كيفية تركيب مرشح الكوارتز. مرشح بسيط ورخيص لـ SSB
عند فحص وإنشاء مسارات IF باستخدام مرشحات الكوارتز أو مرشحات الكوارتز الفردية ، يواجه معظم هواة الراديو مشكلة في مكان الحصول على إشارة الاختبار. ليس من الممكن دائمًا قياس المعلمات بشكل غير مباشر باستخدام خلاطات المستقبل. ليست كل مولدات القياس متعددة الوظائف المتوفرة وغير المكلفة نسبيًا تغطي نطاق التردد 30 ... 90 ميجاهرتز ، أو لن يسمح لك استقرار مولدات التردد اللاسلكي التقليدية (مع وظيفة GKCh) بقياس وضبط خصائص مرشحات الكوارتز بدقة . وغالبًا ما لا تتوفر مثل هذه المعدات ، ومن غير المعقول شراء مولد باهظ الثمن لهذه الأعمال فقط.
تصف هذه المقالة مذبذبًا ثنائي القناة يتم التحكم فيه بالجهد (VCO) مع نطاق ضبط صغير (عدة عشرات من الكيلوهرتز) ، وتردد مركزي يبلغ 2 ... 90 ميجاهرتز ، ومقاومة خرج تبلغ 50 أوم ، وإشارة خرج تبلغ 100 ... 300 مللي فولت سوينغ. تم تصميم الجهاز للعمل كجزء من مقياس استجابة التردد بدلاً من GKCH ، ويمكنه أيضًا العمل مع مولد إشارة سن المنشار آخر.
من أجل الحصول على تشغيل مستقر لـ VCO ، تم استخدام رنانات سيراميك غير مكلفة ومعقولة التكلفة لترددات 2 ... 12 MHz ومضاعفة تردد أخرى كعناصر ضبط التردد. بالطبع ، ستسمح قاعدة العناصر الحديثة لمولدات DDS أو مولدات PLL بحل نفس المشكلة (باستخدام متحكم دقيق وما يقابله البرمجيات) ، ولكن بعد ذلك قد يتجاوز تعقيد مثل هذا الجهاز تعقيد المعدات المختبرة. لذلك ، كان الهدف إنشاء مولد بسيط باستخدام العناصر المتاحة وليس تصنيع المحاثات ، وكذلك ضبط الجهاز باستخدام أدوات قياس بسيطة.
الجهاز مقسم إلى وحدات وظيفية منفصلة يمكن تركيبها أو عدم تركيبها حسب احتياجات المالك. على سبيل المثال ، إذا كان لديك مولد DDS متعدد الوظائف ، فلا يمكنك تجميع المولدات والوصول إلى التردد النهائي باستخدام مضاعفات التردد والمرشح الرئيسي فقط. لتجنب التشغيل غير المستقر ، أوصي باستخدام الدوائر الدقيقة 74ACxx سلسلة CMOS فقط في الجزء عالي التردد.
تم تصميم لوحة الجهاز (الشكل 1) بأبعاد 100 × 160 مم بحيث يمكن صنعها من جانب واحد (الجانب العلوي ، حيث يتم وضع جميع العناصر ، باستثناء وصلات الأسلاك) أو على الوجهين ، إذا كنت تخطط لاستخدام الجهاز بترددات أعلى من 25 ميجاهرتز. يبدأ ترقيم العناصر على مخطط الدائرة واللوحة بالرقم المخصص للعقدة التي يتم تضمينها فيها. على التين. يوضح الشكل 2 تثبيت العناصر على نسخة أحادية الجانب من اللوحة. في هذه الحالة ، يتم لحام دبابيس الدائرة المصغرة في حزمة DIP من جانب الموصلات المطبوعة ، الأمر الذي يتطلب عناية خاصة.
أرز. 1. لوحة الجهاز بأبعاد 100x160 مم
أرز. 2. تركيب العناصر على نسخة أحادية الجانب من اللوحة
تتمتع الرنانات الخزفية باستقرار تردد جيد على المدى القصير ، مما يسمح باستخدام إشاراتها لإعداد مرشحات كوارتز وقياس منحدراتها الحادة بشكل موثوق. الفاصل الزمني بين الرنانات هو ترتيب من حيث الحجم أكبر من تلك الخاصة بالكوارتز. يمكن سحبها في التردد بنسبة +0.3 ... -2٪ من التردد دون أي مشاكل. قيمة رمزية. في الجدول. يوضح الشكل 1 المعلمات الرئيسية لمرنانات السيراميك البيزو التي تم شراؤها في عام 2015 في روسيا ، ونطاق ضبط التردد الخاص بها في حالة بناء مولد على العناصر المنطقية للدائرة الدقيقة 74AC86.
الجدول 1
| نوع الرنان 1) | التردد المقدر ، ميغاهيرتز | عدد الدبابيس | التردد الأدنى 2) ، ميغاهيرتز | الحد الأقصى للتردد 3) ، ميغاهيرتز |
1) P - رنانات سلسلة ZTA ، PC - رنانات سلسلة ZTT (مع مكثفات مدمجة) ، D - أداة تمييز (للاستخدام في أجهزة الكشف عن FM). 2) مع اثنين من المكثفات 280 pF. 3) مع اثنين من المكثفات 20 pF.
من الواضح أن الرنانات الخزفية للترددات الأعلى (أكثر من 13 ميجاهرتز) يتم تصنيعها باستخدام تقنية مختلفة ، ونطاق ضبط التردد الخاص بها صغير جدًا. تحتوي رنانات سلسلة ZTT على مكثفات مدمجة ، وبالتالي يصعب ضبطها في التردد ، وليس من الممكن دائمًا الحصول على التردد الاسمي.
في الجدول. يوضح الجدول 2 أكثر ترددات IF شيوعًا في أجهزة الاستقبال الراديوية (RPU) وأجهزة الإرسال والاستقبال المختلفة ، بالإضافة إلى خيارات توليد هذه الترددات باستخدام الرنانات الخزفية. سيكشف تحليل المضاعفات أو الأقسام الضرورية عن الحاجة إلى تطبيق الضرب في اثنين لتوسيع عدد الخيارات وضمان جودة الإشارة.
الجدول 2
| إذا ، ميغا هرتز | التطبيق الرئيسي | تردد المولد ، MHz |
|||
| الخيار 1 | الخيار 2 | الخيار 3 | الخيار 4 |
||
| أجهزة الإرسال والاستقبال محلية الصنع | |||||
| أجهزة الإرسال والاستقبال محلية الصنع | |||||
| أجهزة الإرسال والاستقبال محلية الصنع | |||||
| أجهزة الإرسال والاستقبال محلية الصنع | |||||
| أجهزة الإرسال والاستقبال محلية الصنع | |||||
| أجهزة الإرسال والاستقبال محلية الصنع | |||||
| اساسي | |||||
| جهاز الإرسال والاستقبال IC R-75 | |||||
| أجهزة الإرسال والاستقبال CB | |||||
| اساسي | |||||
| مدني RPU | |||||
| اساسي | |||||
| أجهزة الإرسال والاستقبال | |||||
| أجهزة الإرسال والاستقبال | |||||
| RPU المنزلية | |||||
| أجهزة الإرسال والاستقبال | |||||
| أجهزة الإرسال والاستقبال | |||||
| أجهزة الإرسال والاستقبال | |||||
| أجهزة الإرسال والاستقبال | |||||
| أجهزة الإرسال والاستقبال | |||||
| أجهزة الإرسال والاستقبال | |||||
| RPU المنزلية | |||||
| أجهزة الإرسال والاستقبال ICOM | |||||
| RPU بريجانتين | |||||
| أجهزة الإرسال والاستقبال | |||||
| أجهزة الإرسال والاستقبال | |||||
| جهاز الإرسال والاستقبال IC R-75 | |||||
| أجهزة الإرسال والاستقبال | |||||
| RPU EKD (GDR) | |||||
| أجهزة الإرسال والاستقبال | |||||
| أجهزة الإرسال والاستقبال | |||||
| أجهزة الإرسال والاستقبال | |||||
| أجهزة الإرسال والاستقبال | |||||
| أجهزة الإرسال والاستقبال | |||||
| RPU محلية الصنع | |||||
لفهم تشغيل مضاعفات التردد المقترحة ، سأقدم بإيجاز معلمات مهمةأطياف إشارات الخرج لعناصر المنطق CMOS لسلسلة 74AC. تعمل هذه العناصر عالية السرعة بجهد إمداد يبلغ 2 ... 6 فولت ، وبدون حمل سعوي ، فإن الحد الأدنى لمدة مقدمة نبضات الخرج هو 1 نانوثانية ، مما يجعل من الممكن الحصول على مكونات طيفية مهمة تصل إلى a تردد 250 ميجا هرتز. في الوقت نفسه ، تبلغ مقاومة خرج العناصر حوالي 25 أوم ، مما يجعل من السهل الحصول على طاقة كبيرة من المكونات التوافقية الأعلى. خصائص النقل للعناصر المنطقية لهذه السلسلة متناظرة ، ومرحلة الإخراج لها نفس سعة التحميل وسرعة التحويل للتيار الصادر والوارد. وبالتالي ، يمكن اعتبار إشارة الخرج للعناصر المنطقية والقلب المتأرجح لسلسلة 74ACxx حتى ترددات 30 ميجاهرتز مثالية ، ويمكن تطبيق جميع قوانين الرياضيات المتعلقة بأطياف الإشارات النبضية في الممارسة العملية بدقة عالية.
إشارة مستطيلة بنفس مدة النبضة t والإيقاف المؤقت t p ما يسمى بالتعرج (دورة العمل Q \ u003d T / t و \ u003d 2 ، حيث T هي فترة تكرار النبض T \ u003d t و + t p ، ولكن في بعض الأحيان المصطلح تحتوي "دورة العمل" ، دورة العمل العكسية K \ u003d 1 / Q) ، في الطيف ، بالإضافة إلى التوافقية الأولى (F 1 \ u003d 1 / T - التردد الأساسي) ، وكذلك التوافقيات الفردية (2n + 1) F 1 ، حيث n \ u003d 1 ، 2 ، 3 .... من الناحية العملية ، يمكن أن يصل الكبت التوافقي إلى 40 ديسيبل بدون تدابير خاصة ، ولتحقيق قمع يصل إلى 60 ديسيبل ، من الضروري ضمان استقرار طويل الأجل لمعلمات العناصر بمساعدة التعليقات وبتعديل دقيق إضافي.
لقد أظهرت التجربة أن فواصل التردد من قبل اثنين (D-flip-flops و JK-flip-flops من سلسلة 74ACxx ، بالإضافة إلى مقسم تردد 74AC4040) عند ترددات تصل إلى 4 ميجاهرتز توفر مثل هذا القمع حتى 60 ديسيبل. عند تردد خرج يبلغ 30 ميجاهرتز ، ينخفض إلى 30 ديسيبل ، وعند الترددات فوق 100 ميجاهرتز ، لا يوجد قمع واضح للتوافقيات الزوجية.
لذلك ، فإن الموجة المربعة لها أهمية خاصة في مضاعفات التردد بسبب النقاء النسبي للطيف ، مما يبسط المرشحات اللاحقة. لهذا السبب ، يوفر الجهاز المقترح عناصر لضبط تناظر الإشارة. تسمح خصائص الخرج المثالية لعناصر سلسلة 74ACxx ، بدون استخدام محلل الطيف ، باستخدام عناصر الضبط ، بالحصول على شكل الإشارة المطلوب عن طريق قياس متوسط جهد التيار المستمر عند الخرج. قمع حتى التوافقيات حتى 40 ... يتم الحصول على 50 ديسيبل بترددات تصل إلى 20 ميجاهرتز دون مشاكل.
يمكن إجراء قياس دورة العمل (دورة العمل) لإشارة الخرج باستخدام مقياس رقمي متعدد في وضع القياس الجهد المستمر(R in ≥ 10 MΩ) ، دون تغيير حد القياس (الشكل 3). أولاً ، يتم معايرة المتر المتعدد ، لذلك يتم توصيله من خلال المقاوم بمقاومة 33 ... 100 كيلو أوم بخطوط الطاقة (مباشرة إلى المحطات المقابلة للدائرة الصغيرة). نظرًا لأن مقاومة الإدخال للمقياس المتعدد هي 10 MΩ ، فإن قراءاته (U k) ستكون 0.3 ... 1٪ أقل من جهد الإمداد. يشكل المقاوم ، جنبًا إلى جنب مع جميع سعات الأسلاك ومدخلات المتر المتعدد ، مرشح تمرير منخفض لإشارة عالية التردد. إذا كانت هناك إشارة نبضية مع Q = 2 عند إخراج العنصر المنطقي ، فسيظهر المتر المتعدد U out = 0.5U k في الشكل. يوضح الشكل 4 طيف الإشارة عند خرج مولد الدائرة الدقيقة 74AC86 بدون تدابير موازنة خاصة ، ويبلغ قمع التوافقي الثاني بالنسبة إلى الأول حوالي 36 ديسيبل. هذا ليس جيدًا جدًا للعمل مع مضاعفات التردد.
أرز. 3. قياس دورة العمل (دورة العمل) لإشارة الخرج
أرز. 4. طيف الإشارة عند خرج رقاقة المولد 74AC86
إذا كسرت تناسق إشارة الخرج ، يمكنك تحقيق قمع المكونات الطيفية الأخرى. على سبيل المثال ، عند Q = 3 (الشكل 5) ، يتم قمع التوافقيات التي هي مضاعفات الثلاثة في إشارة الخرج (الشكل 6). يتم أيضًا إنشاء مثل هذا الوضع باستخدام مقياس متعدد ، فقط من الضروري الحصول على متوسط الجهد U خارج \ u003d 0.333U إلى (أو 0.666U to). هذا الخيار مثير للاهتمام بشكل خاص إذا كنت بحاجة إلى الحصول على الضرب في اثنين أو أربعة. في التوافقيات الأعلى ، تجعل تكاليف المرشح بالفعل هذا الخيار صعب التنفيذ.
أرز. 5. طيف الإشارة
أرز. 6. طيف الإشارة
وبالتالي ، فإن الموجة المربعة مثالية للحصول على التوافقيات الفردية للإشارة ، حتى السابعة. المرتفعات هي بالفعل ضعيفة بشكل كبير ، واستخراجها سيتطلب مرشحات ومكبرات صوت معقدة. من الأفضل الحصول على التوافقيات الثانية والرابعة من خلال دورة عمل لإشارة الخرج Q = 3. إذا كنت بحاجة إلى جميع التوافقيات القريبة في الطيف ، فأنت بحاجة إلى ضبط Q = 2.41 (K = 41.5٪).
