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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Os principais parâmetros do disco EMF a uma frequência de 500 kHz. Data de referência
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Materiais de referência Os filtros eletromecânicos surgiram há mais de quarenta anos, mas ainda são utilizados em equipamentos de comunicação e, em particular, em projetos de rádio amador. Um dos principais criadores de EMFs domésticos, Konstantin Aleksandrovich Shulgin (U500DA), fala nas páginas da revista sobre as principais características dos filtros mais comuns com frequência nominal de 3 kHz. A prioridade do seu trabalho nesta área é assegurada por uma dezena de certificados de direitos de autor e patentes de sete países estrangeiros (incluindo os EUA). O artigo apresenta dados sobre filtros eletromecânicos (EMFs) produzidos comercialmente com ressonadores de disco na frequência nominal de 500 kHz. Atualmente, são encontrados em três modificações de corpo: cilíndrico com diâmetro de 14 mm, cilíndrico com diâmetro de 11 mm, retangular com largura de 11 e altura de 12,5 mm (excluindo pinos). O comprimento do corpo é determinado pelo número de ressonadores de disco incluídos no sistema oscilatório mecânico do filtro. Os parâmetros desses CEM (eles são divididos em quatro grupos de acordo com as características funcionais) estão resumidos na tabela.
A largura de banda EMF mostrada na tabela é medida em um nível de -6 dB. Para todos os filtros, a atenuação na banda passante não excede 15 dB, e a irregularidade da atenuação na banda passante para o primeiro grupo de EMF não excede 6 dB, e para todos os outros - 3 dB. O coeficiente de quadratura K é a proporção das bandas passantes do filtro nos níveis - 60 e - 6 dB. O coeficiente de temperatura da frequência EMF não excede 15·10-6 na faixa de temperatura de -60 a -30°С e 10·10-6 na faixa de -30 a +85°С. Para o segundo intervalo de temperatura em valor absoluto não será superior a 0,5 Hz por grau. As resistências de entrada e saída de todos os EMFs são determinadas sintonizando seus circuitos com a frequência média do filtro. A frequência média dos filtros projetados para isolar uma banda lateral não é padronizada e é mostrada na tabela apenas para referência. A resistência de carga do filtro deve ser pelo menos 3...5 vezes a sua resistência de saída. Todos os filtros são selados. Eles podem ser usados em temperaturas ambientes de -60 a +85°C e pressão atmosférica de até 10 mm Hg. Arte. O artigo preserva os símbolos dos filtros que os desenvolvedores lhes atribuíram e que usam há muitos anos. Nessas designações são utilizadas as seguintes abreviaturas: EMF - filtro eletromecânico; D - disco; P - retangular; C - cilíndrico; o número com a letra P é o número de ressonadores ativos no sistema oscilatório mecânico do filtro; 500 - frequência nominal (kHz); um número com a letra H, B ou C - a largura de banda (kHz) e sua posição em relação à frequência nominal (menor, maior ou simétrica, respectivamente). As designações dos filtros do quarto grupo contêm adicionalmente, separada por um hífen, a combinação T85, indicando a temperatura de controle de temperatura (não indicada na tabela por questões de brevidade). O número de discos N contidos no filtro é fornecido na tabela para que seja possível avaliar a natureza do EMF e determinar seu comprimento. Por exemplo, consideremos o quarto filtro do terceiro grupo - EMFDP-5R-500 0,5N. Com base na designação, pode-se dizer o seguinte. Trata-se de um filtro eletromecânico, de disco, de formato retangular. Seu sistema oscilatório contém 5 ressonadores ativos, a frequência nominal é de 500 kHz, a largura de banda é de 500 Hz e está localizado abaixo da frequência nominal. O primeiro grupo de CEM destina-se a sistemas de comunicação de banda lateral única e outros equipamentos eletrônicos. Seu corpo é cilíndrico com diâmetro de 14 mm. As pétalas são soldadas nas extremidades da caixa, que servem para “aterrá-la” (Fig. 1). A entrada e a saída do filtro não estão conectadas galvanicamente à carcaça. Os cabos das bobinas são feitos na forma de segmentos de fio rígido com diâmetro de 0,8 mm. Quando instalados em equipamentos, podem ser dobrados, mas com cuidado para não danificar as buchas.
