วิธีการตั้งค่าตัวกรองควอทซ์ การคำนวณตัวกรองควอตซ์ ตัวกรองคริสตัลความถี่กลางอย่างง่าย

คุณมักจะเจอวลีในบทความ: “ตัวกรองควอตซ์ง่ายกว่าในการปรับแต่งโดยใช้ตัวติดตามเส้นโค้ง (เช่น X1-38, X-1-48, SK-4-59 เป็นต้น) แน่นอนว่าหากเป็นเช่นนั้น พร้อมใช้งานแล้วการตั้งค่าตัวกรองก็ง่าย แต่ถ้าคุณมีอุปกรณ์ที่เหมาะสมและแม้แต่คำแนะนำ ไม่เช่นนั้นคำว่า "ง่าย" ก็จะกลายเป็นคำตรงกันข้าม "ยาก" อย่างรวดเร็ว ดังนั้นบทความนี้จึงเน้นที่การตั้งค่า กรองควอตซ์โดยใช้อุปกรณ์ที่ง่ายที่สุด

บทความบางบทความละเว้นข้อมูลเกี่ยวกับประเภทของตัวกรองที่กำลังกำหนดค่า (บันได สะพาน เสาหิน) เมื่ออธิบาย กฎทั่วไปการตั้งค่า. อย่างไรก็ตามฉันได้ข้อสรุปว่าแต่ละคนก็มีลักษณะเฉพาะของตัวเองเช่นกัน

เริ่มต้นด้วยการตั้งค่าตัวกรองแบบแลดเดอร์ (รูปที่ 1)

ประสบการณ์แสดงให้เห็นว่า:

จะได้ตัวกรองด้วยพารามิเตอร์ที่ดีที่สุดหากคริสตัลทั้งหมดมีความถี่เรโซแนนซ์ต่อเนื่องกันใกล้เคียงที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ (±10 Hz) อย่างไรก็ตาม คุณไม่ควรอารมณ์เสียหากไม่ปฏิบัติตามเงื่อนไขนี้ เนื่องจากจะได้ตัวกรองที่ดีแม้จะมีระยะห่างความถี่สูงถึง 1 kHz ก็ตาม

วิธีที่ดีที่สุดคือเลือกควอตซ์โดยรวมไว้ในออสซิลเลเตอร์อ้างอิงของอุปกรณ์ที่ควรจะใช้ตัวกรองนี้ และใช้ความถี่ต่ำสุดในออสซิลเลเตอร์อ้างอิงโดยตรง ในกรณีนี้ไม่ควรสัมผัสองค์ประกอบการปรับแต่งของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

ควรกำหนดค่าตัวกรองโดยตรงโดยเป็นส่วนหนึ่งของอุปกรณ์ "เนทิฟ"

หากควอตซ์มีความถี่ไม่เท่ากันควรวางตามลำดับต่อไปนี้: ควรติดตั้งความถี่สูงสุดไว้ที่อินพุตก่อนและความถี่ที่ตามมาทั้งหมด - สลับจากซ้ายไปขวาตามลำดับโดยมีความถี่ลดลง

ควรใช้ภาชนะขนาดเล็กโดยมีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิขั้นต่ำ (TKE) โดยมีความแม่นยำไม่ต่ำกว่า ±1.5% แต่อย่าเพิ่งหมดหวังหากคุณไม่พบ เพราะคุณยังคงต้องเลือกพวกมันในระหว่างขั้นตอนการตั้งค่า ในกรณีส่วนใหญ่ ในระหว่างขั้นตอนการตั้งค่า คอนเทนเนอร์มากถึง 90% จะถูกแทนที่ด้วยสกุลเงินอื่นๆ (แม้ว่าจะใกล้เคียงกัน)

ควรใช้ตัวกรองควอทซ์ (นำมาจากตัวกรองจากโรงงานที่แยกชิ้นส่วน)

ดังนั้นจากตัวกรองสี่ตัวที่ความถี่ 10.7 MHz (ประเภท FP2P-325-10700M-15) คุณสามารถประกอบตัวกรองแลดเดอร์แปดคริสตัลสี่ตัวได้ (ตัวกรองเหล่านี้มีควอตซ์สี่คู่ที่มีความถี่เท่ากัน) โดยมีความแตกต่างกัน แต่ใกล้เคียงกัน ความถี่ 10.7 เมกะเฮิรตซ์ โดยทั่วไปแล้ว นี่คือสิ่งที่นักวิทยุสมัครเล่นหลายคนทำ (ปกติคือ 4 คน) โดยแต่ละคนมีตัวกรองตัวเดียว ผู้ที่มีประสบการณ์มากที่สุดจะเลือกชุดควอตซ์ที่มีความถี่เท่ากันสี่ชุด จากนั้นจึงเลือกชุดควอตซ์ที่มีความถี่น้อยที่สุด เขาเก็บกระจายไว้สำหรับตัวเอง และคืนที่เหลือให้เพื่อน ๆ ของเขา (หรือกลับกัน?!) เครื่องกำเนิดควอตซ์สามารถใช้ได้กับความสำเร็จค่อนข้างน้อย

