SSB用水晶フィルター。スキーム、説明

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SSB用クリスタルフィルター。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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無線電子工学と電気工学の百科事典 / アマチュア無線機器の結び目。クォーツフィルター

ご存知のとおり、SSB 励振器は、1 MHz 以上の周波数に同調された水晶フィルターを使用すると大幅に簡素化されます。図では、図 1 は、2 つの水晶振動子を備えたフィルターの図を示しています。最大 3 ～ 40 MHz の周波数で動作する場合、このようなフィルタにより 50 番目の側波帯を XNUMX ～ XNUMX dB に抑制できます。フィルター回路は非常に単純で、同じ周波数の水晶がXNUMX～XNUMX個あれば素人でも誰でも作ることができます。

SSB用水晶フィルター
Pic.1

フィルタを作成する前に、石英を選択する必要があります。クォーツを選択するには、デバイスを組み立てる必要があります。そのブロック図を図2に示します。この装置では、フィルタ用の水晶の XNUMX つが取り付けられている水晶発振器の周波数とレンジ発振器の周波数を比較し、受信したビートによって水晶の適合性を判断します。

SSB用水晶フィルター
Pic.2

GSS-6 デバイスは、レンジジェネレータとして使用されます。この目的のために特別な狭範囲ジェネレーターを組み立てることができます。これは、将来のフィルターの帯域幅とある程度のマージンを持ってオーバーラップします。目盛りがまったくない場合もありますが、むしろ高い周波数安定性が必要です。水晶発振器は、任意のスキームに従って組み立てることができます。

ビートを取得するには、マルチグリッドランプの任意のコンバーターステージが使用されます。電圧は、水晶発振器からコンバータランプのヘテロダイングリッドに供給され、制御グリッド (レンジジェネレータの出力電圧) に供給されます。ランプの陽極回路には約 200 kΩ の抵抗が含まれています。

オシロスコープがあれば、目盛り付き音源を使ってリサージュ図形からビート周波数を求めます。オシロスコープがない場合は、別のコンバーターを使用して、ビート周波数とサウンドジェネレーターの周波数が等しいことをそれらの間のゼロビートによって決定できます。

フィルターの製造は、入手可能な各水晶の直列共振と並列共振の間の周波数差を測定することから始める必要があります。 10 ～ 20 Hz の精度で共振周波数を決定するには、測定を数回行う必要があります。

したがって、図に示されている図によれば、 1 の場合、SSB に十分な通過帯域を持つフィルターを作成することができました。すべての水晶の両方の共振間の周波数差は 1000 Hz を超えるはずです。通常、この条件は満たされます。それ以外の場合は、可能であれば石英ホルダーの容量を減らすか、別のスキームに従ってフィルターを組み立てる必要があります。

次に、同じデバイス（図2）を使用して、メインの水晶から20〜30 kHzより近いすべての水晶に顕著な寄生共振がないことを確認する必要があります。寄生共振があっても、その共振が主共振よりも 20 dB 以上弱く表現され、異なる水晶振動子の周波数が一致しない場合、フィルタの性能は劣化しません。

ここで、直列共振の周波数が等しい XNUMX つのクォーツを取り分け、残りの XNUMX つをより高いまたはより低い周波数に調整する必要があります。アマチュアの状態でクォーツの周波数を下げる良い方法はありません。それらのXNUMXつは、側面に溝を鋸で切ることです。

ただし、この場合、水晶の温度安定性が低下し、寄生共振が発生する可能性があります。クォーツの周波数を上げると良いでしょう。金属化されている場合は、通常の赤色 (いわゆるインク) 消しゴムを使用して、金属コーティングの一部 (領域全体を均等に) を注意深く消去することによって実現されます。金属コーティングを消去するときに石英が壊れないように、平らで硬い表面に石英を置く必要があります。石英が金属化されていない場合は、そのプラスチックを最も細かい（ミクロン）サンドペーパーで研磨して周波数を上げる必要があります。サンドペーパーに沿ってプレートを移動して研磨する必要がありますが、その逆はできません。場合によっては、サンドペーパー上でプレートを 2 ～ 3 回動かすだけで、石英の周波数が 1000 Hz 増加するのに十分であることを覚えておいてください。水晶振動子を再構築するプロセスでは、直列共振の周波数をできるだけ頻繁に監視する必要があります。

SSB (2600 Hz) での動作に最適な帯域幅を持つフィルターを得るには、1800 つの水晶振動子の連続共振を 2000 Hz に調整する必要があります。この場合、調整する前に、クォーツの直列共振と並列共振が少なくとも 2000 Hz 離れていなければなりません。最初に行った測定の結果、共振間隔が 1000 Hz 未満で 0,9 Hz を超えていることが判明した場合、水晶は周波数間隔の 2500 倍に調整されます。この場合のフィルタ帯域幅は XNUMX Hz 未満になりますが、送信される音声の明瞭さに影響を与えない程度には十分です。

フィルタコイルL1はSB-3タイプのコアに配置されており、中点からタップが付いています。巻線の両方の半分をできるだけ等しくするために、これは非常に重要ですが、巻線は 1 本のワイヤで実行され、一方のワイヤの終端が他方のワイヤの始端に接続され、こうして次の結果が得られます。中間ターミナル。インダクタンス L3 の値は、コンデンサ C15 の静電容量が 20 ～ 1 pF に等しい場合に、結果として得られる回路がフィルタ通過帯域の平均周波数に同調されるような値にする必要があります。平均周波数が異なる可能性があるため、コイル LXNUMX の正確な巻線データを示すことはできません。

