Кварцевый фильтр для SSB

Г. ЗВЕРЕВ, Радио №7/1966, ст.19

Как известно, SSB — возбуди­тель значительно упрощается, если использовать в нем квар­цевый фильтр, настроенный на ча­стоту выше 1 Мгц, На рис. 1 приве­дена схема фильтра с четырьмя квар­цами. При работе на частотах до 2—3 Мгц такой фильтр позволяет по­лучить подавление второй боковой полосы до 40—50 дб. Схема фильтра предельно проста, и, если в распоря­жении любителя есть пять-шесть кварцев на одну и ту же частоту, из­готовить его может каждый.

Прежде чем изготовлять фильтр, необходимо подобрать для него квар­цы. Для подбора кварцев нужно собрать устройство, блок-схема которого изображена на рис. 2. В этом устройстве частота кварце­вого генератора, в котором устанав­ливается один из кварцев, предназ­наченных для фильтра, сравнивается с частотой диапазонного генератора и пригодность кварца определяется по полученным биениям. В качестве диапазонного генера­тора используется прибор ГСС-6. Можно собрать для этой цели спе­циальный узкодиапазонный генера­тор, перекрывающий с некоторым запасом полосу пропускания буду­щего фильтра. Градуировки он мо­жет не иметь вовсе, но необходима довольно высокая стабильность частоты. Кварцевый генератор может быть собран по любой схеме.

Для получения биений исполь­зуется любой преобразовательный каскад на многосеточной лампе. На гетеродинную сетку лампы преобра­зователя подается напряжение от кварцевого генератора, а на управ­ляющую — выходное напряжение ди­апазонного генератора. В анодную цепь лампы включается резистор величиной порядка 200 ком.

Если есть осциллограф, частоту биений определяют по фигурам Лис- сажу с помощью градуированного звукового генератора. Если осцил­лографа нет, можно воспользоваться еще одним преобразователем и опре­делять равенство частоты биений и частоты звукового генератора по нулевым биениям между ними.

Изготовление фильтра надо начать с измерения разноса частот после­довательного и параллельного резо­нансов в каждом из имеющихся кварцев. Измерения надо проделать несколько раз, стараясь определить резонансные частоты с точностью до 10-20 гц.

Чтобы по схеме, изображенной на рис. 1, можно было изготовить фильтр с достаточной для SSB поло­сой пропускания, разнос частот обоих резонансов у всех кварцев должен быть более 1000 гц. Обычно это условие удовлетворяется. В против­ном случае надо уменьшить емкость кварцедержателя, если это возможно, или собирать фильтр по другой схеме.

Затем необходимо при помощи того же устройства (рис. 2) проверить отсутствие у всех кварцев заметных паразитных резонансов ближе 20-30 кгц от основного. Если пара­зитные резонансы есть, но выражены слабее основного на 20 дб п выше, а также не совпадают у разных квар­цев по частоте, они не будут ухуд­шать работу фильтра.

Теперь нужно отложить два квар­ца, имеющие равные частоты после­довательных резонансов, а два дру­гих перестроить на более высокую или более низкую частоту. Хорошего способа понизить частоту кварца в любительских условиях не суще­ствует. Один из них — пропили­вание канавок в боковых гранях. При этом, однако, ухудшается тем­пературная стабильность кварца и могут появиться паразитные резонан­сы. Лучше повышать частоту квар­цев. Если они металлизированы, это достигается осторожным стиранием части металлического покрытия (рав­номерно по всей площади) при по­мощи обыкновенной красной (так называемой чернильной) резинки. Чтобы не сломать кварц при стира­нии металлопокрытия, его надо по­ложить на ровную твердую поверх­ность. Если кварцы не металлизи­рованы, повышать частоту надо шли­фовкой их пластин самой мелкой (микронной) шкуркой. Шлифовать нужно, двигая пластинку по шкурке, но не наоборот. Следует помнить, что иногда достаточно 2—3 движений пластины по шкурке, чтобы повысить частоту кварца на 1000 гц, В про­цессе перестройки кварцевых резо­наторов нужно возможно чаще кон­тролировать частоту их последова­тельного резонанса.

Чтобы получить фильтр с опти­мальной для работы на SSB полосой пропускания (2500 гц), необходимо перестроить последовательные ре­зонансы двух кварцев на 1800 гц. При этом перед перестройкой кварцы должны иметь разнос последователь­ного и параллельного резонансов не менее 2000 гц. Если в результате проделанных вначале измерений вы­яснилось, что разнос резонансов меньше 2000 гц, но больше 1000 гц, кварцы перестраивают на 0,9 вели­чины разноса частот. Полоса пропу­скания фильтра в таком случае будет меньше 2500 гц, но все же достаточной, чтобы разборчивость передаваемой речи не пострадала.

Катушка L₁ фильтра помещается в сердечнике типа СБ-3 и имеет отвод от средней точки. Для того чтобы обе половины обмотки были возмож­но более одинаковыми, а это очень валено, намотку ведут в два провода, а затем конец одного из них соеди­няют с началом другого, получая таким образом средний вывод. Вели­чина индуктивности L₁ должна быть такой, чтобы при емкости конденса­тора С₃, равной 15-20 пф, образовавшийся контур был настроен на сред­нюю частоту полосы пропускания фильтра. Указать точные намоточ­ные данные катушки L₁ не представ­ляется возможным, так как средняя частота может быть различной.

