsi. 8. Frekvences reizinātājs

Izejas signāla spektrs būs vēl tīrāks, ja Q = 3 (9. att.). Šajā gadījumā reizinātājs izejā “sniegs” harmonikas frekvencēs 2F 1, 4F 1, 8F 1, 10F 1, 14F 1, 16F 1 utt.). Praktiski svarīgas ir tikai harmonikas pie 2F 1 un 4F 1, un palīdz harmoniku slāpēšana ar frekvencēm F 1, 3F 1, 5F 1 un 6F 1. Izmantojot šo iestatījumu, izvadei jābūt U out = 0,333U k.

Rīsi. 9. Izvades spektrs

Rīsi. 10. Signāla spektrs

Mērīšanas ģeneratora blokshēma ir parādīta attēlā. 11. Shēma nodrošina divus vienādas konstrukcijas ģeneratorus (G1, G2), lai paplašinātu ierīces funkcionalitāti. Pēc tiem frekvenču reizinātājā-dalītājā U1 vai frekvences reizinātājā U2 notiek starpfrekvenču reizināšana. Reizināšanas koeficients ir viens, divi, trīs vai četri. Turklāt frekvences reizinātājā-dalītājā U1 signāla frekvenci var dalīt ar diviem vai četriem pirms reizināšanas. Mikserī pie elementa DD1 izejas un pēc zemas caurlaidības filtra Z3 (griezes frekvence - 100 kHz) tiek ģenerēts signāls frekvencē F = |n 1 F gun1 - n 2 F gun2 |. Mikseris darbojas arī ar harmonikām.

Rīsi. 11. Mērīšanas ģeneratora blokshēma

Modulators satur elementus DD2, DD3, Z1 un Z2, tie veido nepieciešamo signāla darba ciklu pēdējai reizināšanas pakāpei. Ja darba cikls Q = 2, elementi Z1 un Z2 nav vajadzīgi. DD4 un DD5 darbojas kā bufera pastiprinātāji, turklāt tos var modulēt ar impulsu.

G3 ģenerators ģenerē īsus impulsus, lai simulētu impulsu troksni, to aktivizē augsts SPON signāla līmenis. Ja tā frekvenci samazina 100...1000 reizes (palielinot atbilstošo kondensatoru kapacitāti), RPU var regulēt AGC jeb trokšņu slāpētāja dinamiku.

Izmantojot filtrus Z4 un Z5, vēlamā harmonika tiek izolēta, un pastiprinātāji A2 un A3 dod signālus vajadzīgajā līmenī. GEN-3 izejā varat izveidot kombinētu signālu, izmantojot džemperus S1 un S2.

Barošanas bloks (PSU) nodrošina ierīces komponentiem 3,3 V spriegumu, kā arī ir izvads +3,9 V spriegums testējamo mazjaudas iekārtu (TECSUN, DEGEN radioaparātu utt.) barošanai. no barošanas avota var tikt piegādāts ar +5 V spriegumu no USB porta vai mobilā telefona lādētāja, kā arī no nestabilizēta tīkla barošanas avota ar izejas spriegumu 5...15 V. Ierīces patērētā strāva ir atkarīgs no ģeneratoru frekvences un pilnībā aprīkotā gadījumā nepārsniedz 70 mA.

Nākamajā raksta daļā tiks sniegts detalizēts ierīces ķēdes apraksts un daži konkrēti tās konfigurācijas piemēri darbam ar radioamatieru vadības blokiem bieži sastopamajiem IF.

Vienkāršs un lēts SSB filtrs

Voroncovs A. RW6HRM ierosina kā alternatīvu EML izmantot vienkāršu un, pats galvenais, lētu kvarca filtra ķēdi. Raksts ir būtisks šo elementu trūkuma un augsto izmaksu dēļ.

Pēdējā laikā ļoti bieži interneta publikācijās izskan iesācēju radioamatieru “asaras”, saka, grūti dabūt EMF, dārgi, grūti izgatavot kvarca filtru, vajadzīgi instrumenti utt. Patiešām, tagad ir diezgan problemātiski iegūt labu jaunu EMF, tirgū piedāvātais tiek dziļi izmantots bez normālas darbības garantijas, un izveidot kvarca filtru pat uz komerciāli pieejamo kvarca 8,86 MHz frekvencē bez atbilstošas vadības un mērīšanas iekārtas, "pie skata" nav iespējams. No pirmā acu uzmetiena situācija nav tik lieliska...

