Для начинающего радиолюбителя. Расчет и изготовление полосового фильтра на 28 МГц. Практика.

Итак, в предыдущей статье я сделал расчет и смоделировал полосовой фильтр на 28 МГц.

Напомню его схему.

Рис. 1.

Контурные катушки содержат по 11 витков провода 0,8 мм и наматывались на хвостовике сверла 5 мм.

Рис. 2.

С одного края после намотки я промазал катушку прозрачным клеем Кристалл и положил сушиться. В принципе, промазать стоит всю катушку, но я подумал, что может придется уменьшить ее индуктивность путем раздвигания витков. Как оказалось, что, хотя расчет и оказался очень близок к практике, но стоило бы увеличить количество витков до 12, или даже до 13.

Как я писАл, контурные конденсаторы С1 и С3 я составил из двух параллельно включенных конденсаторов: постоянной емкости 47 пФ и подстроечного с максимальной емкостью 60 пФ. Подстроечные конденсаторы от дядюшки Ху.

Рис. 3. С сайта https://aliexpress.ru/

Как видите, конденсаторы не дорогие и их максимальная емкость от 5 до 120 пФ. Работают они нормально, но нужно найти подходящую отвертку для вращения ротора. Я использую маленькую с плоским жалом, хотя шлиц на конденсаторе крестообразный.

Чтобы показать, как меняется АЧХ в зависимости от емкости конденсатора С2, я использовал подстроечный конденсатор с небольшой максимальной емкостью (около 12 пФ). Я эти конденсаторы купил лет 5 тому назад у дядюшки Ху, но сейчас не смог найти.

Рис. 4.

Когда катушки высохли, я на намазанной клеем части намотал катушки связи из 3-х витков провода ПЭЛ 0,15. Вывод контурной катушки, рядом с которым намотана катушка связи, должен быть соединен с общим проводом. Собрал фильтр на макетке, оставив немного места для эмиттерного повторителя, который я собираюсь там собрать.

Рис. 5.

Подключаю NanoVNA/

Рис. 6.

Оказалось, что при максимальной емкости подстроечных конденсаторов в контурах, минимальная частота фильтра немного не дотягивает до 28 МГц, поэтому я добавил параллельно конденсаторам 47 пФ еще по конденсатору 10 пФ.

Емкость С2 установил на минимум - 1 пФ.

Рис. 7.

Увеличиваю емкость С2 до 2 пФ.

Рис. 8.

Ёмкости С1 и С3 я не подстраивал, и частота максимума сдвинулась вниз по частоте.

При емкости С2=4 пФ вершина АЧХ стала плоской.

Рис. 9.

И нижняя частота вершины АЧХ сдвинулась еще более вниз. Полоса пропускания по уровню -0,5 дБ составила 1,34 МГц.

Ещё увеличиваю емкость С2, до 7 пФ.

Рис. 10.

На вершине АЧХ появилась впадина, а полоса пропускания по уровню -1 дБ составила 2,39 МГц - больше чем нам нужно (1,5 МГц).

Теперь подстраиваю контурные конденсаторы и уменьшаю емкость С2. И получилась отличная АЧХ.

Рис. 11.

Полоса получилась немного больше, почти 1,9 МГц, но это не критично, так как ширина диапазона 2 МГц.

Теперь можно подключит эмиттерный повторитель.

Рис. 12

Использование эмиттерного повторителя, обладающего высоким входным сопротивлением, позволяет снимать сигнал не с катушки связи или части витков контурной катушки, а с полного контура. И это, за счет того, что сопротивление катушки связи намного меньше, чем сопротивление контура, а напряжение сигнала на контуре оказывается значительно выше, чем на катушки связи. Это дает возможность с помощь. эмиттерного повторителя не только скомпенсировать потери в фильтре, но и получить усиление по напряжению.

Рис. 13.

Но подключение даже маленькой емкости С4 изменяет АЧХ.

Рис. 14.

Корректирую емкости подстроечных конденсаторов.

Рис. 15.

АЧХ получилась даже лучше, чем без эмиттерного повторителя, и полоса практически точно соответствует заданной, и неравномерность в полосе пропускания минимальная, около 0,5 дБ.

Въедливый читатель, глядя на рисунок спросит: "А где же хотя бы небольшое усиление? Видны только потери около 5 дБ." Все очень просто: сопротивление в эмиттере транзистора имеет сопротивление 470 Ом (предполагаю подключить к нему обмотку ШПТЛ на входе смесителя), а входное сопротивление моей NanoVNA - 50 Ом. Поэтому между выходом эмиттерного повторителя и входом анализатора я включил добавочный резистор, на котором и рассеялась часть сигнала.

Теперь еще несколько слов о конструкции. Если нет подстроечных конденсаторов 60 пФ, то можно все сделать и без них. Намотайте катушку 12 витков, вместо конденсатора 47 пФ установите стандартный 100 пФ, С2 возьмите тоже стандартный 5 пФ. Настройка ведется путем раздвигания витков катушки.

Если у вас есть катушка 0,3 мкГн с ВЧ-подстроечным сердечником, то используйте контурный конденсатор 75 или 82 пФ, а настройку ведите подстроечными сердечниками. При ввинчивании сердечника резонансная частота контура будет уменьшаться.

Бывают катушки с латунными или алюминиевыми сердечниками. Они тоже подойдут, только при ввинчивании сердечника частота контура будет повышаться.

Для наладки потребуется градуированный генератор 25 - 35 МГц, причем точность градуировки может быть не высокой - около 100 кГц, а выходное напряжение около 0,5 В. И, конечно, ВЧ-пробник к вашему мультиметру. Тут особая точность не имеет особого значения, нам нужно настроиться на максимум при частоте около 28,5 кГц.

Если вам кажется, что все это трудновато, то используйте один контур с эмиттерным повторителем - для начала и это пойдет.

Всем здоровья и успехов!