НЧ-фильтр + Notch-фильтр - Радиолавка КВ и УКВ радиодетали
advertisement
НЧ-фильтр + Notch-фильтр Фильтрация сигналов звуковых частот широко используется радиолюбителями. Это связано с тем, что не всегда имеется возможность обрабатывать принимаемый сигнал по промежуточной частоте радиочастотного тракта приемника. Заметную роль в обработке сигналов по низкой частоте играют активные фильтры, т.е. устройства, выполненные на активных элементах – транзисторах, микросхемах. Способ реализации достаточно прост и доступен каждому. Вариант изготовления НЧ-фильтра с функцией «Notch» предложил Paul Carr (N4PC). По словам N4PC, его НЧ-фильтр имеет характеристику, близкую к характеристике кварцевого фильтра, что полностью исключает недостатки, присущие обычным пассивным RC-фильтрам. Характеристика и полоса пропускания фильтра показаны на графиках (Рис.1), а также в [1], [2] и [3]. Рис.1 Иногда активный НЧ-фильтр включают между предварительным и оконечным каскадами встроенного в приемник УНЧ. Однако следует отметить, что в этом случае у недостаточно раскаченного входным сигналом НЧ-фильтра будет нарушен такой важный параметр, как отношение сигнал-шум. Это приведет к неудовлетворительной его работе, а именно, к сопровождению приема дополнительными шумами. Вследствие этого, N4PC НЧ-фильтр подключают непосредственно к выходу УНЧ приемника. Таким образом, конструкция представляет собой выносное добавочное устройство. Автором этих строк был изготовлен N4PC НЧ-фильтр. Правильно собранное устройство сразу начало работать и не требовало каких-либо сложных настроек. Достаточно было лишь его правильно спаять. Благодаря N4PC НЧ-фильтру в течение многих лет работа в эфире приносила огромное удовольствие. Не без его помощи было сработано огромное количество интересных DX-связей. Однако, время внесло свои коррективы. Позже, изготовив еще одно устройство - активный низкочастотный CW/Notch-фильтр, описанный Борисом, RW3AY (Tks Sir!), в брошюре «Радио-Дизайн» [4], и, получив достаточно высокие результаты работы схемы, появилось огромное желание объединить эти две конструкции вместе. Отдавая должное применяемым на входе конструкции N4PC переключаемым активным НЧ фильтрам с различной полосой пропускания, выходная часть устройства – Notch-фильтр, в схеме N4PC оказался менее эффективным в работе, чем Notch-фильтр из «Радио-Дизайна» (РД). Так появился модернизированный вариант N4PC НЧ-фильтра (Рис.2), который имеет рабочее название «Notch-фильтр» и содержит на входе переключаемые активные НЧ-фильтры с различной полосой пропускания конструкции N4PC и CW/Notch-фильтр, взятый из РД. На выходе Notch-фильтра применяется дополнительный УНЧ. Низкоомные головные телефоны сопротивлением 8…300 Ом во избежание перекачки и для устранения искажений подключают к выходу УНЧ через резистор сопротивлением 270 Ом. Устройство прошло длительные испытания и в модернизированном виде (Фото 1) находится в работе в течение последних 6 лет. Режим «Обход-3» наступает автоматически после выключения Notch-фильтра с помощью переключателя S4, т.