Tomēr ir iespēja izveidot vienkāršu kvarca filtru zemfrekvences SSB raidītājam vai raiduztvērējam diezgan vienkāršu un, pats galvenais, lētu. Pietiek izstaigāt radio veikalus un redzēt, ka tiek pārdoti “divkājaini” kvarca kristāli tālvadības pultīm frekvencēm no 450 līdz 960 kHz. Šīs daļas ir izgatavotas ar diezgan lielām pielaidēm ģenerētajās frekvencēs, kas dod mums tiesības izvēlēties gan izmantoto starpfrekvenci, gan izgatavojamā filtra joslas platumu. Ļaujiet man uzreiz izdarīt atrunu: ideja nav mana, to iepriekš pārbaudīja zviedru radioamatieris HARRY LYTHALL, SM0VPO, un es tikai jums par to paziņoju (pēc vairāku filtru izgatavošanas sev).

Tātad, lai izvēlētos kvarcu, ir nepieciešams vienkāršs trīspunktu ģenerators un frekvences mērītājs vai radio uztvērējs ar frekvences mērītāju, kas aptver 160 metru amatieru joslu. No virknes kvarcu mums ir jāizvēlas divi ar ģenerēto frekvenču atstarpi no 1 līdz 1,5 kHz. Ja mēs izmantojam kvarcu ar frekvenci 455 kHz, tad visērtāk ir noskaņoties uz to ceturto harmoniku (apmēram 1820 kHz, panākot atstarpi 4 - 4,5 kHz), un ja 960 kHz, tad uz otro (1920 kHz, atstatums 2–2, 5 kHz).

Ķēde CL1 šajā piemērā ir iepriekšējā pastiprinātāja posma slodze; šī ir standarta 455 kHz ķēde no jebkura ārvalstīs ražota AM uztvērēja. Varat arī izmantot datus no amatieru radio literatūras paštaisītām shēmām ar frekvenci 465 kHz, samazinot apgriezienu skaitu par 5%. Punkti norāda sakaru spoļu L2 un L3 sākumu, tiem pietiek ar 10–20 apgriezieniem. Tūlīt pēc maisītāja ir pilnīgi iespējams uzstādīt filtru, piemēram, gredzenu ar četrām diodēm. Šajā gadījumā jūs jau iegūsit 1:1:1 transformatoru, kuru var izgatavot uz F600 gredzena ar ārējo diametru 10 - 12 mm, savītas trīskāršās stieples PEL-0,1 apgriezienu skaits - 10 - 30. Kondensators C transformatora gadījumā, protams, nav vajadzīgs. Ja pastiprinātāja otrā pakāpe ir izgatavota uz tranzistora, tad strāvas regulēšanas bāzes ķēdē var izmantot 10 kOhm rezistoru, tad 0,1 μF izolācijas kondensators nav nepieciešams. Un, ja šo filtru izmanto vienkāršā radio ķēdes shēmā, tad rezistoru var novērst.

Tagad no atlikušās kvarca kaudzes mums ir jāizvēlas viens, kas piemērots atsauces oscilatoram. Ja izvēlēsimies kvarcu pie 455 kHz uz diagrammā norādītajām vērtībām, tad pie filtra izejas iegūsim apakšējo sānjoslu, ja pie 454 kHz iegūsim augšējo. Ja kvarca vairs nav, tad ir pilnīgi iespējams salikt atskaites oscilatoru, izmantojot trīspunktu kapacitatīvo ķēdi, un, izvēloties tā frekvenci, noregulēt iegūto filtru. Šajā gadījumā ģeneratoram ir jāveic pastiprināti pasākumi attiecībā uz tā termisko stabilitāti.

Noskaņošanu var veikt pat no auss, izmantojot radiostaciju nesējus, taču šo prieku atstāsim vairāk vai mazāk pieredzējušiem “mūziķiem”. Iestatīšanai būtu jauki, ja jums būtu skaņas ģenerators un osciloskops. Mēs padodam signālu no skaņas ģeneratora ar frekvenci 3 - 3,3 kHz uz mikrofona pastiprinātāju (pieņemot, ka filtrs jau atrodas raidītāja ķēdē), pievienojam osciloskopu filtra izejai un pārbīdām atsauces oscilatora frekvenci. līdz izejas signāla līmenis pēc filtra samazinās minimāli . Tālāk mēs pārbaudām filtra pārraides apakšējo robežu, mikrofona ieejai piemērojot 300 Hz frekvenci no skaņas ģeneratora. Starp citu, lai palielinātu mikrofona pastiprinātāja pārraides joslas platuma apakšējo robežu audio frekvencēs, pietiek ar pārejas kondensatoru uzstādīšanu ar jaudu aptuveni 6800 pF vai mazāk, un augšējai robežai jebkurā gadījumā tas būtu ir labi uzstādīt vismaz vienas saites zemfrekvences filtru.

