|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Filtro de cristal del transceptor. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / radiocomunicaciones civiles Un filtro de cristal es, como saben, "la mitad de un buen transceptor". Este artículo presenta el diseño práctico de un filtro de cuarzo de doce cristales de la selección principal para un transceptor y decodificador de alta calidad para una computadora, lo que le permite configurar este y cualquier otro filtro de banda estrecha. Recientemente, en los diseños de aficionados, los filtros de tipo escalera de ocho cristales de cuarzo hechos en los mismos resonadores se utilizan como filtro de selección principal. Estos filtros son relativamente fáciles de fabricar y no requieren grandes costos de material. Se han escrito programas informáticos para su cálculo y simulación. Las características de los filtros cumplen plenamente con los requisitos para la recepción y transmisión de señales de alta calidad. Sin embargo, con todas las ventajas, estos filtros también tienen un inconveniente significativo: cierta asimetría en la respuesta de frecuencia (pendiente plana de baja frecuencia) y, en consecuencia, un factor de cuadratura bajo. La carga de trabajo de los radioaficionados determina requisitos bastante estrictos para la selectividad de un transceptor moderno en el canal adyacente, por lo que el filtro de selección principal debe proporcionar una atenuación fuera de la banda de paso de al menos 100 dB con un factor de cuadratura de 1,5-1,8 (a -6 /-90 dB niveles). Naturalmente, las pérdidas y la respuesta de frecuencia desigual en la banda de paso del filtro deben ser mínimas. Guiado por las recomendaciones establecidas en [1], se eligió como base un filtro de escalera de diez cristales con una característica de Chebyshev con una respuesta de frecuencia irregular de 0,28 dB. Para aumentar la inclinación de las pendientes, se introdujeron circuitos adicionales paralelos a la entrada y salida del filtro, que consisten en condensadores y resonadores de cuarzo conectados en serie. Los parámetros de los resonadores y del filtro se calcularon según el método descrito en [2]. Para un ancho de banda de filtro de 2,65 kHz, se obtuvieron los valores iniciales С1,2 = 82,2 pF, Lkv = 0,0185 H, RH = 224 Ohm. El circuito de filtro y los valores calculados de las clasificaciones de capacitores se muestran en la fig. 1.
El diseño utiliza resonadores de cuarzo para decodificadores PAL de televisión a una frecuencia de 8,867 MHz, fabricados por VNIISIMS (Alexandrov, región de Vladimir). La repetibilidad estable de los parámetros del cristal, sus pequeñas dimensiones y bajo costo jugaron su papel en la elección. La selección de la frecuencia de los resonadores de cuarzo para ZQ2-ZQ11 se realizó con una precisión de ±50 Hz. Las mediciones se llevaron a cabo utilizando un autooscilador de fabricación propia y un frecuencímetro industrial. Los resonadores ZQ1 y ZQ12 para circuitos paralelos se seleccionan de otros lotes de cristales con frecuencias respectivamente por debajo y por encima de la frecuencia fundamental del filtro en aproximadamente 1 kHz. El filtro se ensambla en una placa de circuito impreso hecha de lámina de fibra de vidrio de doble cara de 1 mm de espesor (Fig. 2).
La capa superior de metalización se usa como un cable común. Los agujeros en el lado de la instalación del resonador están avellanados. Las cajas de todos los resonadores de cuarzo están conectadas a un cable común mediante soldadura. Antes de instalar las piezas, la PCB del filtro se suelda en una caja chapada en estaño con dos cubiertas extraíbles. Además, en el lado de los conductores impresos, se suelda una pantalla-tabique, que pasa entre los conductores de los resonadores a lo largo de la línea axial central del tablero. En la fig. 3 muestra el diagrama de cableado del filtro. Todos los capacitores en el filtro son KD y KM.
Después de que se hizo el filtro, surgió la pregunta: ¿cómo medir su respuesta de frecuencia con la máxima resolución en casa? Se utilizó un ordenador doméstico con la posterior verificación de los resultados de la medida mediante el trazado de la respuesta en frecuencia del filtro por puntos utilizando un microvoltímetro selectivo. Para ver la respuesta de frecuencia del filtro a -100 dB, el generador debe tener un nivel de ruido lateral por debajo del valor especificado y el detector debe tener una buena linealidad con un rango dinámico máximo de al menos 90 ... 100 dB. Por este motivo, se sustituyó el generador de ruido por un generador de barrido convencional (Fig. 4).
