Самодельный антенный полосовой фильтр коротковолнового приёмника.

 Думаю, что у многих радиолюбителей было желание самому сделать приёмник коротковолнового диапазона, чтобы по параметрам он был не хуже профессионального. Сборку можно начать с  входного устройства преселектора, точнее с антенного полосового фильтра.

 Фильтр имеет полосу пропускания коротковолнового диапазона волн 1,5 – 30 МГц и используется во входной цепи профессиональных коротковолновых приёмников, имеющих высокую (35-100 МГц) первую промежуточную частоту. Его задача - подавить зеркальный и побочные каналы приёма, и тем самым повысить помехоустойчивость приёмного тракта и уменьшить излучение гетеродина в антенну. Его также можно использовать как антенный полосовой фильтр для подавления уровня индустриальных помех и помех от радиовещательных и телевизионных передатчиков, работающих вне коротковолнового диапазона. Это удобно, так как его входное и выходное сопротивление равно 50 Ом.

 В профессиональных приёмниках диапазона КВ, благодаря применению аналогичного фильтра и использованию высокой промежуточной частоты, обеспечивается селективность по  комбинационным каналам и ПЧ выше 100 дБ. На примере профессионального радиоприёмника WJ 8888 фирмы «Уоткинс Джонсон» (фото 1) широкополосный полосовой фильтр подключён к антенному входу приёмника. В разрыве между широкополосным фильтром и УВЧ на полевом транзисторе дополнительно присутствуют переключаемые узкополосные фильтры, которые перекрывают весь КВ диапазон.

Характеристики приёмника WJ 8888. Рабочий диапазон 0,5 – 30 МГц. Промежуточные частоты: 82,8 МГц, 10,7 МГц, 455 кГц. Чувствительность 0,56 мкВ при соотношении сигнал/шум 10 дБ. Входное волновое сопротивление 50 Ом. Селективность по побочным каналам приёма и каналу ПЧ составляет 100 дБ.

В теории для приёмника с промежуточной частотой выше принимаемого сигнала достаточно иметь на входе только фильтр нижних частот.

Рис. 1. Схема фильтра НЧ

Рис 2. АЧХ фильтра НЧ

 

Однако в настоящее время нельзя забывать о помехах современных источников питания (компьютеров, импульсных преобразователях напряжений, беспроводных зарядок…), которые могут навестись в антенне, и перегрузить входные каскады приёмника.

 В этом случае положение спасёт фильтр верхних частот.

Рис. 3. АЧХ фильтра ВЧ.

Рис. 4. АЧХ фильтра ВЧ.

 Если соединить два фильтра вместе, то получится полосовой фильтр.

Рис. 5. Полосовой фильтр коротковолнового приёмника.

 Схема этого фильтра (рис. 5) приводится в книге О. В. Головина «Профессиональные радиоприёмные устройства декаметрового диапазона». 1985 г. Москва «Радио и связь».

Фото 2.

 Когда то такой фильтр был мною собран, но сегодня меня не устроило его ослабление вне полосы пропускания, ведь самодельный приёмник должен быть лучше профессионального. После консультации со знакомыми радиолюбителями была предложена другая схема полосового фильтра, которую впоследствии я воплотил в жизнь.

                                       Схема фильтра Чебышева второго типа.

Схема фильтра коротковолнового приёмника.

Контура L2C2,  L5C5,  L8C8 настроены в резонанс на частоты 6,2 МГц, 6,0 МГц, 6,6 МГц соответственно. Они отвечают за неравномерность в полосе пропускания фильтра.

 Режекторные контура (фильтры-пробки) L3C3, L6C6 настроены в резонанс ниже полосы пропускания фильтра на частоты 550 кГц и на 410 кГц. Они ослабляют эти частоты и формируют  крутизну среза (нижнюю границу) фильтра.

Режекторные контура (фильтры-пробки) L4C4, L7C7 настроены в резонанс на частоты 66 МГц и 88 МГц. Также формируют верхнюю частоту среза.

АЧх фильтра в программе.

Сама схема фильтра рассчитана в программе и соответствует характеристике на рисунке 7, при условии, что все элементы схемы имеют добротность 50, а номиналы катушек индуктивности и конденсаторов имеют стандартные величины, которые приведены на рисунке фильтра.

                           Характеристики самодельного фильтра.

Полоса пропускания 1,5 – 30 МГц.

Ослабление в полосе пропускания 0,5 дБ.

Входное и выходное волновое сопротивление 50 Ом.

Реальная АЧХ фильтра приведена на рисунке 8 (белая линия).

Реальная характеристика фильтра - белая линия 

                                                      Конструкция фильтра.

Для монтажа я использовал катушки индуктивности с номиналами 3,9 – 68 мкГн и конденсаторы типа SMD. Не все номиналы деталей были в наличии. Так 3,9 мкГн заменил на 3,3 мкГн, а 15 мкГн сложил из двух последовательно соединённых 5,6 + 10 = 15,6 (мкГн) катушек с такими номиналами.

L1 - 120нГн – 8 витков, L4 - 390 нГн – 14 витков, L7 – 330 нГн – 12 витков - намотаны проводом 0,5 мм на оправке 4 мм.

L2 – 5,6 мкГн, L3 – 47 мкГн, L5 – 3.9 мкгн, L6 – 68 мкгн, L8 – 15 мкГн.

Пример каталога магазина «Чип и  Дип» CM322522-470KL, 47 мкГн, 1210, Индуктивность SMD.

С1,  С 9 - 5600 пФ, С2 – 120 пФ, С3 – 1800 пФ, С4 – 15 пФ, С5 – 180 пФ, С6 – 2200 пФ,

 С7 – 10 пФ, С8 – 39 пФ.

Макетная плата фильтра.

Дополнение к комментариям.

                                              Фильтр в программе Rfsim99

Обзор 100 кГц - 250 МГц. Rвх = Rвых = 50 Ом. Неравномерность 0,1 дБ.
Ослабление на частотах 500 кГц и 60 МГц составляет 60 дБ.

В схеме только изменены номиналы  Rвх = Rвых = 75 ОМ

Обзор 100 кГц - 250 МГц. Rвх = Rвых = 75 Ом. Неравномерность 0,5 дБ.