Todos os filtros deste grupo 9 são ressonadores, simétricos, ou seja, sua entrada e saída possuem os mesmos parâmetros. A entrada é geralmente considerada o lado do EMF a partir do qual seu símbolo começa. A resistência ativa das bobinas é de 105 ±10 Ohms, a capacitância dos capacitores conectados é de 60...100 pF. As resistências de entrada e saída são de 20±5 kOhm, o fator de qualidade dos circuitos é de cerca de 10. Os filtros considerados são interessantes porque foram os primeiros CEM domésticos introduzidos na produção em massa como produtos de ampla aplicação. A fábrica que leva seu nome foi a primeira a dominar sua produção. N. G. Kozitsky (Leningrado) em 1961. No verão de 1962, aniversário, o 5º “EMF-D-500-ZV” foi produzido com as devidas honras, que os operários da fábrica apresentaram ao autor deste artigo. O segundo grupo de CEM inclui filtros criados para equipamentos especiais. Todos eles são de 11 discos, simétricos. Dentre eles, vale destacar um conjunto de EMFs de banda estreita para bandas passantes de 0,3 a 1,5 kHz (desenvolvidos em 1962). Eles diferem de outros filtros porque, para aumentar a resistência mecânica do sistema oscilatório, a conexão entre seus ressonadores ativos é feita de acordo com um esquema complexo no qual são utilizados ressonadores de disco desafinados (“passivos”). As dimensões gerais dos filtros são mostradas na Fig. 2. Seus parâmetros de entrada e saída são iguais aos dos filtros do primeiro grupo.
O terceiro grupo de EMFs é uma gama unificada de filtros para ampla aplicação em bandas passantes de 0,3 a 35 kHz. Os filtros nele incluídos são projetados para montagem em circuito impresso, portanto seu invólucro possui formato retangular (Fig. 3). A caixa EMF com 11 discos tem comprimento de 62 mm, com 9 e 7 discos - 54 mm, com 5 discos - 47 mm.
A resistência ativa das bobinas deste grupo de CEM é de 50 ± 5 Ohms, a capacitância dos capacitores é de 60...150 pF. Para facilitar a coordenação com circuitos de transistores, é feita uma derivação de parte das voltas das bobinas. Como resultado, a entrada e a saída de dados EMF possuem três pinos cada. A entrada está marcada com um ponto. Os capacitores são conectados aos pinos 1 - 3 e 4 - 6. Entre esses mesmos pinos, a resistência total de entrada e saída do EMF é medida. É igual a 16±5 kOhm. A resistência de entrada entre os pinos 1 e 2 é de 20,6 kOhm, a resistência de saída entre os pinos 4 e 5 é de 0,5 ±0,15 kOhm. Deve-se ter em mente que tal solução é privada. Portanto, não deve ser excluída a possibilidade de inclusão completa de filtros no circuito através dos pinos 1 - 3 e 4 - 6. Os filtros do quarto grupo EMF (Fig. 4) foram desenvolvidos para equipamentos que operam em uma ampla faixa de temperatura. Destinam-se ao uso em equipamentos termostatizados (t=85°C). Na tabela, seus parâmetros correspondem exatamente a esta temperatura.