Se toma como base el circuito de un oscilador de cuarzo [4], en el que la densidad espectral de potencia relativa del ruido es - 165 dB / Hz. ¡Esto significa que la potencia de ruido del generador con una desafinación de 10 kHz en una banda de 3 kHz es menor que la potencia de la oscilación principal del generador en 135 dB! El código fuente ha sido ligeramente modificado. Entonces, en lugar de transistores bipolares, se usan transistores de efecto de campo, y un circuito que consta de un inductor L1 y varicaps VD1 - VD2 se conecta en serie con un resonador de cuarzo ZQ5. La frecuencia del oscilador se sintoniza en relación con la frecuencia del cuarzo dentro de los 5 kHz, que es suficiente para medir la respuesta de frecuencia de un filtro de banda estrecha. El resonador de cuarzo en el generador es similar al del filtro.En el modo de generador de frecuencia de barrido, el voltaje de control a los varicaps VD2 - VD5 se suministra desde un generador de voltaje de diente de sierra hecho en un transistor de unión simple VT2 con un generador de corriente en VT1 . Para la sintonización manual de la frecuencia del generador, se utiliza una resistencia de múltiples vueltas R11. El chip DA1 funciona como amplificador de voltaje. La tensión de control sinusoidal concebida originalmente tuvo que abandonarse debido a la desigual velocidad de paso del MCF en diferentes tramos de la respuesta de frecuencia del filtro, y para conseguir la máxima resolución, se redujo la frecuencia del generador a 0,3 Hz. El interruptor SA1 selecciona la frecuencia del generador de "sierra": 10 o 0,3 Hz. La desviación de frecuencia del GKCH se establece mediante una resistencia de sintonización R10. El diagrama esquemático del bloque detector se muestra en la fig. 5. La señal de la salida del filtro de cuarzo se aplica a la entrada X2 si el circuito L1C1C2 se usa como carga de filtro. Si las medidas se realizan en filtros cargados con resistencia activa, este circuito no es necesario. Luego, la señal de la resistencia de carga se aplica a la entrada X1 y el conductor que conecta la entrada X1 al circuito se retira de la placa de circuito impreso del detector.
Un seguidor de fuente con un rango dinámico de más de 90 dB en un potente transistor de efecto de campo VT1 iguala la resistencia de carga del filtro y la impedancia de entrada del mezclador. El detector está hecho de acuerdo con el esquema de un mezclador balanceado pasivo basado en transistores de efecto de campo VT2, VT3 y tiene un rango dinámico de más de 93 dB. Las puertas combinadas de los transistores a través de los circuitos P C17L2C20 y C19L3C21 reciben voltajes sinusoidales antifase de 3 ... 4 V (rms) del oscilador de referencia. El oscilador de referencia del detector, realizado en el chip DD1, tiene un resonador de cuarzo con una frecuencia de 8,862 MHz. La señal de baja frecuencia formada en la salida del mezclador se amplifica unas 20 veces mediante un amplificador en el chip DA1. Dado que las tarjetas de sonido de las computadoras personales tienen una entrada de impedancia relativamente baja, se instala un potente amplificador operacional K157UD1 en el detector. La respuesta de frecuencia del amplificador se ha ajustado para que por debajo de 1 kHz y por encima de 20 kHz haya una caída de ganancia de aproximadamente -6 dB por octava. El oscilador está montado en una placa de circuito impreso hecha de lámina de fibra de vidrio de doble cara (Fig. 6). La capa superior de la placa sirve como cable común, los orificios para los conductores de las partes que no tienen contacto con ella están avellanados. El tablero está soldado en una caja de 40 mm de alto con dos tapas removibles. La caja está hecha de hojalata.
Los inductores L1, L2, L3 se enrollan en marcos estándar con un diámetro de 6,5 mm con recortadores de hierro carbonílico y se colocan en pantallas. L1 contiene 40 vueltas de cable PEV-2 0,21, L3 y L2 - 27 y 2+4 vueltas de cable PELSHO-0,31, respectivamente. La bobina L2 se enrolla encima de L3 más cerca del extremo "frío". Todos los choques son estándar - DM 0,1 68 μH. Resistencias fijas MLT, sintonizadas R6, R8 y R10 tipo SPZ-38. Resistencia multivuelta - PPML. Condensadores permanentes - KM, KLS, KT, óxido - K50-35, K53-1. El establecimiento del GKCH comienza con el establecimiento de la señal máxima en la salida del generador de voltaje de diente de sierra. Al controlar la señal en el pin 6 del chip DA1 con un osciloscopio, las resistencias de ajuste R8 (ganancia) y R6 (compensación) establecen la amplitud y la forma de la señal que se muestra en el diagrama en el punto A. Al seleccionar la resistencia R12, se logra una generación estable sin ingresar al modo de limitación de señal. Al seleccionar la capacitancia del capacitor C14 y ajustar el circuito L2L3, el sistema oscilatorio de salida se sintoniza en resonancia, lo que garantiza una buena capacidad de carga del generador. El recortador de bobina L1 establece los límites de sintonización del oscilador entre 8,8586 y 8,8686 MHz, lo que cubre marginalmente la banda de respuesta de frecuencia del filtro de cuarzo probado. Para garantizar la sintonización máxima del GKCH (al menos 10 kHz) alrededor del punto de conexión L1, VD4, VD5, se retira la capa superior de la lámina. Sin carga, la tensión sinusoidal de salida del generador es de 1 V (rms). La unidad del detector está hecha en una placa de circuito impreso hecha de fibra de vidrio recubierta con lámina de doble cara (Fig. 7). La capa superior de lámina se utiliza como cable común. Los agujeros para las conexiones de las partes que no tienen contacto con un cable común están avellanados. El tablero está soldado en una caja de hojalata de 35 mm de alto con tapas removibles. Su resolución depende de la calidad de fabricación del accesorio.