هنا يلي ملاحظة مهمة. يحدث أحيانًا أن التداخل من مذبذب محلي PLL أو متحكم دقيق "يتجول" في جهاز الاستقبال. يمكن أن يؤدي الاختيار الماهر لدورة عمل إشارة الساعة إلى قمع بعض التوافقيات المتداخلة. ولكن بشكل عام ، يمكن تقليل الخلفية العامة للتوافقيات من إشارة الساعة إذا تم تعيين دورة عملها بالضبط على Q = 2 افتراضيًا.
يستخدم الجهاز المقترح بشكل أساسي عناصر CMOS المنطقية التي تعمل في الوضع الخطي. لهذا ، يتم استخدام وضع العاكس (إذا كان العنصر ثنائي الإدخال ، يتم توصيل الإدخال الثاني بـ سلك مشتركأو خطوط الكهرباء) وإدخال حماية البيئة وفقًا لـ التيار المباشر(الشكل 7) للحفاظ على نقطة التشغيل في منتصف خاصية النقل. يوفر المقاوم R3 OOS ، وبمساعدة المقاومات R1 و R2 ، يمكنك تغيير موضع نقطة التشغيل على خاصية النقل. يتيح هذا المخطط أيضًا إمكانية موازنة العناصر المنطقية لسلسلة 74xCTxx ، والتي لها عتبة تبديل تبلغ حوالي 1.2 فولت (بجهد إمداد يبلغ 3.3 فولت). معيار الإعداد الصحيح هو إنشاء جهد الخرج عند 50٪ من الإمداد. يتم اختيار مقاومة المقاوم R2 بأكبر قدر ممكن بحيث يكون لها تأثير أقل على دوائر إشارة الإدخال.
أرز. 7. رسم تخطيطي للجهاز
يتوافق انحدار خاصية النقل مع زيادة الجهد بمقدار 30 ... 40 ديسيبل. لذلك ، فإن إشارة الدخل بجهد يبلغ عدة عشرات من الميلي فولت تؤدي بالفعل إلى تغيير في الخرج من صفر إلى حد أقصى. لتقليل الضوضاء عند التبديل من حالة إلى أخرى ، يجب توفير معدل إرسال إشارة معين عند الإدخال (لسلسلة 74ACxx - حوالي 125 مللي فولت / ثانية). في هذه الحالة ، يوجد تردد محدود أقل حيث لا تحدث ضوضاء متداخلة أو إثارة ذاتية أثناء المرور عبر القسم النشط للخاصية.
إذا تم تمكين دارة LC متوازية عند إدخال البوابة ، يُسمح بإشارات إدخال التردد المنخفض دون توليد ضوضاء. بجهد إمداد يبلغ 3.3 فولت بتردد 3 ميجاهرتز ، يكون الحد الأدنى لتأرجح الجهد 0.5 ... 1 فولت. للتشغيل عند الترددات المنخفضة ، يجب استخدام العناصر المنطقية لسلسلة 74HCxx و MM74Cxx و 40xx.
بناءً على عنصر OR الحصري (IC 74AC86) ، يمكنك بسهولة عمل مضاعف تردد بمقدار اثنين ، إذا تم تطبيق الإشارة مباشرة على مدخل واحد ، إلى المدخل الآخر عبر خط التأخير بناءً على دائرة RC (الشكل 8). إذا كان ثابت الوقت لدائرة RC (τ) أقل بكثير من فترة تكرار النبضة T ، فسنحصل على نبضات قصيرة عند الخرج مع كل انخفاض في جهد الدخل ، أي عدد النبضات (وبالتالي ترددها) تضاعف. مع زيادة التأخير (ثابت الوقت لدائرة RC) على المكثف C1 ، تصبح الإشارة مثلثة وينخفض اتساعها ، وبالتالي تنخفض دقة التبديل وتتدهور جودة الإشارة - "تطفو" الجبهات مع الضوضاء. يعمل هذا المضاعف بثبات لـ τ
أرز. 8. مضاعف التردد
سيكون الطيف الأكثر نقاءً لإشارة الخرج في حالة Q = 3 (الشكل 9). في هذه الحالة ، سيعطي المضاعف "التوافقيات" عند الخرج عند الترددات 2F 1 ، 4F 1 ، 8F 1 ، 10F 1 ، 14F 1 ، 16F 1 ، إلخ.). التوافقيات في 2F 1 و 4F 1 هي فقط ذات أهمية عملية ، ويساعد قمع التوافقيات مع الترددات F 1 و 3F 1 و 5F 1 و 6F 1. مع هذا الإعداد ، يجب أن يكون الإخراج U out \ u003d 0.333 U k.
أرز. 9. طيف الإخراج
أرز. 10. طيف الإشارة
يظهر الرسم التخطيطي لمولد القياس في الشكل. 11. توفر الدائرة مولدين (G1 ، G2) من نفس التصميم لتوسيع وظائف الجهاز. بعدهم ، يحدث مضاعف التردد المتوسط في مضاعف التردد U1 أو مضاعف التردد U2. عامل الضرب هو واحد أو اثنان أو ثلاثة أو أربعة. بالإضافة إلى ذلك ، في المضاعف U1 ، يمكن تقسيم تردد الإشارة على اثنين أو أربعة قبل الضرب. في الخلاط عند إخراج عنصر DD1 وبعد مرشح التمرير المنخفض Z3 (تردد القطع - 100 كيلو هرتز) ، يتم إنشاء إشارة بتردد F = | n 1 F goon1 - n 2 F goon2 |. يعمل الخلاط أيضًا على التوافقيات.
أرز. 11. رسم تخطيطي لمولد القياس
تعمل العناصر DD2 و DD3 و Z1 و Z2 في المغير ، وتشكل دورة العمل الضرورية للإشارة للمرحلة الأخيرة من الضرب. مع دورة العمل Q = 2 ، لا حاجة للعنصرين Z1 و Z2. يعمل DD4 و DD5 كمضخمات عازلة ، بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تعديلها بالنبض.
يولد المولد G3 نبضات قصيرة لمحاكاة ضوضاء النبض ، ويتم تنشيطه بمستوى عالٍ من إشارة SPON. إذا تم تقليل تردده بمقدار 100 ... 1000 مرة (عن طريق زيادة سعة المكثفات المقابلة) ، فمن الممكن ضبط ديناميكيات AGC أو مانع الضوضاء في RPU.
بمساعدة المرشحات Z4 و Z5 ، يتم تحديد التوافقي المطلوب ، وتعطي مكبرات الصوت A2 و A3 الإشارات بالمستوى المطلوب. يمكن إنشاء إشارة مجمعة عند خرج GEN-3 باستخدام وصلات العبور S1 و S2.
توفر وحدة إمداد الطاقة (PSU) 3.3 فولت لعقد الجهاز ، وهناك أيضًا خرج جهد +3.9 فولت لتشغيل المعدات منخفضة الطاقة قيد الاختبار (مستقبلات الراديو TECSUN ، DEGEN ، وما إلى ذلك) + 5 فولت من USB يمكن يتم إمدادها بإدخال مصدر الطاقة - منفذ أو شاحن للهاتف الخلوي ، وكذلك من جهاز غير مستقر كتلة الشبكةمزود الطاقة بجهد خرج 5 ... 15 فولت. يعتمد التيار الذي يستهلكه الجهاز على تردد المولدات ولا يتجاوز 70 مللي أمبير في المجموعة الكاملة.
سيوفر الجزء التالي من المقالة وصفًا تفصيليًا لدائرة الجهاز وبعض الأمثلة المحددة لتكوينها للتشغيل على IFs الشائعة في مستقبلات راديو الهواة.
تراكمت معلومات مثيرة للاهتمام من هواة الراديو الذين صنعوا اللوحات الرئيسية لـ "TRX المحمولة" وبالطبع من "المكررين" - قليل من الادعاءات التي لا أساس لها - "لماذا لا تعمل بالطريقة التي تعمل بها FT-1000MP؟".
مرة أخرى ، ألفت انتباه القارئ إلى حقيقة أنه "عليك أن تدفع ثمن كل شيء" وأن جهاز الإرسال والاستقبال ، الذي يُنظر إليه على أنه نوع من "صناديق الصابون" المستوردة ، خاصةً بدون ضبط وتصحيح دقيقين ، لن يظهر أبدًا حتى تلك المعلمات التي تمت كتابتها في قسم "TRX المحمول" ". أذكرك مرة أخرى - كلما كانت الدوائر أبسط ، كلما احتجت إلى "سحب" الحد الأقصى من المعلمات حرفيًا من كل مرحلة. وإذا اشتريت مجموعة من مرشحات الكوارتز مقابل 10 دولارات ، من أصل غير معروف واستجابة تردد غير معروفة ، ترانزستورات بلاستيكية ملحومة ذات إنتاج غير معروف ، علاوة على ذلك ، مع معلمات متوقعة نظريًا (بشكل أساسي من كلمات تاجر في سوق الراديو من الذي تم شراؤه) ، وحتى الملفات - المحولات الجرحى على الفريت البالغ من العمر 100 عام من "القمامة" - ما الذي يمكن أن تتوقعه من مثل هذا "الوحش"؟ أقترح إلقاء نظرة على خصائص اللوحة الرئيسية رقم 3 ، التي أرسلها لي أوليغ (US5EI) من دنيبروبيتروفسك. لقد جازف باتخاذ الطريق ، للوهلة الأولى ، الأرخص والأفضل من وجهة نظره ، لكن اتضح أن الأمر عكس ذلك - "كان الأمر سيئًا ، ولكن الآن أصبح أسوأ وأسوأ .. . ". لقد صنع اللوح بنفسه و "قليلاً" (في رأيه) غيّر تكوين المسارات لمرشحات الكوارتز تلك التي اشتراها جاهزة. لقد اعتبر خيار 4 + 4 أو 6 + 4 بلورات في المرشحات لا يستحق الاهتمام - لقد استخدم خيار راديو الهواة "القياسي" - 8 + 4. يتم استخدام باقي قطع الحديد الموجودة على السبورة من المخزونات القديمة (قراءة - نفايات). تم لحام كل "هذا" بلوحة منزلية الصنع ، ولكن في المستقبل اتضح "كما هو الحال دائمًا". محاولات احياء "الوحش" انتهت - "نداء للمؤلف" ... ..
تتمثل أهم مهمة في تصنيع جهاز الاستقبال في توفير الحساسية واختيار الإشارة. بدون مرشح بلوري عالي الجودة ، لا يمكن حل هذه المشكلة في TRX بتحويل واحد.
كم مرة تمت كتابتها وإعادة كتابتها حول هذا الموضوع في الأدب الإذاعي للهواة ؟؟؟ لكن لا بد لي من العودة إلى هذه القضية مرة أخرى. لأكثر من 20 عامًا من HF المستمر تقريبًا - التصميم ، والأهم من ذلك ، نفس عدد سنوات العمل على الهواء (نظرًا لوجود مصممين لم يسمعهم أحد تقريبًا على الهواء - ما الذي يمكن قوله عن "مهاراتهم و نهج "لواقع البث الهواة ؟؟؟) توصل إلى استنتاج لنفسه - لا يمكنك التوفير على مرشح الاختيار الرئيسي - إذا كنت ترغب في بناء" Radivo "عالي الجودة بما فيه الكفاية. يجب أن يكون لدى FOS توهين في نطاق إيقاف لا يقل عن 70-80 ديسيبل مع الحد الأدنى من التوهين في نطاق التمرير. نحتاج إلى أرقام تأخير قصوى في نطاقات التردد المنخفض. كقاعدة عامة ، المستويات الموجودة هناك الآن 59 + 20-40 ديسيبل ، أي مع توهين مرشح 80Db وإشارة مستلمة + 40Db ، يمكننا أن نفترض أنه "يزحف" بمقدار 2-3 نقاط على مقياس S-meter. لن تكون هذه المستويات قادرة على التأثير على تشغيل السلاسل التي تلي XTAL ZQ. ولكن إذا ظهر أحد الجيران على نفس النطاق بمستوى + 80 ديسيبل ، فإن الوضع لا يتغير في اتجاهنا. لكننا لن نأخذ كمعامل أساسي للمستقبل - العملية على نفس النطاق في وقت واحد مع أحد الجيران ، لأن على الأرجح ، لن يكون مثل هذا العمل "لطيفًا" بالنسبة له ، و "لمحاربة مثل هذه المستويات" هناك طريقة جذرية - المخففات.