Todos os filtros contêm 11 discos e têm o mesmo comprimento e diâmetro. As larguras de banda dos CEM de banda estreita incluídos neste grupo variam de 0,3 a 1,1 kHz. Os demais filtros possuem bandas passantes de 3 a 7,8 kHz e são caracterizados por maior seletividade. Assim como no terceiro grupo, suas bobinas são feitas com torneira. A entrada do filtro possui 3 pinos, a saída possui 4. O último pino é feito da carcaça e não possui bucha. Em termos de parâmetros de entrada e saída, esses filtros são idênticos aos retangulares. Na realidade, a maioria dos filtros de todos os grupos possuem parâmetros melhores que os indicados na tabela. Várias empresas, incluindo desenvolvedores, produziram EMFs de disco, ligeiramente diferentes daqueles considerados em termos de largura de banda, número de ressonadores, frequência nominal, impedância de entrada e saída, design externo, etc. os materiais por eles recomendados especialmente desenvolvidos para CEM, as propriedades seletivas (com igual número de ressonadores ativos), bem como o coeficiente de temperatura e frequência para tais CEM devem ser semelhantes aos indicados no artigo. Com o tempo, alguns departamentos e empresas mudaram os nomes dos CEM que produziam. Como resultado, os mesmos filtros com nomes diferentes ainda são comuns no uso diário, o que pode causar algumas dificuldades. Detenhamo-nos brevemente nesta questão. De acordo com a tabela de preços do Ministério da Indústria Eletrônica, os CEM do terceiro grupo foram renomeados. As novas designações não mostram o número de ressonadores ativos e movem a letra que indica a localização da banda passante em relação à frequência nominal. Está colocado logo depois dela. Por exemplo, o filtro EMFDP-9R-500-2,75V foi renomeado para EMFDP-500V-2,75. Esses filtros são bastante difundidos entre os rádios amadores. As designações dos CEM incluídos no primeiro grupo não mudaram. Não há filtros do segundo e quarto grupos na tabela de preços. Aproximadamente 12 a 13 anos atrás, foi introduzido um novo sistema de símbolos departamentais, unificado para quatro grupos de EMFs (OST 11 206 801-87). Os símbolos dos filtros neste sistema consistem nos seguintes elementos: o primeiro elemento - as letras FEM (filtro eletromecânico); a segunda é uma figura que caracteriza o filtro de acordo com o tipo de ressonadores utilizados; terceiro - número de registro; quarto - um número igual à frequência nominal do filtro em kHz; quinto - um número igual à largura de banda em kHz; sexto - as letras H, B ou C, indicando a posição da banda passante em relação à frequência nominal; o sétimo é um número que indica o tipo de conversor, e o oitavo é a letra B, indicando a versão do filtro para todos os climas. Há um hífen entre o 2º e o 3º, o 3º e o 4º, o 4º e o 5º e o 6º e o 7º elementos. O número 1 do segundo elemento mostra que os ressonadores são halteres, 2 - disco, 3 - diapasão, 4 - placa, 5 - cilíndrico. No sétimo elemento, o número 1 corresponde aos transdutores eletromagnéticos, 2 aos piezocerâmicos, 3 aos magnetostritivos, 4 aos combinados. O sistema considerado permite avaliar de forma inequívoca o EMF do disco existente e, tendo em conta as suas dimensões globais, determinar todos os dados do filtro utilizando este artigo. Por exemplo, o filtro FEM2-045-500-2.75V-3 é equivalente ao filtro EMFDP-500-2,75V e pertence ao terceiro grupo de CEM. Vários CEM com as marcações mais recentes são fornecidos no livro de referência de A. I. Ladik e A. I. Stashkevich "Produtos de equipamentos eletrônicos. Dispositivos piezoelétricos e eletromecânicos", publicado em 1993 pela editora "Radio and Communications". Infelizmente, não há informações suficientes sobre EMFs de disco para obter uma visão completa de filtros específicos. Se você encontrar um CEM com algo incompreensível escrito ou sem marcações, tente avaliar você mesmo suas características. Para resolver o problema, você precisa de um GSS com baixa resistência de saída (50...75 Ohms), um milivoltímetro de alta frequência (MVL) com alta resistência de entrada e dois capacitores variáveis de 100 pF cada. Também é aconselhável ter um frequencímetro. Conecte tudo como mostrado na Fig. 5.
Desligue a modulação do gerador, defina o nível da portadora para cerca de 1 V. Defina a capacitância inicial dos capacitores C1 e C2 para 60...70 pF. A seguir, alterando a frequência de sintonia do gerador na área da frequência nominal esperada, encontre a resposta do filtro e, usando capacitores, ajuste os circuitos EMF para a leitura máxima do MVL. Então, tão detalhadamente quanto os instrumentos que você usa permitirem, meça a resposta de frequência do filtro ponto por ponto. Permitirá avaliar o filtro levando em consideração a forma e o tamanho de seu corpo, descobrir a qual grupo de CEM descrito no artigo ele pertence e determinar seus parâmetros. Autor: K. Shulgin (U3DA)
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