Полосовой НЧ CW фильтр на одном сердечнике

Побудила изготовить этот фильтр суровая реальность. "Буржуйский" ICOM-706 не имел встроенного CW фильтра, что заядлых телеграфистов явно не устраивало. Потребовался простой и эффективный фильтр для включения на выходе НЧ. Активные фильтры требовали дополнительных проводов для питания. В результате "родился" такой вариант. Под рукой нашелся ферритовый Ш-образный сердечник. Прикинул, что если намотать обмотки не на центральном стержне, а на боковых, то коэффициент магнитной связи между обмотками составит около К_св= 0.15. Добавим два конденсатора, вот вам почти готовый двухконтурный ФСС, конструкция выходного дня.

Эскиз фильтра и его схема представлены на Fig. 1,2.

Расчет производится по формулам из [1].

Выбираем емкости С=1 мкФ, центральная частота фильтра f₀=800 Гц, нагруженная добротность контуров Q=10. Реактивное сопротивление емкостей:

X=1/(2f₀C) = 10⁶/(6.28*800*1) = 200 Ом.

Сопротивление нагруженного контура:

R₀ = X*Q = 200*10 = 2000 Ом.

Параметр связи β=К_св*Q = 0.15*10 = 1.5 (чуть больше критической, что обеспечит хорошую прямоугольность).
Определяем требуемую индуктивность:

L = X/(2f₀) = 200/6.28*800 = 0.04 Г.

Определяем количество витков по размерам и магнитной проницаемости сердечника (в моем случае S_с=0.25 см², l_с=4 см, μ=2000).

N = √[(L*l_c)/(1.26*μ*S_c)] = √[(0.04*4)/(1.26*2000*0.25)] = 160

Для согласования с нагрузкой Rн = 16 ом выполняем отвод от 1/8 части витков (20-го витка). АЧХ данного фильтра, отмоделированная в программе RFSimm99 представлена ниже.

На выходе фильтра можно включить головные телефоны 16 ом, либо небольшой динамик (изменив отводы согласно сопротивлению нагрузки).

Электрические характеристики фильтра:

- полоса пропускания по уровню – 3дБ: 160 Гц;

- полоса пропускания по уровню -20 дБ: 370 Гц;

- неравномерность в полосе пропускания: 3 дБ;

- коэфф. прямоугольности по уровням -3/-20 дБ: 2.3

Как видим, эффективность данного фильтра по этим параметрам не уступает хорошим кварцевым CW фильтрам, что подтвердилось при его применении. Фильтр не склонен к "подзвону".

Еще больше улучшить его эффективность, можно перенеся его поближе к детектору (благо, он почти не шумит, к чему склонны активные фильтры). Вариант такого фильтра на "транзисторные" сопротивления нагрузки Rн=2к представлен на Fig.3. АЧХ данного фильтра представлена ниже.

Как видим его нижний скат несколько затянут, тем не менее его характеристики имеют вполне приличные величины:

- полоса пропускания по уровню -3 дБ: 165 Гц;

- полоса пропускания по уровню -20 дБ: 450 Гц;

- коэфф. прямоугольности по уровням -3/-20 дБ: 2.7;

- неравномерность в полосе пропускания: 0.7 дБ

В качестве сердечника можно применить ферритовые Ш-образные сердечники или сердечники от малогабаритных трансформаторов транзисторных приемников, пересчитав данные обмоток по вышеприведенным формулам, под соответствующие размеры сердечника и магнитную проницаемость. При необходимости можно точнее подстроить контуры в резонанс добавлением небольших емкостей к одному или другому конденсатору С.

А.Кабаев (UR5ZQV) Николаев – 2004 г.

ЛИТЕРАТУРА:
Бунин С.Г., Яйленко Л.П. Справочник радиолюбителя-коротковолновика. Киев, "Технiка", 1984 г.