В начало  
  Домашняя страничка
RA4HJW
  Обновлено 30 апреля 2003г.    
   
Дисковый электромеханический фильтр для SSB

К.Шульгин (UA3DA)

        При использовании электромеханического фильтра в аппаратуре, выполняемой на транзисторах, необходимо учитывать их входное и выходное сопротивление. Так, например, выходное сопротивление преобразователя частоты, каскадов с общей базой и каскодных схем велико, следовательно здесь вход фильтра можно включать непосредственно в коллекторную цепь транзистора. Входное сопротивление транзисторов мало, поэтому выход фильтра с входной цепью приходится согласовывать, используя схему последовательного соединения (рис. 7).

Рис.7

        Коэффициент передачи фильтра в схеме рис. 7 значительно меньше, чем в схеме рис. 6. В частности, если при использовании лампы практиески Увых.ф = (0,3-0,5) Uвх.ф, то в схеме рис. 7 при наиболее часто встречающемся входном сопротивлении 0,5-1 кОм Uвых.ф =(0,05-0,08)Uвх.ф. Кроме того, вследствие шунтирования, примерно, на 15-30% возрастает неравномерность частотной характеристики в полосе пропускания. По мере уменьшения входного сопротивления каскада коэффициент передачи фильтра падает, а неравномерность частотной характеристики уменьшается.
В случае относительно низкого выходного сопротивления предшествующего фильтру транзистора, целесообразно применить схему рис. 8. Ее можно использовать также и с электронной лампой, когда требуется уменьшить коэффициент усиления каскада или выравнять усиление при использовании в каскаде нескольких переключаемых фильтров с целью регулировки полосы пропускания тракта.

Рис.8

        По мере увеличения емкости конденсатора С1, шунтирование фильтра уменьшается.
На рис. 9 приведены два варианта включения фильтра в схему балансного модулятора, пользующегося в последнее время заслуженной популярностью. Первая из схем дает несколько лучшие результаты, но в то же время требует применения дополнительного контура. Число витков катушки связи должно быть в 3-4 раза меньше, чем контурной. Подобные схемы можно использовать во всех случаях, когда предшествующий фильтру каскад имеет очень низкое выходное сопротивление. Естественно, что при несимметричном выходе надобность в одной из групп конденсаторов (С1 С2 или С3 С4) схемы рис. 9, б отпадает.

Рис.9

        Следует иметь в виду, что непосредственное подключение входа фильтра к диодам балансного модулятора приводит к резкому возрастанию неравномерности частотной характеристики фильтра и ухудшению его коэффициента передачи.
При больших уровнях сигнала линейность режима работы преобразователя нарушается. Хотя нелинейные искажения в этом случае невелики, в выходном преобразователе при передаче спектра частот могут возникнуть комбинационные составляющие, частоты которых окажутся за пределами передаваемой боковой полосы. Это создаст неправильное представление об избирательности фильтра, пониженном подавлении им второй боковой полосы и в конечном итоге приведет к дополнительным помехам на соседних частотах близко расположенным радиостанциям. Для избежания этого необходимо, чтобы уровень сигналов на входе фильтра не превышал 0,5-1 В.
В процессе работы с фильтром необходимо соблюдать осторожность, так как он боится ударов. Если его уронить или сильно ударить, могут погнуться проволочки-связки, и фильтр выйдет из строя.

Методика измерения параметров и частотной характеристики фильтра

        Блок-схема рабочего места для измерения параметров фильтра приведена на рис. 10. Его особенностью является система точного отсчета частоты. Дело в том, что при снятии частотной характеристики и определении частот среза фильтра необходимо производить измерение частоты с точностью до нескольких Гц.

Рис.10

        На рабочем месте отсчет частоты производится по так называемому методу вторичных биений. Здесь испытательное напряжение от ГСС, помимо усилителя, подводится ко входу специального смесителя частоты. Туда же от первичного эталона частоты в 500 кгц или кварцевого генератора (например, от того, c которым в дальнейшем будет работать фильтр) поступает напряжение опорной частоты. На выходе смесителя выделяется напряжение разностной частоты fпч-fгсс или fгсс-fпч, которое подается на вертикальные пластины электронно-лучевой трубки осциллографа. К ее горизонтальным пластинам подводится напряжение от звукового генератора. В результате на экране осциллографа образуются фигуры Лиссажу. Вращая ручку звукового генератора, добиваются точного совпадения его частоты fз.г с разностной частотой на выходе смесителя. При этом фигуры на экране осциллографа превращаются в эллипс. Частота ГСС определяется как сумма или разность частот опорного генератора и напряжения на выхода смесителя.

fгсс=fпч ± fз.г.

        Если частота ГСС выше, чем fgч. что без труда определяется по шкале прибора, берется знак плюс, если ниже, то минус. Погрешность в отсчете частоты при этом методе может не превышать несколько единиц или даже долей герца. Она определяется точностью эталона частоты и звукового генератора.
Вместо осциллографа и звукового генератора для измерения разностной частоты можно воспользоваться стрелочным частотомером.
Смеситель частоты может быть собран по любой схеме. Усилитель выполняется по той же схеме, что и первый каскадна рис. 6.
Измерение характеристик фильтра производят следующим образом. Ко входу усилителя от ГСС подводят напряженнее частотой fср=501,85 кГц и производят подстройку контуров фильтра. Затем, изменяя частоту ГСС в обе стороны относительно fсо, просматривают частотную характеристику фильтра и находят на ней точку, в которой напряжение на его выходе достигает максимального значения (точка а на рис. 5). Не изменяя частоты, аттенюатором ГСС устанавливают удобное для отсчетов выходное напряжение fвых.макс. равное, например, 0,1 В, и одновременно записывают напряжение на входе фильтра Uвх. По этим данным определяется затухание

b=20lg(Uвх/Uвых.макс.)

        Далее, изменяя частоту ГСС вначале в одну, а затем в другую сторону относительно исходной и наблюдая за показаниями вольтметра ЛВ2, отмечают все характерные точки на характеристике фильтра, соответствующие ее горбам и впадинам.
Кроме того, измеряют частоты среза fн на нижнем и fв иа верхнем скатах частотной характеристики, при которых напряжение на выходе фильтра Uвых.=0,5 Uвых.макс, а также частоты f'н и f'в, при которых напряжение на выходе уменьшается в 1000 раз. По полученным данным определяют:
неравномерность частотной характеристики

db=20lg(Uвых.макс/Uвых.мин.)

где Uвых.мин. - минимальное напряжение в пределах полосы пропускания, характеризующее глубокую впадину (точка б на рис. 5),
полосу пропускания на 6 дБ

2df0,5 = fв0,5 - fн0,5

Полосу пропускания при ослаблении на 60 дБ
2df0,001 = f'в - f'н

Коэффициент прямоугольности по уровням -60 и -6 дБ
Кп = (2df0,001/2df0,5)

        Входное и выходное сопротивления определяются да средней частоте фильтра. Для этого вход или выход последнего в соответствии с тем, какое из сопротивлений измеряется) шунтируют переменным сопротивлением, величина которого регулируется так, чтобы напряжение на выходе фильтра уменьшилось вдвое по сравненению с тем, каким оно было при отсутствии шунта. При этих условиях сопротивление шунта оказывается равным измеряемому сопротивлению фильтра.

 

  вверх
Карта сайта      

E-mail: ra4hjw@mail.ru © 2003-2013