Las bobinas L1-L4 contienen 32 vueltas de hilo PEV-0,21, enrolladas vuelta a vuelta en marcos de 6 mm de diámetro. Recortadores en bobinas de núcleos blindados SB-12a. Todos los choques tipo DM-0,1. Inductancia L5 - 16 μH, L6, L8 - 68 μH, L7 - 40 μH. El transformador T1 está enrollado en un circuito magnético de ferrita anular 1000NN de tamaño K10x6x3 mm y contiene 7 vueltas en el devanado primario, 2x13 vueltas de cable PEV-0,31 en el secundario. Todas las resistencias de sintonización - SPZ-38. Durante la sintonización previa del bloque, un osciloscopio de alta frecuencia controla la señal sinusoidal en las puertas de los transistores VT2, VT3 y, si es necesario, ajusta las bobinas L2, L3. Bobina de ajuste L4, la frecuencia del oscilador de referencia se elimina por debajo del ancho de banda del filtro en 5 kHz. Esto se hace para reducir la cantidad de diversas interferencias que reducen la resolución del dispositivo en el área de trabajo del analizador de espectro. El oscilador está conectado a un filtro de cuarzo a través de un circuito oscilatorio coincidente con un divisor capacitivo (Fig. 8).
Durante la sintonización, esto le permitirá obtener una atenuación baja y una ondulación en la banda de paso del filtro. El segundo circuito oscilatorio coincidente, como ya se mencionó, se encuentra en el accesorio del detector. Después de ensamblar el circuito de medición y conectar la salida del decodificador (conector X3) a la entrada de micrófono o línea de la tarjeta de sonido de una computadora personal, iniciamos el programa analizador de espectro. Hay varios programas de este tipo. El autor utilizó el programa SpectraLab v.4.32.16, ubicado en: cityradio.narod.ru/utilJties.html. El programa es fácil de usar y tiene excelentes características. Entonces, lanzamos el programa "SpektroLab" y, al ajustar las frecuencias del GKCH (en modo de control manual) y el oscilador de referencia en el accesorio del detector, establecemos el pico del espectrograma GKCh en alrededor de 5 kHz. Además, al equilibrar el mezclador del accesorio del detector, el pico del segundo armónico se reduce al nivel de ruido. Después de eso, el modo GKCh se activa y la respuesta de frecuencia tan esperada del filtro bajo prueba aparece en el monitor. Primero, se enciende la frecuencia oscilante de 10 Hz y, ajustando la frecuencia central con R11, y luego la banda oscilante R10 (Fig. 4), establecemos una "imagen" aceptable de la respuesta de frecuencia del filtro en tiempo real. Durante las mediciones, al ajustar los circuitos de adaptación, se logra una ondulación de banda de paso mínima. Además, para lograr la máxima resolución del dispositivo, activamos la frecuencia de oscilación de 0,3 Hz y establecemos el número máximo posible de puntos de transformada de Fourier (FFT, autor 4096..8192) y el valor mínimo del parámetro promedio (Averaging, autor 1) en el programa. Dado que la característica se dibuja en varias pasadas del GKCh, se activa el modo de voltímetro de pico de almacenamiento (Hold). Como resultado, en el monitor obtenemos la respuesta de frecuencia del filtro bajo estudio. Usando el cursor del mouse, obtenemos los valores digitales necesarios de la respuesta de frecuencia obtenida en los niveles requeridos. En este caso, no hay que olvidar medir la frecuencia del oscilador de referencia en el accesorio del detector, para luego obtener los valores reales de las frecuencias de los puntos de respuesta en frecuencia. Después de evaluar la "imagen" inicial, las frecuencias de la resonancia en serie ZQ1n ZQ12 se ajustan, respectivamente, a las pendientes inferior y superior de la respuesta de frecuencia del filtro, logrando una cuadratura máxima de -90 dB. En conclusión, al usar la impresora, obtenemos un "documento" completo para el filtro fabricado. Como ejemplo, en la fig. 9 muestra el espectrograma de la respuesta de frecuencia de este filtro. Allí también se muestra el espectrograma de la señal GKCH. La irregularidad visible de la pendiente izquierda de la respuesta de frecuencia en el nivel de -3 ... -5 dB se elimina reorganizando los resonadores de cuarzo ZQ2-ZQ11.