في مئات المرشحات البلورية التي تم تصنيعها على مر السنين ، كان توهين نطاق المرور حوالي 10 ديسيبل لكل بلورة. مع اختلاف طفيف في اتجاه أو آخر ، حسب جودة وحجم الكوارتز. أعني مرشحات الكوارتز من النوع السلمي. العيب الرئيسي لهذه المرشحات هو الميل المنخفض الممتد لاستجابة التردد. مرشح كوارتز بست بلورات في B1 للإنتاج العسكري (يجب عدم الخلط بينه وبين المولدات!) لديه توهين يتجاوز نطاق المرور 70 ديسيبل على الأقل. لسوء الحظ ، يجب أن ننسى أمر الكوارتز - المخزونات القديمة تنفد و "لن يحدث هذا مرة أخرى" .... اليوم ، الخيار الأكثر تكلفة (ولكن ليس الأفضل!) هو شراء بلورات كوارتز صغيرة بسرعة 8.867 ميجاهرتز في سوق الراديو ومحاولة نحت شيء منها. يجب إيلاء اهتمام وثيق لنوع وجودة الكوارتز. إنها توفر العشرات من الأنواع والتصميمات ، ولكن لا يمكن استخدام جميعها لعمل الفلاتر. أعلى جودة تجعل من الممكن إنتاج مرشحات "مقبولة" تمامًا. على الأقل - ليس أسوأ من مولد الكوارتز في B1 للعينة القديمة. ثمانية بلورات تعطي ما لا يقل عن 80 ديسيبل من التوهين لكل نطاق ، والذي ، كما هو مذكور أعلاه ، كافٍ تمامًا لجهاز الإرسال والاستقبال المخصص للتشغيل "العادي" على الهواء. يمكنك عمل مرشح واحد من ثماني بلورات و "تهدئة" ، لكننا نحصل على مرشح صغير (أعني من كوارتز حديث صغير) ، به 3.3 سم بين المدخلات والمخرجات ، والتوهين في النطاق من 2 إلى 4 ديسيبل والتفاوت إلى 4-6 ديسيبل. نقوم بتثبيته في "اللوحة الرئيسية" ونتيجة لذلك نحصل على "اختراق" يتجاوز الفلتر في أحسن الأحوال -60 ديسيبل ، وفي متغير لوحة Oleg's US5EI الرئيسية -40 ديسيبل. كيفية صنع المرشح نفسه - لقد رسمت بالفعل في وصف "جهاز الإرسال والاستقبال عالي التردد". جميع أنواع الخيارات "الجميلة" للوحات الدوائر المطبوعة تحت الكوارتز ، والصناديق "الأنيقة" ، إلخ. - خطير بسبب تدهور عامل جودة الكوارتز (عندما نلصق أرجل الكوارتز في الألياف الزجاجية) و "زحف" الإشارة التي تتجاوز ألواح الكوارتز نفسها. إذا قمت بعمل فلاتر في صناديق ، فأنت بحاجة إلى تأريض علب الكوارتز على الصناديق ، والتي من الأفضل أن تكون مصنوعة من معدن رقيق معلب ، وكل التثبيت بالداخل يتم على أرجل الكوارتز. انظر - هذه هي الطريقة التي يتم بها صنع جميع فلاتر المصنع. أقبل خيار صنع لوح محلي الصنع وفلتر عليه فقط مع الحفاظ على الرقاقة من الجانب حيث يتم تثبيت الأجزاء تحت "الكتلة" المشتركة ، مع مزيد من اللحام لعلب الكوارتز عليها ، ثم لا يزال بإمكانك تغطية الفلتر من الأعلى بصندوق حماية مصنوع من القصدير المعلب مع لحام جميع الجوانب برقائق اللوحة. نعم ، أوافق - إنها ليست جميلة جدًا ، ومتقدمة تقنيًا ، وسريعة ، وما إلى ذلك. ولكن بهذه الطريقة فقط يمكن تجنب "التسلق" قدر الإمكان. وما الذي "نكافحه" في المقام الأول - من أجل "مظهر ذي علامة تجارية" أو للحفاظ على الحد الأقصى من المعلمات التي يمكن تحقيقها للمرشح نفسه؟ كل مصمم يقرر بنفسه بشكل فردي ...
في السابق ، قام بتقليد "الاتجاه" العام للراديو ، وهو عبارة عن مرشحات أحادية ثمانية بلورات. ولكن بعد أن بدأ الكوارتز في العلبة B1 ، وهو أكثر ملاءمة للعمل معه ، في النفاد أكثر فأكثر ، بدأ استخدام احتياطيات الكوارتز في علبة صغيرة - تمت كتابة PK169 عليها. وهنا ظهر اتجاه الصعوبة في الحصول على الحد الأدنى من التفاوت في نطاق المرور و "الزحف عبر" تجاوز المرشح في ZQs المكون من ثماني بلورات. تبعت المحاولات المناسبة "للتغلب على المشاكل التي نشأت"…. مما أدى إلى خيار بناء أربعة وستة بلورات مرشحات. تم تأكيد هذا القرار بشكل أكبر من خلال المعلومات المتعلقة بخصائص المرحلة للمرشحات - فكلما زاد طول المرشح (كلما زاد عدد الروابط) ، زاد حصولنا على مرحلة "ارتداد" المرشح. نظرًا لأن كل ارتباط له خصائص طور فردية ، والتي ، على الأرجح ، لن تتطابق مع خصائص الروابط الأخرى - يؤدي هذا إلى "رنين". يمكننا أن نسمع بوضوح مثل هذه الظاهرة بآذاننا في مرشحات ضيقة النطاق متعددة الوصلات. على الرغم من أن هذا "الرنين" يكاد يكون من المستحيل سماعه في مرشحات SSB ، إلا أن بعض "المستمعين" الموهوبين يمكنهم حتى تحديد ما إذا كان مرشح EMF أو مرشح كوارتز ضيق يعمل (في رأيي ، هذا بالطبع "فلسفي" ”سؤال - قراءة - مثير للجدل). في التطبيق العملي ، يكون من الأسهل بكثير توفير قمة مسطحة لاستجابة التردد في بلورات ست بلورات وتقريبًا "تلقائيًا" يتم الحصول على أقل من 1Db تفاوت في مرشح رباعي البلورات. غالبًا لا يتجاوز التوهين في نطاق المرور الخاص بـ ZQ المكون من 6 بلورات 2-3 ديسيبل ، وبالنسبة إلى 4 بلورات حتى 2 ديسيبل. ولكن نظرًا لأن التوهين في نطاق الإيقاف لمثل هذه المرشحات لا يكفي لجهاز إرسال واستقبال عالي التردد ، فقد كان لابد من تطوير اللوحين الرئيسيين رقم 3 ورقم 4. أولئك. نقوم بتثبيت المرشحات باستخدام "قطار" مع سلاسل متتالية نشطة تتطابق فيما بينها. تظهر القياسات الحقيقية لاستجابة التردد من طرف إلى طرف لخيار البناء هذا في الشكل. رقم 1.
تم إجراء القياسات على محلل SK4-59. تم تغذية الإشارة إلى المرحلة الأولى VT1 من اللوحة الرئيسية رقم 3 وتم أخذها من ملف توصيل الملف في استنزاف VT4 (مع فصل الكاشف). أظهرت اللوحة الرئيسية رقم 3 ، التي صنعها Oleg (US5EI) ، توهين نطاق التوقف بحوالي 45 ديسيبل مع تموج النطاق حتى 8 ديسيبل الشكل رقم 2.
ربما سأكون قادرًا على تصوير شاشة SK4-59 من استجابة التردد للمسار عبر لوحة US5EI واللوحة "القياسية" رقم 3 مع مرشحين كوارتز 4 + 4 لإجراء مقارنة مرئية - في الوقت الحالي يمكنني فقط عرض الصور المنسوخة. يصل تموج نطاق المرور لأول مرشح 8 بلورات إلى 7 ديسيبل ، وتوهين نطاق المرور يزيد قليلاً عن 40 ديسيبل.
الأرز رقم 2. تردد الاستجابة للوحة US5EI مرشح ثماني بلورات + أربعة بلورات
تين. 3. استجابة التردد لفلتر 6 بلورات مقاسة X1-38 (مقياس خطي)
الشكل 4. استجابة التردد لفلتر 6 بلورات مقاسة بـ SK4-59 (مقياس لوغاريتمي)
الشكل 5. تم قياس استجابة التردد لفلتر 6 + 4 بلورات X1-38 (مقياس خطي)
الشكل 6. استجابة التردد لفلتر 6 + 4 بلورات مقاسة بـ SK4-59 (مقياس لوغاريتمي)
اللوحة الرئيسية رقم 3 بواسطة US5EI
ما هو سبب اقتراح الاستنتاج نفسه - هل هناك أي فائدة من استخدام مرشحات كوارتز "جادة" في نسخة أحادية اللوحة من جهاز الإرسال والاستقبال؟ نعم أكثر من لا. ولكن حتى مستوى معين من التوهين يتجاوز نطاق المرور ، لأنه في تصميم اللوحة الواحدة ، لا يزال "الزحف" أمرًا لا مفر منه. على سبيل المثال ، أذكر استجابتي تردد للوحة الرئيسية رقم 3 "المنسوخة" من شاشة SK4-59 - الأولى مع مرشحات 4 + 4 ، والثانية مع مرشحات 6 + 4 (الشكل رقم 1). لم يتغير الفلتر الثاني المكون من 4 بلورات في هذا "العمل المخبري" ، لذلك تبين أن استجابة التردد لخيارات 6 + 4 أضيق قليلاً مما نود ، بسبب عدم تطابق طفيف في الترددات المركزية لهذه المرشحات - يتم إزاحتها بالنسبة لبعضها البعض بمقدار 200 هرتز. ولكن حتى في مثل هذا التطبيق - عندما لا تكون "بوابات" المرشحات في "المحاذاة" - يكون الاختلاف في استجابة التردد الإجمالية للأفضل. كلا من حيث معامل التربيع (Kp = 1.96 لخيار 4 + 4 و Kp = 1.78 لخيار 6 + 4) عند مستويات -10 ديسيبل و -60 ديسيبل ، والتوهين خلف نطاق التمرير - 75 ديسيبل تقريبًا لـ 4 + 4 الخيار وأكثر 80 ديسيبل للخيار 6 + 4. وتجدر الإشارة إلى أن المستويات التي تزيد عن 70 ديسيبل يصعب قياسها بدقة باستخدام جهاز (يتم تدريج المقياس بعشرات ديسيبل) دون اللجوء إلى معالجة إضافية لمقابض المخفف ومستويات مدخلات المخرجات. عند "تمديد" صورة استجابة التردد لأعلى ، لوحظ وجود حمل زائد لمضخمات الإدخال للجهاز - يصبح "الشريط" العلوي لاستجابة التردد مسطحًا - ويلاحظ وجود قيود. إذا قمت "بالتمدد" لأسفل - ببساطة لم يعد هناك شبكة معايرة على شاشة CRT. ما يحدث في عرض النطاق الترددي للاستجابة الترددية للمسارات العابرة هو أكثر ملاءمة للرؤية بمساعدة X1-38 ، هذا الجهاز مزود بتدرج ATT بوحدات ديسيبل والشاشة أكبر وأكثر وضوحًا. المؤسف الوحيد هو أنه يوفر فقط طريقة تشغيل خطية. لا يتجاوز تفاوت عرض النطاق الترددي لخيارات المرشح 4 + 4 و 6 + 4 ، والتي يتم ضبطها بشكل إضافي في اللوحة نفسها ، 2Db. كانت استجابة التردد غير المتكافئة في لوحة US5EI تقريبًا 10 ديسيبل.
استنتاج.
يقترح نفسه من هذه "الأعمال المختبرية". أي مرشح كوارتز محلي الصنع ، بغض النظر عن عدد الكوارتز الموجود فيه ، "يريد" تعديلًا إضافيًا عند تثبيته على السبورة. بالطبع ، من المغري شراء مجموعة من المرشحات مقابل 10 دولارات ، ولحامها في السبورة ، ولف نوى الملفات الأقرب إلى الفلتر ، وكل شيء - تفضل - الميكروفون "في الأسنان" - "الجميع ، الجميع في آسيا ودول البلطيق "... للأسف ، عليك أن تزعج عشاق" الحياة السهلة "". أولاً ، ما الذي يمكن أن تتوقعه من مرشح بلوري بقيمة 10 دولارات؟ لكوني في "معرض الراديو" في Friedrichsafen (ألمانيا) ، كنت أبحث على وجه التحديد عن مكونات TRX وتمكنت من العثور (من بين مئات العروض) على 30 علامة من مرشحات 9MHz من بعض الشركات الإنجليزية ، ولكن جودة هذه المنتجات ... أرخص مرشحات الكوارتز ، والتي تتشابه بالفعل وفقًا لخصائصها ، تكلف أكثر من اثني عشر علامة مقابل ما نحتاج إليه. حسنًا ، دعنا لا نتحدث عن الأشياء المحزنة هنا في الوقت الحالي ...
يجب أن نتذكر أن فلاتر الكوارتز المُجمَّعة وفقًا لدائرة سلم بالغة الأهمية لمعلمات تلك السلاسل التي سيتم توصيل المرشح بينها. أي انحراف طفيف (حتى للوهلة الأولى) عن الحمل الاسمي R أو C ، والذي تم الحصول عليه على المنصة أثناء تصنيع المرشح ، يتسبب في حدوث تغييرات في استجابة التردد ، وعلى الأرجح ليس في الاتجاه "الضروري" بالنسبة لنا . علاوة على ذلك ، أضف هنا "تفاعلية" السعات والتحريضات للشلالات - في النهاية نحصل عليها - "كما هو الحال دائمًا" ... يُسمع مثال حي على ذلك في نطاقات التردد المنخفض في المساء ...
كما تظهر التجربة ، فإن الوضع ليس "فظيعًا" لدرجة التخلي عن المرشحات محلية الصنع تمامًا. عند التثبيت على اللوحة ، سيتعين عليك تحديد مقاومات الحمل (R8 ، R15) و 1-2 مكثفات شديدة في المرشحات. على سبيل المثال ، بعد الشلال في حقل VT1 ، غالبًا ما يتم استبعاد السعة التسلسلية C7 عند الإدخال ZQ واستبدالها بقابس ، وسيتطلب المكثف التالي C8 تقليل السعة. الأمر نفسه ينطبق على القناتين على الجانب الآخر من الفلتر (C11 ، C10) - تحتاج إلى تحديدهما في دائرة تبديل محددة (اقرأ - من خلال إيجاد "إجماع" معين بين الجودة المطلوبة للتتالي على VT3 و استجابة التردد للمرشح). وتجدر الإشارة أيضًا إلى أنه من الأسهل بكثير توفير قمة مسطحة لاستجابة التردد في المرشحات التي تحتوي على عدد أقل من اللوحات مقارنة بالمرنانات المتعددة. الآن نعود إلى عدد الكوارتز. في تصميم اللوحة الواحدة ، تتمثل المهمة الرئيسية في تقليل "زحف" الإشارة التي تتجاوز المرشحات. لا يمكن الحصول على أكثر من 95-90 ديسيبل في خيارات لوحة "TRX المحمولة". تم أيضًا اختبار خيار 6 + 6 ZQ. وليست هناك حاجة إلى "البكاء بمرارة" حول هذا - انظر إلى الاستجابة الترددية لجهاز الإرسال والاستقبال ، والتي ترد في مجلة Radiohobby 2/98. ص 29 - قاسه Georgy UT5ULB في "أروع" (في RA3AO) من الأجهزة السوفيتية…. بناءً على الخبرة المتراكمة ، يوصى باستخدام 4 + 4 في مثل هذه اللوحات. لتحسين "التربيع العام" ، يمكن استخدام خيار 6 + 4. إنه أدنى من الخيار 4 + 4 في التوهين الأكبر (بمقدار 1 ديسيبل) في نطاق المرور. لكنه أفضل بشكل ملحوظ من حيث انحدار منحدرات استجابة التردد ، وفي التوهين الأكبر في نطاق التوقف (بمقدار 10 ديسيبل). يمكن رؤية هذا بوضوح في الشكل 1. إذا كان من المفترض أن يعمل على TRX بشكل أساسي على نطاقات عالية التردد - ليس من المنطقي استخدام أكثر من 8 كوارتز - في هذا الخيار نحصل على قمة مسطحة تقريبًا لاستجابة التردد (التفاوت حتى مع إعداد مرشح "كسول" يفعل لا تتجاوز 2Db) والحد الأدنى من فقدان الإشارة المستقبلة. إذا لم نكن بحاجة إلى أقصى "رائحة" لجهاز الإرسال والاستقبال ، لكننا نعتزم "القتال من أجل مكان تحت الشمس" في نطاقات التردد المنخفض ، فإن الخيار 6 + 4 هو الأفضل. بالمناسبة ، مرة أخرى كنت مقتنعًا بصحة استخدام "قطارات" السلاسل ذات المرشحات من عدد أقل من ثمانية لوحات ، عند التواصل مع Anatoly UA1OJ ، أحد مؤلفي برنامج حساب مرشحات الكوارتز. فيما يلي استنتاجاته - "لم أصادف أبدًا توهينًا في الفلتر في 2-3 ديسيبل. في كثير من الأحيان حدث 6.5-8 ديسيبل. حتى النسخة التجريبية (النسخة التجريبية من البرنامج لحساب مرشحات الكوارتز ، التوضيح UT2FW) تساعد في التأكد من ذلك. ونتائجها قريبة من قياساتي العملية ". غالبًا ما يتم الحصول على أرقام التوهين هذه في مرشح ذي 8 مرنان من اختيار عشوائي ، أو بالأحرى لم يتم اختياره على الإطلاق ، ولكن تم شراء ما تم عرضه في سوق الراديو. تخيل الآن إذا ، سعياً وراء الانتقائية سيئة السمعة في القناة المجاورة ، قمنا بتثبيت "مجموعة قياسية" (واحدة من 8 ، والثانية من 4) من هذا الكوارتز. في رأيي ، لا يجب البحث عن مشكلة "توافق" المحطات المجاورة على الإطلاق في عدد الكوارتز في المرشحات ، ولكن في جودة تشغيل مراحل خرج أجهزة الإرسال! ما الهدف من تثبيت حتى مرشح متعدد العملات عالي الجودة عالي الجودة في جهاز الإرسال والاستقبال - إذا قام أحد الجيران بتشغيل اثنين من "المرشح ذي القرون" الذي يتأرجح بواسطة جهازي GK-71؟ لا يتعلق الأمر حتى بقدرة الخرج ، بل يتعلق بغباء مستخدم مثل هذا الوحش - عندما تكون جميع المقابض على طول الطريق إلى اليمين .... يمكنك استخدام وحدتي GU-84B ولا تتداخل مع الجيران القريبين أو البعيدين. ومن الممكن أيضًا من مرحلة الإخراج على GU-29 - "في وضع الضوء عند 300 فولت عند الأنود - الضغط على نصف أمبير للتيار" - أولئك الذين يعملون في نطاقات التردد المنخفض سيفهمونني تمامًا ... حسنًا ، هذا موضوع لمقال آخر.
