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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Ajuste de filtros de quartzo. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Nós de equipamento de rádio amador. Filtros de quartzo Os rádios amadores me abordaram repetidamente com pedidos para compartilhar sua experiência na instalação de filtros de quartzo, mas não tive pressa em fazê-lo, porque muitos artigos sensatos sobre esse assunto já foram publicados em periódicos. Depois de ler vários deles novamente, você chega à conclusão de que deve homenagear o trabalho de seus autores e agradecê-los, pois em cada artigo há algo depois de lido que você pode dizer: viva para sempre e aprenda. No entanto, junto com a gratidão, várias perguntas permanecem sempre sem resposta. Muitas vezes nos artigos você encontra a frase: "Um filtro de quartzo é mais fácil de configurar usando traçadores de curva (por exemplo, X1-38, X-1-48, SK-4-59, etc.). Claro, se eles são, então a configuração do filtro é simples. Mas isso se você tiver o dispositivo apropriado e até mesmo as instruções para isso. Caso contrário, a palavra "simples" rapidamente se transformará em seu oposto "difícil". Portanto, este artigo se concentra na configuração um filtro de quartzo usando os dispositivos mais simples. Alguns artigos omitem informações sobre o tipo de filtro que está sendo configurado (ladder, bridge, monolítico), descrevendo regras gerais de configuração. Porém, cheguei à conclusão de que cada um deles, junto com os comuns, também possui características próprias. Vamos começar configurando o filtro tipo ladder (Fig. 1).
A experiência mostra que: - o filtro é obtido com os melhores parâmetros se todos os quartzos tiverem as frequências de ressonância em série mais próximas possíveis (±10 Hz). No entanto, não se preocupe se essa condição não for viável, pois um bom filtro é obtido mesmo com espaçamento de frequência de até 1 kHz [1]; - é melhor selecionar os quartzos incluindo-os no oscilador de referência do dispositivo no qual se pretende utilizar este filtro, e utilizar a frequência mais baixa deles diretamente no oscilador de referência. Neste caso, os elementos de sintonia do gerador não devem ser tocados; - o filtro deve ser ajustado diretamente no dispositivo "nativo"; - se os quartzos tiverem frequências desiguais, devem ser colocados na seguinte sequência: a frequência mais alta deve ser definida primeiro na entrada, e todas as subsequentes - alternadamente da esquerda para a direita, por classificação, com diminuição da frequência; - devem ser utilizados recipientes de pequeno porte, com coeficiente mínimo de temperatura de capacidade (TKE) com precisão não inferior a ± 1,5%. Mas não se desespere se não houver nenhum, porque no processo de configurá-los você ainda precisa pegá-los. Na maioria dos casos, durante o processo de sintonia, até 90% dos contêineres são substituídos por outras denominações (ainda que próximas); - é melhor usar filtro de quartzo (retirado, por exemplo, de filtros de fábrica desmontados). Assim, a partir de quatro filtros para uma frequência de 10,7 MHz (tipo FP2P-325-10700M-15), você pode montar quatro filtros ladder de oito cristais (esses filtros possuem quatro pares de quartzo com as mesmas frequências) com diferentes, mas próximos Frequências de 10,7 MHz. Normalmente, vários radioamadores fazem isso (geralmente 4 pessoas) com um filtro cada. O mais experiente deles seleciona quatro conjuntos de quartzo da mesma frequência, depois o quartzo com um mínimo. fica com o scatter para si mesmo e devolve o resto para seus amigos (ou vice-versa?!). Com um pouco menos de sucesso, o quartzo gerador também pode ser usado. Em casa, um filtro de quartzo pode ser ajustado de três maneiras. No primeiro caso, você deve usar (exceto para o dispositivo sintonizado) como dispositivo auxiliar outro transceptor com balança digital, no segundo caso - GSS (gerador de sinal padrão) e um medidor de frequência (com frequência limite superior a pelo menos o frequência mais baixa do seu dispositivo sintonizado, por exemplo 1,9 MHz). O medidor de frequência mede a frequência do GSS ou a frequência do GPA do dispositivo em estudo. No terceiro caso, um oscilador local de quartzo é usado para uma das frequências de operação (um GSS ou outro transceptor sem balança digital), e uma balança digital é necessária no dispositivo que está sendo sintonizado. Em todos os três casos, um sinal de RF da faixa operacional é fornecido à entrada do dispositivo que está sendo sintonizado. Nos dois primeiros casos, a frequência fornecida é alterada lentamente na banda de transparência do filtro de quartzo, enquanto se fazem leituras do medidor S em unidades relativas e as registram na tabela a cada 200 Hz. Em seguida, de acordo com a tabela, são construídos gráficos (resposta em frequência). As leituras do medidor S são plotadas verticalmente e a frequência é plotada horizontalmente. Ao conectar os pontos marcados no gráfico com uma linha de interpolação (média), obtemos a resposta de frequência - a característica amplitude-frequência do novo filtro. No terceiro caso, tudo é feito da mesma forma, apenas o próprio aparelho sintonizado é sintonizado em frequência, fazendo leituras diretamente de sua balança digital e S-meter ao mesmo tempo. Nesse caso, o filtro "recém-feito", via de regra, possui: - uma via diferente da exigida; - irregularidade na parte superior da resposta de frequência; - suave (e às vezes com emissões) inclinação inferior da resposta de frequência. No futuro, o filtro será configurado nas três direções acima em ordem de prioridade. No primeiro estágio de sintonia (ajuste bruto), deve-se