Tas ir viss. Kā redzat, šī filtra ražošanā jums neradīsies lielas izmaksas, un signāls būs diezgan reprezentabls. Protams, vienkāršības dēļ to vairs nav ieteicams izmantot otrās kategorijas raidītājos, taču 1,8 - 7 MHz ar to būs vairāk nekā pietiekami. Saskaņā ar mērījumu rezultātiem šis klasiskais dizains pilnībā sakrīt ar to, kas aprakstīts atsauces grāmatās (piemēram, Bunina un Yaylenko Shortwave Handbook) - raksturlieluma apakšējā daļa ir nedaudz pievilkta. Vājināšanās caurlaides joslā ir aptuveni 1 - 2 dB, tas ir atkarīgs no izmantoto rezonatoru kvalitātes. Bet, ja atrodat vēl lētāku veidu, kā iet ēterā ar SSB (izņemot fāzi) - dodiet ziņu

Ļeņingradas kvarca filtra frekvences reakcijas uzlabošana

S. Popovs RA6CS

Ieviešot frekvenču filtrus, ir jāņem vērā to pielietojuma specifika. Mēs jau iepriekš runājām par to, ka aktīvos filtrus (visbiežāk) ir ērti izmantot salīdzinoši zemas caurlaidības filtru ieviešanai. To ir ērti lietot frekvenču diapazonā no simtiem kilohercu līdz simtiem megahercu. Šo filtru realizāciju ir diezgan ērti ražot, un dažos gadījumos tos var noregulēt frekvencē. Tomēr tiem ir zema parametru stabilitāte.

Rezistoru pretestības vērtība filtrā nav nemainīga. Tas mainās atkarībā no temperatūras, mitruma vai elementu novecošanas. To pašu var teikt par kondensatora kapacitātes vērtību. Tā rezultātā mainās filtru polu regulēšanas frekvences un to kvalitātes faktori. Ja ir filtra pastiprinājuma nulles, tad mainās arī to regulēšanas frekvences. Šo izmaiņu rezultātā filtrs maina savu . Viņi saka par šādu filtru, ka tas “sairst”

Līdzīga situācija rodas ar pasīvajiem LC filtriem. Tiesa, LC filtros pola vai nulles frekvences atkarība mazāk atkarīga no induktivitātes un kapacitātes vērtības. Šī atkarība ir proporcionāla kvadrātsaknei, atšķirībā no lineārās atkarības RC ķēdēs. Tāpēc LC shēmām ir lielāka parametru stabilitāte (apmēram 10–3).

Piemērojot noteiktus pasākumus (piemēram, izmantojot kondensatorus ar pozitīvu un negatīvu TKE, termisko stabilizāciju), aprakstīto filtru parametru stabilitāti var uzlabot par lielumu. Tomēr, veidojot modernu aprīkojumu, ar to nepietiek. Tāpēc, sākot ar 20. gadsimta 40. gadiem, tika meklēti stabilāki risinājumi.

Pētījuma laikā tika konstatēts, ka mehāniskām vibrācijām, īpaši vakuumā, ir mazāki zudumi. Filtri tika izstrādāti uz mūzikas kamertonis un stīgām. Mehāniskās vibrācijas tika ierosinātas un pēc tam noņemtas ar induktoriem, izmantojot magnētisko lauku. Tomēr šie dizaini izrādījās dārgi un apgrūtinoši.

Pēc tam elektriskās enerģijas pārvēršanu mehāniskās vibrācijās sāka veikt, izmantojot magnetostriktīvus un pjezo efektus. Tas ļāva samazināt filtru izmēru un izmaksas. Pētījumu rezultātā tika konstatēts, ka kvarca kristāla plāksnēm ir vislielākā vibrācijas frekvences stabilitāte. Turklāt tiem ir pjezoelektrisks efekts. Tā rezultātā kvarca filtri ir visizplatītākais augstas kvalitātes filtru veids. Kvarca rezonatora iekšējā struktūra un izskats parādīts 1. attēlā.