بالنسبة لعامة التصميم ، سيكون من المثير للاهتمام رؤية الدواخل البرجوازية الحديثة TRX. فيما يلي صورة للوحة الرئيسية RX-TX مع وحدة المزج (صندوق محمي بثلاثة ملفات ، تمت إزالة الغطاء لعرض الدواخل) FT-817 ، والذي أستخدمه كمستقبل تحكم. إنه مفتوح ويعمل 0.1-156 ميجا هرتز ، 420-470 ميجا هرتز. من الواضح أنني بصفتي هواة لحام ، كنت مهتمًا باستكشاف خصائصه. باختصار ، فإن استجابة التردد لمسار الاستقبال مع مرشح من شركة muRata CFJ455K تتوافق تقريبًا مع استجابة التردد لـ "TRX المحمولة" مع اللوحة الرئيسية رقم 2. تكون صلابة المرشح الذي يحمل العلامة التجارية على جانب المنحدر السفلي أعلى قليلاً - وهذا ملحوظ أيضًا عند الاستماع إلى الهواء. لكن حاول أن تسأل عن تكلفة هذا المرشح - وعندها فقط استخلص استنتاجات حول ما هو أفضل وما هو أسوأ ...
FT-817 من Yaesu.
أعلنت الشركة أن الطاقة الناتجة لهذا الجهاز هي 5 وات ، في الواقع تبلغ 2.8 وات في وضع SSB ، لذلك لن تحصل على الكثير على الهواء. أقوم بإعداد التصميم النهائي لصومعة خارجية ببطء يصل إلى 200 واط لمثل هذا TRX. في صندوق واحد بحجم 1: 1 ، كـ "TRX محمول" ، توجد الصومعة ، مقياس SU ، SWR ، PSU. ستظهر معلومات حول الجاهزية على موقع الويب الخاص بي ، وعلى الأرجح في مجلة Radiohobby ، باعتبارها المنشورات الأكثر سرعة في التحضير. وربما ، إذا كان هناك وقت ورغبة ومراجعة مقالة مفصلة - لماذا هذا "المنبر" FT-817 وما الذي يجب أن "يستهلك" به ؟؟؟ علاوة على ذلك ، كان من الممكن لبعض الوقت إجراء مقارنات حقيقية بين FT-817 مع FT-100D و TS-870 وتم إجراء الاستنتاجات (على الأقل بالنسبة لي J) بالطبع.
لاحظت بعض "المكررات" النطاق الجانبي غير العامل "غير المضطرب" في متغير 4 + 4 ، خاصة عن طريق تشغيل قص الإشارة قدر الإمكان. هذا ليس مفاجئًا باستخدام مثل هذه المرشحات. يتم شد المنحدر السفلي لمرشحات السلم وجزء من الشريط الجانبي غير العامل "يتسلل من خلاله". السؤال الوحيد هو قمعها اعتمادًا على تفجير التردد. في الشكل رقم 1 ، يوضح الخط العمودي الموقع التقريبي لتردد المذبذب المرجعي (عادة 300-400 هرتز تحت النقطة على المنحدر السفلي عند مستوى -6 dB) على المنحدر السفلي للمرشح - Fop. يجب أن يكون لديك منحدر شديد الانحدار لاستجابة التردد بحيث يوفر قمعًا لا يقل عن 50 ديسيبل عند تردد المذبذب المرجعي (هذه فقط تلك المرشحات متعددة الدولارات الموضحة أعلاه) - إذا حددت لنفسك مهمة قمع "جميع الآثار الجانبية التي يمكن تصورها والتي لا يمكن تصورها" في ضربة واحدة. في متغير مرشح 4 مرنان ، يكون القمع في منطقة تردد المذبذب 18-20 ديسيبل ، وفي مرشح 6 مرنان ، 22-30 ديسيبل. لذلك ، إذا انتهينا من الحد الأقصى للإشارة وقمنا بتمريرها عبر 4 كوارتز ، وقمنا حتى بتضخيم هذه الإشارة باستخدام مصباح GU81M (في الوضع "السهل" - عند 1500 فولت عند الأنود! L) - سيكون الجيران "سعداء" ... لقد حذرت بالفعل من هذا في الوصف "Portable TRX". أعطي أدناه "صورًا" محسوبة نظريًا لواحد من ستة بلورات ZQ واستجابة ترددية مجمعة على رسم بياني واحد لثلاثة أو أربعة أو ستة بلورات.
لا ينبغي أن يتعلق الأمر "فقط" بقمع الجانب غير العامل ، ولكن حول قمعه اعتمادًا على التفكيك بالنسبة إلى تردد المذبذب المرجعي. من الواضح أن القمع سيكون مختلفًا عند إزالة التردد من التردد المرجعي ، على سبيل المثال ، بمقدار 500 هرتز أو 3 كيلو هرتز. سيكون منتصف عرض النطاق الترددي الافتراضي تقريبًا (تخيل استجابة تردد المرآة للمرشح على يسار التردد المرجعي) للجانب "غير المضطرب" أقل من تردد المذبذب المرجعي بمقدار 2 كيلو هرتز - وهذا هو التردد 8860.5 MHz في مرشح 6 بلورات محسوب نظريًا - يكون التوهين الموجود عليه -70 ديسيبل ، وهو ما يكفي تمامًا لهذه الفئة من أجهزة الإرسال والاستقبال. بالطبع ، في الواقع ، عادة ما يكون الأمر أسوأ ، وهو مرتبط بجودة المرشحات نفسها ، وجودة الصنعة وإعدادات اللوحة الرئيسية. بالمناسبة ، إذا كنت ترغب في حساب ورؤية استجابة تردد المرشحات من تلك الكوارتز التي تم شراؤها عن طريق الخطأ في سوق الراديو وليس هناك رغبة في صنعها مسبقًا (لأنه - وكسل ، ولا توجد أدوات فعلية) لهذا الغرض - أوصي بإيلاء اهتمام وثيق لبرنامج حساب مرشحات الكوارتز ، والذي تم تقديم النسخة التجريبية منه أثناء إعداد هذا المقال بواسطة Anatoly UA1OJ. تم تجميع البرنامج ليس فقط من قبل مبرمج ، تخيل عن بعد "ما هذا بالنسبة للصناديق الحديدية الصغيرة؟" ، ولكن تحت العين الساهرة لمشغل راديو يعرف عن كثب كيف يتم تجميع هذه "الصناديق". على الرغم من أنني أقرب إلى التصنيع العملي والتحقق من استجابة التردد على الأجهزة ذات تصميم مرشح حقيقي ، بدلاً من "التنظير" باستخدام أزرار الكمبيوتر ... ..
من خلال الاستجابة الترددية لـ TRX RA3AO المقاسة بواسطة Georgy UT5ULB -
(MS Word، ZIP)- 1.7 ميجا بايت. 10 دقائق @ 28.8 كيلو بايت / ثانيةقبل الشروع في تصنيع مرشح الكوارتز ، يجب عليك تخزين رنانات الكوارتز ، إن أمكن ، ببعض الهامش ، حيث سيتعين عليك فحصها ورفضها مسبقًا. لا يوصى بتركيب كوارتز جديد في الفلتر - فهي ، مثل الأجزاء الأخرى ، عرضة للتقدم في العمر. يغيرون ترددهم بشكل مكثف في السنة الأولى بعد الإصدار.
لذلك ، يمكن للكوارتز عند 9 ميجاهرتز في السنة الأولى تغيير تردده بمقدار 180 هرتز ، وهو أمر ملحوظ للغاية. خلال السنتين ... الأربع سنوات القادمة ، لن يؤثر الانحراف النسبي للتردد على عمل المرشح. تخضع المكثفات أيضًا للشيخوخة ، لذلك ، مثل الكوارتز ، يجب أن يبلغ عمرها عدة سنوات (من 3 إلى 5).
يجب شراء رنانات الكوارتز من نفس الدفعة ، لأن انتشار المعلمات داخلها صغير. للحصول على معلمات مرشح جيدة ، يجب ألا يتجاوز انتشار تردد سلسلة رنين الكوارتز 0.1 من عرض نطاق المرشح ، للحصول على ممتاز - 0.01. على سبيل المثال ، بالنسبة لعرض النطاق الترددي 3000 هرتز ، يجب ألا يتجاوز الانتشار زائد أو ناقص 150 (15) هرتز ، من المتوسط الحسابي للترددات Fs لجميع رنانات الكوارتز.
تحديد المعلمات الكهربائية للكوارتز.
من الأفضل عدم استخدام مولد G4-102 ، لأنه يحتوي على شكل سيءالإشارة وليس السعة المستقرة للغاية عند تغيير تردد المولد ، بدلاً من GSS و RF الفولتميتر ، من الأفضل استخدام مقياس استجابة التردد X1-38.
في حالة عدم وجود أدوات ، بدلاً من GSS ، يمكنك استخدام مولد ضوضاء بالإضافة إلى مستقبل راديو (الشكل 2). بشكل عام ، تعد RX الجيدة أداة متعددة الاستخدامات يمكن استخدامها بعدة طرق متنوعة. في RX ، يتم تشغيل AGC أيضًا وفقًا لقراءات S. إذا لم يكن موجودًا ، فيمكنك تشغيل جهاز الاختبار عند إخراج ULF.
عند تردد الرنين المتسلسل Fs ، يكون الكوارتز مكافئًا لدائرة تذبذبية متسلسلة ، وبالتالي ، ستكون قراءات الفولتميتر RF أو RX بحد أقصى.
عند تردد الرنين الموازي Fp ، يكون الكوارتز مكافئًا لدائرة تذبذبية موازية - تكون قراءات الأداة ضئيلة.
ولكن يمكن تجاوز هذه اللحظة لأن. يتم وصف الكوارتز بنفس المعادلة مثل الدائرة التذبذبية التسلسلية. كل ما تحتاجه هو مقياس تردد يمكنه قياس التردد حتى 10 هرتز ومكثفات مرجعية. C1 و C2 ، وتعرف سعتها بدقة 0.1 ... 1٪. للترددات بترتيب 3 ... 10 ميجا هرتز ، C \ u003d 39 pF و C2 \ u003d 20 pF. إذا لم يكن من الممكن قياس قيمة السعة بدقة ، فيمكن صنع المكثفات المرجعية بنفسك.
لهذا الغرض ، يتم أخذ 5 ... 10 مكثفات بسعة 5 ... 10 مرات أقل من اللازم ومتصلة بالتوازي. الحقيقة هي أن منحنى انتشار الخطأ يخضع لقانون التوزيع الطبيعي الغاوسي ، وهو متماثل ، وانتشار القيم في معظم الحالات أقل بكثير من قيمة التسامح المحددة.
ستكون دقة المكثف المرجعي بالتأكيد أفضل من 1٪. يجب أن يكون TKE (معامل درجة حرارة السعة) صفرًا. دعونا في حالتنا هناك مكثفات مع TKE غير صفري.
القاعدة العامة هي: - TKE x C \ u003d + TKE x C. لدينا C \ u003d 6.2 pF ، PZZ - 3 قطع ، C \ u003d b.2 pF M47 - 2 جهاز كمبيوتر. و C \ u003d 6.2 pF MP0 -1 جهاز كمبيوتر. احصل على؛ 6.2 x (+33) x 3 + 6.2 x 0 x 1 + 6.2 x (-47) x 2 = 6.2 pF (+ 99-94) = 6.2 pF + 0.03
هذا يعني أنه عندما تتغير درجة الحرارة بمقدار 10 درجات مئوية ، فإن قيمة السعة ستزيد بمقدار 3 × 10 -5٪ (0.000003٪). اضبط \ u003d 6.2 × 6 \ u003d 37.2 pF P + 0.03. وبالمثل ، نصنع المجموعة رقم 2.
لقياس Fs ، يتم تجميع الدائرة في الشكل 4 من (2] - وهي دائرة هزاز متعددة مقترنة باعث حيث يتم إثارة الكوارتز بالقرب من Fs. أول كوارتز مرقم.
