Найти в Дзене
Старый радио любитель

Л.Р. Изучение однокристального кварцевого фильтра с транзисторным фазоинвертором.

В статье об однокристальных кварцевых фильтрах я упоминал схему из заметки в журнале Радио №5 за 1972 год. Вот она:

Рис. 1. Из журнала Радио №5 за 1972 год
Рис. 1. Из журнала Радио №5 за 1972 год

Я ее немного изменил, чтобы иметь возможность менять параметры.

Рис. 2.
Рис. 2.

Транзисторы использовал типа 2N3904.

Рис. 3.
Рис. 3.

Первым делом с помощью R1 и R2 установил в точках А и Б напряжения соответственно около +6 В и +2 В. Не подключая кварц и С2 подал на вход напряжение от генератора, а к точкам А и Б подключил щупы осциллографа.

Рис. 4.
Рис. 4.

На частоте 1 МГц на выходе равные по размаху но с противоположными фазами. Повышаю частоту до 10 МГц.

Рис. 5.
Рис. 5.

Размах сигнала остался практически такой же, т.е. этот фазоинвертор достаточно широкополосный.

Подключаю к коллектору VT1 вывод С2 и устанавливаю кварцевый резонатор на частоту 6000 кГц. Кварцы старые, советские, в паяном корпусе, что дает возможность легко снять корпус и менять частоту кварца.

Рис. 6.
Рис. 6.

Не удалось только с помощью С2 получить симметричную характеристику, пришлось покрутить и R2, но результат при сопротивлении нагрузки R4=5 кОм получился отменным. Очень неплохой, для такой простой схемы телеграфный фильтр.

Рис. 7.
Рис. 7.

Оказалось, что с помощью С2 не удается получить точки "бесконечного" затухания и я подключил параллельно С2 конденсатор 20 пФ.

Рис. 8.
Рис. 8.

Удалось получить вот такую АЧХ с крутым низкочастотным скатом и более пологим высокочастотным, но полоса по уровню - 20 дБ осталась такой же, как и на рис. 7.

Теперь нужно подключить параллельно кварц с отличающейся от первого частотой. Пилить? Решил подождать, ведь частоту кварца можно сдвинуть, подключив последовательно с ним конденсатор или катушку. Подключаю конденсатор емкостью 10 пФ, как показано пунктиром на рис. 2.

Рис. 9.
Рис. 9.

АЧХ получилась двугорбая, но очень уж горбы острые.

Рис. 10.
Рис. 10.

Частота первого кварца осталась прежней, ак частота кварца с последовательным конденсатором сдвинулась вверх почти на 1,5 кГц. Но никакой плоской вершины между ними нет, а появился провал более чем на 30 дБ. А ведь для телеграфа такая АЧХ может пригодиться, чтобы подавить мешающий сигнал на близкой частоте. А вот для SSB это не пойдет.

Увеличиваю емкость последовательного конденсатора до 20 пФ, уменьшая сдвиг частоты второго кварца.

Рис. 11.
Рис. 11.

Расстояние между пиками уменьшилось до 800 Гц, а глубина провала между ними стала меньше. Увеличиваю емкость до 47 пФ.

Рис. 12.
Рис. 12.

Пики еще сблизились, а провал стал еще меньше, но ни о какой плоской вершине АЧХ говорить не стоит. Так что ставлю под сомнение слова автора, что с помощью параллельно включения кварцев с разносом частот около 400 Гц можно получить фильтр для приема SSB.

Как мне кажется, разница между частотами должна быть не более 100 Гц, но в этом случае, чтобы получить полосу хотя бы 2 кГц, придется включить аж 20 кварцев параллельно. Овчинка выделки не стоит :)).

Попробовал я и просто включить два кварца параллельно. Вот какие получились АЧХ при разном сопротивлении R2 и неизменной емкостью С2.

Рис. 13.
Рис. 13.

Видно, что максимум АЧХ сдвинулся на 100 Гц выше по сравнению с рис. 8 и полоса пропускания стала уже - около 3,7 кГц

Рис. 14.
Рис. 14.

В этом случае максимум сдвинулся еще выше, а полоса стала шире.

Рис. 15.
Рис. 15.

Возник законный вопрос: а почему бы не включить два кварца в разные плечи моста, второй (с последовательно включенным конденсатором) - вместо С2.

Рис. 16.
Рис. 16.

Первая АЧХ - при емкости конденсатора, включенного последовательно с вторым кварцем 75 пФ.

Рис. 17.
Рис. 17.

Получился хороший телеграфный фильтр с полосой 1,4 кГц по уровню -20 дБ и 2,9 кГц по уровню -25 дБ. Для двух кварцев - более чем :))

Вторая АЧХ при емкости последовательного конденсатора 20 пФ.

Рис. 18.
Рис. 18.

Полоса пропускания по уровню - 30 дБ около 4,4 кГц. Уменьшаю емкость конденсатора до 5 пФ.

Рис. 19.
Рис. 19.

Вот и получился SSB фильтр с полосой по уровню - 6 дБ 2,4 кГц, а по уровню -25 дБ около 6,2 кГц. Для двух кристаллов - очень даже неплохо, это эквивалентно
3-х кристальному лестничному фильтру.

Поставив последовательно два таких фильтра можно, думаю, получить достаточно хороший SSB-фильтр.

Вот такие интересные практические результаты получились.

Всем здоровья и успехов!