Фильтр собирают на пластинке из изоляционного материала, рас­полагая кварцы так, чтобы слева и справа от катушки было по одному кварцу с большей частотой (на рис. 1 кварцы Кв₁ и Кв4 с боль­шей, а Кв₂ п Кв₃ — с меньшей часто­той). Подстроечные конденсаторы С₁ и С₂, показанные на рис. 1, на первом этапе настройки фильтра не подклю­чаются.

Настройка собранного фильтра производится следующим образом. На вход фильтра подают напряжение от диапазонного генератора (ГСС-6 или другого), а к выходу подключают чувствительный ламповый вольтметр или приемник так, как показано на рис. 3. Если в качестве индикатора будет применен приемник, то, чтобы иметь возможность снимать частот­ную характеристику фильтра, нужно поставить ступенчатый аттенюатор на входе приемника и проградуиро­вать его S — метр. При использова­нии в качестве диапазонного гене­ратора прибора ГСС-6 можно оп­ределять затухание по его аттенюа­торам, поддерживая постоянным уровень сигнала на входе приемника. В любом случае надо иметь возмож­ность измерять ослабления от 0 до 60 дб с точностью 1—2 дб.

Кварцевый фильтр должен быть согласован как с генератором, так и с индикатором. Для согласования служат резисторы R₁ и R₂ (см. рис. 3). Величина сопротивления резистора Л₂ должна быть равна характеристическому сопротивл ению фильтра. Если выходное сопротивле­ние диапазонного генератора доста­точно мало, следует устанавливать резисторы R1 и R₂ ^с одинаковыми сопротивлениями, в противном слу­чае сопротивление R₁ должно быть соответственно меньше R₂. Так как характеристическое сопротивление фильтра заранее неизвестно, перво­начально берут R₂=2 ком. Резистор R3 — развязывающий, поэтому со­противление его всегда должно быть значительно больше, чем у R₂.

Присоединив к фильтру приборы, снимают по точкам частотную харак­теристику фильтра в диапазоне +- 5кгц от середины полосы пропускания. Поочередным подбором конденсатора С₃ фильтра и резисторов R₁ и R₂ добиваются того, чтобы характери­стика в полосе пропускания стала возможно более плоской. Допустимы небольшие провалы в 1-2 дб.

Скаты полосы пропускания на этом этапе настройки будут довольно пологими. Для увеличения кру­тизны параллельно более высоко­частотным кварцам включаются не­большие конденсаторы. При этом, однако, по обе стороны от полосы пропускания фильтра появляются «хвосты» — пологие подъемы на его частотной характеристике, снижаю­щие подавление второй боковой по­лосы.

Чтобы получить возможно более крутые скаты при допустимой вели­чине «хвостов», сначала подключают только один из шунтирующих квар­цы конденсаторов, например, С₁. Величину емкости конденсатора под­бирают такой, чтобы затухание на «хвостах» было на 40-|-45 дб боль­ше, чем в полосе пропускания. Обычно это достигается при емкости равной 5—10 пф. Затем включают конденсатор С₂, добиваясь уменьше­ния величины «хвостов». Емкость С₂ должна быть примерно на 3—5 пф меньше, чем С₁.

Правильно настроенный фильтр должен иметь на характеристике четыре точки «бесконечного» зату­хания: по две выше и ниже полосы пропускания. «Хвосты», располо­женные выше полосы пропускания по частоте, должны быть равной вели­чины. Если после подбора конденса­торов С₁ и С₂ характеристика фильтра в полосе пропускания станет менее плоской, надо еще раз подобрать ре­зисторы и R₂. На этом настройка фильтра заканчивается. Остается за­ключить его в экран и еще раз про­верить частотную характеристику.

Высокочастотный скат полосы про­пускания фильтра, в котором приме­нены одинаковые кварцы, получается более крутым, поэтому лучше фор­мировать с помощью такого фильтра нижнюю боковую полосу, получая верхнюю при преобразовании часто­ты в последующих каскадах. Затухание фильтра в полосе пропускания получается порядка 10 дб. Это сле­дует учесть при проектировании воз­будителя

На рис. 4 приведена характери­стика фильтра на частоту 2 Мги, настроенного по описанной методике. Его характеристическое сопротив­ление оказалось равным 1000 ом, индуктивность L₁ — 265 мкгн, ем­кость С₃ — 56 пф, С₁ — 12 пф, С₂ — 9 пф. Разнос частот кварцев Кв₂, Кв₃ и Кв1, Кв4 — 1800 гц.

В заключение необходимо напом­нить, что в возбудителе, в котором будет работать изготовленный фильтр, выходное сопротивление ба­лансного модулятора и входное со­противление следующего за фильт­ром каскада должны быть чисто активными и равными характеристи­ческому сопротивлению фильтра.