Доработка ДПКД трансивера RA3AO при произвольной ПЧ

Кварцевые фильтры для трансиверов, приёмников и передатчиков.

Неотъемлемой частью любого однополосного (SSB) передатчика фильтрового типа является узкополосный (с полосой пропускания 2,1. 3 кГц) кварцевый или электромеханический фильтр (ЭМФ), выделяющий одну боковую полосу спектра выходного сигнала. Причём, если раньше наиболее распространённым решением было использование 200. 500 кГц ЭМФ, то за последнее время — 3. 9 МГц кварцевые фильтры практически полностью потеснили низкочастотные ЭМФ в современных конструкциях фильтровых передатчиков и трансиверов.
Какую выбрать частоту и структуру кварцевого фильтра, чтобы избежать сложностей при повторении и настройке, поговорим на этой странице.
Начнём со статьи «Кварцевые фильтры для трансивера» («КВ и УКВ» №12 1998г) под авторством уважаемого Александра Тарасова (UT2FW).

Что из всего этого перечня самое лучшее?
Для того чтобы получить приемлемую работу трансивера на всех девяти диапазонах, наиболее подходящими оказались фильтры на частоты 8,3. 8,6 МГц. При использовании фильтров на частоты ниже 6 МГц приходилось усложнять диапазонные полосовые фильтры, чтобы избавиться от ненужного «мусора» при передаче. Прямоугольности двухконтурного диапазонного полосового фильтра не хватает для требуемой селекции сигнала передатчика, особенно на 24 и 28 МГц.
Осторожно следует подходить к выбору фильтра на частоты, кратные 1 МГц. Так как гармоники «опорника», расположенного на плате контроллера синтезатора, имеют неприятную склонность — «расползаться» по всему трансиверу. И если одна из гармоник (например, пятая или девятая) попадает в полосу прозрачности кварцевого фильтра, избавиться от неё можно только заменой промежуточной частоты.
Неудачна ПЧ, близкая к 9.0 . 9,08 МГц и т.д. Вторая гармоника этой частоты находится в пределах любительского диапазона 18 МГц. При применении ПЧ около 9 МГц также возможны проблемы с приёмом в диапазоне 14 МГц. В результате комбинационных преобразований в смесителе, происходит приём вещательных станций диапазонов 11. 13 МГц.

Кварцевый фильтры для формирования SSB

В результате возник вариант, который показал неплохие результаты при многократном повторении. В качестве основного фильтра, работающего и на приём, и на передачу, применён шестикристальный лестничный фильтр из кварцев в корпусе Б1 (Рис.1).

Рис.1

Почему шесть кварцев, а не принятое количество — 8, 10 и т.д.? Я очень сомневаюсь, что в одноплатной конструкции (без специальных мер экранирования) можно избежать «пролезания» сигнала с входа на выход, например, в десятикристальном фильтре. Цифры в 50. 70дБ удаётся получить, и это подтверждает практика. Шестикристальный фильтр обычно имеет не менее 60 дБ затухания за полосой прозрачности. Этого достаточно для формирования качественного SSB-сигнала и селекции по соседнему каналу, чтобы не перегружались следующие за фильтром каскады усиления.
Немаловажное преимущество у такого фильтра — меньшее затухание в полосе прозрачности, и тем самым удаётся улучшить чувствительность приёмника. При этом худшая прямоугольность оборачивается выигрышем при формировании SSB. Однозначно, сигнал формируется более качественный, нежели при применении фильтра с крутыми скатами.
Фильтр следует изготавливать на полосу прозрачности по уровню -6 дБ 2,45. 2,55 кГц, тогда при приёме уже не возникает ощущение «широких ворот», как с ЭМФ 3,1 кГц (Р399А, Катран), и на передачу SSB-сигнал ещё не будет заужен по полосе.

Предусмотрено дополнительное сужение полосы пропускания фильтра в CW-режиме. Для этого параллельно крайним резонаторам реле подключают дополнительные конденсаторы. При этом характеристика фильтра искажается, верхний скат приближается к нижнему. Таким способом можно получить полосу пропускания 0,6. 0,7 кГц на кварцах с разносом частот параллельного и последовательного резонансов 10. 20 кГц. Если будут применены кварцы с более узким промежутком резонансов, можно надеяться на лучшие CW-характеристики.

