Настройка кварцевых фильтров. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Узлы радиолюбительской техники. Кварцевые фильтры

 Комментарии к статье

В радиолюбительской литературе [1, 2, 3] приводилось несколько методик по настройке кварцевых фильтров. Все они примерно одинаковы и сводятся к предварительному макетированию с целью измерения параметров кварцев и довольно большому объему громоздких математических вычислений. Тем не менее, после монтажа, получаемая амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) фильтра, как правило, весьма далека от желаемой. Очевидно, сказывается разброс параметров элементов фильтра и трудно учитываемых монтажных емкостей. В результате приходится затрачивать много времени на коррекцию АЧХ подбором емкостей фильтра и согласующих резисторов.

Исходя из вышеизложенного, возникла идея отказаться от расчетов вообще. Поскольку, их результаты несовершенны и вместо макетирования ограничиться проверкой работоспособности, собственно, кварцевых резонаторов (для этого достаточно простого генератора на одном транзисторе и осциллографа), а настройку основных параметров фильтра производить, используя конденсаторы переменной емкости (КПБ).

Рис.1 Кварцевые фильтры с "параллельными" емкостями

Стрелками АА и ББ показан второй вариант включения КПЕ. Резисторы R1, R4 (0... 300 Ом) устанавливаются при наличии больших выбросов на АЧХ. Конденсатор С4* подбирается в пределах от 0 до 30 пФ.

С целью минимизации числа конденсаторов, были выбраны схемы фильтров, содержащие только параллельные емкости, рис.1. Поскольку фильтры симметричны (относительно их входа-выхода), оказалось возможным использовать сдвоенные КПЕ от радиовещательных приемников емкостью 12 - 495 пФ. Кроме этого, понадобится еще один, заранее проградуированный в пФ, односекционный переменный конденсатор.

Настройка фильтра сводится к следующему

Для настройки может понадобиться прибор для измерения амплитудно-частотных характеристик Х1-38 или ему подобный. Я же использую осциллограф и самодельную приставку (см. ниже).

Первоначально все конденсаторы устанавливаются в положение, соответствующее емкости 30... 50 пФ. Контролируя АЧХ фильтра на экране прибора, вращением конденсаторов в небольших пределах, добиваемся требуемой полосы пропускания. Затем, подстройкой переменных резисторов (использовать только безиндукционные, например, СП4-1) на входе и выходе фильтра, стараемся выровнять вершину АЧХ. Приведенные выше операции, повторяются несколько раз до получения желаемой АЧХ.

Далее, вместо каждой отдельной секции КПЕ, припаиваем заранее проградуированный конденсатор, с помощью которого стараемся оптимизировать АЧХ фильтра. По его шкале определяем емкость постоянного конденсатора и производим замену. Таким образом, все секции КПЕ, поочередно, заменяются конденсаторами постоянной емкости. Точно также поступаем с переменными резисторами, которые впоследствии заменим на постоянные.

Окончательная "доводка" фильтра производится непосредственно по месту, например, в трансивере. После установки фильтра в трансивер возможно потребуется коррекция номиналов этих резисторов, при этом, для оптимального согласования фильтра с выходом смесителя и входом УПЧ, ГКЧ и осциллограф необходимо подключать согласно схемы, приведенной на рис.2.

Рис.2 Подключение кварцевого фильтра для окончательной настройки

По описанной методике было изготовлено несколько фильтров. Хочется отметить следующее. Настройка трех или четырех кристальных фильтров при некотором навыке занимает не более часа, однако с 8-ми кристальными фильтрами затраты времени гораздо выше. При этом, попытки предварительной настройки сначала двух отдельных 4-х кристальных фильтров, а затем их состыковка - оказались бесплодны. Малейший разброс их параметров (а это всегда имеет место) приводит к искажению результирующей АЧХ. Интересно также отметить, что теоретически равные емкости (например, С1=C3, на рис. 1а; С1=С7; C3=С5, на рис.1б) после настройки градуированным КПЕ по оптимальной АЧХ имели заметный разброс.

На мой взгляд, достоинством этой методики, является ее наглядность. На экране прибора хорошо видно каким образом меняется АЧХ фильтра в зависимости от изменения емкости каждого конденсатора. Например, выяснилось, что в отдельных случаях вполне достаточно поменять емкость одного конденсатора (с помощью реле) с тем, чтобы изменить полосу пропускания фильтра без особого ухудшения ее прямоугольности.

Как уже отмечалось выше, для настройки фильтра используется осциллограф С1-77 и переделанная приставка для измерения АЧХ [4].

