Кварцевые фильтры лестничного типа
для связной аппаратуры начали
завоевывать популярность у радиолюбителей
где-то в середине 60-х годов
прошлого века, хотя они были известны,
а все их основные характеристики
просчитаны и описаны в профессиональной
литературе гораздо раньше.
Они несколько уступают фильтрам, выполненным
по дифференциально-мостовым
схемам, но существенно превосходят
их по простоте изготовления. А
последний фактор очень важен для любительских
(да и не только) конструкций.
Такие фильтры можно изготавливать
из кварцевых резонаторов на одну и ту
же рабочую частоту. На частотах выше
нескольких мегагерц в этом варианте
они позволяют реализовывать фильтры
с полосой пропускания не менее 3 кГц,
которые можно использовать как
фильтры основной селекции в SSB-ап-
паратуре. При известных характеристиках
резонаторов расчет конденсаторов
связи в фильтре элементарен — в литературе
приведены необходимые коэффициенты
для конденсаторов связи
фильтров разных порядков.
Правда, измерение характеристик
резонаторов, если они отсутствуют в
сопровождающей их документации
(увы, обычная ситуация), затруднительно
в радиолюбительских условиях. Но и
здесь было найдено простое решение
для радиолюбительских конструкций —
определение емкостей конденсаторов
связи, основываясь на измерении
полосы пропускания пробного фильтра
из двух резонаторов.
Большим подспорьем для радиолюбителей
послужило и появление в продаже
кварцевых резонаторов для цветных
телевизоров. Производившиеся в
массовом порядке они были весьма
недорогими.
В приемных трактах связной аппаратуры
обычно требуется минимум две полосы
пропускания в тракте промежуточной
полосы — примерно 2,4 кГц для
работы SSB и примерно 0,5 кГц для работы
CW. Изготовить два кварцевых
фильтра лестничного типа на соответствующие
полосы пропускания и коммутировать
их при смене вида работы —
нет проблем, и именно по этому пути
шли создатели связной любительской
аппаратуры на начальном этапе.
Поскольку при изменении полосы
пропускания фильтра надо изменять
лишь емкости конденсаторов связи,
некоторые радиолюбители пошли по
пути введения в фильтр переключателей,
коммутирующих эти конденсаторы.
Классической в те годы стала конструкция
фильтра из шести резонаторов,
предложенная в 1980 г. коротковолновиком
из Великобритании G3UUR
(рис. 1). Он был собран из "телевизионных"
кварцев на частоту 4,43 МГц и позволял
изменять полосу пропускания от
0,5 до 2,4 кГц с тремя промежуточными
значениями. Неравномерность в полосе
пропускания у этого фильтра была 1 дБ
при полосе пропускания 2,4 кГц и заметно
меньше при остальных ее значениях.
Поскольку изменение полосы пропускания
производится в этих фильтрах
изменением емкости конденсаторов
связи, у радиолюбителей возникла
мысль попытаться применить для этого
варикапы и уйти тем самым от механики.
На самом де е это задача непростая, во
всяком случае, для фильтров, содержащих
более трех резонаторов, а такие
подходят только для простых конструкций
среднего класса. При большем
числе резонаторов емкости конденсаторов
связи не совпадают, и обеспечить их
синхронное изменение электронным
способом практически невозможно.
Вторая проблема — это изменение в
этом случае входного и выходного
сопротивлений фильтра при переключении
полосы пропускания. Последнее
приводит к увеличению неравномерности
в полосе пропускания и изменению
коэффициента передачи фильтра.
Иными словами, АЧХ фильтра начинают
несколько "расползаться" от тех,
что они обеспечивают при фиксированных
полосах пропускания. Для любительских
конструкций это изменение
АЧХ может быть вполне приемлемым,
поскольку компенсируется удобством,
которое дает электронное управление
полосой пропускания фильтра.
На р и с . 2 приведена схема фильтра
лестничного типа, в котором переключение
полосы пропускания производится
электронным способом. Автор
(DK1НЕ) использовал его в CW/SSB QRP
трансивере среднего класса (www.
qrpproject.de/media/pdf/zfnf.pdf).
Этот фильтр собран из четырех кварцевых
резонаторов на частоту 8 МГц.
Сопротивление резистороа R1 и R7 выбрано
компромиссным д л я двух значений
полосы пропускания, которая
изменяется подачей на варикапы VD1 —
VD5 ("конденсаторы связи" фильтра)
соответствующих напряжений. Их у с т а навливают
подстроечными резисторами
R9 и R10.
Трансформаторы Т1, Т2 намотаны на
ферритовых магнитопроводах FT37-43.
Намотку ведут "в два провода", скрученных
между собой с шагом две скрутки на
1 см. Число витков — 10. Эти магнито-
проводы имеют внешний диаметр 9,5 мм
и начальную магнитную проницаемость
850. Здесь можно использовать отечественные
ферритовые мггнитопроводы
типоразмера К10x7x2 и начальной магнитной
проницаемостью 600—1000.
Варикапы ВВ112 предназначены д л я
использования в AM средневолновых
приемниках и имеют относительно
большие значения как максимальной
емкости, так и перекрытия по емкости.
Еще один важный момент — у них нормированы
отличия по емкости от экземпляра
к экземпляру.
Изменение полосы пропускания
электронным способом используют и в
серьезных конструкциях д л я радиолюбительской
связи, например, в трансивере
К2 американской фирмы ELKRAFT.
В нем применены два последовательно
включенных фильтра из пяти и двух
резонаторов соответственно. Регулировка
полосы пропускания, правда, в
этом трансивере производится в меньших
пределах — только при работе т е л е графом.
Можно ожидать, что и изменения
АЧХ в этом случае незначительны.
|
