Quarzfilter einrichten. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Knoten von Amateurfunkgeräten. Quarzfilter

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Funkamateure sind immer wieder mit der Bitte an mich herangetreten, ihre Erfahrungen beim Aufbau von Quarzfiltern mitzuteilen, aber ich hatte es nicht eilig, dies zu tun, da in Zeitschriften bereits viele sinnvolle Artikel zu diesem Thema veröffentlicht wurden. Nachdem man einige davon noch einmal gelesen hat, kommt man zu dem Schluss, dass man die Arbeit ihrer Autoren würdigen und ihnen danken sollte, denn in jedem Artikel steckt etwas, von dem man nach der Lektüre sagen kann: Lebe für immer und lerne. Doch neben der Dankbarkeit bleiben jedes Mal auch einige Fragen unbeantwortet.

In Artikeln stößt man oft auf den Satz: „Ein Quarzfilter lässt sich einfacher mit Kurvenschreibern (z. B. X1-38, X-1-48, SK-4-59 usw.) einrichten sind, dann ist die Filtereinstellung einfach.Allerdings wenn Sie das entsprechende Gerät haben, und sogar die Anleitung dazu.Sonst wird das Wort „einfach“ schnell in sein Gegenteil „schwierig.“Deshalb konzentriert sich dieser Artikel auf die Einrichtung ein Quarzfilter mit einfachsten Geräten.

In einigen Artikeln werden Informationen zum Typ des zu konfigurierenden Filters (Leiter, Brücke, monolithisch) weggelassen und allgemeine Konfigurationsregeln beschrieben. Ich bin jedoch zu dem Schluss gekommen, dass jeder von ihnen neben den üblichen auch seine eigenen Eigenschaften hat.

Beginnen wir mit der Einrichtung des Leitertypfilters (Abb. 1).

Abb.1 (zum Vergrößern anklicken)

Die Erfahrung zeigt:

- Der Filter wird mit den besten Parametern erhalten, wenn alle Quarze die engstmöglichen Serienresonanzfrequenzen (±10 Hz) haben. Seien Sie jedoch nicht verärgert, wenn diese Bedingung nicht erfüllt werden kann, denn selbst bei einem Frequenzabstand von bis zu 1 kHz erhält man ein gutes Filter [1];

- Wählen Sie Quarze am besten aus, indem Sie sie in den Referenzoszillator des Geräts aufnehmen, in dem dieses Filter verwendet werden soll, und verwenden Sie die niedrigste Frequenz davon direkt im Referenzoszillator. In diesem Fall sollten die Stimmelemente des Generators nicht berührt werden;

- Der Filter sollte direkt im "nativen" Gerät eingestellt werden;

- Wenn Quarze ungleiche Frequenzen haben, sollten sie in der folgenden Reihenfolge platziert werden: Die höchste Frequenz sollte zuerst am Eingang installiert werden und alle folgenden - abwechselnd von links nach rechts, nach Rang, mit abnehmender Frequenz;

- Es sollten kleine Behälter mit einem minimalen Temperaturkoeffizienten der Kapazität (TKE) mit einer Genauigkeit von nicht schlechter als ± 1,5% verwendet werden. Aber verzweifeln Sie nicht, wenn es keine gibt, denn während des Aufbaus müssen Sie sie noch abholen. In den meisten Fällen werden während des Einrichtungsprozesses bis zu 90 % der Container durch andere (wenn auch ähnliche) Denominationen ersetzt;

- Es ist besser, Filterquarz zu verwenden (z. B. aus zerlegten Werksfiltern).

Aus vier Filtern für eine Frequenz von 10,7 MHz (Typ FP2P-325-10700M-15) können Sie also vier Leiter-Achtkristallfilter (diese Filter haben vier Quarzpaare mit denselben Frequenzen) mit unterschiedlichen, aber nahe beieinander liegenden Filtern zusammenstellen 10,7-MHz-Frequenzen. Dies wird in der Regel von mehreren Funkamateuren (meist 4 Personen) mit je einem Filter durchgeführt. Der erfahrenste von ihnen wählt vier Quarzsätze mit der gleichen Frequenz aus, dann Quarz mit einem Minimum. behält den Scatter für sich und gibt den Rest an seine Freunde zurück (oder umgekehrt?!). Mit etwas weniger Erfolg kann auch Generatorquarz verwendet werden.

Zu Hause kann ein Quarzfilter auf drei Arten eingestellt werden.

