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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Filtro de quartzo para SSB. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Nós de equipamento de rádio amador. Filtros de quartzo Como você sabe, o excitador SSB é bastante simplificado se você usar um filtro de quartzo sintonizado em uma frequência acima de 1 MHz. Na Fig. A Figura 1 mostra o diagrama de um filtro com quatro cristais de quartzo. Ao operar em frequências de até 2-3 MHz, esse filtro permite suprimir a segunda banda lateral até 40-50 dB. O circuito do filtro é extremamente simples, e se um amador tiver à disposição cinco ou seis cristais de quartzo na mesma frequência, qualquer um pode fazê-lo.
Antes de fazer um filtro, é necessário selecionar o quartzo para ele. Para selecionar o quartzo, você precisa montar um dispositivo, cujo diagrama de blocos é mostrado na Fig. 2. Neste dispositivo, a frequência do oscilador de cristal, no qual está instalado um dos quartzos destinados ao filtro, é comparada com a frequência do oscilador de faixa, e a adequação do quartzo é determinada pelas batidas recebidas.
O dispositivo GSS-6 é usado como gerador de alcance. É possível montar um gerador especial de alcance estreito para esta finalidade, que sobrepõe a largura de banda do futuro filtro com alguma margem. Pode não ter graduações, mas é necessária estabilidade de alta frequência. O oscilador de cristal pode ser montado de acordo com qualquer esquema. Para obter batidas, qualquer estágio conversor em uma lâmpada multi-grade é usado. A tensão é fornecida à grade heteródina da lâmpada do conversor a partir de um oscilador de quartzo e à grade de controle - a tensão de saída do gerador de faixa. Um resistor de cerca de 200 kΩ está incluído no circuito anódico da lâmpada. Se houver um osciloscópio, a frequência de batimento é determinada a partir de figuras de Lissajous usando um gerador de som graduado. Se não houver osciloscópio, você pode usar outro conversor e determinar a igualdade da frequência de batimento e a frequência do gerador de som por zero batimentos entre eles. A fabricação do filtro deve começar medindo a diferença de frequência entre as ressonâncias serial e paralela em cada um dos quartzos disponíveis. As medições devem ser feitas diversas vezes, tentando determinar as frequências de ressonância com precisão de 10-20 Hz. Assim, de acordo com o diagrama mostrado na Fig. 1, foi possível fazer um filtro com banda passante suficiente para SSB, a diferença de frequência entre ambas as ressonâncias para todos os quartzos deve ser superior a 1000 Hz. Geralmente esta condição é satisfeita. Caso contrário, é necessário reduzir a capacidade do suporte de quartzo, se possível, ou montar o filtro de acordo com um esquema diferente. Em seguida, é necessário, utilizando o mesmo dispositivo (Fig. 2), verificar a ausência de ressonâncias parasitas perceptíveis em todos os quartzos mais próximos que 20-30 kHz do principal. Se houver ressonâncias parasitas, mas elas forem expressas mais fracas que a principal em 20 dB ou mais, e também não coincidirem em frequência entre os diferentes cristais de quartzo, elas não deteriorarão o desempenho do filtro. Agora você precisa separar dois quartzos que tenham frequências iguais de ressonâncias em série e sintonizar os outros dois em uma frequência mais alta ou mais baixa. Não há uma boa maneira de diminuir a frequência do quartzo em condições amadoras. Uma delas é serrar ranhuras nas faces laterais. Neste caso, contudo, a estabilidade térmica do quartzo deteriora-se e podem aparecer ressonâncias parasitas. É melhor aumentar a frequência do quartzo. Se forem metalizados, isso é conseguido apagando cuidadosamente parte do revestimento metálico (uniformemente em toda a área) com uma borracha vermelha comum (chamada de tinta). Para não quebrar o quartzo ao apagar o revestimento metálico, ele deve ser colocado sobre uma superfície plana e dura. Se o quartzo não for metalizado, é necessário aumentar a frequência lixando seu plástico com a lixa mais fina (mícron). Você precisa lixar movendo a placa ao longo da lixa, mas não vice-versa. Deve-se lembrar que às vezes 2-3 movimentos da placa na lixa são suficientes para aumentar a frequência do quartzo em 1000 Hz. No processo de reestruturação dos ressonadores de quartzo, é necessário monitorar a frequência de sua ressonância em série com a maior freqüência possível. Para obter um filtro com largura de banda ideal para operação em SSB (2600 Hz), é necessário sintonizar as ressonâncias sucessivas de dois cristais de quartzo para 1800 Hz. Neste caso, antes da sintonia, o quartzo deve ter uma separação de ressonâncias seriais e paralelas de pelo menos 2000 Hz. Se, como resultado das medições feitas no início, for constatado que o espaçamento de ressonância é inferior a 2000 Hz, mas superior a 1000 Hz, o quartzo é sintonizado para 0,9 vezes o espaçamento de frequência. A largura de banda do filtro neste caso será inferior a 2500 Hz, mas ainda suficiente para que a inteligibilidade da fala transmitida não seja afetada. A bobina do filtro L1 é colocada em um núcleo do tipo SB-3 e possui uma derivação no ponto médio. Para que as duas metades do enrolamento fiquem o mais iguais possível, e isso é muito importante, o enrolamento é feito em dois fios, e a seguir a extremidade de um deles é conectada ao início do outro, obtendo-se assim o terminal intermediário. O valor da indutância L1 deve ser tal que, com uma capacitância do capacitor C3 igual a 15-20 pF, o circuito resultante seja sintonizado na frequência média da banda passante do filtro. Não é possível indicar os dados exatos do enrolamento da bobina L1, pois a frequência média pode ser diferente. O filtro é montado sobre uma placa de material isolante, colocando o quartzo de forma que à esquerda e à direita da bobina L1 haja um quartzo com maior frequência (na Fig. 1, quartzo Kv1 e Kv4 com maior frequência, e Kv1 e Kv3 com frequência mais baixa). Os capacitores trimmer C1 e C2, mostrados na Fig. 1, não estão conectados no primeiro estágio de configuração do filtro. Fixação filtro montado é produzido da seguinte forma. A tensão é fornecida à entrada do filtro a partir de um gerador de faixa (GSS-6 ou outro), e um voltímetro ou receptor de tubo sensível é conectado à saída, conforme mostrado na Fig. 3. Se um receptor for usado como um indicador, para poder obter a resposta de frequência do filtro, você precisará colocar um atenuador de passo na entrada do receptor e calibrar seu S-meter.