يتم قياس Fso لكل كوارتز ويتم إدخال بيانات القياس في الجدول. بعد ذلك ، بالتسلسل مع كل كوارتز ، نقوم بتشغيل المكثف C1 وقياس Fs1. يتم إدخال البيانات في جدول. وبالمثل ، نقيس Fs2. ثم نجد القيم المتوسطة الحسابية Fs0 و Fs1 و Fs2. لحساب مرشحات الكوارتز ، نحتاج إلى معرفة قيمة محاثة رنانات الكوارتز ، والتي نجدها بطريقة الترددات الثلاثة.
Lk \ u003d 1/2665 × 10 10 (Fs2-Fs1) / ، (1) حيث LK - في Gn ؛ C1 و C2 - في pF ؛ Fs0 ، Fs1 ، Fs2 - بالهرتز ،
لا يتجاوز الخطأ الحسابي وفقًا للصيغة (1) 2.5٪ ، وفيما يلي البيانات اللازمة لحساب 4 و 6 و 8 مرشحات بلورية مع خاصية Chebyshev لاستقبال SSB وبخاصية Butterworth لاستقبال إشارات التلغراف ، فهي أقل " رنين "، ولكن أقل توهينًا خارج نطاق التمرير ومعامل تربيع أسوأ Kp ، الشكل 5.
Kp هي نسبة نطاقات مرور الفلتر البلوري عند مستوى معين من التوهين لإسهال النقل عند مستوى 0.7 (-ZdB).
على سبيل المثال ، Kp 1.7 عند مستويات -60 ديسيبل / -3 ديسيبل \ u003d 4.25 / 2.5 \ u003d 1.7. تم تصميم المرشحات لتفاوت استجابة التردد = 0.28 ديسيبل ، ولكن في الممارسة العملية ، بسبب عدم دقة التصنيع التي لا مفر منها ، تبين أنها أكبر إلى حد ما.
يتم حساب المرشحات وفقًا للطريقة الواردة في ، ولكن يتم إعادة حساب سعات الإدخال والإخراج (C2،3) من المرشح التسلسلي إلى عوامل موازية ، لأن من غير الملائم مطابقة المرشحات ، لأن سعة التركيب تؤثر بجانب تكوين مقسم بالسعة ، مما يقلل الإشارة المفيدة بنسبة 8 ... 15٪.
لتقليل تأثير السعة المتصاعدة في المرشحات البلورية الثمانية ، تم تحويل أقسام T إلى أقسام P. من الأفضل مطابقة مرشحات الكوارتز بمساعدة الدوائر التذبذبية (بدون نوى مغناطيسية حديدية ، حتى لا تحط من ديناميكيات الجزء المستقبِل) ، فهي تحسن نسبة الإشارة إلى الضوضاء إلى الجذر التربيعي لعامل الجودة المحمّل.
حساب (SSB) لمرشحات الكوارتز بخاصية Chebyshev وعدم انتظام استجابة التردد في نطاق التمرير البالغ 0.28 ديسيبل.
مرشح رباعي ، الشكل 6.
C1.2 \ u003d 33354 / (Fs0 + P / 2) x Lk x P (pF) ، حيث
Fs0 - القيمة الحسابية المتوسطة (كيلو هرتز) ، LK - محاثة الكوارتز ، محسوبة بالصيغة (1) (H). ف - عرض النطاق الترددي للمرشح (كيلو هرتز). C2.3 = 1.149 × C1.2 ؛ C1 = 0.419 × C1.2
مقاومة حمل المرشح
Rf \ u003d 8.63 x Lk x P (أوم) ، حيث Lk in H ، P في هرتز.
فلتر بستة بلورات ، شكل 7.
C1 = 39 pF و C2 = 20 pF. C1.2 = 35383 / (Fs0 + P / 2) x Lk x P، pF C1 \ u003d 0.439 × C1.2 ؛ C2.3 = 1.213 × C1.2. C3.4 = 1.344 × C1.2 ؛ C \ u003d 3.907 × C1.2 Rf \ u003d 7.715xLk x P. مرشح ثماني بلورات ، الشكل 8.
C1.2 \ u003d 36007 / (Fs0 + P / 2) × Lk x P ، pF ، C1 = 0.578 × C1.2 ؛ C2.3 = 1.227 × C1.2 ؛ C3.4 = 1.357 × C1.2 ؛ C4.5 = 1.297 × C1.2 C2 = 0.832 × 01.2 ؛ C3 = 1.471 × C1.2 ؛ C4 = 0.525x C1.2 ، الترددات اللاسلكية \ u003d 8.862 × Lk × P. كما يتضح من الصيغ أعلاه ، من أجل الحصول ، على سبيل المثال ، على قالب تلغراف بخاصية Chebyshev ، يكفي زيادة جميع قيم السعة في مرشح SSB المحسوب بعامل يساوي Pssb / Pcw / سوف تنخفض Rf بنفس المقدار. يمكن استخدام هذه التقنية إذا تبين أن P لمرشح الكوارتز المصنوع بواسطة SSB أقل من المطلوب بسبب فجوة الطنين الصغيرة في الكوارتز المستخدم. للحصول على النطاق الترددي المطلوب ، نقوم بتقليل جميع سعة المرشح بالعدد المناسب من المرات. ولكن إذا تم اكتشاف كوارتز منخفض الجودة ، فلن تكون هذه الطريقة قادرة على المساعدة.
حساب مرشحات كوارتز التلغراف (CW) بخاصية بتروورث.
(الرموز هي نفسها الموجودة في الشكل 6-8).
فلتر كوارتز بأربع بلورات.
C1.2 = 30125 / (Fs0 + P / 2) x Lk x P، pF، (kHz، H) C1 = 0.22 7x C1.2 ؛ = C2.3 = 1.554 × C1.2 ؛ Rf \ u003d 9.62 x Lk x P. (H، Hz) أوم ستة فلتر بلوري.
С1،2 = 21670 / (Fs0 + P / 2) x Lk x P. C1 = 0.173 × C1.2 ؛ C = 1.795 × C1.2 ؛ C2.3 = 1.932 × C1.2 ؛ C3.4 = 2.258 × C1.2 Rf \ u003d 17.429 × Lk × P. مرشح ثماني البلورات.
C1.2 = 16678 / (Fs0 + P / 2) × Lk × P. C1 = 0.157 × C1.2 ؛ C2.3 = 2.064 × C1.2 ؛ C3.4 = 2.743 × C1.2 ؛ C4.5 = 2.979 × C1 2 C2 = 0.583 × C1.2 ؛ C3 = 0.359 × C1.2 ؛ C4 = 0.625 × C1.2 ؛ الترددات اللاسلكية \ u003d 17.429 × Lk × P. من أجل تشغيل CW على نفس التردد مثل SSB ، يجب عليك استخدام نفس المذبذب البلوري المرجعي ، ولكن حتى لا يكون استقبال CW منخفض التردد للغاية ، فأنت بحاجة إلى تحويل عرض النطاق الترددي لمرشح CW لأعلى بمقدار 400 .... 700 هرتز ، ستكون نغمة الإشارة هي الأمثل وستكون 0.8 ..... 1.2 كيلو هرتز. ليس من الممكن دائمًا اختيار الكوارتز الذي له Fs = 400 ... 700 هرتز ، ويكون صنع مرشح CW منفصل مكلفًا. من الأفضل استخدام الطريقة المقترحة من قبل EU1TT في.
يتم توصيل مكثف C2 في سلسلة مع مرنان الكوارتز و Fs بمقدار 400. 700 هرتز. يضيق Capacitor C1 فجوة الطنين للرنان المكافئ الناتج. يتم حساب قيمة C2 بالصيغة:
C2 \ u003d 0.0253302 / Lk x (2Fs0 x f + f 2) ، pF (2) ، حيث Lk في H و Fs0 و f في هرتز. Fs = 400 ... 700 هرتز. C2 = 50 ... 200 بيكو فاراد ويمكن اختيارها تجريبيا. C1 ، وفقًا لتوصية UP2NV ، في حدود 20..70 pF ، وقيمة السعة الأكبر تتوافق مع عرض نطاق مرشح أصغر. يتم توصيل المكثفات بواسطة مرحلات صغيرة الحجم (على سبيل المثال ، RES-49). أولئك. يتم استخدام نفس البلورات في نفس الوقت في مرشحات SSB و CW.
في جهاز استقبال مصمم بشكل صحيح بين مقدار التوهين خارج نطاق التمرير Ao ، والمدى الديناميكي لحجب DD1 ، والمدى الديناميكي للتشكيل البيني لـ DRS ، وكسب التردد المتوسط RX Kus. إذا كانت (الكل في ديسيبل) ، فهناك تبعيات: Ao = DD1 ، و Do = DD3 + Kus.IF بالنسبة لجهاز الإرسال والاستقبال RA3AO ، سيكون هذا Ao = 140 ديسيبل و Ao = 100 + 60 = 160 ديسيبل.
اختر أكبر القيمتين. (استخدم المؤلف 8 كوارتز في مرشح SSB. 6 في مرشح CW و 2 في مرشح التنظيف. المجموع 8 + 6 + 2 = 16 كوارتز). من الأفضل توزيعها على النحو التالي: FOS - 13 قطعة ، والثانية FOS - 6 قطع متضمنة بين المرحلتين الأولى والثانية من مكبر الصوت IF ، ومرشحات SSB / CW في مرشح التنظيف. سيمكن ذلك من إدراك الديناميكيات العالية لمسار الاستقبال لجهاز الإرسال والاستقبال وتحسين الانتقائية الحقيقية بشكل كبير
التصنيع الصحيح للمرشحات له أهمية كبيرة. تركيب ثنائي الفينيل متعدد الكلور غير مناسب بسبب تأثير السعات المتصاعدة وفقدان الإدخال. أفضل ما في الأمر ، التثبيت المفصلي على أسلاك الكوارتز.تم اقتراح تصميم ناجح بواسطة UY50N في الشكل 9.
منظر للمرشح من جانب التثبيت (من الأسفل) ، من جانب خيوط مرنان الكوارتز (في العلب المعدنية). موقع الرنانات عمودي. التثبيت أنيق ، يتم تنفيذه مباشرة على استنتاجاتهم. يتم تثبيتها على لوح مصنوع من الألياف الزجاجية الممولة من جانبين. الثقوب الموجودة في الرقاقة غاطسة.
يجب عمل جميع هذه العقد في حالات محمية ، وربط علبة الخلاط بعلبة مرشح الكوارتز عند نقطة واحدة ، وحالة مضخم التردد المتوسط إلى علبة مرشح الكوارتز أيضًا عند نقطة واحدة ، بالقرب من خرج المرشح. يجب أن تكون الشاشة ذات سماكة كبيرة حتى لا تختلط تيارات الخلاط ومضخم التردد المتوسط من خلالها. يجب وضع مرحلات تغيير عرض النطاق بالقرب من الكوارتز ويتم تشغيلها بواسطة المكثفات التمريرية وفصل دوائر LC.
يجب تقسيم الكوارتز إلى أزواج مع أقرب Fs. يجب وضع الأزواج ذات الحد الأدنى من التباعد في الروابط المتطرفة (ZQ1-ZQ8) للمرشح ، ويجب وضع الأزواج ذات التباعد الأقصى في الروابط المركزية (ZQ4-ZQ5) ، فيما يتعلق بمرشح 8 بلورات. عند قياس معلمات المرشح المصنّع ، من الضروري توصيل الأجهزة بشكل صحيح حتى لا تشوه PFC للمرشح ، الشكل 10. إذا أمكن ، يجب اختيار المكثفات بدقة لا تقل عن 1٪ ، لكن استخدامها مع تفاوت 5٪ سيزيد من معلمات المرشح سوءًا ، وهو مقبول تمامًا.
من الضروري استخدام مكثفات سيراميك صغيرة الحجم مع حد أدنى من TKE ، كما يمكنك استخدام مكثفات KT-1 قديمة من معدات مختلفة أصبحت غير صالحة للاستعمال. كما أنها مريحة لأنها تسمح بتعديل الحاوية عن طريق كشط جزء من البطانة بعناية من الخارج بمشرط في اتجاه تقليل الحاوية. مكان العزل البعيد مغطى بطبقة رقيقة من الغراء BF-2. يمكن فصل القطع عن الأنواع الأخرى من المكثفات ، تذكر أن تتحقق من "المكثف المناسب" بحثًا عن دائرة قصر بين الألواح.
بعد التثبيت في الجهاز ، يجب مطابقة مرشحات الكوارتز (محملة بقيم المقاومة المطلوبة) ، وإلا فإن استجابة التردد (خاصية تردد الاتساع أو شكل نطاق التمرير) ستكون بعيدة عن المستوى المحسوب (المتوقع). يجب تقليل قيمة سعات الإدخال للمرشح (C2،3) بقيمة سعة التركيب ، ويمكن أن تزيد بشكل كبير من عدم انتظام استجابة التردد في نطاق مرور المرشح والتوهين في نطاق تمرير المرشح. لا يحتاج المرشح المصنوع والمركب بشكل صحيح إلى ثلاث مرات.
إذا لم يكن من الممكن تحديد العدد المطلوب من الكوارتز مع تباعد مسموح به Fs ، فيمكن تعديل الترددات ، ولكن ليس ميكانيكيًا ، ولكن كهربائيًا ، الشكل 10 ، والذي تم اقتراحه أيضًا بواسطة EU1TT. يمكنك أيضًا استخدام الصيغة (2) المحولة إلى النموذج:
С2 = 0.0253302 / Lк x (Fs max - Fs I) (3)
باستخدام مرسمة الذبذبات ، يمكنك إنشاء نظام مكافئ لمقياس استجابة التردد. للقيام بذلك ، يجب تطبيق إشارة من المولد على مدخلات جهاز الإرسال والاستقبال من خلال المخفف ، الشكل 4 ، وعلى دائرة التحكم في دارة التفكيك من خلال مقاومة متغيرةيطبق 150 كيلو أوم جهد سن المنشار من راسم الذبذبات ، والذي يتم إحضاره إلى الموصل. هذه الطريقة مناسبة لأننا نلاحظ استجابة التردد للمرشح في المكان الذي ينبغي أن يكون فيه. إذا كان راسم الذبذبات منخفض التردد ، فيمكن توصيله بإخراج الكاشف. باستخدام هذه الطريقة لمراقبة استجابة التردد في المرشح ، يمكنك استخدام الكوارتز مع انتشار تردد كبير ، وتبديلها ، وتحقيق استجابة التردد المطلوبة. لكن هذا أقل موثوقية وأكثر شاقة ولا يسمح بصنع مجموعة من مرشحات الكوارتز ذات استجابات تردد متطابقة.