1. attēls. Kvarca rezonatora iekšējā struktūra un izskats

Viena kristāla rezonatorus kristālu filtros izmanto reti. Šo risinājumu parasti izmanto radioamatieri. Šobrīd daudz izdevīgāk ir iegādāties gatavu kvarca filtru. Turklāt tirgus parasti piedāvā filtrus visizplatītākajām starpfrekvencēm. Kvarca filtru ražotāji izmēru samazināšanai izmanto citu risinājumu. Uz vienas kvarca plāksnes ir uzklāti divi elektrodu pāri, kas veido divus akustiski savstarpēji savienotus rezonatorus. Līdzīga dizaina kvarca plāksnes izskats un korpusa rasējums, kur tā ir novietota, ir parādīts 2. attēlā.

2. attēls. Kvarca plāksnes ar diviem rezonatoriem izskats, korpusa rasējums un kvarca filtra izskats

Šo risinājumu sauc par kvarca pāri. Vienkāršākais kvarca filtrs sastāv no viena pāra. Tās grafiskais apzīmējums parādīts 3. attēlā.

3. attēls. Kvarca pāra grafiskais apzīmējums

Kvarca dubultā ir elektriski līdzvērtīga frekvenču joslas filtra ķēdei ar divām savienotām ķēdēm, kas parādītas 4. attēlā.

4. attēls. Divkontūru filtra ķēde, kas līdzvērtīga kvarca dvīņai

Atšķirība slēpjas ķēžu sasniedzamajā kvalitātes faktorā un līdz ar to arī filtra joslas platumā. Pastiprinājums ir īpaši pamanāms augstās frekvencēs (desmitiem megahercu). Ceturtās kārtas kvarca filtri tiek izgatavoti uz diviem pāriem, kas savienoti viens ar otru, izmantojot kondensatoru. Šo divnieku ievade un izvade vairs nav līdzvērtīgi, tāpēc tos apzīmē ar punktu. Šī filtra diagramma ir parādīta 5. attēlā.

5. attēls. Ceturtās kārtas kvarca filtra ķēde

Filtri L1C1 un L2C3, kā parasti, ir paredzēti, lai pārveidotu ieejas un izejas pretestību un panāktu to standarta vērtību. Astotās kārtas kvarca filtri ir konstruēti līdzīgi. To īstenošanai tiek izmantoti četri kvarca dvīņi, taču atšķirībā no iepriekšējās versijas filtrs ir izgatavots vienā korpusā. Šāda filtra shematiska diagramma ir parādīta 6. attēlā.

6. attēls. Astotās kārtas kvarca filtra shematiskā diagramma

Astotās kārtas kvarca filtra iekšējo dizainu var izpētīt no filtra fotoattēla ar noņemtu vāku, kas parādīts 7. attēlā.

7. attēls. Astotās kārtas kristāla filtra iekšējais dizains

Fotoattēlā skaidri redzami četri kvarca duāli un trīs virsmas montāžas kondensatori (SMD). Līdzīgs dizains tiek izmantots visos mūsdienu filtros, gan caurlaidīgajos, gan uz virsmas montējamos. To izmanto gan vietējie, gan ārvalstu kvarca filtru ražotāji. No vietējiem ražotājiem varam nosaukt AS Morion, LLC AES Meteor-Kurs vai Piezo uzņēmumu grupu. Atsauču sarakstā ir parādīti daži ārvalstu kvarca filtru ražotāji. Jāņem vērā, ka 7. attēlā parādīto dizainu var viegli ieviest virsmas montāžas (SMD) iepakojumos.

Kā redzam, tagad nav problēmu iegādāties gatavu kvarca filtru ar minimāliem izmēriem un par pieņemamu cenu. Tos var izmantot augstas kvalitātes uztvērēju, raidītāju, raiduztvērēju vai cita veida radioiekārtu projektēšanai. Lai atvieglotu orientēšanos tirgū piedāvātajos kvarca filtru tipos, mēs piedāvājam SHENZHEN CRYSTAL TECHNOLOGY INDUSTRIAL sniegto amplitūdas-frekvences reakcijas tipisko atkarību grafiku no rezonatoru (polu) skaita.