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