Ao usar o dispositivo GSS-6 como gerador de faixa, você pode determinar a atenuação de seus atenuadores, mantendo um nível de sinal constante na entrada do receptor. Em qualquer caso, é necessário poder medir atenuações de 0 a 60 dB com uma precisão de 1-2 dB. O filtro de cristal deve ser compatível com o oscilador e o indicador. Os resistores R1 e R2 são usados para correspondência (ver Fig. 3). O valor da resistência do resistor R2 deve ser igual à impedância característica do filtro. Se a impedância de saída do gerador de faixa for suficientemente baixa, os resistores R1 e R3 devem ser ajustados com a mesma resistência, caso contrário, a resistência R1 deve ser correspondentemente menor que R2. Como a impedância característica do filtro não é conhecida antecipadamente, R2 = 2 com é inicialmente tomado. O resistor R3 está desacoplado, portanto sua resistência deve ser sempre significativamente maior que a do R2. Tendo conectado instrumentos ao filtro, a resposta de frequência do filtro é medida ponto por ponto na faixa de ±5 kHz a partir do meio da banda passante. Ao selecionar alternadamente o capacitor de filtro C3 e os resistores R1 e R2, garantimos que a característica na banda passante se torne o mais plana possível. Pequenas quedas de 1-2 dB são aceitáveis. As inclinações da largura de banda neste estágio de ajuste serão bastante planas. Para aumentar sua inclinação, pequenos capacitores são conectados em paralelo com cristais de alta frequência. Neste caso, entretanto, “caudas” aparecem em ambos os lados da banda passante do filtro – aumentos suaves em sua resposta de frequência, reduzindo a supressão da segunda banda lateral. Para obter as inclinações mais íngremes possíveis com um valor aceitável de “caudas”, primeiro conecte apenas um dos capacitores shunt de quartzo, por exemplo, C1. O valor da capacitância do capacitor é selecionado de forma que a atenuação nas “caudas” seja 40-45 dB maior do que na banda passante. Isto geralmente é conseguido com uma capacitância Ci de 5-10 pF. Em seguida, ligue o capacitor C2, conseguindo uma redução no tamanho das “caudas”. A capacitância C2 deve ser aproximadamente 3-5 pF menor que C1. Um filtro bem ajustado deve ter quatro pontos de atenuação "infinitos" na característica: dois acima e dois abaixo da banda passante. As "caudas" localizadas acima da largura de banda em frequência devem ter o mesmo tamanho. Se, após selecionar os capacitores C1 e C2, a característica do filtro na banda passante ficar menos plana, é necessário selecionar novamente os resistores R1 e R2. Isso conclui a configuração do filtro. Resta incluí-lo na tela e verificar novamente a resposta em frequência. A inclinação de alta frequência da banda passante de um filtro no qual são utilizados os mesmos cristais acaba sendo mais acentuada, por isso é melhor formar a banda lateral inferior usando tal filtro, obtendo a superior ao converter a frequência nos estágios subsequentes. A atenuação do filtro na banda passante é de cerca de 10 dB. Isto deve ser levado em consideração ao projetar o excitador. A Figura 4 mostra as características de um filtro na frequência de 2 MHz, sintonizado conforme método descrito. Sua resistência característica acabou sendo 1000 Ohms, indutância L1 - 265 μH, capacitância C3 - 56 pF, C1 - 12 pF, C2 - 9 pF. O espaçamento de frequência dos quartzos Kv2, Kv3 e Kv1, Kv4 é de 1800 Hz.
Em conclusão, deve-se lembrar que na excitatriz em que o filtro fabricado irá operar, a impedância de saída do modulador balanceado e a impedância de entrada da cascata que segue o filtro devem ser puramente ativas e iguais à impedância característica do filtro. Literatura 1. Plonsky A.F. Piezoquartz em tecnologia de comunicação, Gosenergoizdat, M-L., 1951. Autor: G. Zverev; Publicação: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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