е. при снятии напряжения питания с реле К1, К2. Если учесть, что режимы «Обход-1» и «Обход-2» при этом уже выполнены, то на громкоговоритель поступит НЧ сигнал непосредственно с выхода УНЧ приемника. И, наоборот, при подаче напряжения питания с помощью переключателя S4, устройство начинает работать. С помощью переключателей S1, S2 и S3 включают необходимые каскады Notch-фильтра в работу. Все резисторы, примененные в данной конструкции – ОМЛТ. Их мощность, кроме тех, которые указаны на схеме – 0,125…0,25 Вт. В частотозадающих НЧ-цепях для достижения высокой добротности крайне необходимо применять неполярные пленочные конденсаторы. Дроссель 2,5 мГн на входе устройства – любого типа. Его развязка на шасси устройства также выполнена с помощью керамических конденсаторов – 0,01 мкФ. Операционные усилители желательно применять те ОУ, которые показаны на схеме, а именно, TL084C, имеющие полевые транзисторы на входе. Не исключено применение отечественного аналога К1401УД4. Каскад на микросхеме DA5 представляет собой селективный фильтр для улучшения приема телеграфных сигналов (режим «CW») или режекторный фильтр с переменной частотой режекции для подавления (ослабления) мешающих узкополосных сигналов при работе в SSB. Выбор режима «Notch/CW» осуществляется сдвоенным переключателем S2. С помощью сдвоенного переменного резистора R46 и R56 – 100 кОм устанавливают значение центральной частоты селекции или режекции. Сопротивление секций потенциометра R46/R56 должны быть одинаковыми и иметь логарифмическую характеристику. С переходом из режима выделения частоты (CW) в режим подавления (Notch) центральная частота не меняется. Резистором R52 (Q) можно в небольших пределах изменять добротность фильтра. Несмотря на то, что каскады устройства выполнены на активных элементах, имеет место затухание полезного сигнала, что приводит к неполной раскачке УНЧ на микросхеме LM380N. Результат – недостаточная выходная мощность УНЧ, нет наполняемости НЧ-сигнала, наличие шумов в канале фильтра, отсутствие ожидаемого результата работы устройства. Для устранения этой проблемы был изготовлен предварительный каскад усиления на полевом транзисторе MPF102 (КП303Б). Микросхема LM380 запаивается непосредственно в печатную плату. Для обеспечения ее правильного температурного режима между корпусными выводами микросхемы желательно запаять небольшой отрезок медной шины 2х10 мм. Изготовление и настройка Notch-фильтра осуществляются поэтапно. Например, изготавливают только входной фильтр – “CW-узкая полоса”. На выходе, плюсом к схеме фильтра, устанавливают электролитический конденсатор – 16 мкФ, к которому подключают головные телефоны. Если последние являются низкоомными, то их подключение к плате фильтра производят через резистор 150 Ом. Затем подают питание и сигнал с выхода УНЧ приемника. Убедившись, что проверяемый фильтр работоспособен, приступают к настройке следующего каскада устройства. Таким способом настраивают входные фильтры, затем другие каскады, включая УНЧ. После полной сборки проверяют работу Notch-фильтра в целом. Применяемый для эксперимента на станции базовый приемник UA1FA вместе с Notch-фильтром образовали улучшенный вариант приемного устройства. Получено подтверждение, что Notch-фильтр действительно защищает оператора от помех мешающих телеграфных станций и помех типа «несущая» в телефонном режиме. Всякое устройство имеет свои положительные и отрицательные стороны. О положительных сторонах Notch-фильтра и обработке сигналов по НЧ уже говорилось. К недостаткам можно отнести то, что иногда мощная помеха попадает в полосу пропускания фильтра основной селекции приемника, перегружает УПЧ, и фильтрация по НЧ уже не дает результата. Тем не менее, это момент, который имеет место быть далеко не всегда. Использование Notch-фильтра позволяет в значительной степени избавиться от сплеттеров