Почему именно С1-77? Дело в том, что на его боковой стенке имеется разъем, на котором присутствует пилообразное напряжение генератора развертки. Это позволяет упростить саму приставку и исключить из ее схемы генератор пилообразного напряжения (ГПН). Поэтому, отпадает необходимость в дополнительной синхронизации и становится возможным наблюдение стабильной АЧХ при различных длительностях развертки. Очевидно, что можно приспособить и осциллографы других типов, может быть после небольшой доработки.

Поскольку, упрощенная приставка используется только при работе с кварцевыми фильтрами вблизи частоты 8 МГц, то все остальные поддиапазоны из нее были исключены.

Также, в используемой приставке, потребуется немного увеличить выходное напряжение. Для этого достаточно переделать выходной каскад в резонансный. Он должен настраиваться в резонанс каждый раз после того, как к его выходу будет подключаться новый фильтр.

Схема доработанной приставки приводится на рис.3. Из-за вносимых "паразитных" емкостей все соединения между исследуемым фильтром и приставкой следует осуществлять короткими проводниками, длиной не более 10 см.

Рис.3 Приставка к осциллографу для настройки кварцевых фильтров

Литература

1. В.Жалнераускас. Серия статей "Кварцевые фильтры" Журнал "Радио" № 1, 2, 6 1982 г., № 5, 7 1983 г.
2. С.Бунин, Л.Яйленко "Справочник коротковолновика" изд. "Техника" 1984 г.
3. В.Дроздов "Коротковолновые трансиверы" изд. "Радио и связь" 1988 г.
4. Журнал "Радио" №5 1993 г. "Генератор качающейся частоты"

Автор: Ф.Шарапов, RA4PC г.Лениногорск; Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела Узлы радиолюбительской техники. Кварцевые фильтры.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Названа причина сотрясения мозга 30.03.2018 Травмы головы заставляют разные зоны мозга вибрировать с разными частотами, которые и повреждают мозговые ткани. Все знают, что от сильного удара по голове случается сотрясение мозга. Считается, что непосредственная причина сотрясения - столкновение самого мозга с черепом, и это кажется вполне очевидным. Однако на самом деле сотрясение можно получить не только при прямом столкновении с каким-то предметом, но и, например, при сильном и резком повороте головы. Наконец, медики знают, что повреждения при травмах черепа появляются не только на поверхности, но и в глубине мозга; например, при сотрясении может пострадать мозолистое тело - сплетение нервных волокон, соединяющее левое и правое полушария. Словом, механизм сотрясения на самом деле сложнее, чем кажется на первый взгляд, и ученые из Стэнфорда решили разобраться в нем подетальнее. Для этого несколько десятков игроков в американский футбол снабдили акселерометрами и гироскопами, которые крепились к капам - специальным приспособлениям из гибкой пластмассы, надеваемым на зубы, чтобы защитить их от спортивных травм. Игроки в игре постоянно сталкиваются друг с другом, и таких столкновений удалось записать 189 (из которых два закончились настоящим сотрясением мозга). Информацию, которую удалось собрать с акселерометров и гироскопов, проанализировали вместе с данными о состоянии поврежденных мозговых тканей, собранных преимущественно у покойников. Каждый сильный удар по голове заставляет мозг вибрировать с разными частотами; сильнее всего оказываются вибрации с частотой 30 герц. Энергия удара поглощается такими микродвижениями, которые длятся всего лишь доли секунды. Однако чем сильнее удар, тем больше разных колебательных частот возникает в мозге, и повреждения возникают как раз потому, что мозговые зоны, которые находятся рядом, вибрируют с разными частотами. Например, если удар оказался достаточно силен, чтобы человек потерял сознание, мозолистое тело в его мозге будет трястись более частой дрожью, чем то, что вокруг него. Хотя растяжения и сжатия мозговых тканей, трясущихся не в унисон, длятся очень и очень недолго, этого все равно достаточно, чтобы причинить мозгу неприятности.

Другие интересные новости:

▪ Незаметные провода

▪ Углеродные нанотрубки могут оказаться сильным канцерогеном

▪ С экраном на груди

▪ Искусственная древесина из лаборатории

▪ Радиочастотный блок Microchip SST12LF09

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Видеотехника. Подборка статей

▪ статья Протагор Абдерский. Знаменитые афоризмы

▪ статья За что португальский принц Генрих Мореплаватель получил свое прозвище? Подробный ответ

▪ статья Канадская восьмерка. Советы туристу

▪ статья Индикатор уровня воды в радиаторе автомобиля. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Травление железных и медных предметов раствором йода. Химический опыт

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026