ที่บ้าน คุณสามารถกำหนดค่าตัวกรองควอตซ์ได้สามวิธี

ในกรณีแรก คุณควรใช้ (นอกเหนือจากอุปกรณ์ที่กำลังปรับจูน) ตัวรับส่งสัญญาณอื่นที่มีมาตราส่วนดิจิทัลเป็นอุปกรณ์เสริม ในกรณีที่สอง - GSS (เครื่องกำเนิดสัญญาณมาตรฐาน) และเครื่องวัดความถี่ (ที่มีขีดจำกัดความถี่เกิน อย่างน้อยที่สุดความถี่ต่ำสุดของอุปกรณ์ของคุณที่กำลังถูกปรับ เช่น 1.9 MHz) เครื่องวัดความถี่จะวัดความถี่ GSS หรือความถี่ GPA ของอุปกรณ์ที่กำลังศึกษา

ในกรณีที่สาม ออสซิลเลเตอร์ท้องถิ่นแบบควอตซ์ใช้สำหรับหนึ่งในความถี่การทำงาน (ไม่ว่าจะเป็น GSS หรือตัวรับส่งสัญญาณอื่นที่ไม่มีสเกลดิจิทัล) และจำเป็นต้องมีสเกลดิจิทัลในอุปกรณ์ที่กำลังปรับ

ในทั้งสามกรณี สัญญาณ RF ของช่วงการทำงานจะถูกส่งไปยังอินพุตของอุปกรณ์ที่กำลังปรับ ในสองกรณีแรก ความถี่ที่ให้มาจะเปลี่ยนไปอย่างช้าๆ ในแถบโปร่งใสของตัวกรองควอตซ์ ขณะเดียวกันก็อ่านค่า S-meter ในหน่วยสัมพัทธ์ และบันทึกลงในตารางทุกๆ 200 Hz จากนั้นตามตารางจะมีการสร้างกราฟ (การตอบสนองความถี่) การอ่านค่า S-meter จะถูกพล็อตในแนวตั้ง และความถี่จะถูกพล็อตในแนวนอน โดยการเชื่อมต่อจุดที่ทำเครื่องหมายไว้บนกราฟด้วยเส้นประมาณค่า (ค่าเฉลี่ย) เราจะได้การตอบสนองความถี่ - คุณลักษณะแอมพลิจูด-ความถี่ของตัวกรองใหม่

ในกรณีที่สาม ทุกอย่างทำในลักษณะเดียวกัน เฉพาะอุปกรณ์ที่ปรับจูนเท่านั้นที่จะปรับความถี่ โดยอ่านค่าโดยตรงจากสเกลดิจิทัลและ S-meter ในเวลาเดียวกัน

ในกรณีนี้ ตามกฎแล้วตัวกรอง "สร้างใหม่" มี:

เลนที่แตกต่างจากที่กำหนด

ความไม่สม่ำเสมอในส่วนบนของการตอบสนองความถี่

ความชันด้านล่างของการตอบสนองความถี่ที่นุ่มนวล (และบางครั้งก็มีการปล่อยก๊าซเรือนกระจก)

ในอนาคต ตัวกรองจะได้รับการกำหนดค่าตามสามทิศทางด้านบนตามลำดับความสำคัญ

ในขั้นตอนแรกของการปรับจูน (การปรับจูนแบบหยาบ) คุณควรได้รับแบนด์วิดท์ของตัวกรองสูงถึง 2.4 kHz โดยการเปลี่ยนตัวเก็บประจุทีละตัว โดยเริ่มจากอินพุตตัวกรอง และถอดการตอบสนองความถี่ออก โปรดคำนึงถึงสิ่งต่อไปนี้:

หากคุณติดตั้งตัวเก็บประจุเพิ่มเติมขนานกับควอตซ์ (โดยเฉพาะตัวที่อยู่นอกสุด) และเพิ่มค่าเล็กน้อย (จนถึงขีดจำกัด) แบนด์วิดท์ตัวกรองจะลดลง ผลที่คล้ายกันจะสังเกตได้เมื่อเพิ่มความจุของตัวเก็บประจุที่ไปที่ตัวเรือน เมื่อค่าของความสามารถเหล่านี้ลดลงจะสังเกตเห็นผลตรงกันข้าม คุณสมบัตินี้ใช้เพื่อจำกัดแบนด์วิธของตัวกรองควอทซ์ในโหมดโทรเลข ด้วยวิธีนี้ แบนด์วิดท์สามารถลดลงเหลือ 0.8 kHz เมื่อแถบความถี่แคบลง การลดทอนของตัวกรองในแถบโปร่งใสจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว (เพื่อให้ได้การลดทอนต่ำในตัวกรอง CW ควรใช้ตัวสะท้อนที่มีปัจจัยด้านคุณภาพอย่างน้อยลำดับความสำคัญที่สูงกว่าปัจจัยด้านคุณภาพของตัวกรอง );

