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無線電子工学および電気工学の百科事典 石英フィルターの調整。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
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 アマチュア無線家からは、石英フィルターのセットアップの経験を共有してほしいという要望が何度も私に寄せられましたが、このテーマに関する多くの賢明な記事がすでに定期刊行物に掲載されているため、私はこれを急ぐことはありませんでした。 それらのいくつかをもう一度読んだ後、著者の業績に敬意を表し、感謝するべきだという結論に達します。なぜなら、それぞれの記事には、読んだ後に言えることがあるからです。「XNUMX世紀を生き、XNUMX世紀を学べ」と言えるからです。 しかし、毎回、感謝と同時にいくつかの疑問が残されています。 記事でよく目にするフレーズは次のとおりです。であれば、フィルターの設定は簡単ですが、これは適切なデバイスがあり、そのための説明書さえあれば、そうでなければ、「簡単」という言葉はすぐに反対の「難しい」に変わります。最も単純なデバイスを使用した石英フィルター。 一部の記事では、調整するフィルタのタイプ (ラダー、ブリッジ、モノリシック) に関する情報が省略されており、一般的な調整ルールが説明されています。 しかし、それぞれに共通するものの他に、独自の特徴があるという結論に達しました。 はしご型フィルターの設定から始めましょう (図 1)。
経験から次のことがわかります。 - すべてのクォーツが可能な限り近い直列共振周波数 (±10 Hz) を持っている場合、フィルターは最良のパラメーターで得られます。 ただし、1 kHz までの周波数間隔でも良好なフィルターが得られるため、この条件が実現できない場合でも動揺しないでください [1]。 - このフィルターを使用するデバイスの基準発振器にクオーツを含めて選択し、それらの最低周波数を基準発振器で直接使用することをお勧めします。 この場合、ジェネレーターのチューニング要素に触れないでください。 - フィルターは「ネイティブ」デバイスで直接調整する必要があります。 - 水晶の周波数が異なる場合は、次の順序で配置する必要があります。最初に最高の周波数を入力に設定し、その後の周波数をすべて設定します。順番に、左から右に、ランク順に周波数が減少します。 - コンテナは、最小温度係数 (TKE) が ± 1,5% 未満の精度で、小型のものを使用する必要があります。 しかし、何もなくても絶望しないでください。それらを設定する過程で、まだそれらを拾う必要があるからです。 ほとんどの場合、セットアップ プロセス中に、コンテナーの最大 90% が他の (近いとはいえ) 通貨単位に置き換えられます。 -フィルタークォーツを使用することをお勧めします（たとえば、分解された工場フィルターから取得されます）。 したがって、周波数が 10,7 MHz の 2 つのフィルター (タイプ FP325P-10700-15M-10,7) から、4 つの XNUMX クリスタル ラダー フィルター (これらのフィルターには同じ周波数の水晶のペアが XNUMX つあります) を異なるが近いもので組み立てることができます。 XNUMXMHzの周波数。 通常、複数の無線アマチュア (通常は XNUMX 人) がそれぞれ XNUMX つのフィルターでこれを行います。 それらの中で最も経験豊富な人は、同じ周波数のクォーツをXNUMXセット選択し、次に最小のクォーツを選択します。 スキャッターを自分用に保持し、残りを友達に返します (またはその逆?!)。 あまり成功しませんが、発電機クォーツも使用できます。 家庭では、クォーツフィルターはXNUMXつの方法で調整できます。 最初のケースでは、（チューニングされたデバイスを除いて）補助デバイスとしてデジタルスケールを備えた別のトランシーバーを使用する必要があります.1,9番目のケースでは、GSS（標準信号発生器）と周波数計（少なくとも調整したデバイスの最低周波数 (XNUMX MHz など)。 周波数計は、調査中の装置の GSS の周波数または GPA の周波数のいずれかを測定します。 XNUMX 番目のケースでは、動作周波数の XNUMX つ (GSS またはデジタル スケールのない別のトランシーバー) に水晶局部発振器が使用され、チューニング対象のデバイスにデジタル スケールが必要です。 200 つの場合すべてにおいて、動作範囲の RF 信号が同調デバイスの入力に供給されます。 最初の XNUMX つのケースでは、供給される周波数が石英フィルターの透過帯域内でゆっくりと変化し、S メーターの読み取り値が相対単位で取得され、XNUMX Hz ごとにテーブルに記録されます。 次に、表に従ってグラフ (周波数応答) が作成されます。 S メーターの測定値は垂直方向にプロットされ、周波数は水平方向にプロットされます。 グラフ上にマークされた点を補間（平均）線で結ぶと、周波数応答、つまり新しく作成されたフィルターの振幅周波数特性が得られます。 XNUMX番目のケースでは、すべてが同じ方法で行われ、調整されたデバイス自体のみが周波数で調整され、デジタルスケールとSメーターから同時に読み取り値を直接取得します. この場合、「新しく作成された」フィルターには、原則として次のものがあります。 - 必要なレーンとは異なるレーン。 - 周波数応答の上部の不均一; - 緩やかな (場合によってはエミッションを伴う) 周波数応答の低い勾配。 今後は、優先順位に応じて上記 XNUMX つの方向でフィルタが調整されます。 調整の最初の段階 (粗調整) では、フィルター入力から始めて静電容量を交互に交換して周波数応答を取得することにより、最大 2,4 kHz のフィルター帯域幅を取得する必要があります。 その際、次の点に留意してください。 - 水晶と並列に追加の静電容量 (特に極端なもの) を設置し、その値を (特定の限界まで) 増加させると、フィルターの帯域幅が減少します。 同様の効果は、ケースに向かうコンデンサの静電容量の増加で観察されます。 これらの静電容量の値が減少すると、逆の効果が観察されます。 この特性は、CW モードで水晶フィルターの帯域幅を狭くするために使用されます。 したがって、帯域幅を 0,8 kHz に減らすことができます。 帯域をさらに狭めると、透過帯域でのフィルターの減衰が急激に増加します (CW フィルターで低い減衰を得るには、フィルターの Q ファクターよりも少なくとも XNUMX 桁大きい Q ファクターを持つ共振器を使用する必要があります。 ); - 周波数応答の上部の「ハンプ」とディップの大きさ (特性の直線性) は、選択した静電容量の値だけでなく、入力および入力に取り付けられた負荷抵抗の抵抗値にも依存します。フィルターの出力。 抵抗が減少すると、特性の直線性が向上しますが、フィルターの通過帯域の減衰が増加します。 - 低い勾配の十分な勾配を得ることができない場合は、フィルタで使用されているものと同様の水晶を負荷抵抗と並列に取り付ける必要がありますが、入手可能なすべての水晶から最も低い周波数を選択するか、その周波数を選択する必要があります。インダクタンスを直列に接続することで減少します。 このインダクタンスの巻き数を選択することで、下側の勾配の急峻さを変えることができます。 - フィルター設定を数回繰り返す必要があります。 調整の最終段階で許容可能な周波数応答を得ることができない場合は、個々の水晶の直列共振の周波数を調整する必要があります。 これを行うには、水晶と直列にコンデンサが取り付けられ、このコンデンサを選択することで、残りの水晶の周波数で発電が行われます。 これでも問題が解決しない場合 (水晶の並列共振と直列共振の周波数間の距離が小さいことが原因である可能性があります)、水晶を交換する必要があります。 フィルター内のクォーツはチェーン状に配置し、入力を出力から慎重にシールドする必要があります。 図2は、コンデンサの静電容量のさまざまな値で取得した、KF受信機「TURBO-TEST」の周波数応答を示しています。 -
ここで、ブリッジ水晶フィルターをセットアップするための実用的なヒントをいくつか紹介します。 このようなフィルターを図 4 に示します。 コイル L1 と L2 には、直径 2 mm のワイヤーが 10x0,31 巻回されており、FP2A-325-10,700 M-15 フィルターのフェライト リングがコアとして使用されています。 フィルター帯域幅は 2,6 kHz です。
ローパス フィルター (2...6 MHz) を使用すると、通常は必要以上に狭くなり、ハイパス フィルター (8...10 MHz) では帯域が広すぎます。 最初のケースでは、実験的に選択する必要がある上部または下部（図4）の水晶インダクタに接続して帯域幅を拡張する必要があります。 50番目のケースでは、帯域幅を減らすために、トリマーコンデンサを共振器と並列に接続する必要があります（コイルと同様）。 フィルター内のクォーツは2 Hz（直列共振周波数）の精度で選択する必要があり、すべての上部共振器の周波数は同じで、下部共振器（これも同じ）と3〜XNUMX kHz異なる必要があります。 同じ周波数のクオーツしか入手できない場合は、水晶から銀層を消去する (周波数を上げる) か、鉛筆で陰影を付ける (下げる) ことによって、クオーツの周波数を変更できます。 しかし、実際には、そのようなフィルターのパラメーターの経時的な安定性には、多くの要望が残されていることが示されています。 水晶と直列にチューニングコンデンサを接続して周波数を調整すると、より安定した結果が得られます。 チューニング後、コンデンサを同じ値の一定容量に交換することをお勧めします。 フィルタ帯域幅が大きいと、周波数応答の中央にディップ (減衰) が現れることがあります。 その深さは抵抗器R1とR2の抵抗値に大きく依存すると言うべきです。 それらの値は、周波数 3 ～ 8 MHz での数百オーム (帯域幅 10 kHz の場合) から、より低い周波数およびフィルタ帯域幅が小さい場合の数キロオームまであります。 ブリッジフィルターの製造では、ブリッジフィルターのショルダーの対称性、ブリッジフィルターに含まれるトランスの巻線、そしてもちろん出力からの入力の慎重な選別に細心の注意を払う必要があります。 ブリッジ フィルターの詳細については、[2] を参照してください。 文学 1. Goncharenko I. 不等共振器のラダーフィルター。 - ラジオ、1992 年、No. 1、S. 18。 著者: V.Rubtsov (UN7BV)、カザフスタン、アスタナ、"Tselinny" 地域。 出版物: N. ボルシャコフ、rf.atnn.ru
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