Изготовление кварцевых фильтров имеет некоторые особенности. Вариант, когда для фильтра изготавливается печатная плата из стеклотекстолита, представляется мне далеко не лучшим. Опыт показывает, что при установке кварца в стеклотекстолит добротность резонаторов чаще всего падает, что влечёт за собой увеличение затухания в полосе прозрачности фильтра. Кроме того, под каждый стеклотекстолит приходится индивидуально подбирать ёмкости фильтра. Самый простой и не худший вариант — это спаять кварцы между собой корпусами. Паять нужно быстро, чтобы не нарушилась герметизация корпуса, и припой не попал внутрь. Весь монтаж можно произвести на ножках кварцев. Конденсаторы нужно применять малогабаритные, хорошего качества, с минимальным ТКЕ, керамические. В дальнейшем собранный фильтр припаивается к металлизации, оставленной на плате, и накрывается коробкой из лужёной жести, хотя на практике наличие или отсутствие экранирующей коробки ни по приборам, ни на слух обнаружить не удавалось.

Читайте также:  Фильтр hepa для пылесоса bosch bgl35mov16

Похожий лестничный SSB кварцевый фильтр на частоту 9100 кГц был применён разработчиком коротковолнового трансивера Урал-84 Анатолием Першиным. Правда данный фильтр является восьмикристальным, а вдогонку дополняется ещё одним четырёхкристальным с изменяемой полосой пропускания. Вот как это выглядит:

Кварцевый фильтры для формирования SSB

Рис.2. Фильтр ZQ1

Фильтр ZQ1 имеет следующие параметры:
Полоса пропускания, кГц (на уровне —3 дБ). 2,3
Коэффициент прямоугольности. 1,8
Неравномерность в полосе пропускания, дБ, не более 1,5
Входное сопротивление. Ом. 270
Выходное сопротивление, Ом. 120

Если в фильтре ZQ1 будут использованы кварцевые резонаторы от радиостанции «Гранит» с частотами 9000…9150 кГц, то значения ёмкостей в схеме фильтра могут остаться без изменений.

Кварцевый фильтры для формирования SSB

Рис.3. Фильтр ZQ2

В фильтре ZQ2 полоса пропускания может изменяться. В режиме SSB она равна 2,3 кГц, а в режиме CW, когда параллельно кварцевым резонаторам включены конденсаторы величиной 68 пФ, полоса пропускания сужается до 800 Гц.

Применение двух кварцевых фильтров ZQ1 с полосой пропускания 2,4 кГц и ZQ2 значительно улучшило подавление сигналов вне полосы «прозрачности» фильтров, которое достигло 100 дБ.

Источник



Доработка ДПКД трансивера RA3AO при произвольной ПЧ

Большинство радиолюбителей лишены вообще какой-либо возможности выбора и применяют кварцевые фильтры на самые произвольные частоты. При этом приходится пересчитывать коэффициенты ДПКД и изменять электрическую и монтажную схемы отдельных узлов.

В общем случае расчеты сводятся к определению fmin — fmax ГПД, обеспечивающих перекрытие всех диапазонов. Следует оговориться, что далеко не при всех значениях ПЧ это может быть достигнуто. В этом случае приходится идти на компромисс — отказываться от какого-либо диапазона (части диапазона) или увеличивать плотность настройки. Исходя из значения ПЧ, определяем границы перестройки ГПД для каждого диапазона fгпд на выходе ДПКД. Полученные значения последовательно умножаем на ряд чисел "К"=5,6,7. 40. Все результаты умножения, находящиеся в интервале от 100 до 210 МГц, выписываем в виде таблицы, сверху указываем "К", умножением на которое результат получен. Использование частот до 100 МГц маловероятно, а 210 МГц — предельная частота ЭСЛ логики в ДПКД. После заполнения всей таблицы можно довольно быстро подобрать варианты, позволяющие при минимальной перестройке ГПД перекрыть все диапазоны.

Особо следует рассмотреть частоты ПЧ, близко прилегающие к границам диапазонов. Например, если ПЧ=13 МГц, то для диапазона 20 м вероятные "К" будут иметь значения от 100 до 200. Очевидно, что такие "К" в имеющейся схеме ДПКД реализовать невозможно.

В этом случае можно использовать обратное преобразование, т.е.: (fгпд на выходе ДПКД)+(14,0-14,35)+13-27,35 МГц, далее расчет "К" — как обычно. Но при таком варианте необходимо учитывать два неприятных обстоятельства:

— "переворот" боковой, что легко устраняется нажатием кнопки U/L после перехода на этот диапазон;

— частотомер начинает считать "наоборот", что устраняется переделкой платы ПКУ (цепь выдачи сигнала U/L на плату ЧТМ).

Для обеспечения набора необходимых "К" производятся изменения электрической и соответственно монтажной схем ДПКД. Избранные в качестве примера данные, соответствующие fпч= 8.33 МГц, вносим в таблицу 1.

Источник

UR5FFR

На ибее и али продается множество кварцевых резонаторов по сравнительно низкой цене. После успешного опыта конструирования кварцевого фильтра QER-топологии из "лодочек" на частоту 9.803MHz для трансивера "Стрекоза" было решено продолжить эксперименты с "китайскими" кварцами. Напомню что фильтр был построен без отбора резонаторов, которые были взяты из одной партии 50шт.