ขนาดของ "humps" และการลดลงในส่วนบนของการตอบสนองความถี่ (ความเป็นเส้นตรงของคุณสมบัติ) ไม่เพียงขึ้นอยู่กับขนาดของความจุที่เลือกเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับค่าความต้านทานของตัวต้านทานโหลดที่ติดตั้งที่อินพุตและ เอาท์พุตของตัวกรอง เมื่อความต้านทานลดลง ความเป็นเส้นตรงของคุณลักษณะจะดีขึ้น แต่การลดทอนในพาสแบนด์ของตัวกรองจะเพิ่มขึ้น

หากเป็นไปไม่ได้ที่จะได้ความลาดชันด้านล่างที่เพียงพอ ควรติดตั้งควอตซ์ขนานกับตัวต้านทานโหลด เช่นเดียวกับที่ใช้ในตัวกรอง และจากควอตซ์ที่มีอยู่ทั้งหมด ควรเลือกความถี่ต่ำสุดหรือควรลดความถี่ลง โดยการเชื่อมต่อตัวเหนี่ยวนำแบบอนุกรม โดยการเลือกจำนวนรอบของการเหนี่ยวนำนี้ คุณสามารถเปลี่ยนความชันของความชันด้านล่างได้

ต้องตั้งค่าตัวกรองซ้ำหลายครั้ง หากในขั้นตอนสุดท้ายของการปรับจูน ไม่สามารถรับการตอบสนองความถี่ที่ยอมรับได้ คุณต้องพยายามปรับความถี่ของการสั่นพ้องตามลำดับของควอตซ์แต่ละตัว ในการดำเนินการนี้ ตัวเก็บประจุจะถูกติดตั้งแบบอนุกรมกับควอตซ์ และโดยการเลือกตัวเก็บประจุนี้ การสร้างจะเกิดขึ้นที่ความถี่ของควอตซ์ที่เหลืออยู่ หากวิธีนี้ไม่ได้ผล (และอาจเกิดขึ้นได้หากความแตกต่างระหว่างความถี่ของการสั่นพ้องแบบขนานและแบบอนุกรมของควอตซ์มีน้อย) ควรเปลี่ยนควอตซ์ ควรวางควอตซ์ในตัวกรองไว้ในสายโซ่ เพื่อป้องกันอินพุตจากเอาต์พุตอย่างระมัดระวัง รูปที่ 2 แสดงการตอบสนองความถี่ของเครื่องรับ CF "TURBO-TEST" ที่ถ่ายด้วย ความหมายที่แตกต่างกันความจุของตัวเก็บประจุ - -

รูปที่ 2 - เพื่อความชัดเจนยิ่งขึ้น ค่าความถี่จะถูกนำมาโดยไม่คำนึงถึงแถบด้านข้างที่ได้รับและค่า IF จริง รูปที่ 3 แสดงการตอบสนองความถี่ของการตั้งค่าตัวกรองขั้นสุดท้าย - -

รูปที่ 3

ตอนนี้หลาย คำแนะนำการปฏิบัติในการตั้งค่าตัวกรองบริดจ์ควอทซ์ ตัวกรองดังกล่าวแสดงในรูปที่ 4 คอยส์ L1 และ L2 มีลวด 2x10 รอบที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.31 มม. วงแหวนเฟอร์ไรต์จากตัวกรอง FP2A-325-10,700 M-15 ใช้เป็นแกน แบนด์วิดท์ตัวกรองคือ 2.6 kHz

หากคุณมีตัวกรองสำหรับความถี่ต่ำ (2...6 MHz) ก็มักจะกลายเป็นแถบความถี่แคบมากกว่าที่ต้องการ และหากตัวกรองสำหรับความถี่สูง (8...10 MHz) มีบรอดแบนด์มากเกินไป ในกรณีแรก ควรขยายแบนด์วิธโดยการเชื่อมต่อตัวเหนี่ยวนำกับควอตซ์ด้านบนหรือด้านล่าง (รูปที่ 4) ซึ่งควรเลือกจากการทดลอง ในกรณีที่สอง เพื่อลดแบนด์วิดท์ จำเป็นต้องเชื่อมต่อตัวเก็บประจุแบบตัดแต่งขนานกับตัวสะท้อนกลับ (คล้ายกับขดลวด) ต้องเลือกควอตซ์ในตัวกรองด้วยความแม่นยำ 50 Hz (ความถี่เรโซแนนซ์แบบอนุกรม) และความถี่ของตัวสะท้อนเสียงด้านบนทั้งหมดจะต้องเท่ากันและแตกต่างจากความถี่เสียงด้านล่าง (เหมือนกันด้วย) 2...3 kHz

หากมีเฉพาะคริสตัลที่มีความถี่เท่ากัน คุณสามารถเปลี่ยนความถี่ของคริสตัลได้โดยการลบชั้นที่ชุบเงินออกจากคริสตัล (เพิ่มความถี่) หรือโดยการแรเงาด้วยดินสอ (ด้านล่าง) แต่การปฏิบัติแสดงให้เห็นว่าความเสถียรของพารามิเตอร์ของตัวกรองดังกล่าวเมื่อเวลาผ่านไปยังคงเป็นที่ต้องการอย่างมาก