Im ersten Fall sollten Sie (außer dem abgestimmten Gerät) als Zusatzgerät einen anderen Transceiver mit einer Digitalskala verwenden, im zweiten Fall - GSS (Standardsignalgenerator) und einen Frequenzmesser (mit einer Grenzfrequenz von mindestens mehr als niedrigste Frequenz Ihres abgestimmten Geräts, zum Beispiel 1,9 MHz). Der Frequenzmesser misst entweder die Frequenz des GSS oder die Frequenz des GPA des untersuchten Geräts.

Im dritten Fall wird ein lokaler Quarzoszillator für eine der Betriebsfrequenzen verwendet (entweder GSS oder ein anderer Transceiver ohne Digitalskala), und eine Digitalskala ist in dem abzustimmenden Gerät erforderlich.

In allen drei Fällen wird dem Eingang des abzustimmenden Geräts ein HF-Signal des Betriebsbereichs zugeführt. In den ersten beiden Fällen wird die zugeführte Frequenz langsam im Transparenzband des Quarzfilters geändert, während S-Meter-Messwerte in relativen Einheiten erfasst und alle 200 Hz in der Tabelle aufgezeichnet werden. Anschließend werden gemäß der Tabelle Diagramme (Frequenzgang) erstellt. Die S-Meter-Messwerte werden vertikal und die Frequenz horizontal aufgetragen. Indem wir die im Diagramm markierten Punkte mit einer Interpolationslinie (Mittelungslinie) verbinden, erhalten wir den Frequenzgang – die Amplituden-Frequenz-Charakteristik des neuen Filters.

Im dritten Fall wird alles auf die gleiche Weise durchgeführt, nur das abgestimmte Gerät selbst wird auf Frequenz abgestimmt und nimmt gleichzeitig Messwerte direkt von seiner Digitalskala und dem S-Meter vor.

In diesem Fall hat der "neu erstellte" Filter in der Regel:

- eine andere Spur als erforderlich;

- Ungleichmäßigkeit im oberen Teil des Frequenzgangs;

- sanfte (und manchmal mit Emissionen) niedrigere Steigung des Frequenzgangs.

Zukünftig wird der Filter in der Reihenfolge seiner Priorität in den drei oben genannten Richtungen konfiguriert.

In der ersten Stufe der Abstimmung (Grobabstimmung) sollten Sie eine Filterbandbreite von bis zu 2,4 kHz erreichen, indem Sie die Kondensatoren, beginnend am Filtereingang, nacheinander austauschen und den Frequenzgang entfernen. Bitte beachten Sie Folgendes:

- Wenn Sie parallel zum Quarz zusätzliche Kapazitäten installieren (insbesondere extreme) und deren Wert erhöhen (bis zu einer bestimmten Grenze), verringert sich die Filterbandbreite. Ein ähnlicher Effekt wird bei einer Erhöhung der Kapazitäten der zum Gehäuse gehenden Kondensatoren beobachtet. Bei einer Abnahme der Werte dieser Kapazitäten wird der gegenteilige Effekt beobachtet. Diese Eigenschaft wird verwendet, um die Bandbreite des Quarzfilters im CW-Modus einzuschränken. Damit kann die Bandbreite auf 0,8 kHz reduziert werden. Bei weiterer Verschmälerung des Bandes nimmt die Dämpfung des Filters im Transparenzband stark zu (um eine geringe Dämpfung im CW-Filter zu erhalten, sollte man Resonatoren mit einem Q-Faktor verwenden, der mindestens eine Größenordnung größer ist als der Q-Faktor des Filters );

- Die Größe der „Höcker“ und Einbrüche im oberen Teil des Frequenzgangs (Linearität der Kennlinie) hängt nicht nur von der Größe der gewählten Kapazitäten ab, sondern auch vom Widerstandswert der am Eingang installierten Lastwiderstände und Ausgabe des Filters. Mit abnehmendem Widerstand verbessert sich die Linearität der Kennlinie, allerdings nimmt die Dämpfung im Filterdurchlassband zu;

- Wenn es nicht möglich ist, eine ausreichende Steilheit der unteren Flanke zu erreichen, sollte ein Quarz ähnlich dem im Filter verwendeten parallel zu den Lastwiderständen installiert werden, und aus allen verfügbaren Quarzen sollte die niedrigste Frequenz ausgewählt werden, oder deren Frequenz sollte ausgewählt werden durch Reihenschaltung der Induktivität reduziert. Durch Auswahl der Windungszahl dieser Induktivität können Sie die Steilheit der unteren Flanke verändern;