obter uma largura de banda do filtro de até 2,4 kHz substituindo os capacitores um por um, começando pela entrada do filtro, e removendo a resposta de frequência. Tenha em mente o seguinte: - se forem instaladas capacitâncias adicionais paralelas ao quartzo (especialmente as extremas) e seu valor for aumentado (até um certo limite), a largura de banda do filtro diminuirá. Um efeito semelhante será observado com um aumento nas capacitâncias dos capacitores que vão para o gabinete. Com uma diminuição nos valores dessas capacitâncias, o efeito oposto será observado. Esta propriedade é usada para estreitar a largura de banda do filtro de cristal no modo CW. Assim, a largura de banda pode ser reduzida para 0,8 kHz. Com o estreitamento da banda, a atenuação do filtro na banda de transparência aumenta acentuadamente (para obter baixa atenuação no filtro CW, deve-se usar ressonadores com fator Q pelo menos uma ordem de grandeza maior que o fator Q do filtro ); - a magnitude das “saltos” e quedas na parte superior da resposta de frequência (linearidade da característica) dependerá não apenas do tamanho das capacitâncias selecionadas, mas também do valor da resistência dos resistores de carga instalados na entrada e saída do filtro. À medida que sua resistência diminui, a linearidade da característica melhora, mas a atenuação na banda passante do filtro aumenta; - se não for possível obter inclinação suficiente da inclinação inferior, deve-se instalar quartzo semelhante aos usados no filtro em paralelo com os resistores de carga e, de todos os quartzos disponíveis, deve-se selecionar a frequência mais baixa ou sua frequência deve ser reduzido ligando a indutância em série. Ao selecionar o número de voltas dessa indutância, você pode alterar a inclinação da inclinação inferior; - a configuração do filtro deve ser repetida várias vezes. Se no último estágio de sintonia não for possível obter uma resposta de frequência aceitável, deve-se tentar ajustar a frequência de ressonância sequencial de quartzos individuais. Para isso, um capacitor é instalado em série com o quartzo, e ao selecionar este capacitor, a geração é obtida na frequência do quartzo restante. Se isso não ajudar (e pode acontecer se a diferença entre as frequências das ressonâncias paralela e em série do quartzo for pequena), o quartzo deve ser substituído. O quartzo no filtro deve ser colocado em uma corrente, protegendo cuidadosamente a entrada da saída. A Figura 2 mostra a resposta em frequência do receptor CF “TURBO-TEST”, tomada em diferentes valores de capacitância do capacitor. -
Agora algumas dicas práticas para configurar um filtro de cristal em ponte. Esse filtro é mostrado na Figura 4. As bobinas L1 e L2 contêm 2x10 voltas de fio com diâmetro de 0,31 mm; anéis de ferrite do filtro FP2A-325-10,700 M-15 são usados como núcleos. A largura de banda do filtro é de 2,6 kHz.
Se você tiver um filtro passa-baixas (2...6 MHz), ele geralmente será mais estreito do que o necessário, e se um filtro passa-altas (8...10 MHz) for de banda muito larga. No primeiro caso, é necessário expandir a largura de banda conectando-se aos indutores de quartzo superiores ou inferiores (Fig. 4), que devem ser selecionados experimentalmente. No segundo caso, para reduzir a largura de banda, é necessário conectar capacitores trimmer em paralelo com os ressonadores (semelhantes a bobinas). O quartzo no filtro deve ser selecionado com uma precisão de 50 Hz (frequência de ressonância em série), e as frequências de todos os ressonadores superiores devem ser iguais e diferir dos inferiores (também iguais) em 2 ... 3 kHz. Se apenas quartzos da mesma frequência estiverem disponíveis, você pode alterar a frequência dos quartzos apagando a camada de prata do cristal (aumentar a frequência) ou sombreando com um lápis (diminuir). Mas a prática mostra que a estabilidade dos parâmetros de tal filtro ao longo do tempo deixa muito a desejar. Resultados mais estáveis são obtidos ajustando a frequência conectando um capacitor de sintonia em série com o quartzo. Após o ajuste, é aconselhável substituir o capacitor por uma capacitância constante de mesmo valor. Com uma largura de banda de filtro grande, uma queda (atenuação) pode aparecer no meio de sua resposta de frequência. Deve-se dizer que sua profundidade depende em grande parte da resistência dos resistores R1 e R2. Seu valor pode variar de centenas de ohms (com largura de banda de 3 kHz) em frequências de 8...10 MHz a vários quilo-ohms em frequências mais baixas e com largura de banda de filtro menor. Na fabricação de um filtro ponte, deve-se prestar muita atenção à simetria de seus braços, bem como aos enrolamentos dos transformadores nele incluídos e, claro, à blindagem cuidadosa da entrada da saída. Mais detalhes sobre filtros ponte podem ser encontrados em [2]. Literatura 1. Goncharenko I. Filtros ladder em ressonadores desiguais. - Rádio, 1992, nº 1, p. 18. Autor: V.Rubtsov (UN7BV), Cazaquistão, Astana, área "Tselinny"; Publicação: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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Comentários sobre o artigo: Gennady Tendo feito quartzo em 9996000+; -100Hz, montei um receptor simples de ganho direto e recebo um sinal padrão de frequência com estimativa de 4 a uma distância de 800 km do RWM. O frequencímetro e o osciloscópio fixam perfeitamente o intervalo de transmissão do sinal não modulado. E ele vem mexendo desde a publicação do esquema com regeneração de Polyakov. Se pessoas afins estiverem interessadas em gratuitamente, posso dar 4 quartzos extras agora para esta frequência. Com uv. Gennady.
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