Кварцевый фильтр на одном кристалле.

В довоенную эпоху в приемниках начали применять однокристальные кварцевые фильтры. Кварцы тогда были редки и достаточно дороги, так как изготавливались из природных кристаллов кварца, а их еще найти нужно было.

Именно такой фильтр был применен в Hammarlund HQ-120 — легендарном профессиональный высококачественный радиоприёмник, разработанный и производимый шведской фирмой Hammarlund Manufacturing Company. Выпуск модели HQ-120 осуществлялся в период с конца 1940-х вплоть до начала 1950-х годов.

Как написано в инструкции к приемнику, "Кристаллический фильтр, включенный в «HQ-120-X», является выдающейся разработкой HAMMARLUND. В отличие от большинства других кристаллических фильтров, этот имеет пять диапазонов селективности."

Рис. 1. Из Manual Hammarlund_HQ120 HF Reciever

В анодную цепь лампы первого каскада ПЧ включен контур L1C1, настроенный на частоту ПЧ. С ним связан другой контур L2,C2,C3, также настроенный на ПЧ, причем С2 и С3 образуют виртуальную среднюю точку, соединенную с общим проводом. На верхнем и нижнем выводах катушки L2 сигнал имеет противоположную фазу и проходит через кварцевый кристалл и конденсатор С4 и складывается на контуре, включенном в сетку лампы второго каскада УПЧ и состоящем из L3 и С5. Последовательно с катушкой с помощью переключателя П1.1 могут подключаться резисторы, которые снижают добротность контура и меняют полосу пропускания. В крайнем левом положении переключателя П1.1 связанный с ним переключатель П1.2 замыкает накоротко кварцевый резонатор.

Не смотря на простоту, фильтр показывает хорошие результаты.

Рис. 2. Из Manual Hammarlund_HQ120 HF Reciever

Конечно, в большей степени это телеграфный фильтр (кривая 5 на рис. 2), при этом его полоса по уровню -20 дБ менее 1 кГц, а по уровню -40 дБ - менее 3 кГц. Для приема SSB фильтр не очень-то годится, так как АЧХ не имеет плоской вершины, которую можно получить только в более сложных дифференциальных фильтрах.

Конденсатор С4 (рис. 1) позволяет в некоторых пределах менять форму АЧХ, делая более крутым один из ее скатов, а также получить одну точку "бесконечного затухания".

Об таком фильтре можно прочитать в прекрасной книге "Справочник радиолюбителя коротковолновика" С.Г. Бунина и Л.П. Яйленко (1978 год). Там же приведены разные виды АЧХ, в зависимости от емкости нейтрализующего конденсатора.

Рис. 3. Из книги "Справочник радиолюбителя коротковолновика" С.Г. Бунина и Л.П. Яйленко (1978 год)

Когда емкость конденсатора Сн равна статической емкости резонатора Со (плюс емкость монтажа), мост сбалан­сирован по ВЧ, и частотная характеристика фильтра практически симметрична (рис. 3 б). При отсутствии баланса в характеристике появляется частота бесконечного затухания. Полезная особенность однокристального мостового фильтра — возможность перемещать частоту бесконечного затухания выше или ниже резонансной частоты, что позволяет «вырезать» узкополосную помеху.

Все хорошо, но катушки ...... Этот факт беспокоил многих радиолюбителей. А ведь что требуется: всего-навсего подавать на кварцевый резонатор и конденсатор Сн противофазные сигналы. И вот в пятом номере журнала Радио за 1972 год в разделе "За рубежом" появилась коротенькая заметка.

Рис. 4. Из журнала Радио №5 за 1972 год

В этой схеме роль фазоинвертора играет каскад на Т1. И действительно, фазы сигнала на эмиттере и коллекторе транзистора имеют противоположные фазы.

Рис. 5.

Да, сигналы противофазны, но не равны по амплитуде. Выравняем.

Рис. 6.

Еще одной особенностью данной схемы является использование нескольких кварцевых резонаторов с частотами, отличающимися на несколько сот Герц, чтобы получить АЧХ с плоской вершиной для приема SSB.

Вопрос только в том, где взять такие кварцы, видимо пилить придется :)).

Посмотрим на практике, что это дает.

Всем здоровья и успехов!