На главную

В. Жалнераускас (UP2NV).

КВАРЦЕВЫЕ ФИЛЬТРЫ С ПЕРЕМЕННОЙ ПОЛОСОЙ ПРОПУСКАНИЯ

Требования к полосе пропускания кварцевых фильтров, применяемых в технике радиосвязи, различны. Так, например, в фильтрах, предназначенных для формирования и приема однополосных сигналов, она должна быть 2...3,2 кГц, а в фильтрах для приема телеграфных сигналов ее обычно выбирают в пределах 0,4...1 кГц.

Для приема CW сигналов, в условиях сильных помех, желательно иметь полосу пропускания еще уже — 0.1... 0,3 кГц. Но в обычных условиях такая узкая полоса создает определенные неудобства: поиск нужных станций усложняется, да и прием сигналов с та-ким узким фильтром утомителен для oпeратора (из-за характерного "звона").

Следовательно, хороший приемник должен иметь несколько различных полос пропускания. Проще всего это сделать, установив в приемник или трансивер соответствующие фильтры. Однако такой подход к проектированию коротковолнового приемника или трансивера значительно повышает его стоимость. Вот почему разработчики коротковолновой приеме-передающей техники часто довольствуются одним основным фильтром с полосой пропускания 2...3.2 кГц. иногда добавляя простейшие узкополосные фильтры для приема телеграфных сигналов. В статье о расчете кварцевых фильтров [1] была приведена схема кварцевого фильтра с переключаемой полосой пропускания (рис. 1).

К сожалению, такой фильтр не лишен недостатков, основными из которых являются зависимость характеристического сопротивления фильтра от полосы пропускания и сдвиг полосы пропускания узкополосного фильтра по отношению к широкополосному. Кроме того, по такой схеме можно строить фильтры, содержащие не более четырех кварцевых резонаторов. У радиолюбителей может возникнуть соблазн построить подобный фильтр с плавно перестраиваемой полосой пропускания путем замены конденсаторов связи блоком конденсаторов переменной емкости. Следует отметить, что это практически невозможно, так как емкости конденсаторов связи различны по значению, и закон изменения емкости у разных конденсаторов связи должен быть различным. В [1] указывалось на асимметрию амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) лестничного кварцевого фильтра, обусловленную наличием параллельной емкости в эквивалентной схеме кварцевого резонатора. На рис. 2 показана форма АЧХ лестничного кварцевого фильтра при больших значениях параллельной емкости.

Из рисунка видно, что АЧХ имеет полюс "бесконечного" затухания выше полосы пропускания, а ее высокочастотный скат очень крутой. С увеличением параллельной емкости полюс "бесконечного" затухания сдвигается по частоте вниз и полоса пропускания сужается. При этом характеристические сопротивления фильтра практически не меняются. Таким образом, параллельная емкость кварцевых резонаторов, которую всегда можно увеличить, подключая соответствующим образом конденсаторы, позволяет управлять полосой пропускания лестничного кварцевого фильтра. На рис. 3 приведена схема восьмирезонаторного кварцевого фильтра с переключаемой полосой пропускания 2,5/0,4 кГц.

При его разработке были рассчитаны емкости конденсаторов связи [1] для полосы пропускания 2,5 кГц, а емкости конденсаторов, подключаемых параллельно к кварцевым резонаторам, подобраны экспериментально. В качестве коммутационных элементов использованы герконовые реле РЭС-91. На схеме указаны значения конденсаторов для кварцевых резонаторов РГ 0,5-14 ГУ 5500 БЗ. Если используются резонаторы других типов. значения емкости конденсаторов следует вычислить заново. АЧХ фильтра показана на рис. 4.

Так как емкости всех конденсаторов, подключаемых параллельно к кварцевым резонаторам, одинаковы, то появляется возможность плавно изменять полосу пропускания. Для этого потребуется лишь блок конденсаторов переменной емкости с изолированными от корпуса статором и ротором. Максимально емкость у конденсаторов должна быть около 50 пф. На рис. 5 приведены результаты измерения полосы пропускания подобного четырехрезонаторного фильтра.

Как показали испытания, на частоте 5500 кГц нетрудно получить полосу пропускания, плавно регулируемую в пределах 0,2...3 кГц. Дальнейшее сужение полосы ограничено разбросом параметров кварцевых резонаторов, вследствие чего могут заметно возрасти потери фильтра в полосе пропускания. Расширять полосу пропускания, делая верхнюю границу более 3 кГц, нецелесообразно, так как при переходе к узкой полосе будет снижаться крутизна низкочастотного ската АЧХ.

ЛИТЕРАТУРА

1. Жалнераускас В. Узкополосные кварцевые фильтры на одинаковых резонаторах.— Радио, 1982, №1,2.


Выгодно заказать 1-Day ACUVUE TruEye на Magazinlinz.ru.