ผลลัพธ์ที่เสถียรยิ่งขึ้นนั้นทำได้โดยการปรับความถี่โดยเชื่อมต่อตัวเก็บประจุปรับจูนแบบอนุกรมกับควอตซ์ หลังจากปรับแล้วแนะนำให้เปลี่ยนตัวเก็บประจุด้วยความจุคงที่ที่มีขนาดเท่ากัน

ด้วยแบนด์วิธตัวกรองขนาดใหญ่ การจุ่ม (การลดทอน) อาจปรากฏขึ้นตรงกลางการตอบสนองความถี่ ควรกล่าวว่าความลึกส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับความต้านทานของตัวต้านทาน R1 และ R2 ค่าของมันอาจมีตั้งแต่หลายร้อยโอห์ม (ด้วยแบนด์วิดท์ 3 kHz) ที่ความถี่ 8...10 MHz ไปจนถึงหลายกิโลโอห์มที่ความถี่ต่ำกว่าและมีแบนด์วิดท์ตัวกรองน้อยกว่า เมื่อผลิตตัวกรองบริดจ์ควรให้ความสนใจอย่างมากกับความสมมาตรของแขนตลอดจนขดลวดของหม้อแปลงที่รวมอยู่ในนั้นและแน่นอนว่าต้องมีการป้องกันอินพุตจากเอาต์พุตอย่างระมัดระวัง คุณสามารถอ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับตัวกรองบริดจ์ได้ใน

วรรณกรรม

1. Goncharenko I. Ladder กรองตัวสะท้อนที่ไม่เท่ากัน - วิทยุ พ.ศ. 2535 ฉบับที่ 1 หน้า 18.
2. Bunin S.G., Yaylenko L.P. คู่มือนักวิทยุสมัครเล่นคลื่นสั้น. - ก.: เทคโนโลยี, 2527, หน้า 21...25.

อ่านและเขียนมีประโยชน์

ในระหว่างการสร้างเครื่องรับสำหรับการสื่อสารสมัครเล่นที่มีการแปลงสองครั้ง จำเป็นต้องเลือกและดูการตอบสนองความถี่ที่แท้จริงของตัวกรอง IF เพื่อให้แน่ใจว่าอยู่ในช่วง 2.5-2.8 kHz ซึ่งจำเป็นสำหรับการรับสัญญาณที่สะดวกสบาย สถานีเอสเอสบี เนื่องจากฉันแทบไม่มีอุปกรณ์วัด ฉันจึงต้องใช้เพื่อนเก่าที่สร้างจาก RTL SDR

โดยทั่วไปแล้วจะใช้เวลาสองนาที เครื่องรับ SDR ทำหน้าที่เป็นเครื่องวิเคราะห์สเปกตรัม ด้วยความเป็นมิตร จำเป็นต้องประกอบเครื่องกำเนิดเสียง แต่ในเขตอุตสาหกรรมไม่มีเครื่องกำเนิดเสียงที่ดีไปกว่าอากาศเอง นั่นคือสิ่งที่ฉันทำ ฉันเชื่อมต่อเสาอากาศเข้ากับอินพุตของตัวกรอง (เฟรมขนาดเต็มที่ใช้งานอยู่ในแถบความถี่ 40 เมตร) และเชื่อมต่อเอาต์พุตเข้ากับตัวแปลง เนื่องจากเครื่องขยายสัญญาณเสาอากาศได้รับค่อนข้างสูง การออกอากาศจึงทำหน้าที่เป็นแหล่งกำเนิดเสียงรบกวน และเครื่องรับ SDR จึงแสดงการตอบสนองความถี่ที่แท้จริงของตัวกรอง แม้ว่าตามภาพการปราบปรามด้านหลังพาสแบนด์จะอยู่ที่ 40db เท่านั้น แต่การปราบปรามที่แท้จริงนั้นสูงกว่ามากเนื่องจากระดับเสียงในอากาศยังไม่เพียงพอที่จะประเมินลักษณะไดนามิก แต่รูปร่างและความกว้างของ การตอบสนองความถี่ค่อนข้างเป็นไปได้ที่จะประมาณ

พูดถึงไส้กรอง...

ตัวกรองคริสตัลความถี่กลางอย่างง่าย

นี่คือสิ่งที่เรียกว่า ตัวกรองแลดเดอร์ซึ่งใช้เครื่องสะท้อนเสียงควอตซ์ Shirpotreb ในกรณีของฉัน นี่คือตัวสะท้อนความถี่ 10 MHz เนื่องจากราคาต่ำ ร้านค้าของเราจึงขายเป็น 5 ชิ้น ชุดนี้จึงเพียงพอสำหรับตัวรับ: 4 ชิ้นจะไปที่ตัวกรอง IF และอีกชิ้นจะใช้ในออสซิลเลเตอร์ท้องถิ่นตัวที่สอง