Для измерения АЧХ использовался анализатор собственной конструкции [2]. Схема подключения следующая:

Резистор R1 на выходе нужен для учета выходного сопротивления NWT. Потенциометр на 1 кОм сдвоенный — позволяет варьировать сопротивление источника/нагрузки фильтра.

Читайте также:  Фильтр грубой очистки воды перед счетчиком стоимость

Кварцы для фильтра не отбирались. Из пакетика с 50 штуками 8MHz кварцев были взяты первые попавшиеся. Все емкости в фильтре одинаковые и для начала были поставлены 51пф. Это оказалось несколько много, т.к. фильтр получился полосой в 1.8kHz. Следующая итерация — 27рф. Полоса — 3kHz. Финиш — 30пф и полоса 2.7kHz. Характеристическое сопротивление — 560ом. АЧХ фильтра при разных емкостях

Добавляя в фильтр резонаторы можно увеличить крутизну скатов.

Интересно что емкости и характеристическое сопротивление не изменились. При увеличении числа кварцев появляется небольшой завал на 1dB в полосе пропускания (см. справа на синем графике). Вот как он выглядит в увеличенном виде у 10ти кристального фильтра

У 9ти кристального фильтра ситуация несколько лучше

Аналогичный QER-фильтр был построен из кварцев на 11.0592MHz. Кварцы брались из одной партии без отбора по параметрам. При емкостях в 30пф была получена полоса по уровню -3dB в 2.4kHz и характеристическое сопротивление 360om

Для сравнения делал фильтр из отечественных кварцев на 9.1MHz — с ним пришлось повозиться так как у кварцев был достаточно существенный разброс параметров. Кварцы были в одинаковых корпусах но разных годов выпуска.

Источник

Формируем SSB. Как сделать кварцевый фильтр.

Эта статья о кварцевых фильтрах, их характеристиках и возможности самостоятельного изготовления.

Кварцевые фильтры — это фильтры, которые изготавливаются на основе кварцевых резонаторов и относятся к приборам селекторной частоты. Пьезоэлектрические кварцевые фильтры имеют высокую крутизну частотной характеристики затухания, большее затухание в полосе задерживания и большую стабильность своих характеристик и работы, а также малые потери в полосе пропускания..

К настоящему времени кварцевые фильтры являются самым распространенным видом высококачественных фильтров.

Используют следующие типовые схемы их построения:

  • мостовые;
  • лестничные;
  • монолитные.

Внутренняя конструкция и внешний вид кварцевых резонаторов приведены на рисунках.

Вот на четырех таких "банановых" резонаторах я собрал свой первый кварцевый фильтр для своего первого трансивера.

Сначала о промышленных фильтрах. Качество отличная, цена — от 5000 руб. Фирмы-производители кварцевых фильтров для сокращения габаритов используют такое решение. На одной кварцевой пластине напыляется две пары электродов, которые образуют два резонатора, связанные между собой акустически. Внешний вид кварцевой пластинки с подобной конструкцией на рисунке.

Так как кварцевый фильтр второго порядка имеет невысокую прямоугольность, то для ее повышения можно два таких фильтра включить последовательно. Кварцевые фильтры четвертого порядка выполняются на двух двойках, связанных между собой при помощи конденсатора. Вход и выход этих двоек уже не эквивалентен, поэтому обозначается точкой. Схема данного фильтра приведена на рисунке .

Фильтры L1C1 и L2C3 предназначены для трансформации входного и выходного сопротивления и приведения их к стандартному значению. Подобным же образом строятся кварцевые фильтры восьмого порядка. Для их реализации используют четыре кварцевых двойки, но в отличие от предыдущего варианта фильтр выполняется в одном корпусе.

Подобная конструкция используется во всех современных фильтрах, как проникающего, так и поверхностного монтажа. Ее применяют как отечественные, так и зарубежные производители кварцевых фильтров. Из отечественных производителей можно назвать ОАО "Морион", ООО НПП "Метеор-Курс" или группу предприятий Пьезо. В начале 90-х я сумел купить набор кварцевых фильтров, которые выпускали отечественные производители.

В этот набор входили фильтры восьмого, шестого и четвертого порядка с шириной полосы пропускания 2,4 кГц. Кроме того, в набор входили два опорных кварца на частоту 9 МГц. Предполагалось, что восьмикристальный фильтр будет использоваться в качестве фильтра основной селекции в приемном тракте, четырехкристальный в качестве "подчисточного" фильтра, а шестикристальный — для формирования SSB сигнала. Судя по форме корпуса, данные фильтры относятся к лестничным.

Лестничные фильтры часто собираются из одинаковых кварцев, что упрощает и удешевляют их. Схема лестничного фильтра четвертого порядка приведена ниже.