وفقًا للطريقة المقترحة ، تم عمل مجموعتين من مرشحات كوارتز 6 + 6 + 4 لترددات 8.002 ميجاهرتز و 5.503 ميجاهرتز ، وكان تباعد عرض النطاق موجبًا / ناقصًا 50 هرتز. أولئك. يجب حسابه بعرض نطاق أعرض بمقدار 100 هرتز - وليس 2500 ، ولكن 2600 هرتز. تزامنت الخصائص جيدًا مع الصفات المحسوبة ، ولم تتطلب المرشحات ضبطًا إضافيًا ، ولكن تمت مطابقتها مباشرة فقط في الدائرة. تلخص هذه المقالة نتائج أعمال العديد من المؤلفين وسنوات خبرتهم العديدة [ب] ،.
أ كوزمينكو (RV4LK)
1 ، راديو ، 1975 رقم 3 ، L. Labutin "رنانات كوارتز".
2. Infotech، A. Karakaptan، UY50N "طريقة تصنيع فلاتر الكوارتز".
3. الراديو ، 1982-1983 مقالات كتبها V. Žalnerauskas، ex UP2NV.
4. هواة الراديو 1991 العدد 11. I. Goncharenko ، EU1TT ، "دمج عروض النطاق الترددي SSB / CW في مرشح بلوري لعرض النطاق الترددي المتغير".
5. راديو ، 1992 رقم 1 ، I. Goncharenko ، EU1TT ، "مرشحات سلمية على الرنانات غير المتكافئة".
6. Radiodesign ، 1996 ، رقم 3 ، A. Kuzmenko ، RV4LK ، ex UA4FON ، "تحديد معلمات رنانات الكوارتز لحساب وتصنيع مرشحات الكوارتز."
7. هواة الراديو ، 1993 ، رقم 6 ، A. Kuzmenko ، RV4LK ، ex UA4FON ، "تحديد معلمات رنانات الكوارتز لحساب مرشحات السلم"
يعد التحديد أحد المهام الرئيسية في إنشاء معدات للاتصالات اللاسلكية للهواة HF و VHF ، والتي يتم حلها باستخدام أنواع مختلفة من المرشحات. يتطلب الحصول على معلمات مرشح عالية استخدام عناصر عالية الجودة. هذه العناصر عبارة عن أقراص مغنطيسية في المرشحات الكهروميكانيكية ومرنانات الكوارتز في المرشحات الكهرضغطية. في ممارسة راديو الهواة ، تُستخدم على نطاق واسع مرشحات سلم الكوارتز شبه متعددة الحدود على نفس الرنانات.
جميع مرشحات ممر النطاق مبنية على أساس نموذج أولي لتحويلات مرشح التمرير المنخفض. تحتوي المرشحات متعددة الحدود على دوائر متسلسلة ومتوازية. تتمتع هذه المرشحات بخصائص متناظرة هندسيًا فيما يتعلق بالتردد المتوسط. ولكن عند التصميم ، في عدد من الحالات (النطاق الضيق ، والترددات العالية ، وما إلى ذلك) فهي ليست مريحة للغاية من حيث التصميم والتصنيع والضبط بسبب اختلاف كبير في قيم عناصر الدوائر التسلسلية والمتوازية . بالنسبة إلى المرشحات ضيقة النطاق بدرجة كافية ، تكون نسبة المحاثات والسعة في الأذرع المتوازية والمتسلسلة كبيرة جدًا بحيث تصبح أحجام العناصر غير مقبولة. لذلك ، غالبًا ما يتم تنفيذ مرشحات تمرير النطاق كدوائر تتكون من دوائر متسلسلة أو متوازية فقط متصلة ببعضها البعض عن طريق أدوات التوصيل الحثية أو السعوية. مثال ممتازمرشحات اختيار مجمعة - يمكن أن تخدم FSS على الدوائر المقترنة ومرشحات الكوارتز السلم. يمكن أن تكون خصائص التوهين لمرشح ممر النطاق على الدارات المقترنة بعرض نطاق نسبي لا يتجاوز 10-20٪ من متوسط تردد المرشح قريبة جدًا من خاصية التوهين لمرشح ممر النطاق متعدد الحدود مع نفس عدد الدوائر التذبذبية. يمكن حساب هذه المرشحات باستخدام جداول النماذج الأولية متعددة الحدود ذات التردد المنخفض. لذلك ، تسمى هذه المرشحات شبه متعددة الحدود.
ظلت قضايا تصميم وتصنيع فلاتر SSB و CW ذات سلم الكوارتز شبه متعدد الحدود في ظروف الهواة ذات صلة لمدة ربع قرن. منذ ذلك الحين ، تم نشر العديد من المقالات حول هذا الموضوع في الصحافة. يعتبر J. لقد كان من أوائل من أبدوا اهتمامًا جديرًا بوضع الكثير من العمل والموهبة في تطوير طريقة لحساب المرشحات أعلاه. أصبحت مقالته من أكثر الكتب مبيعًا.
يعد حساب ونمذجة مرشحات الكوارتز عالية الجودة مع معلمات معينة مهمة صعبة يجب تنفيذها عدد كبيرعمليات حسابية. يمكن أن يساعد استخدام أجهزة الكمبيوتر في حل هذه المشكلة. كان أول متحمس لهذا الاتجاه في ممارسة راديو الهواة هو يو. رود (DJ2LR). تنعكس معرفته وخبرته في حساب مرشحات الجسر في برنامج لعائلة من أجهزة الكمبيوتر الصغيرة ويتم وصفها بالتفصيل في.
ولكن ليس فقط في الخارج اهتماما بمرشحات الكوارتز. نشر V. Zalnerauskas سلسلة من المقالات على صفحات مجلة Radio ، حيث سلط الضوء على صفحات جديدة ، لم يكتشفها أسلافه ، في نظرية وممارسة تصنيع مرشحات الكوارتز. تم إيلاء اهتمام جدير بهذا الموضوع من قبل S.G.Bunin و L. P. Yaylenko. طُبع "دليل مشغل راديو الهواة على الموجات القصيرة" للثنائي الأوكراني ، "المعروف على نطاق واسع في الدوائر الضيقة" ، بآلاف النسخ.
منذ نشر الأعمال المذكورة أعلاه ، تغلغل التقدم ومعه تقنيات الكمبيوتر والمعلومات بعمق في جميع مجالات النشاط البشري. كما أنهم لم يتخطوا حركة راديو الهواة. يتم استخدام أجهزة الكمبيوتر بشكل متزايد في الاتصالات اللاسلكية للهواة والهندسة. بدأ العديد من هواة الراديو في استخدام أجهزة الكمبيوتر في حل المشكلات المتعلقة بحساب وتصميم مرشحات الكوارتز.
يتيح لك استخدام برامج الكمبيوتر إجراء قدر كبير من العمليات الحسابية بسرعة وكفاءة ، وتحليل النتائج واختيار الخيار الأنسب. على الإنترنت ، في المواقع المخصصة للاتصالات اللاسلكية للهواة ، يمكنك العثور على ما يصل إلى عشرة برامج مختلفة لحساب مرشحات الكوارتز السلمي. لكن هذه البرامج تحسب فقط قيم مكثفات الاقتران ومعاوقة المدخلات للفلاتر المصممة. بالإضافة إلى ذلك ، تحتوي البرامج المذكورة على خطأ كبير في نتائج الحساب ، يصل في بعض الحالات إلى 50٪. يرجع هذا الخطأ إلى التواجد في الدائرة المكافئة لمرنان الكوارتز Cs و Rd (الشكل 1) ، والتي لا تشارك في الحسابات عند استخدام البرامج المذكورة.
عند حساب الدوائر الكهربائيةيمكن استبدال مرنان الكوارتز ، وفقًا للصفحة 39 ، بدائرة مكافئة (الشكل 1) بالمعلمات المناسبة.
أرز. واحد.دائرة مكافئة لمرنان كوارتز.
هذه المعلمات مترابطة من خلال العلاقة التالية:
في ممارسة راديو الهواة ، أصبحت المرشحات ذات الخصائص من نوعين - بتروورث وتشيبيشيف - منتشرة على نطاق واسع. يتميز مرشح Butterworth بتغيير رتيب في التوهين في نطاق التمرير ونطاق التوقف. يختلف توهين نطاق التوقف بمقدار 6 ديسيبل تقريبًا لكل جواب لكل عنصر دائرة. على سبيل المثال ، سيكون لمرشح مكون من خمسة عناصر توهين بمقدار 30 ديسيبل بمضاعفة تردد القطع وتوهين 60 ديسيبل بمعدل أربعة أضعاف تردد القطع. تردد القطع المعياري لمرشح Butterworth هو التردد الذي يكون فيه التوهين 3 ديسيبل. تتميز هذه المرشحات بـ "رنين" أقل وتستخدم بشكل أساسي لاستقبال CW وعند العمل مع الأوضاع الرقمية (RTTY ، AMTOR ، PACTOR ، PACKET RADIO ، إلخ).
استجابة التردد لمرشحات Chebyshev متذبذبة في نطاق التمرير ورتيبة في نطاق التوقف. يرتبط تفاوت التوهين dA في نطاق المرور بشكل فريد بأقصى معامل انعكاس - Ktr ونسبة الموجة الواقفة - SWR. تظهر هذه العلاقة في الجدول 1. الميزة الرئيسية لهذه المرشحات على المرشحات بخصائص بتروورث هي عامل تربيع أقل مع نفس العدد من الدوائر التذبذبية.
فاتورة غير مدفوعة. واحد
يوضح الشكل اعتماد استجابة التردد وعرض النطاق والتوهين الناتج عن المرشاح وعامل التربيع عند المستويات -6 / -60 dB على Cs. 2 وفي الجدول. 2 ، ومن شارع في الشكل. 3 وفي الجدول. 3. على سبيل المثال ، تم إعطاء خصائص تردد الاتساع لمرشحات Chebyshev المكونة من ثماني بلورات T08-10-3100 مع معامل انعكاس Ktr = 10٪.
أرز. 2. اعتماد استجابة التردد على Cs
الجدول 2.
أرز. 3.اعتماد استجابة التردد على Rd
الجدول 3
يُظهر تحليل البيانات التي تم الحصول عليها أن Cs و Rd لهما تأثير كبير على عرض النطاق الترددي والتوهين الناتج عن المرشح وعامل التربيع. ومن هنا استنتاج أنه بالنسبة لمرشح عالي الجودة ، يجب اختيار مرنانات الكوارتز ذات القيم الدنيا لـ Cs و Rd.
حاول مؤلفو برنامج "حساب فلاتر الكوارتز" إزالة أوجه القصور المذكورة أعلاه. في مايو 2001 ، تم نشر أحد الإصدارات الأولى من البرنامج على مواقع الويب الخاصة بـ Krasnodar ( http://www.cqham.ru/ua1oj_d.htm) والموقع (). يتيح لك هذا البرنامج حساب معلمات ثلاثة وأربعة وستة وثمانية مرشحات بلورية بخصائص Butterworth و Chebyshev وفقًا للطريقة الموضحة في و ، وبناء خصائص تردد الاتساع للفلاتر المصممة. تم استخدام معاملات الجداول في الحسابات. إيجابي سمة مميزةهذا البرنامج هو تنفيذ الخوارزمية الأصلية لحساب وبناء خاصية تردد الاتساع لمرشحات سلم الكوارتز شبه متعددة الحدود باستخدام دائرة مكافئة كاملة لمرنان كوارتز. تعتمد الخوارزمية على تحليل الرباعي الخطي الموصوف بالتفصيل في.
يتم عرض طريقة عرض لأحدث إصدار (V-6.1.8.0.) من البرنامج في الشكل. 4. يمكن تقسيم النموذج الذي تم إنشاؤه بواسطة البرنامج بشكل مشروط إلى خمس مناطق وظيفية. معظممساحة النموذج مشغولة برسوم بيانية لاستجابة التردد. وفوقهم لوحات مع مخططات تخطيطية للمرشحات ونتائج الحساب. على يمين استجابة التردد توجد لوحات البيانات الأولية للرنان والمرشح. يوجد في أسفل النموذج شريط حالة يعكس الرقم التسلسلي لاستجابة التردد والاسم المختصر للمرشح المحسوب وتاريخ ووقت الحسابات وبعض النصائح حول العمل مع البرنامج.
أرز. أربعة.لقطة من البرنامج.
يجب توضيح الاختصارات المستخدمة في البرنامج:
أمين- الحد الأدنى من توهين الإدخال ؛
مجاعة)- تكرار الحد الأدنى من التوهين ؛
أ (فو)- التوهين عند تردد الرنين التسلسلي ؛
مدافع (-N ديسيبل)- عرض النطاق حسب المستوى - N ديسيبل ؛
كهي سعة التصحيح عند حساب المرشحات مع إزاحة النطاق.
بالإضافة إلى وظائف الإصدارات السابقة ، تم إدخال العديد من الإصدارات الجديدة في البرنامج:
1. حفظ وفتح ملف ببيانات مرنان وفلتر (الشكل 5.) ؛
أرز. 5.
2. البناء مع فرض ما يصل إلى خمس استجابات تردد لمرشحات مختلفة (الشكل 6.) ؛
أرز. 6.
3. قدم البرنامج حساب وبناء استجابة التردد لمرشحات ضيقة النطاق بلورية 4 و 6 و 8 مع تحول تصاعدي في التردد الأوسط لنطاق التمرير. فكرة تحويل النطاق الترددي مستعارة من. يكمن في حقيقة أن تردد الرنين المتسلسل لكل مرنان كوارتز يزداد بمساعدة مكثف تصحيح ذي سعة صغيرة متصل به على التوالي (الشكل 7).
أرز. 7.
4. يسمح لك البرنامج بحساب المرشحات بخصائص Butterworth و Chebyshev مع CFR من 10 إلى 25٪ (الشكل 8).
أرز. ثمانية.
5. يتم إنشاء استجابة التردد بدقة 1 هرتز في التردد. الحد الأقصى لعرض نطاق استجابة التردد هو +/- 30 كيلو هرتز. إذا تم تجاوز هذه القيمة ، يعرض البرنامج رسالة خطأ (الشكل 9).
أرز. 9.