ในกรณีของฉัน CS1 = 33pf, Cp1, Cp2 = 62pf คริสตัลทั้งหมดอยู่ที่ 10 MHz แบนด์วิดท์สุดท้ายคือ 2.5-2.8 kHz ขึ้นอยู่กับระดับที่คุณประเมิน

การเลือกความจุดำเนินการโดยเชื่อมต่อตัวเก็บประจุสามส่วน 3x12-495pF ด้วยการหมุน เราจึงได้ความกว้างของการตอบสนองความถี่ที่ต้องการ ในขณะที่การเปลี่ยนแปลงในย่านความถี่แบบเรียลไทม์สามารถมองเห็นได้บนหน้าจอคอมพิวเตอร์ สำหรับฉัน มันเปลี่ยนจาก 5-6 kHz เป็น 200 Hz ในขณะที่การตอบสนองความถี่แบบแบนไม่มากก็น้อยอยู่ภายใน 1-3 kHz คุณสามารถเลือกแบนด์ใดก็ได้ คุณยังสามารถใช้การสลับแบนด์ได้อย่างง่ายดาย เช่น 1.8, 2.5, 3.3 kHz ควอตซ์เกือบทุกชนิดสามารถใช้ได้ โดยขึ้นอยู่กับค่า IF ที่ต้องการ ซึ่งอาจขึ้นอยู่กับความสามารถของออสซิลเลเตอร์ในพื้นที่ ในกรณีนี้ จะต้องเลือกความจุในการทดลอง

เอฟ. ชาราปอฟ
การออกแบบวิทยุ N 11

มีการนำเสนอวิธีการตั้งค่าตัวกรองควอตซ์หลายวิธีในวรรณกรรมวิทยุสมัครเล่น ทั้งหมดมีความใกล้เคียงกันและต้มจนถึงการสร้างต้นแบบเบื้องต้นเพื่อวัตถุประสงค์ในการวัดพารามิเตอร์ของควอตซ์และการคำนวณทางคณิตศาสตร์ที่ค่อนข้างยุ่งยากในจำนวนที่ค่อนข้างมาก อย่างไรก็ตามหลังการติดตั้ง ตามกฎแล้วผลลัพธ์การตอบสนองความถี่แอมพลิจูด - ความถี่ (AFC) นั้นอยู่ไกลจากที่ต้องการมาก เห็นได้ชัดว่าการกระจายในพารามิเตอร์ขององค์ประกอบตัวกรองและภาชนะติดตั้งซึ่งยากต่อการพิจารณาจะได้รับผลกระทบ เป็นผลให้คุณต้องใช้เวลามากในการแก้ไขการตอบสนองความถี่โดยการเลือกความจุของตัวกรองและตัวต้านทานที่ตรงกัน

จากที่กล่าวมาข้างต้น แนวคิดนี้จึงล้มเลิกการคำนวณไปโดยสิ้นเชิง เนื่องจากผลลัพธ์ที่ได้นั้นไม่สมบูรณ์ และแทนที่จะสร้างต้นแบบ เราจึงจำกัดตัวเองอยู่ที่การตรวจสอบประสิทธิภาพของตัวสะท้อนควอทซ์ด้วยตัวเอง (สำหรับสิ่งนี้ เครื่องกำเนิดอย่างง่ายที่มีทรานซิสเตอร์ตัวเดียวและออสซิลโลสโคปก็เพียงพอแล้ว) และปรับพารามิเตอร์พื้นฐานของตัวกรองโดยใช้ ตัวเก็บประจุแบบแปรผัน (VCA)

รูปที่ 1 ตัวกรองควอตซ์ที่มีความจุ "ขนาน"

ลูกศร AA และ BB แสดงตัวเลือกที่สองสำหรับการเปิด KPI ตัวต้านทาน R1, R4 (0 ... 300 โอห์ม) ได้รับการติดตั้งเมื่อมีการปล่อยก๊าซจำนวนมากในการตอบสนองความถี่ ตัวเก็บประจุ C4* ถูกเลือกในช่วงตั้งแต่ 0 ถึง 30 pF

เพื่อลดจำนวนตัวเก็บประจุให้เหลือน้อยที่สุด จึงเลือกวงจรตัวกรองที่มีความจุแบบขนานเท่านั้น รูปที่ 1 เนื่องจากตัวกรองมีความสมมาตร (เทียบกับอินพุต - เอาท์พุต) จึงเป็นไปได้ที่จะใช้ KPI คู่จากเครื่องรับออกอากาศที่มีความจุ 12 - 495 pF นอกจากนี้ คุณจะต้องมีตัวเก็บประจุแปรผันส่วนเดียวอีกตัวซึ่งมีการปรับเทียบล่วงหน้าในค่า pF

การตั้งค่าตัวกรองมีดังนี้

ในการกำหนดค่า คุณอาจต้องใช้อุปกรณ์สำหรับการวัดลักษณะแอมพลิจูด-ความถี่ X1-38 หรือที่คล้ายกัน ฉันใช้ออสซิลโลสโคปและอุปกรณ์ต่อพ่วงแบบโฮมเมด (ดูด้านล่าง)

