Ajuste de filtros de quartzo. Esquema, descrição

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Na literatura de rádio amador [1, 2, 3], vários métodos foram dados para ajustar filtros de quartzo. Todos eles são aproximadamente os mesmos e se resumem à prototipagem preliminar para medir os parâmetros do quartzo e uma quantidade bastante grande de cálculos matemáticos complicados. No entanto, após a edição, a resposta em frequência (AFC) resultante do filtro, via de regra, está muito distante da desejada. Obviamente, a dispersão dos parâmetros dos elementos filtrantes e as capacidades de instalação que são difíceis de levar em conta afetam. Como resultado, muito tempo deve ser gasto na correção da resposta de frequência selecionando as capacitâncias do filtro e os resistores de terminação.

Com base no exposto, surgiu a ideia de abandonar completamente os cálculos. Como seus resultados são imperfeitos e, em vez de prototipar, nos limitamos a verificar o desempenho de, de fato, ressonadores de quartzo (para isso, basta um gerador simples em um único transistor e um osciloscópio) e definir os parâmetros principais do filtro usando capacitores variáveis (CPB).

Fig.1 Filtros de quartzo com capacitâncias "paralelas"

As setas AA e BB mostram a segunda opção para ativar o KPI. Os resistores R1, R4 (0 ... 300 Ohm) são instalados na presença de grandes emissões na resposta de frequência. O capacitor C4 * é selecionado na faixa de 0 a 30 pF.

Para minimizar o número de capacitores, foram escolhidos circuitos de filtro contendo apenas capacitâncias paralelas, Fig.1. Como os filtros são simétricos (em relação à entrada-saída), foi possível usar KPIs duplos de receptores de transmissão com capacitância de 12 a 495 pF. Além disso, você precisará de mais um capacitor variável de seção única pré-calibrado em pF.

A configuração do filtro se resume ao seguinte

Para sintonizar, você pode precisar de um dispositivo para medir as características de frequência de amplitude X1-38 ou similar. Eu uso um osciloscópio e um prefixo caseiro (veja abaixo).

Inicialmente, todos os capacitores são colocados em uma posição correspondente a uma capacitância de 30 ... 50 pF. Ao controlar a resposta de frequência do filtro na tela do dispositivo, girando os capacitores dentro de pequenos limites, alcançamos a largura de banda necessária. Então, ajustando os resistores variáveis (use apenas os não indutivos, por exemplo, SP4-1) na entrada e saída do filtro, tentamos equalizar o topo da resposta de frequência. As operações acima são repetidas várias vezes até que a resposta de frequência desejada seja obtida.

Além disso, em vez de cada seção individual do KPI, soldamos um capacitor pré-calibrado, com o qual tentamos otimizar a resposta de frequência do filtro. Em sua escala, determinamos a capacitância de um capacitor constante e fazemos uma substituição. Assim, todas as seções do KPI, por sua vez, são substituídas por capacitores de capacitância constante. Fazemos o mesmo com resistores variáveis, que mais tarde substituiremos por constantes.

O "acabamento" final do filtro é feito diretamente no local, por exemplo, no transceptor. Depois de instalar o filtro no transceptor, pode ser necessário corrigir os valores desses resistores, enquanto para uma ótima correspondência do filtro com a saída do mixer e a entrada do IF, o GKCH e o osciloscópio devem ser conectados de acordo com o diagrama mostrado na Fig. 2.

Ajustando os filtros de quartzo
Fig.2 Conectando um filtro de quartzo para ajuste final

Vários filtros foram feitos de acordo com o método descrito. Eu gostaria de observar o seguinte. Configurar três ou quatro filtros de cristal com alguma habilidade não leva mais que uma hora, mas com 8 filtros de cristal o tempo é muito maior. Ao mesmo tempo, as tentativas de pré-configurar primeiro dois filtros separados de 4 cristais e, em seguida, encaixá-los - acabaram sendo infrutíferas. A menor dispersão de seus parâmetros (e isso sempre ocorre) leva a uma distorção da resposta de frequência resultante. Também é interessante notar que capacitâncias teoricamente iguais (por exemplo, C1=C3, na Fig. 1a; C1=C7; C3=C5, na Fig. 1b) após o ajuste com um KPI graduado de acordo com a resposta de frequência ideal teve um propagação perceptível.

Na minha opinião, a vantagem desta técnica é a sua visibilidade. Na tela do dispositivo, você pode ver claramente como a resposta de frequência do filtro muda dependendo da mudança na capacitância de cada capacitor. Por exemplo, descobriu-se que, em alguns casos, é suficiente alterar a capacitância de um capacitor (com a ajuda de um relé) para alterar a largura de banda do filtro sem muita deterioração em sua quadratura.

Como observado acima, um osciloscópio S1-77 e um prefixo convertido para medir a resposta em frequência são usados para ajustar o filtro [4].

Por que C1-77? O fato é que em sua parede lateral há um conector no qual há uma tensão dente de serra do gerador de varredura. Isso permite que você simplifique a própria fixação e exclua o gerador de tensão dente de serra (SPG) de seu circuito. Portanto, não há necessidade de sincronização adicional e torna-se possível observar uma resposta de frequência estável em vários tempos de varredura. Obviamente, outros tipos de osciloscópios podem ser adaptados, talvez com um pouco de refinamento.

Como o prefixo simplificado é usado apenas ao trabalhar com filtros de quartzo perto da frequência de 8 MHz, todas as outras subbandas foram excluídas dele.

Além disso, no set-top box usado, você precisará aumentar ligeiramente a tensão de saída. Para fazer isso, basta converter o estágio de saída em um ressonante. Ele deve ser ajustado para ressonância toda vez que um novo filtro for conectado à sua saída.

O esquema do anexo modificado é mostrado na Fig. 3. Devido às capacitâncias "parasitárias" introduzidas, todas as conexões entre o filtro em estudo e a fixação devem ser feitas com condutores curtos, com comprimento não superior a 10 cm.

Fig.3 Anexo ao osciloscópio para configurar filtros de quartzo

Literatura

1. V. Zalnerauskas. Uma série de artigos "Filtros de quartzo" Revista "Rádio" No. 1, 2, 6 1982, No. 5, 7 1983
2. S. Bunin, L. Yaylenko "Manual da onda curta", ed. "Técnica" 1984
3. V. Drozdov "Transceptores de ondas curtas" ed. "Rádio e comunicação" 1988
4. Revista "Rádio" Nº 5 1993 "Gerador de frequência de varredura"

Autor: F. Sharapov, RA4PC, Leninogorsk; Publicação: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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