Como resultado, obtenemos las siguientes características de filtro: banda de paso -6 dB - 2,586 kHz, desigualdad de respuesta de frecuencia en la banda de paso - menos de 2 dB, factor de cuadratura -6 / niveles de -60 dB - 1,41; por niveles -6/-80 dB - 1,59 y por niveles -6/-90 dB - 1,67; atenuación en la banda - menos de 3 dB, y detrás de la banda - más de 90 dB. El autor decidió comprobar los resultados obtenidos y midió punto por punto la respuesta de frecuencia del filtro de cuarzo. Para las mediciones se requería un microvoltímetro selectivo con un buen atenuador, que era un microvoltímetro del tipo HMV-4 (Polonia) con una sensibilidad nominal de 0,5 μV (al mismo tiempo fija bien las señales con un nivel de 0.05 μV) y un atenuador de 100 dB. Para esta opción de medición se armó el esquema que se muestra en la Fig. 10. XNUMX. Los circuitos coincidentes en la entrada y salida del filtro están cuidadosamente protegidos. Los cables de conexión blindados son de buena calidad. Los circuitos de "tierra" también están cuidadosamente hechos.
Cambiando suavemente la frecuencia del GKCH con la resistencia R11 y cambiando el atenuador en 10 dB, tomamos las lecturas del microvoltímetro, pasando por toda la respuesta de frecuencia del filtro. Usando los datos de medición y la misma escala, construimos un gráfico de la respuesta de frecuencia (Fig. 11).
Debido a la alta sensibilidad del microvoltímetro y al bajo ruido lateral del GKCH, las señales al nivel de -120 dB están bien fijadas, lo que se refleja claramente en el gráfico. Los resultados de la medición fueron los siguientes: -6 dB de ancho de banda - 2,64 kHz; respuesta de frecuencia desigual - menos de 2 dB; -6/-60 dB relación de cuadratura es 1,386; por niveles -6/-80 dB - 1,56; por niveles -6/-90 dB - 1,682; por niveles -6/-100 dB - 1,864; atenuación en la banda - menos de 3 dB, detrás de la banda - más de 100 dB. Algunas diferencias entre los resultados de la medición y la versión para computadora se explican por la presencia de errores de conversión de digital a analógico que se acumulan cuando la señal analizada cambia en un amplio rango dinámico. Cabe señalar que los gráficos anteriores de la respuesta de frecuencia del filtro de cuarzo se obtuvieron con una cantidad mínima de trabajo de sintonización y con una selección más cuidadosa de los componentes, las características del filtro se pueden mejorar notablemente. El circuito oscilador propuesto se puede utilizar con éxito para medir la selectividad de una sola señal, así como para medir el rango dinámico de los transceptores hasta 110...120 dB. Este dispositivo se puede utilizar con éxito para evaluar los indicadores de calidad de la ruta de FI de los transceptores, el funcionamiento de AGC y detectores. Al aplicar la señal del oscilador al detector, en la salida del decodificador a la PC obtenemos la señal del oscilador de baja frecuencia de la frecuencia oscilante, con la que puede ajustar fácil y rápidamente cualquier filtro y cascada. de la ruta de baja frecuencia del transceptor. No es menos interesante utilizar el accesorio detector propuesto como parte del indicador panorámico del transceptor. Para ello, conecte un filtro de cuarzo con un ancho de banda de 8...10 kHz a la salida del primer mezclador. Además, la señal recibida se amplifica y se aplica a la entrada del detector. En este caso, puedes observar las señales de tus corresponsales con niveles de 5 a 9 puntos con buena resolución. Literatura
Autor: G.Bragin (RZ4HK)
Cuero artificial para emulación táctil.
15.04.2024 Arena para gatos Petgugu Global
15.04.2024 El atractivo de los hombres cariñosos.
14.04.2024
▪ El carácter de un hombre no depende de sus hermanos y hermanas. ▪ Bajo la mirada de la máquina ▪ Robots en lugar de astronautas ▪ Si quieres mellizos bebe leche ▪ El cristal es 1,6 veces más fuerte y duro que el diamante.
▪ Sección del sitio Seguridad y protección. Selección de artículos ▪ artículo de John Ronald Reuel Tolkien. Aforismos famosos ▪ artículo Recursos de energía solar. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. ▪ artículo La moneda desaparece del puño. Secreto de enfoque
Hogar | Biblioteca | Artículos | Mapa del sitio | Revisiones del sitio
www.diagrama.com.ua |
Ver otros artículos sección 
Últimas noticias de ciencia y tecnología, nueva electrónica:
Todos los idiomas de esta página