6. البرنامج لديه القدرة على عرض أي جزء من استجابة التردد باستخدام التدرج (الشكل 10). لهذا الغرض ، بالضغط على زر الفأرة الأيسر ، يتم تحديد جزء مستطيل من الرسم البياني قطريًا من الزاوية اليمنى العليا إلى الزاوية اليسرى السفلية. يمكن القيام بذلك عدة مرات ، لتحقيق المقياس المطلوب لصورة استجابة التردد. تتم العودة إلى العرض الأصلي عن طريق تحريك الماوس للخلف - من الزاوية اليمنى السفلية إلى أعلى اليسار.
|
|
أرز. عشرة.
الحد الأدنى متطلبات النظاملكي يعمل البرنامج: Pentium MMX-166MHz، SVGA 800x600x16bit، RAM-16MB، Windows 9x / ME / XP / NT / 2000.
يظهر التحقق في الممارسة العملية لعمل هذا البرنامج الدقة العالية لنتائج الحساب. يعتمد الخطأ إلى حد كبير على جودة قياسات معلمات رنانات الكوارتز وقد لا تتجاوز 2-5٪. كمثال ، يتم إعطاء نتائج حساب ثلاثة مرشحات كوارتز لجهاز إرسال واستقبال قصير الموجة مشابه له.
في تصنيع هذه المرشحات ، تم استخدام مرنانات كوارتز UTECH صغيرة الحجم بتردد 8867.238 كيلو هرتز. وقع الاختيار على هذه الرنانات بسبب الدقة العالية في تصنيعها. انتشار تردد الرنين المتسلسل في دفعة من 30 قطعة. لم تتجاوز +/- 150 هرتز ، وكانت الانحرافات لقيم Ld و C ضمن التسامح 0.1٪. أعطى قياس تردد الرنين المتسلسل لهذه الرنانات النتيجة:
Fo = 8861.736 كيلو هرتز
بمساعدة البرنامج ، تم حساب العديد من خيارات التصفية ، وتظهر الخيارات الأكثر قبولًا في الشكل. أحد عشر.
أرز. أحد عشر. الرسوم التخطيطيةوخيارات التصفية الأساسية.
ZQ1 - T08-10-2800 ، مرشح الترتيب الثامن ، بخصائص Chebyshev ، تموج نطاق المرور د = 0.044 ديسيبل ، انعكاس 10٪ ، عرض النطاق الترددي المحسوب 2800 هرتز ، المستخدم كمرشح اختيار رئيسي في وضع SSB.
ZQ2 - В06С-760 ، مرشح من الدرجة السادسة بخصائص بتروورث ، مع سعات تصحيح ، عرض النطاق الترددي المقدر 760 هرتز ، المستخدم كمرشح اختيار رئيسي في وضع CW. انزياح التردد المركزي لنطاق المرور من التردد المرجعي هو 1000 هرتز.
ZQ3 - T04-10-2400 ، مرشح من الدرجة الرابعة ، بخصائص Chebyshev ، تموج نطاق المرور د = 0.044 ديسيبل ، انعكاس 10٪ ، عرض النطاق الترددي المحسوب 2400 هرتز ، المستخدم كمرشح في وضع SSB.
لتصنيع مرشحات الكوارتز هذه ، يلزم 18 مرنانًا تم اختبارها مسبقًا واختيارها. تم إجراء اختبار الرنانات ورفضها باستخدام مذبذب ذاتي "سعوي ثلاثي النقاط" ومقياس تردد (على سبيل المثال ، Ch3-57 أو ما شابه). يظهر أحد المتغيرات العديدة للمولد في الشكل. 12.
أرز. 12. رسم تخطيطي للمذبذب.
خصوصية هذه الدائرة هي عدم وجود مغو. يتم تنفيذ وظائفها في هذه الدائرة بواسطة مرنان الكوارتز. يكون المولد متحمسًا بالقرب من تردد الرنين الموازي للكوارتز ، في المنطقة التي يكون فيها تفاعله حثيًا إيجابيًا. المطلب الرئيسي للرنانات في هذه المرحلة هو قيم الترددات القريبة ، التي يجب ألا يتجاوز انحرافها ربع عرض نطاق المرشاح. خلاف ذلك ، سيكون من الصعب جدًا الحصول على الخصائص المحددة.
عند اختيار رنانات الكوارتز ، تكون المعلمة الإلزامية سي اس- السعة الثابتة للرنان ، والتي يمكن تحديدها باستخدام MT-4080A ، MIC-4070D ، إلخ. في حالة عدم وجود مثل هذه الأجهزة ، يمكنك استخدام مولد بسيط ودائرة جسر ومؤشر توازن (الشكل 13). يسمح لك هذا الجهاز بقياس القيم سي اسو بحث وتطوير.
أرز. 13.أداة لقياس Cs و Rd.
الخطوة الأخيرة هي تحديد الحث الديناميكي لدمرنان الكوارتز. تم وصف عدة طرق لتحديد هذه المعلمة في الأدبيات. أدق وأبسطها هو نمذجة مرشح بترورث كوارتز رباعي البلورات ، ووفقًا لخصائصه ، يتم الحساب لد. للقيام بذلك ، باستخدام البرنامج المذكور أعلاه ، يتم حساب المرشح ، ويتم نمذجته وتعديله على نموذج بالحجم الطبيعي أو في تصميم حقيقي. في الحسابات ، القيمة الأولية لدللترددات بترتيب 8-9 MHz ، يمكن أخذ 15-20 mH. عند التوليف ، ينبغي تحقيق استجابة التردد في شكلها أقرب ما يمكن إلى الاستجابة المحسوبة. يحتوي المرشح الذي تم ضبطه على عرض نطاق ترددي يبلغ -3 ديسيبل. تتيح البيانات الأولية والبيانات التي تم الحصول عليها نتيجة المحاكاة تحديد القيمة الحقيقية للحث الديناميكي لمرنان الكوارتز لد. عن طريق تغيير القيم الأولية في البرنامج لدو مدافع، تحقق في نتائج الحسابات قيم مكثفات الاقتران وعرض النطاق الترددي القريب من قيم المرشح المضبوط. إذا كانت هذه البيانات مطابقة لديأخذ القيمة الحقيقية.
مثال:
من مجموعة من رنانات الكوارتز ، نختار 4 قطع. مع أقرب المعلمات:
Fo = 8861.736 كيلو هرتز ؛ سي اس\ u003d 6.3 بيكو فاراد. بحث وتطوير\ u003d 5.7 أوم.
باستخدام البرنامج ، نحسب مرشح Butterworth رباعي الكريستال. مع القيم الأولية المعطاة:
لد= 15 م. مدافع= 2265 هرتز
حصلت على قدرات الاتصال في الفلتر:
C2 = C4 = 100 بيكو فاراد ؛ C3 = 155.5 بيكو فاراد.
على التخطيط وفقًا للرسم التخطيطي في الشكل. 16 أو في مسار الاستقبال الحقيقي لجهاز الإرسال والاستقبال ، باستخدام GKCH ، نقوم بضبط الفلتر وقياس عرض النطاق الترددي عند مستوى -3 ديسيبل. حصلت:
مدافع= 3363 هرتز.
في البرنامج ، تغيير القيم الأولية فقط Ld و dF ، نحقق في نتائج الحساب:
C2 = C4 = 100 بيكو فاراد ؛ C3 = 155.5 بيكو فاراد ؛ مدافع= 3363 هرتز.
جميع المعلمات مطابقة لـ:
لد= 10.1 مللي أمبير.
يجب اعتبار قيمة الحث الديناميكي لمرنان الكوارتز صحيحة واستخدامها في حسابات التصفية الإضافية.
في تصنيع المرشح ، يمكنك استخدام هذه التقنية عندما يتم لحام رنانات الكوارتز بلوحة مصنوعة من الألياف الزجاجية ذات الوجهين مع الأسلاك ، ويتم تثبيت جميع مكثفات المرشح بين هذه الخيوط والسطح الأرضي للوحة (الشكل 14 أ).
أرز. أربعة عشرة.تصميم مرشح الكوارتز.
يتم إجراء لحام الرنانات عند نقطتي ركن على سطح اللوحة المعبأ مسبقًا باستخدام مكواة لحام جيدة التسخين بقوة 60-80 وات. يجب ألا يتجاوز وقت اللحام 2-3 ثوان. خلاف ذلك ، هناك خطر إتلاف الرنان. أبعاد اللوح لفلاتر الكريستال 8 و 6 هي 47.5 × 25 مم (الشكل 14 ب) ، ول 4 فلاتر بلورية - 25 × 25 مم. في نهاية ضبط المرشحات ، يتم إغلاقها بأغطية مصنوعة من صفائح معلبة وملحومة حول المحيط من أجل إحكام إغلاقها. يمكن رؤية مثال على استخدام مرشح 8 بلورات في.
يتم تقليل ضبط المرشح للحصول على خصائص اتساع وتردد قريبة من تلك المحسوبة باستخدام البرنامج. في عملية ضبط المرشح ، تم استخدام مولد تردد كاسح محلي الصنع مع اكتساح بطيء ، حوالي 8-12 هرتز ، بناءً على راسم الذبذبات S1-76. على التين. يوضح الشكل 16 مخططًا ولوحة دائرة مطبوعة وموقع تفاصيل GKCH.
 |
|
| ب) | ج) |
أرز. خمسة عشر.مولد تردد الاجتياح.
يجب إيلاء اهتمام خاص لمطابقة المرشح مع مراحل IF. أثناء التجارب مع مخططات مختلفةتضمين المرشحات ، تم اختيار أفضلها من حيث الحصول على استجابة تردد معينة وأدنى توهين. يظهر هذا المخطط في الشكل. 16.
أرز. 16.مطابقة مرشح الكوارتز و UPCH.
يتم تثبيت مرشح كوارتز بين دائرتين ويتم توصيله جزئيًا بكل دائرة باستخدام مقسم سعوي. في هذه الحالة ، تعتبر السعات القصوى للمرشح جزءًا من مقسم السعة. تسمح لك هذه الدوائر بالتحويل مقاومة نشطةوتعويض المكون التفاعلي السعوي لمقاومة دخل المرشح. في مخطط المطابقة هذا ، يتم توفير أسلوب بأقل خسارة للإشارة ، مما يؤدي بدوره إلى الحد الأدنى من الضوضاء في دارات الاختيار لمسير الاستقبال. يوصى بضبط مرحلة الكسب المتصلة قبل الفلتر على وضع تيار مستمر ثابت. التغيير في تيار الترانزستور يكون مصحوبًا بتغيير في مقاومة الخرج للشلال. يؤدي هذا إلى عدم تطابق بين مرحلة الكسب والمرشح. على التين. يوضح الشكل 17 استجابة التردد على مثال مرشح T08-10-3100 مع وضع مطابقة مختلف مع انحراف عن القيمة آكانيوزضمن +/- 20٪ من Ropt.
استجابة التردد 1 - Rн = Ropt؛ استجابة التردد 2 - ص
أرز. 17.اعتماد استجابة التردد على مطابقة الأحمال.
مرحلة كسب الترانزستور ذات التأثير الميداني التي تلي المرشح لها مقاومة كبيرة تبلغ حوالي 12 كيلو أوم ، والتي تتغير قليلاً مع تغيير في الكسب. لذلك ، يوصى بتركيب شلالات قابلة للتعديل بعد المرشح. لتقليل رقم الضوضاء في هذه المرحلة ، يجب تضمين البوابة الأولى مباشرة في الدائرة. يؤدي وجود سعة فاصلة ومقسم عالي المقاومة يحدد وضع الترانزستور على البوابة الأولى إلى زيادة جهد ضوضاء مضخم التردد المتوسط. في مكبرات الصوت القائمة على ترانزستورات التأثير الميداني لسلسلة KP306 ، KP350 ، لضمان التشغيل الأمثل للسلسلة في دائرة المصدر ، يلزم وجود انحياز سلبي مستقر بترتيب –3 ... -5 V. إلخ. .
على التين. توضح الأشكال 18 و 19 و 20 الخصائص الحقيقية لتردد الاتساع للمرشحات المحسوبة والمصنعة والمضبوطة. تزامنت نتائج إعدادات المرشح مع نتائج حسابات هذه المرشحات بدقة عالية. يوضح هذا مرة أخرى أنه ليس فقط الشركات الجادة ذات الشهرة العالمية يمكنها إنشاء مرشحات كوارتز عالية الجودة بمعلمات محددة. مع بعض المهارات في العمل مع لحام الحديد و أدوات القياسيمكن لهواة الراديو من ذوي المؤهلات المتوسطة تلبية احتياجاتهم في واحدة من أهم العقد في أجهزته - مرشح الكوارتز. علاوة على ذلك ، سيكلفه ذلك على الأقل عدة مرات أرخص من شرائه من شبكة البيع بالتجزئة.
أرز. الثامنة عشر.استجابة التردد لمرشح T04-10-2400.
أرز. 19.استجابة التردد لمرشح T08-10-2800.
أرز. عشرين.استجابة التردد لمرشح V06S-760.
يمكن لأي شخص يريد التعرف على برنامج "حساب فلاتر الكوارتز" تنزيل أحدث إصدار تجريبي من العناوين أعلاه. للحصول على الإصدار المجاني الكامل من البرنامج ، تحتاج إلى استخدام أداة التسجيل المساعدة الموجودة هناك ، املأ النموذج وأرسله عبر البريد الإلكتروني: ua1oj (في) atnet.ru. البرنامج محمي من النسخ والتوزيع غير المصرح به ، ويتم تجميعه لكل مستخدم مسجل على حدة ، ويعمل فقط على الكمبيوتر الذي تم التسجيل عليه.
في مقال صحفي صغير ، من الصعب الإجابة على جميع الأسئلة المطروحة بالتفصيل. كل واحد منهم يستحق العرض ، على الأقل في مجلد كبير. ولكن إذا اعتقد القراء أن بعض القضايا لم يتم الكشف عنها أو لم يتم ذكرها بدقة ، فإن المؤلف يدعو جميع هواة الراديو المهتمين للحوار. الطريقة الأكثر فعالية لتبادل الآراء هي عن طريق البريد الإلكتروني. لا يتوقف العمل على تحسين البرنامج ولن تترك جميع التعليقات والاقتراحات الواردة دون اهتمام.
وفي الختام يعرب المؤلف عن عميق امتنانه وتقديره ديمتري كورنوسوف(Severodvinsk) للتعاون في إنشاء البرنامج. أود أيضًا أن أعرب عن امتناني لفلاديمير بوليانسكي ( u102835 (في) dialup.podolsk.ru) وإيغور أفاناسييف ( UN9GW (في) mail.ru) للحصول على المشورة والنقد البناء الذي تم تقديمه أثناء مناقشة المواد في إعداد الإصدارات الأخيرة من البرنامج.