เริ่มแรกตัวเก็บประจุทั้งหมดจะถูกติดตั้งในตำแหน่งที่สอดคล้องกับความจุ 30 ... 50 pF ด้วยการควบคุมการตอบสนองความถี่ของตัวกรองบนหน้าจออุปกรณ์และการหมุนตัวเก็บประจุภายในขีดจำกัดเล็กๆ เราจึงได้แบนด์วิธที่ต้องการ จากนั้น โดยการปรับตัวต้านทานผันแปร (ใช้เฉพาะตัวต้านทานที่ไม่เหนี่ยวนำ เช่น SP4-1) ที่อินพุตและเอาต์พุตของตัวกรอง เราพยายามปรับระดับจุดสูงสุดของการตอบสนองความถี่ การดำเนินการข้างต้นซ้ำหลายครั้งจนกระทั่งได้การตอบสนองความถี่ที่ต้องการ

ต่อไป แทนที่จะเป็นแต่ละส่วนของ KPI เราจะประสานตัวเก็บประจุที่สอบเทียบล่วงหน้าด้วยความช่วยเหลือที่เราพยายามปรับการตอบสนองความถี่ของตัวกรองให้เหมาะสม เมื่อใช้สเกลเราจะกำหนดความจุของตัวเก็บประจุถาวรและแทนที่ ดังนั้นทุกส่วนของ KPI จึงถูกแทนที่ด้วยตัวเก็บประจุที่มีความจุคงที่ เราทำเช่นเดียวกันกับตัวต้านทานแบบแปรผันซึ่งเราจะแทนที่ด้วยตัวต้านทานแบบคงที่ในภายหลัง

“การตกแต่ง” ขั้นสุดท้ายของตัวกรองจะดำเนินการโดยตรงที่ไซต์งาน เช่น ในตัวรับส่งสัญญาณ หลังจากติดตั้งตัวกรองในตัวรับส่งสัญญาณแล้ว อาจจำเป็นต้องแก้ไขค่าของตัวต้านทานเหล่านี้ ในกรณีนี้ เพื่อการจับคู่ตัวกรองที่เหมาะสมที่สุดกับเอาต์พุตของมิกเซอร์และอินพุตของเครื่องขยายเสียง ตัวแปลงความถี่และ ต้องเชื่อมต่อออสซิลโลสโคปตามแผนภาพที่แสดงในรูปที่ 2

รูปที่ 2 การเชื่อมต่อตัวกรองควอตซ์สำหรับการตั้งค่าขั้นสุดท้าย

ตัวกรองหลายตัวถูกผลิตขึ้นโดยใช้วิธีการที่อธิบายไว้ ฉันต้องการทราบสิ่งต่อไปนี้ การตั้งค่าตัวกรองคริสตัลสามหรือสี่ตัวด้วยทักษะบางอย่างจะใช้เวลาไม่เกินหนึ่งชั่วโมง แต่เมื่อมีตัวกรองคริสตัล 8 ตัว การลงทุนด้านเวลาจะสูงกว่ามาก ในเวลาเดียวกันความพยายามที่จะตั้งค่าตัวกรอง 4 คริสตัลสองตัวแรกแยกกันล่วงหน้าแล้วเชื่อมต่อกลับกลายเป็นว่าไร้ผล การกระจัดกระจายของพารามิเตอร์เพียงเล็กน้อย (และสิ่งนี้เกิดขึ้นเสมอ) ทำให้เกิดการบิดเบือนของการตอบสนองความถี่ที่เกิดขึ้น เป็นที่น่าสนใจที่จะทราบว่าความจุที่เท่ากันในทางทฤษฎี (เช่น C1=SZ ในรูปที่ 1a; C1=C7; SZ=C5 ในรูปที่ 1b) หลังจากปรับด้วย KPI ที่สำเร็จการศึกษาตามการตอบสนองความถี่ที่เหมาะสมที่สุดแล้ว กระจายอย่างเห็นได้ชัด

ในความคิดของฉัน ข้อดีของเทคนิคนี้คือความชัดเจน หน้าจออุปกรณ์แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าการตอบสนองความถี่ของตัวกรองเปลี่ยนแปลงไปอย่างไร โดยขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงความจุของตัวเก็บประจุแต่ละตัว ตัวอย่างเช่นปรากฎว่าเข้า ในบางกรณีมันค่อนข้างเพียงพอที่จะเปลี่ยนความจุของตัวเก็บประจุตัวหนึ่ง (โดยใช้รีเลย์) เพื่อเปลี่ยนพาสแบนด์ของตัวกรองโดยไม่ทำให้ความเหลี่ยมลดลงมากนัก

ตามที่ระบุไว้ข้างต้น ในการกำหนดค่าตัวกรอง จะใช้ออสซิลโลสโคป S1-77 และอุปกรณ์ต่อพ่วงที่แปลงแล้วสำหรับการวัดการตอบสนองความถี่