Фильтры более высоких порядков состоят из большего числа кварцевых резонаторов и конденсаторов. На ebay я нашел лестничный фильтр восьмого порядка стоимостью 1500 руб вроде бы от трансивера Ten-Tech, но что-то мне не очень верится.

Читайте также:  Лучшие топливные фильтры отзывы

Скажу честно, сам я ни разу лестничные фильтры не делал, но знаю, что многие получили хорошие результаты. Тем более, что кварцевые резонаторы стоят на Али копейки.

Из таких резонаторов на 8МГц получится хороший фильтр восьмого порядка да еще два резонатора останутся для кварцевых генераторов. Рассчитать лестничный фильтр разных порядков можно с помощью программы, которая лежит здесь: http://qrx.narod.ru/prog/r_kf.htm . Единственно, что могу сказать, не старайтесь сделать сразу супер-пупер фильтр 58 порядка :). Вполне подойдет фильтр третьего или четвертого порядка. Ведь главное услышать эфир, а совершенствоваться можно вечно.

Стоит отметить, что очень важным фактором является хорошая экранировка фильтра, так как при небольшом расстоянии между входом и выходом фильтра происходит "просачивание" сигнала. Поэтому для монтажа фильтра лучше использовать двухсторонний фольгированный стеклотекстолит, одну сторону которого используют в качестве общего провода.

Опыт показывает, что:
— фильтр получается с лучшими параметрами, если все кварцы имеют как можно более близкие частоты последовательного резонанса (±10 Гц). Однако не стоит расстраиваться, если это условие не выполнимо, ибо неплохой фильтр получается и при разносе частот до 1 кГц [1];
— подбирать кварцы лучше всего включая их в опорном генераторе того устройства, в котором предполагается эксплуатировать этот фильтр, а самый низкочастотный из них использовать непосредственно в опорном генераторе. При этом подстроечные элементы генератора не следует трогать;
— настраивать фильтр следует непосредственно в составе "родного" аппарата;
— если кварцы имеют неодинаковые частоты, их следует располагать в следующей последовательности: наиболее высокочастотный установить первым на входе, а все последующие — поочередно слева направо, по рангу, с понижением частоты;
— емкости следует применять малогабаритные, с минимальным температурным коэффициентом емкости (ТКЕ) с точностью не хуже ±1,5%. Но не отчаивайтесь, если таковые не найдутся, ибо в процессе настройки их все равно придется подбирать. В большинстве случаев в процессе настройки бывает заменено до 90% емкостей на другие (хотя и близкие) номиналы;
— кварцы лучше использовать фильтровые (взятые, например, из разобранных заводских фильтров).

Источник

Кварцевые фильтры купить в Москве или доставка почтой

Кварцевые фильтры разрабатываются на основе специальных кварцевых резонаторов. Их главными преимуществами является возможность улучшения добротности приборов, а также подавление или выделение определенного спектра колебаний. Особенно хорошо приборы справляются с добротностью на высокой частоте.

Особенности и сферы применения.

В современной технике найти кварцевые фильтры не составит труда. Они часто используются в современной радиоаппаратуре и профессиональных устройствах. Их также можно встретить в синтезаторах частот, усилителях частот, трансиверах и другом оборудовании.

Существует несколько схем построения данных элементов:

  • Монолитные;
  • Мостовые с расширительными катушками;
  • Мостовые без расширительных катушек;
  • Лестничные.

У мостовых конструкций отмечается большое количество деталей. Чаще всего в современной технике переходят к дифференциальным трансформаторам, поскольку это позволяет экономить резонаторы.

Более широкое распространение и использование имеют лестничные фильтры. Они имеют три разных подвида:

  • С кварцами в продольных ветвях;
  • С кварцами в поперечных ветвях;
  • Комбинирование кварцев в продольных и поперечных ветвях.

Во многом выбор кварцевых фильтров зависит от самого оборудования, в котором они будут использоваться.

Наш магазин предлагает обширный выбор радиодеталей, среди которых найдутся разные модели кварцевых фильтров. Вне зависимости от требований, Вы обязательно найдете подходящее устройство в нашем каталоге. Если Вы хотите купить кварцевые фильтры, но самостоятельно не можете определиться с выбором или Вам требуется помощь специалистов, обратитесь к нам по телефону 8-916-677-69-08 или опишите проблему и отправьте нам на почту: urasavin@yandex.ru.

Electronic Component предлагает не только доступные цены, но и гибкие условия доставки. Приобретенный товар Вы можете самостоятельно забрать прямо из нашего магазина в Москве или заказать доставку в любой город России. Все детали придут в целости и без повреждений. Мы всегда проверяем качество продукции перед отправкой, исключая брак и прочие поломки.

Источник