Рис.1 Діапазонний смуговий фільтр саморобного трансивера
Смуга пропускання фільтра визначається співвідношенням Af=l,4f/q е, де f - центральна частота діапазону; Q е - добротність контуру. Для розрахунку на всіх аматорських діапазонах вибирається рівною 30.
З-за високої добротності контурів в діапазоні 80 м смуга пропускання фільтра виходить приблизно 150 кГц, тому довелося розбити його на два піддіапазони 3,5 - 3,65 МГц і 3,65 - 3,8 МГц.
Рис.2 Однодиапазонный 3-х контурний смуговий фільтр
ДПФ містить всього дві основні котушки, що дозволяє істотно зменшити його габаритні розміри і не робити экранировку між елементами діапазонів. Можна запропонувати два варіанти схемного виконання конструкції ДПФ - проводити перемикання діапазонів галетными перемикачами або малогабаритними реле РЭС-60.
На рис.3 наведено ескізний варіант компонування ДПФ (авторський варіант), на керамічним 4-х галетним перемикач. Габарити фільтра можна дещо зменшити, використовуючи перемикачі типу ПГЗ з діаметром галет близько 30 мм. Котушка зв'язку LCB намотана на стержні з ізоляційного матеріалу діаметром 8 мм Котушки L1 і L2 можуть бути намотані на відповідних каркасах діаметром 12 … 20 мм.
Рис.3 Ескіз розміщення елементів смугового фільтра
Для визначення числа витків доречно навести формулу розрахунку для одношарової котушки
w - число витків; L - індуктивність котушки, мкГ; 1 - довжина намотування, см; D - діаметр котушки.
Фільтр можна розрахувати на будь-яку частоту, ємності конденсаторів С1 і С2 визначаються за формулами
де f - бажана робоча частота.
Фільтр розрахований на опір Rвх=Квых=75 Ом. Індуктивність котушок L1 і L2 = 2 мкГ, LCB = 15 мкГ.
У варіанті ДПФ на галетных перемикачах діапазони 10-28 МГц зручно розмістити на пелюстках, звернених вгору і в сторони, а конденсатори С1 зробити складовими з паралельно сполучених підлаштування керамічних конденсаторів КПК-МУ, і керамічних конденсаторів постійної ємності. Підстроювальні конденсатори для жорсткості конструкції встановлюються і запаюються на смужках з фольгованого склотекстоліти, які, в свою чергу, жорстко впаюються між пелюстками галет.
Конденсатори С2 відразу впаюються між пелюстками перемикача шиною заземлення, також зробленими з фольгованого склотекстоліти, привинченного до вертикального несучої екрану. Величини конденсаторів С2 вибираються найближчими до розрахунковим значенням. При налаштування фільтру вони, як правило, не змінюються. Відводи в котушках L (точка А) робляться від середини.
Налаштування фільтру
Настроювання фільтра виконується за звичайною методикою, з використанням ГСС і ВЧ-вольтметра або, що значно швидше і наочніше, з допомогою вимірювача АЧХ (XI-38, XI-48 тощо). Вихід фільтра навантажується на резистор 75 Ом. ДПФ налаштовується двома способами. На діапазонах, де встановлені підстроювальні конденсатори, настройка проводиться наступним чином.
Спочатку примусово послаблюється зв'язок між контурами L1 і L2 - паралельно котушці зв'язку упаюється конденсатор, величина якого приблизно дорівнює 2/3 ємності компенсуючого конденсатора на кожному діапазоні, вони вказані в дужках на рис.1.
Таким чином, кожен контур, незалежно один від одного, можна налаштувати на середину діапазону по максимуму сигналу ГСС. Потім компенсує ємність прибирається і знімається АЧХ, яка виходить зрушеної вище по частоті. Визначається величина зсуву частоти, знову упаюється компенсуюча ємність і процедура налаштування повторюється, але на меншій частоті з урахуванням величини зсуву. Выпаяв компенсуючий конденсатор, проводиться остаточна перевірка вийшла АЧХ. Приклад налаштування фільтру на один з діапазонів радіоаматорських
Налаштовуємо 10-метровий діапазон на частоті 28,5 МГц. Бажана смуга пропускання 27,85… 29,15 МГц, центральна частота налаштування 28,5 МГц. Виміряна спочатку смуга пропускання виявилася 28,2 … 29,5 МГц, тобто смешена вище на 350 кГц. Тоді повторне налаштування робимо на центральній частоті 28,15 МГц і А ЧХ діапазону виявляється на місці.
На тих діапазонах, де немає підлаштування конденсаторів, налаштування зручніше проводити способом, дещо відмінним від попереднього.
На вхід ДПФ подається сигнал ГСС, ВЧ-вольтметр підключається до т. А, настроюваного контуру, а протилежна точка А заземлюється. ГСС-му визначається резонансна частота першого контуру. Переключивши ЦСС з входу ДПФ на його вихід, аналогічно визначається резонансна частота другого контуру. Підбираючи величину конденсатора С2, другий контур налаштовується на резонансну частоту першого контуру.
Відновлюємо фільтр в робоче положення, навантажуємо його на 75 Ом і знімаємо результуючу АЧХ (див. приклад). Повторюємо процедуру налаштування з урахуванням зсуву частоти, знову налаштовуємо контуру, підбираючи конденсатори С1 і С2, коригуємо остаточну АЧХ.
ДПФ на опір 50 Ом
Якщо буде потрібно зробити ДПФ з Rвх=Квых=50 Ом, то для розрахунку конденсаторів можна скористатися наступними формулами
3-х контурний ДПФ
Для бажаючих зробити ще більш якісний ДПФ, з більшою крутістю схилів (слід врахувати, що в цьому випадку, трохи зросте загасання в смузі пропускання, прим. RW3AY), можна запропонувати ускладнений варіант. Фільтр перетворюється в трехконтурную систему з більш складною комутацією, рис.2.
Індуктивність середньої котушки повинна бути вдвічі менше індуктивності крайніх котушок - 1 мкГн. У середньому контурі досить перемикати тільки один конденсатор на кожному діапазоні. Його величина може бути визначена за формулою
З = 2С1С2/С1+С2
Література
Автор: Н.Смирнов, UA3TW, р. Нижній Новгород; Публікація: М. Большаков, rf.atnn.ru