ทำไมต้อง S1-77? ความจริงก็คือที่ผนังด้านข้างมีขั้วต่อซึ่งมีแรงดันฟันเลื่อยของเครื่องกำเนิดสแกน ทำให้สามารถลดความซับซ้อนของกล่องรับสัญญาณและกำจัดเครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้าฟันเลื่อย (RVG) ออกจากวงจรได้ ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องมีการซิงโครไนซ์เพิ่มเติม และสามารถสังเกตการตอบสนองความถี่ที่เสถียรในช่วงระยะเวลาการกวาดที่แตกต่างกันได้ แน่นอนว่าออสซิลโลสโคปประเภทอื่นๆ สามารถดัดแปลงได้ อาจมีการปรับเปลี่ยนเล็กน้อย

เนื่องจากสิ่งที่แนบมาแบบง่ายจะใช้เฉพาะเมื่อทำงานกับตัวกรองควอตซ์ใกล้ความถี่ 8 MHz เท่านั้น ช่วงย่อยอื่น ๆ ทั้งหมดจึงถูกแยกออกไป

นอกจากนี้ ในกล่องรับสัญญาณที่คุณใช้ คุณจะต้องเพิ่มแรงดันไฟเอาท์พุตเล็กน้อย ในการทำเช่นนี้ ก็เพียงพอแล้วที่จะแปลงสเตจเอาท์พุตให้เป็นสเตจเรโซแนนซ์ จะต้องปรับให้มีเสียงสะท้อนทุกครั้งที่เชื่อมต่อตัวกรองใหม่เข้ากับเอาต์พุต

รูปที่ 3 การต่อเข้ากับออสซิลโลสโคปสำหรับการตั้งค่าตัวกรองควอตซ์

วรรณกรรม.

1. วี. ซัลเนเราสกา. ชุดบทความ “ตัวกรองควอตซ์” นิตยสารวิทยุฉบับที่ 1, 2, 6 1982, ฉบับที่ 5, 7 1983
2. S. Bunin, L. Yaylenko “คู่มือคลื่นสั้น” เอ็ด. "เทคนิค" 2527
3. V. Drozdov “ตัวรับส่งสัญญาณคลื่นสั้น” เอ็ด. “วิทยุและการสื่อสาร” 2531
4. นิตยสารวิทยุ ฉบับที่ 5 2536 “เครื่องกำเนิดความถี่แบบสวิง”

เมื่อตรวจสอบและตั้งค่าเส้นทาง IF ด้วยตัวกรองควอทซ์หรือตัวกรองควอทซ์แต่ละตัว นักวิทยุสมัครเล่นส่วนใหญ่มีปัญหาในการรับสัญญาณทดสอบ ไม่สามารถวัดพารามิเตอร์ทางอ้อมโดยใช้ตัวผสมตัวรับได้เสมอไป เครื่องกำเนิดการวัดแบบมัลติฟังก์ชั่นมีไม่ครบทุกเครื่องและราคาไม่แพงนักซึ่งครอบคลุมช่วงความถี่ 30...90 MHz หรือความเสถียรของเครื่องกำเนิด RF ทั่วไป (ที่มีฟังก์ชัน GFC) จะไม่อนุญาตให้วัดและปรับคุณลักษณะของตัวกรองควอตซ์ได้อย่างแม่นยำ . แต่บ่อยครั้งที่ไม่มีอุปกรณ์ดังกล่าวและการซื้อเครื่องกำเนิดไฟฟ้าราคาแพงสำหรับงานนี้ก็ไม่มีเหตุผล

บทความนี้จะอธิบายออสซิลเลเตอร์ที่ควบคุมแรงดันไฟฟ้า (VCO) สองช่องสัญญาณที่มีช่วงการปรับค่าเล็กน้อย (หลายสิบกิโลเฮิรตซ์) ความถี่กลาง 2...90 MHz ความต้านทานเอาต์พุต 50 โอห์ม และสัญญาณเอาต์พุตที่มีจุดสูงสุด - ช่วงถึงจุดสูงสุด 100...300 mV. อุปกรณ์นี้ได้รับการออกแบบมาให้ทำงานเป็นส่วนหนึ่งของเครื่องวัดการตอบสนองความถี่ แทนที่จะเป็นเครื่องวัดการตอบสนองความถี่ และยังสามารถทำงานร่วมกับเครื่องกำเนิดสัญญาณฟันเลื่อยอื่นได้อีกด้วย

เพื่อให้ได้การทำงานที่เสถียรของ VCO จึงมีการใช้ตัวสะท้อนเสียงเซรามิกราคาไม่แพงและเข้าถึงได้เป็นองค์ประกอบการตั้งค่าความถี่สำหรับความถี่ 2...12 MHz และการคูณความถี่เพิ่มเติม แน่นอนว่าฐานองค์ประกอบที่ทันสมัยจะทำให้สามารถแก้ไขปัญหาเดียวกันได้โดยใช้เครื่องกำเนิด DDS หรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มี PLL (พร้อมไมโครคอนโทรลเลอร์และอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง ซอฟต์แวร์) แต่ความซับซ้อนของอุปกรณ์ดังกล่าวจะเกินกว่าความซับซ้อนของอุปกรณ์ที่กำลังทดสอบ ดังนั้นเป้าหมายคือการสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอย่างง่ายโดยใช้องค์ประกอบที่มีอยู่และไม่ต้องจัดการกับการผลิตตัวเหนี่ยวนำ และยังต้องตั้งค่าอุปกรณ์โดยใช้เครื่องมือวัดแบบง่ายๆ