フィルタは絶縁材のプレート上に組み立てられ、コイル L1 の左右に高い周波数の水晶が 1 つずつ配置されるように水晶を配置します (図 1 では、より高い周波数の水晶 Kv4 と Kv1、および Kv3周波数が低い Kv1)。図 2 に示すトリマーコンデンサ C1 および CXNUMX は、フィルタ設定の最初の段階では接続されていません。

調整組み立てフィルターは次のように作成されます。図6に示すように、レンジジェネレーター（GSS-3など）からフィルター入力に電圧が供給され、感度の高い真空管電圧計またはレシーバーが出力に接続されます。受信機をインジケーターとして使用する場合、フィルターの周波数応答を取得できるようにするには、受信機の入力にステップ減衰器を配置し、その S メーターを校正する必要があります。

SSB用水晶フィルター
Pic.3

GSS-6 デバイスをレンジジェネレータとして使用する場合、そのアッテネータからの減衰を決定して、レシーバ入力での信号レベルを一定に維持できます。いずれの場合も、0 ～ 60 dB の減衰を 1 ～ 2 dB の精度で測定できる必要があります。

水晶フィルタは、発振器とインジケータの両方に一致する必要があります。抵抗 R1 と R2 はマッチングに使用されます (図 3 を参照)。抵抗 R2 の抵抗値は、フィルタの特性インピーダンスと等しくなければなりません。レンジ発生器の出力抵抗が十分に低い場合は、抵抗 R1 と R3 を同じ抵抗値に設定する必要があります。フィルタの特性インピーダンスは事前にわからないため、最初は R1 = 2com とします。抵抗 R2 はデカップリングであるため、その抵抗は常に R2 の抵抗よりも大幅に大きくする必要があります。

フィルタに機器を接続すると、フィルタの周波数応答が通過帯域の中央から ±5 kHz の範囲でポイントごとに測定されます。フィルタコンデンサC3と抵抗R1、R2を交互に選択することで、通過帯域の特性が可能な限り平坦になるようにしています。 1 ～ 2 dB の小さなディップは許容されます。

調整のこの段階での帯域幅の傾きは非常に平坦になります。急峻性を高めるために、小さなコンデンサが高周波水晶と並列に接続されます。ただし、この場合、フィルタの通過帯域の両側に「テール」が現れ、周波数応答が緩やかに上昇し、XNUMX 番目の側波帯の抑制が減少します。

許容可能な値の「テール」で可能な限り急峻な傾斜を得るには、まず水晶シャントコンデンサの 1 つだけ (たとえば、C40) を接続します。コンデンサの静電容量値は、「テール」での減衰が通過帯域よりも 45 ～ 5 dB 大きくなるように選択されます。これは通常、10 ～ 2 pF の静電容量 Ci で達成されます。次に、コンデンサ C2 をオンにして、「テール」のサイズを小さくします。静電容量 C3 は C5 より約 1 ～ XNUMX pF 小さくする必要があります。

適切に調整されたフィルターには、特性上に 1 つの「無限」の減衰ポイント (通過帯域の上に 2 つ、下に 1 つ) が必要です。周波数の帯域幅の上にある「テール」は、同じサイズでなければなりません。コンデンサ C2 と CXNUMX を選択した後、通過帯域でのフィルタ特性が平坦でなくなった場合は、抵抗 RXNUMX と RXNUMX を再選択する必要があります。これでフィルタの設定は完了です。それを画面に囲んで、もう一度周波数応答を確認する必要があります。

同一の水晶を使用したフィルターの通過帯域の高周波勾配はより急峻になるため、このようなフィルターを使用して下側波帯を形成し、後続の段階で周波数を変換するときに上側波帯を取得する方が良いでしょう。通過帯域におけるフィルターの減衰は約 10 dB です。励振器を設計する際には、これを考慮する必要があります。

図 4 は、説明した方法に従って調整された、周波数 2 MHz でのフィルターの特性を示しています。その特性抵抗は1000オーム、インダクタンスL1 - 265μH、静電容量C3 - 56 pF、C1 - 12 pF、C2 - 9 pFであることが判明しました。水晶 Kv2、Kv3 と Kv1、Kv4 の周波数間隔は 1800 Hz です。

SSB用水晶フィルター
Pic.4

結論として、製造されたフィルタが動作するエキサイタでは、平衡変調器の出力インピーダンスとフィルタに続くカスケードの入力インピーダンスが純粋にアクティブであり、フィルタの特性インピーダンスに等しくなければならないことを思い出してください。

文学

1. プロンスキー A.F. 通信技術におけるピエゾクォーツ、Gosenergoizdat、M-L.、1951。
2. Kosowsky DI、IRE の議事録、1958 年、419 月、pp. 429-XNUMX。
3. アーノルド P. W.、エイリアン C. R.、QST、1960 年 25 月、pp. 33-XNUMX
4. ロバートソン DS、QST、1964 年 58 月、pp. 59-XNUMX

著者: G. ズベレフ; 出版物: N. ボルシャコフ、rf.atnn.ru

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