- Die Filtereinstellung muss mehrmals wiederholt werden. Wenn es im letzten Schritt der Abstimmung nicht möglich ist, einen akzeptablen Frequenzgang zu erhalten, müssen Sie versuchen, die Frequenz der sequentiellen Resonanz einzelner Quarze anzupassen. Dazu wird ein Kondensator in Reihe mit dem Quarz geschaltet und durch die Auswahl dieses Kondensators wird eine Erzeugung mit der Frequenz des übrigen Quarzes erreicht. Wenn dies nicht hilft (und dies kann passieren, wenn der Unterschied zwischen den Frequenzen der Parallel- und Serienresonanzen des Quarzes gering ist), sollte der Quarz ausgetauscht werden. Der Quarz im Filter sollte in einer Kette angeordnet sein und den Eingang sorgfältig vom Ausgang abschirmen. Abbildung 2 zeigt den Frequenzgang des CF-Empfängers „TURBO-TEST“, aufgenommen bei verschiedenen Werten der Kondensatorkapazitäten. -

Abb. 2 – Zur besseren Übersicht sind die Frequenzwerte ohne Berücksichtigung des empfangenen Seitenbandes und des tatsächlichen ZF-Wertes übernommen. Abbildung 3 zeigt den Frequenzgang des endgültigen Filteraufbaus. -

Ris.3

Nun einige praktische Tipps zum Einrichten eines Bridged-Crystal-Filters. Ein solches Filter ist in Abbildung 4 dargestellt. Die Spulen L1 und L2 enthalten 2x10 Drahtwindungen mit einem Durchmesser von 0,31 mm, als Kerne werden Ferritringe aus dem Filter FP2A-325-10,700 M-15 verwendet. Die Filterbandbreite beträgt 2,6 kHz.

Abb.4 (zum Vergrößern anklicken)

Ein Tiefpassfilter (2...6 MHz) fällt meist schmaler aus als erforderlich, ein Hochpassfilter (8...10 MHz) zu breitbandig. Im ersten Fall ist es notwendig, die Bandbreite zu erweitern, indem an die oberen oder unteren (Abb. 4) Quarzinduktoren angeschlossen wird, die experimentell ausgewählt werden sollten. Im zweiten Fall müssen zur Reduzierung der Bandbreite Trimmerkondensatoren parallel zu den Resonatoren geschaltet werden (ähnlich wie bei Spulen). Der Quarz im Filter muss mit einer Genauigkeit von 50 Hz (Serienresonanzfrequenz) gewählt werden, und die Frequenzen aller oberen Resonatoren müssen gleich sein und sich von den unteren (ebenfalls gleichen) um 2...3 kHz unterscheiden.

Wenn nur Quarze gleicher Frequenz vorhanden sind, können Sie die Frequenz der Quarze ändern, indem Sie die Silberschicht vom Kristall entfernen (Frequenz erhöhen) oder mit einem Bleistift schraffieren (verringern). Die Praxis zeigt jedoch, dass die Stabilität der Parameter eines solchen Filters über die Zeit zu wünschen übrig lässt.

Stabilere Ergebnisse werden erzielt, indem die Frequenz angepasst wird, indem ein Abstimmkondensator in Reihe mit einem Quarz geschaltet wird. Nach der Abstimmung ist es ratsam, den Kondensator durch eine konstante Kapazität mit dem gleichen Wert zu ersetzen.

Bei einer großen Filterbandbreite kann es zu einem Einbruch (Dämpfung) in der Mitte des Frequenzgangs kommen. Es sollte gesagt werden, dass seine Tiefe weitgehend vom Widerstand der Widerstände R1 und R2 abhängt. Ihr Wert kann zwischen Hunderten von Ohm (mit einer Bandbreite von 3 kHz) bei Frequenzen von 8...10 MHz und mehreren Kiloohm bei niedrigeren Frequenzen und einer kleineren Filterbandbreite liegen. Bei der Herstellung eines Brückenfilters sollte besonders auf die Symmetrie seiner Arme sowie der Wicklungen der darin enthaltenen Transformatoren geachtet werden und natürlich auf eine sorgfältige Abschirmung des Eingangs vom Ausgang. Weitere Details zu Brückenfiltern finden Sie in [2].

Literatur

1. Goncharenko I. Leiterfilter auf ungleichen Resonatoren. - Radio, 1992, Nr. 1, S. 18.
2. Bunin S.G., Yaylenko L.P. Handbuch eines Funkamateurs Kurzwelle. - K.: Technik, 1984, S. 21 ... 25.

Autor: V.Rubtsov (UN7BV), Kasachstan, Astana, Gebiet „Tselinny“; Veröffentlichung: N. Bolschakow, rf.atnn.ru

Siehe andere Artikel Abschnitt Knoten von Amateurfunkgeräten. Quarzfilter.

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