мощных станций, работающих на близлежащих частотах, улучшить качество связи, что является положительным фактором. Надписи на передней панели устройства: AF Notch Filter (Audio Frequency Notch Filter) – Низкочастотный режекторный фильтр; BP (BYPASS) – Обход; CW-W (CW Wide) – CW-широкая полоса; CW-N (CW Narrow) – CW-узкая полоса; SSB-W (SSB Wide) – SSB-широкая полоса; SSB- N (SSB Narrow) – SSB-узкая полоса; Notch – Режекция (переключатель S2 – режим работы устройства); CW – Узкополосный телеграфный фильтр (переключатель S2 – режим работы устройства); Vol (Volume) – Громкость; Notch – Режекция (потенциометр R46/R56 – «Режекция»); ON – Включено / OFF – Выключено. Режимы «Обход»: Обход-1 – исключение из работы активных входных фильтров; Обход-2 – исключение из работы CW/Notch-фильтра; Обход-3 – исключение из работы УНЧ. Игорь Подгорный, EW1MM. 1. P.Carr, N4PC. How to build the «Synthetic» crystal filter, CQ, Aplil 1990, p.18. 2. И.Подгорный, EW1MM. N4PC низкочастотный фильтр, Радиолюбитель. КВ и УКВ, N2, 1996. 3. http://ra3ggi.qrz.ru/UZLY/960229.htm 4. Активный низкочастотный CW/Notch-фильтр. Радио-Дизайн, N1, 1993. 5. RA3ABG. Активный CW/Notch-фильтр. Радио-Дизайн, N4, 1996. Монтажная схема. РАДИОЛАВКА КВ и УКВ Набор предназначен для сборки платы НЧ фильтра + Notch-фильтра по схеме И. Подгорного (EW1MM). Комплект поставки: Документация Печатная плата Микросхема TL084 Микросхема LM380 (dip14) Транзистор MPF102 (КП303Б) Светодиод Переключатель галетный 5П2Н Тумблер 2П2Н Тумблер 2П1Н (2П2Н) Реле РЭС-49 (РЭК-23) 12В Дроссель 2,5 мкГ Конденсатор 10 нФ (103) Конденсатор 100 нФ (103) Конденсатор плен. 100 пФ (101) Конденсатор плен. 220 пФ (221) Конденсатор плен. 680 пФ (681) Конденсатор плен. 3900 пФ (392) Конденсатор плен. 10 нФ (103) Конденсатор плен. 22 нФ (223) Конденсатор плен. 2,2 мкФ (225) Конденсатор 1,0х16В Конденсатор 2,2х16В Конденсатор 4,7х16В Конденсатор 10,0х16В Конденсатор 22,0х16В Конденсатор 100,0х16В Конденсатор 220,0х16В Конденсатор 470,0х16В Резистор переменный 100к/100к Резистор переменный 10 кОм Резистор переменный 47 кОм Резистор 0,25W 2,7 Ом Резистор 0,25W 100 Ом Резистор 0,25W 270 Ом Резистор 0,25W 430 Ом Резистор 0,25W 1 кОм Сайт: http://rv3yf.ru/ 1 шт. 1 шт. 5 шт. 1 шт. 1 шт. 1 шт. 1 шт. 2 шт. 1 шт. 2 шт. 1 шт. 5 шт. 2 шт. 2 шт. 2 шт. 2 шт. 16 шт. 16 шт. 2 шт. 1 шт. 1 шт. 3 шт. 2 шт. 1 шт. 1 шт. 1 шт. 1 шт. 1 шт. 1 шт. 1 шт. 1 шт. 1 шт. 2 шт. 1 шт. 2 шт. 1 шт. Резистор 0,25W 1,5 кОм Резистор 0,25W 2 кОм Резистор 0,25W 2,7 кОм Резистор 0,25W 3 кОм Резистор 0,25W 3,6 кОм Резистор 0,25W 5,1 кОм Резистор 0,25W 6,8 кОм Резистор 0,25W 7,5 кОм Резистор 0,25W 10 кОм Резистор 0,25W 27 кОм Резистор 0,25W 33 кОм Резистор 0,25W 47 кОм Резистор 0,25W 51 кОм Резистор 0,25W 56 кОм Резистор 0,25W 62 кОм Резистор 0,25W 68 кОм Резистор 0,25W 75 кОм Резистор 0,25W 91 кОм Резистор 0,25W 100 кОм Резистор 0,25W 120 кОм Резистор 0,25W 130 кОм Резистор 0,25W 160 кОм Резистор 0,25W 200 кОм Резистор 0,25W 220 кОм Резистор 0,25W 240 кОм Резистор 0,25W 270 кОм Резистор 0,25W 300 кОм Резистор 0,25W 390 кОм Резистор 0,25W 470 кОм Резистор 0,25W 750 кОм Резистор 0,25W 820 кОм Резистор 0,25W 910 кОм Резистор 0,25W 1,1 МОм Резистор 1W-2W 10 Ом Резистор 1W-2W 22 кОм 1 шт. 2 шт. 2 шт. 3 шт. 3 шт. 1 шт. 1 шт. 1 шт. 3 шт. 1 шт. 1 шт. 2 шт. 2 шт. 2 шт. 2 шт. 2 шт. 2 шт. 2 шт. 2 шт. 1 шт. 1 шт. 1 шт. 1 шт. 1 шт. 1 шт. 3 шт. 3 шт. 1 шт. 1 шт. 1 шт. 2 шт. 2 шт. 1 шт. 1 шт. 2 шт. Печатная плата.
