Кварцевые полосовые фильтры, часть 4

28 июня 2021

Кварцевые фильтры, которые до сих пор рассматривались в этом блоге (см часть 1, часть 2 и часть 3), вполне пригодны для построения телеграфных и SSB-трансиверов. Однако назвать их пределом совершенства нельзя. Вносимые потери могли бы быть ниже, а полоса по уровню -60 dB — уже. Для первого нам понадобятся более добротные кварцы, а для достижения второго их нужно использовать в большем количестве.

На eBay было заказано два пакетика с кварцевыми резонаторами, 100 штук на 9 МГц в корпусе HC-49S (6.9$) и 100 штук на 12 МГц в корпусе HC-49U (10.5$). Кварцы на 12 МГц оказались так себе, с разбросом добротности от 75 000 до 110 000. А вот кварцы на 9 МГц оказались крайне удачными, с добротностью от 120 000 до 160 000.

Так в среднем выглядят измеренные параметры последних:

C0 = 2.7 pF
Lm = 37.022 mH
Cm = 8.450 fF
Rm = 13.9 Ohm
Q = 150_000

Фильтры было решено делать по той же схеме, что в прошлый раз, только с большим числом кварцев:

Схема кварцевых полосовых фильтров для телеграфа и SSB

Номиналы конденсаторов были определены при помощи LTspice.

Кварцы на этот раз подбирались при помощи анализатора спектра, по резонансной частоте последовательно включенного кварца, как ранее мы делали для измерения Rm. Мне показалось, что так мерить правильнее, чем измерять частоту генератора по схеме G3UUR. Ведь в фильтрах кварцы используются именно как последовательные LC-контуры (реактивное сопротивление C0 типично составляет порядка 3-9 кОм, и его можно не учитывать). Кроме того, анализатор спектра позволяет на глаз оценить добротность по S21 и сразу отбросить плохие кварцы.

Фильтры были изготовлены на кусочках фольгированного текстолита 2x5 см:

Самодельные кварцевые фильтры для телеграфа и SSB

А вот их АЧХ:

АЧХ самодельных кварцевых фильтров

Оба фильтра получились с первого раза и не требовали подстройки. SSB-фильтр имеет вносимые потери 1.9 dB, полосу пропускания 2100 Гц и полосу 3950 Гц по уровню -60 dB. Вносимые потери CW-фильтра составили 5.1 dB. Его полоса пропускания — 380 Гц, а полоса по уровню -60 dB — 1400 Гц. Оба фильтра хорошо согласованы с 50 Ом. Интересно, что полученные характеристики практически идентичны тому, что предсказывала модель в LTspice.

Результатом я очень доволен. Пока что, это лучшие фильтры, которые мне доводилось делать.

Дополнение: Кварцевый фильтр с изменяемой полосой

Метки: , , .