فهرس
- Hardcastle J. A. (G3JIR)"تصميم مرشح سلم الكريستال" ؛ "الاتصال اللاسلكي" فبراير 1979.
- دكتور. Ulrich L. Rohde (DJ2LR)"تصميم مرشح الكريستال مع أجهزة الكمبيوتر الصغيرة" ؛ "QST" مايو 1981.
- Zalnerauskas V. (UP2NV)"مرشحات كوارتز على رنانات متطابقة" ؛ "راديو" رقم 1.2.6-1982 ، رقم 5.7-1983.
- ماتخانوف ب."أساسيات تحليل الدوائر الكهربائية. الدوائر الخطية»؛ موسكو ، " تخرج من المدرسه"، 1972.
- جلوكمان ل."رنانات الكوارتز الكهرضغطية" ؛ موسكو ، راديو واتصالات ، 1981.
- (UB5UN)، Yaylenko L. P. (UT5AA)"كتيب هواة الراديو على الموجات القصيرة" ؛ كييف ، "تقنية" ، 1984.
- هانسيل جي إي."كتيب لحساب المرشحات" ؛ موسكو ، الراديو السوفيتي ، 1974.
- Goncharenko I. (RC2AV)"مزيج من نطاقات مرور SSB / CW في مرشح كوارتز مع نطاق مرور متغير" ؛ "هواة الراديو" رقم 11-1991.
- Drozdov V. V. (RA3AO)"أجهزة الإرسال والاستقبال للهواة عالية التردد" ؛ موسكو ، راديو واتصالات ، 1988.
- Belykh A. V. (UA1OJ)"خلاط التوازن" ؛ "Radioamator" رقم 2-2001.
غالبًا ما تصادفك في المقالات العبارة التالية: "من الأسهل إعداد مرشح الكوارتز باستخدام أدوات تتبع المنحنيات (على سبيل المثال ، X1-38 ، X-1-48 ، SK-4-59 ، وما إلى ذلك). بالطبع ، إذا كانت يكون إعداد الفلتر بسيطًا. ولكن هذا إذا كان لديك الجهاز المناسب ، وحتى التعليمات الخاصة به ، وإلا فإن كلمة "بسيط" ستتحول بسرعة إلى نقيضها "صعب". لذلك ، تركز هذه المقالة على إعداد فلتر كوارتز باستخدام أبسط الأجهزة.
تحذف بعض المقالات معلومات حول نوع المرشح المخصص (سلم ، جسر ، متآلف) ، في الوصف قواعد عامةالإعدادات. ومع ذلك ، توصلت إلى استنتاج مفاده أن كل واحد منهم ، إلى جانب السمات المشتركة ، له أيضًا خصائصه الخاصة.
لنبدأ بإعداد مرشح نوع السلم (الشكل 1).
تظهر التجربة أن:
يتم الحصول على المرشح من أفضل المعلمات، إذا كان لجميع الكوارتزات أقرب ما يمكن من ترددات الرنين التسلسلي (± 10 هرتز). ومع ذلك ، لا تنزعج إذا كان هذا الشرط غير ممكن ، لأنه يتم الحصول على مرشح جيد حتى مع تباعد تردد يصل إلى 1 كيلو هرتز ؛
من الأفضل اختيار الكوارتز من خلال تضمينها في المذبذب المرجعي للجهاز الذي من المفترض أن يستخدم فيه هذا الفلتر ، واستخدام أقل تردد لها مباشرة في المذبذب المرجعي. في هذه الحالة ، لا ينبغي لمس عناصر ضبط المولد ؛
يجب تكوين الفلتر مباشرة في الجهاز "الأصلي" ؛
إذا كانت الكوارتز لها ترددات مختلفة ، فيجب ترتيبها بالتسلسل التالي: تعيين أعلى تردد أولاً عند الإدخال ، وجميع الترددات اللاحقة - بالتناوب من اليسار إلى اليمين ، في الترتيب ، مع تناقص التردد ؛
يجب استخدام عبوات صغيرة الحجم بالحد الأدنى معامل درجة الحرارةالسعة (TKE) بدقة لا تزيد عن ± 1.5٪. لكن لا تيأس إذا لم يكن هناك أي شيء ، لأنه أثناء عملية إعدادهم لا يزال عليك التقاطهم. في معظم الحالات ، أثناء عملية الضبط ، يتم استبدال ما يصل إلى 90٪ من الحاويات بفئات أخرى (وإن كانت قريبة) ؛
من الأفضل استخدام مرشح الكوارتز (مأخوذ ، على سبيل المثال ، من فلاتر المصنع المفككة).
لذلك ، من أربعة مرشحات بتردد 10.7 ميجاهرتز (النوع FP2P-325-10700M-15) ، يمكنك تجميع أربعة مرشحات سلمية بثمانية بلورات (تحتوي هذه المرشحات على أربعة أزواج من الكوارتز بنفس الترددات) مع اختلاف ، ولكن قريب من ترددات 10.7 ميجا هرتز. عادة ، يقوم العديد من هواة الراديو بهذا (عادة 4 أشخاص) بفلتر واحد لكل منهم. يختار الأكثر خبرة منهم أربع مجموعات من الكوارتز من نفس التردد ، ثم الكوارتز بالحد الأدنى. يحتفظ بالبعثر لنفسه ، ويعيد الباقي لأصدقائه (أو العكس ؟!). مع نجاح أقل إلى حد ما ، يمكن أيضًا استخدام مولد الكوارتز.
في المنزل ، يمكن ضبط فلتر الكوارتز بثلاث طرق.
في الحالة الأولى ، يجب عليك استخدام (باستثناء الجهاز الذي تم ضبطه) كجهاز إضافي جهاز إرسال واستقبال آخر بمقياس رقمي ، في الحالة الثانية - GSS (مولد إشارة قياسي) ومقياس تردد (بتردد محدود يتجاوز على الأقل أقل تردد لجهازك الذي تم ضبطه ، على سبيل المثال 1.9 ميجا هرتز). يقيس مقياس التردد إما تردد GSS أو تواتر GPA للجهاز قيد الدراسة.
في الحالة الثالثة ، يتم استخدام مذبذب الكوارتز المحلي لأحد ترددات التشغيل (إما GSS أو جهاز إرسال واستقبال آخر بدون مقياس رقمي) ، ويلزم وجود ميزان رقمي في الجهاز الذي يتم تعديله.
في جميع الحالات الثلاث ، يتم تغذية إشارة التردد اللاسلكي الخاصة بنطاق التشغيل إلى إدخال الجهاز الذي تم ضبطه. في الحالتين الأوليين ، يتم تغيير التردد المقدم ببطء في نطاق الشفافية لمرشح الكوارتز ، مع أخذ قراءات مقياس S بوحدات نسبية ، ويتم تسجيل كل 200 هرتز في جدول. بعد ذلك ، وفقًا للجدول ، يتم إنشاء الرسوم البيانية (استجابة التردد). يتم رسم قراءات S-meter عموديًا ، ويتم رسم التردد أفقيًا. من خلال توصيل النقاط الموضحة على الرسم البياني بخط الاستيفاء (المتوسط) ، يتم الحصول على استجابة التردد - خاصية تردد الاتساع للمرشح المصنوع حديثًا.
في الحالة الثالثة ، يتم كل شيء بنفس الطريقة ، فقط الجهاز الذي تم ضبطه نفسه يتم ضبطه بالتردد ، مع أخذ القراءات مباشرة من مقياسه الرقمي ومقياس S في نفس الوقت.
في هذه الحالة ، يحتوي الفلتر "المصمم حديثًا" ، كقاعدة عامة ، على:
حارة مختلفة عن المطلوب ؛
تفاوت في الجزء العلوي من استجابة التردد ؛
لطيف (وأحيانًا مع البث) منحدر منخفض لاستجابة التردد.
في المستقبل ، يتم ضبط الفلتر في الاتجاهات الثلاثة المذكورة أعلاه بترتيب الأولوية.
في المرحلة الأولى من الضبط (الضبط الخشن) ، يجب أن تحصل على عرض نطاق مرشح يصل إلى 2.4 كيلو هرتز عن طريق استبدال السعات بالتناوب ، بدءًا من إدخال المرشح ، ثم أخذ استجابة التردد. عند القيام بذلك ، ضع في اعتبارك ما يلي:
إذا تم تركيب سعات إضافية بالتوازي مع الكوارتز (خاصةً القصوى منها) وزادت قيمتها (حتى حد معين) ، فإن عرض النطاق الترددي للفلتر سينخفض. سيتم ملاحظة تأثير مماثل مع زيادة سعات المكثفات التي تذهب إلى العلبة. مع انخفاض قيم هذه السعات ، سيتم ملاحظة التأثير المعاكس. هذا العقارتستخدم لتضييق نطاق تمرير مرشح بلوري في وضع CW. وبالتالي ، يمكن تقليل عرض النطاق الترددي إلى 0.8 كيلو هرتز. مع زيادة تضييق النطاق ، يزداد توهين المرشح في نطاق الشفافية بشكل حاد (للحصول على توهين منخفض في مرشح CW ، يجب استخدام رنانات مع عامل Q على الأقل ترتيب من حيث الحجم أكبر من عامل Q للمرشح ) ؛
يعتمد حجم "الحدبات" والانخفاضات في الجزء العلوي من استجابة التردد (خطية الخاصية) ليس فقط على قيمة السعات المختارة ، ولكن أيضًا على قيمة مقاومة مقاومات الحمل المثبتة عند المدخلات والمخرجات من المرشح. مع انخفاض مقاومتها ، يتحسن خطية الخاصية ، ولكن يزداد التوهين في نطاق مرور المرشح ؛
إذا لم يكن من الممكن الحصول على انحدار كافٍ للمنحدر السفلي ، فيجب تثبيت الكوارتز المماثل لتلك المستخدمة في الفلتر بالتوازي مع مقاومات الحمل ، ومن جميع أنواع الكوارتز المتاحة ، يجب اختيار أدنى تردد أو تقليل تردده بواسطة توصيل سلسلةالحث. عن طريق اختيار عدد دورات هذا المحاثة ، يمكنك تغيير شدة الانحدار في المنحدر السفلي ؛
يجب تكرار إعداد المرشح عدة مرات. إذا لم يكن من الممكن في المرحلة الأخيرة من الضبط الحصول على استجابة تردد مقبولة ، فمن الضروري محاولة ضبط تردد سلسلة الرنين للكوارتز الفردي. للقيام بذلك ، يتم تثبيت مكثف في سلسلة مع الكوارتز ، وباختيار هذا المكثف ، يتم تحقيق التوليد بتردد الكوارتز المتبقي. إذا لم يساعد ذلك (وقد يكون ذلك بفاصل صغير بين ترددات الرنين المتوازي والمتسلسل للكوارتز) ، فيجب استبدال الكوارتز. يجب وضع الكوارتز في الفلتر في سلسلة ، بحيث تحمي الإدخال بعناية من الخرج. يوضح الشكل 2 استجابة التردد لمستقبل KF "TURBO-TEST" ، المأخوذة بقيم مختلفة من سعات المكثفات. -
الشكل 2 - لمزيد من الوضوح ، تم أخذ قيم التردد دون ملاحظة النطاق الجانبي المستلم وقيمة IF الفعلية. يوضح الشكل 3 استجابة التردد لإعداد المرشح النهائي. -
تين. 3
الآن القليل نصيحة عمليةتركيب مرشح كوارتز الجسر. يظهر هذا المرشح في الشكل 4. تحتوي الملفات L1 و L2 على 2 × 10 لفات من الأسلاك بقطر 0.31 مم ، وتستخدم كقلب حلقات الفريتمن الفلتر FP2A-325-10.700 M-15. عرض النطاق الترددي هو 2.6 كيلو هرتز.
إذا كان لديك مرشح تمرير منخفض (2 ... 6 ميجاهرتز) ، فعادة ما يتضح أنه أضيق من المطلوب ، وإذا كان مرشح التمرير العالي (8 ... 10 ميجاهرتز) واسع النطاق للغاية. في الحالة الأولى ، من الضروري توسيع عرض النطاق الترددي عن طريق الاتصال بمحثات الكوارتز العلوية أو السفلية (الشكل 4) ، والتي يجب اختيارها تجريبياً. في الحالة الثانية ، لتقليل عرض النطاق الترددي ، من الضروري توصيل مكثفات أداة التشذيب بالتوازي مع الرنانات (على غرار الملفات). يجب اختيار الكوارتز في المرشح بدقة 50 هرتز (تردد الرنين المتسلسل) ، ويجب أن تكون ترددات جميع الرنانات العلوية متماثلة وتختلف عن الترددات السفلية (أيضًا نفسها) بمقدار 2 ... 3 كيلو هرتز.
في حالة توفر كوارتز من نفس التردد فقط ، يمكنك تغيير تردد الكوارتز عن طريق محو الطبقة الفضية من الكريستال (زيادة التردد) أو التظليل بقلم رصاص (تقليل). لكن الممارسة تدل على أن استقرار معلمات هذا المرشح بمرور الوقت يترك الكثير مما هو مرغوب فيه.
يتم الحصول على نتائج أكثر ثباتًا عن طريق ضبط التردد عن طريق توصيل مكثف ضبط في سلسلة مع الكوارتز. بعد الضبط ، يُنصح باستبدال المكثف بسعة ثابتة بنفس القيمة.
مع عرض نطاق مرشح كبير ، قد يظهر تراجع (توهين) في منتصف استجابة تردده. يجب أن يقال أن عمقها يعتمد إلى حد كبير على مقاومة المقاومات R1 و R2. يمكن أن تتراوح قيمتها من مئات الأوم (مع عرض نطاق 3 كيلو هرتز) بترددات 8 ... 10 ميجاهرتز إلى عدة كيلو أوم عند الترددات المنخفضة ومع عرض نطاق مرشح أصغر. عند تصنيع مرشح الجسر ، يجب إيلاء اهتمام كبير لتماثل أكتافه ، وكذلك لفات المحولات الموجودة فيه ، وبالطبع الفحص الدقيق للمدخلات من المخرجات. لمزيد من المعلومات حول مرشحات الجسر ، راجع.
المؤلفات
1. Goncharenko I. مرشحات سلمية على الرنانات غير المتكافئة. - راديو 1992 العدد 1 ص 18.
2. بونين S.G. ، Yaylenko L.P. كتيب راديو هواة الموجات القصيرة. - ك .: تقنية ، 1984 ، ص 21 ... 25.
اقرا و اكتبمفيد