Четырехдиапазонный полосовой фильтр на готовых катушках.

Цель этой статьи - рассказать начинающему радиолюбителю, как можно изготовить и наладить входной полосовой фильтр для КВ приемника.

Одной из проблем радиолюбителя, имеющего желание сделать КВ-приемник или трансивер, является отсутствие катушек для изготовления входных диапазонных полосовых фильтров или полосовых фильтров передатчика. Если до начала 2000-х эта проблема легко решалась за счет старых радиоприемников и телевизоров, то теперь этот источник иссяк. Но свято место пусто не бывает. Теперь вместо свалки можно зайти на Али. А так как этот источник пока неиссякаем :), то я решил попробовать сделать четырехдиапазонный полосовой фильтр на катушках с Али. Их можно купить, например, здесь: https://aliexpress.ru/item/1005002687918770.html?spm=a2g2w.productlist.0.0.31bb372aeMyxCt&sku_id=12000021721285370

Рис. 1. Катушки на Али.

Продается их там много в разных места, по разным ценам. И катушки разные: есть с бОльшей индуктивностью (2.1-6.3 мкГн), есть с меньшей - (0.6-1.7 мкГн), а есть катушки УКВ. Для фильтров полосы частот 2,9 - 10,2 МГц я выбрал катушки с максимальной индуктивностью 6,3 мкГн, которые имеют 26 витков и ферритовый подстроечник. В описании почему-то диапазон их применения указан от 25 до 100 МГц. Не представляю, как их в этом диапазоне применять :), если на частоте 10,1 МГц емкость конденсатора контура равен всего 45 пФ.

Рис. 2. Катушечки с Али.

Рис. 3. Катушки крупным планом.

Для монтажа я взял гетинаксовую плату с отверстиями 90х70 мм - это самый бюджетный :) вариант - по 30 р/шт.

Рис. 4. Гетинаксовые платы.

Если есть денюжка :), то можно взять стеклотекстолитовые односторонние или двухсторонние платы, но они в 4-5 раз дороже.

Рис. 5. Односторонняя стеклотекстолитовая плата.

Рис. 6. Двухсторонняя.стеклотекстолитовая плата.

Теперь схема с номиналами конденсаторов.

Рис. 7. Схема полосовых фильтров диапазонов 10, 7,0, 3,5, и 3,0 МГц.

Все фильтры двухконтурные. Входные катушки связи имеют два витка провода ПЭЛ 0,15, катушки связи на выходе имеют 5 витков такого же провода. Такое соотношение витков входных и выходных катушек связи позволяет компенсировать потери в фильтрах и, даже, получить небольшое усиление. Чтобы реализовать такую возможность, нужно собрать эмиттерный повторитель (на рисунке - справа), который имеет относительно высокое входное и низкое выходное сопротивление. Я использую его, так как для настройки фильтров у меня есть прибор NanoVNA, входное и выходное сопротивление которого равно 50 Ом. Для питания эмиттерного повторителя я использовал один литий-ионный аккумулятор, а транзистор можно использовать любой высокочастотный структуры n-p-n, например КТ315, КТ312, КТ316, КТ3102 и т.д. Если поменять полярность питания, то можно использовать и p-n-p транзисторы: КТ361, КТ3107, П416, ГТ308 и т.д.

Рис. 8. Внешний вид платы фильтров.

Я сделал выводы катушек связи и пометил выводы общего провода точками. Следует иметь в виду, что к общему проводу желательно подсоединять тот вывод контурной катушки, к которому подходит провод от верхнего витка. В верхней части катушки наматывают и катушку связи.

Рис. 9.

У катушки связи полярность выводов не имеет значения. Обратите внимание, что на схеме емкость некоторых конденсаторов составлена из двух или трех параллельно соединенных конденсаторов. Можно взять и один конденсатор, емкость которого равна их сумме. Также вместо подстроечных конденсаторов можно установить постоянные, но диапазон перестройки контуров только с помощью ферритового сердечника может оказаться недостаточной.

Преимуществом использования стандартных катушек является то, что если соблюсти величину емкостей конденсаторов, то настройка примерно попадет в диапазон и останется подстроить по максимуму громкости сердечники катушек.

Теперь о параметрах фильтров.

Рис. 10. Настройка фильтров с помощью NanoVNA.

Рис. 11. АЧХ фильтра диапазона 10 МГц.

Графики АЧХ получены с помощью программы NanoVNA Saver 0.3.9. Эта программы позволяет также проводить анализ фильтров.

Рис. 12. Результат анализа АЧХ фильтра 10 МГц

Рис. 13. АЧХ фильтра диапазона 7,0 МГц.

Маркеры на графике показывают центральную частоту и частоты на уровне -6 дБ от максимума.

Рис. 14. АЧХ фильтра диапазона 7,0 МГц.

Рис. 15. АЧХ фильтра диапазона 10 МГц.

Рис. 16. Результат анализа АЧХ фильтра 3,5 МГц

Рис. 17. АЧХ фильтра диапазона 3,0 МГц.

Рис. 18. Результат анализа АЧХ фильтра 3,0 МГц

Как видно из АЧХ, ослабление сигналов за полосой пропускания фильтров не менее 30 дБ.

Теперь еще немного о конструкции. Конечно, не хватает экранов для катушек, но ничего такого на Али я обнаружить не смог. Если есть возможность, то можно сделать экраны в виде полосок медной фольги или фольгированного стеклотекстолита между отдельными фильтрами и сделать еще общий экран в виде коробочки, которая накроет всю плату. Имейте в виду, что после установки экранов (не забудьте соединить их с общим проводом), частоты контуров фильтров немного уплывут вверх по частоте и их придется подстроить.

По своему опыту скажу, что экранировка необходима для достижении максимальных параметров, а в обычном приемнике начального уровня вполне можно обойтись и без экранов.

Гораздо важнее как осуществить переключение фильтров. Простейший и наиболее хороший способ - использование реле, например, типа РЭС49. Но они дороги и достать их трудновато. В 90-х я достал герконы, намотал на них катушки управления и все работало очень неплохо. Можно осуществлять коммутацию с помощью pin-диодов (КД409). Есть и специализированные микросхемы, в которых собраны несколько ключей на полевых транзисторах. У меня есть FST3125, где как раз 4 таких ключа. Есть еще очень интересная микросхемка SN74LVC1G3157. Это практически электронное реле.

Рис. 19. Внутренняя архитектура SN74LVC1G3157.

Прекрасный вариант, тем более, что у меня они есть. Но они в корпусе SOT-23, а их я даже в очках и за лупой вижу с трудом :). Но будем работать!

Всем здоровья и успехов!