อุปกรณ์แบ่งออกเป็นหน่วยการทำงานแยกกันซึ่งสามารถติดตั้งหรือไม่ก็ได้ ขึ้นอยู่กับความต้องการของเจ้าของ ตัวอย่างเช่น หากคุณมีเครื่องกำเนิด DDS แบบมัลติฟังก์ชั่น คุณจะไม่สามารถประกอบเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและใช้เฉพาะตัวคูณความถี่และตัวกรองหลักเพื่อให้ได้ความถี่สุดท้าย เพื่อหลีกเลี่ยงการทำงานที่ไม่เสถียร ฉันแนะนำให้ใช้ไมโครวงจร CMOS โดยเฉพาะของซีรีส์ 74ACxx ในส่วนความถี่สูง

บอร์ดอุปกรณ์ (รูปที่ 1) ที่มีขนาด 100x160 มม. ได้รับการออกแบบในลักษณะที่สามารถทำด้านเดียวได้ (ด้านบนซึ่งมีองค์ประกอบทั้งหมดอยู่ยกเว้นสายจัมเปอร์) หรือสองด้านหากคุณวางแผนที่จะ ใช้อุปกรณ์ที่ความถี่สูงกว่า 25 MHz การกำหนดหมายเลของค์ประกอบบนแผนภาพวงจรและบอร์ดเริ่มต้นด้วยหมายเลขที่กำหนดให้กับโหนดที่รวมองค์ประกอบเหล่านั้นไว้ ในรูป รูปที่ 2 แสดงการติดตั้งองค์ประกอบบนบอร์ดเวอร์ชันด้านเดียว ในกรณีนี้หมุดของวงจรไมโครในแพ็คเกจ DIP จะถูกบัดกรีจากด้านข้างของตัวนำที่พิมพ์ซึ่งต้องได้รับการดูแลเป็นพิเศษ

ข้าว. 1. ขนาดบอร์ดอุปกรณ์ 100x160 มม

ข้าว. 2. การติดตั้งองค์ประกอบบนบอร์ดเวอร์ชันด้านเดียว

ตัวสะท้อนเสียงแบบเซรามิกมีความเสถียรของความถี่ระยะสั้นที่ดี ช่วยให้สามารถใช้สัญญาณในการตั้งค่าตัวกรองควอทซ์และวัดค่าได้อย่างน่าเชื่อถือ ทางลาดชัน. ช่วงการสะท้อนกลับของตัวสะท้อนดังกล่าวมีลำดับความสำคัญมากกว่าช่วงของควอตซ์ สามารถดึงความถี่ได้ +0.3...-2% ของค่าที่ระบุโดยไม่มีปัญหาใดๆ ในตาราง รูปที่ 1 แสดงพารามิเตอร์หลักของเครื่องสะท้อนเสียงแบบเพียโซเซรามิกที่ซื้อในปี 2558 ในรัสเซียและช่วงการปรับความถี่สำหรับกรณีของการสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าตามองค์ประกอบลอจิกของไมโครวงจร 74AC86

ตารางที่ 1

1) P - ตัวสะท้อนของซีรีย์ ZTA, PC - ตัวสะท้อนของซีรีย์ ZTT (พร้อมตัวเก็บประจุในตัว), D - ตัวแยกแยะ (สำหรับใช้ในเครื่องตรวจจับ FM) 2) ด้วยตัวเก็บประจุ 280 pF สองตัว 3) ด้วยตัวเก็บประจุ 20 pF สองตัว

ตัวสะท้อนเสียงแบบเซรามิกสำหรับความถี่ที่สูงกว่า (มากกว่า 13 MHz) ได้รับการผลิตโดยใช้เทคโนโลยีที่แตกต่างกันอย่างเห็นได้ชัด และช่วงการปรับความถี่มีขนาดเล็กมาก ตัวสะท้อนเสียงซีรีส์ ZTT มีตัวเก็บประจุในตัว ดังนั้นจึงยากกว่ามากในการปรับแต่งความถี่ และไม่สามารถรับความถี่ที่ระบุได้เสมอไป

ในตาราง เลข 2 แสดงค่าความถี่ IF ที่พบบ่อยที่สุดในอุปกรณ์รับวิทยุ (RPU) และตัวรับส่งสัญญาณต่างๆ รวมถึงตัวเลือกสำหรับการสร้างความถี่เหล่านี้โดยใช้เครื่องสะท้อนเสียงแบบเซรามิก การวิเคราะห์ค่าสัมประสิทธิ์การคูณหรือการหารที่ต้องการจะเผยให้เห็นถึงความจำเป็นในการใช้การคูณสองเพื่อขยายจำนวน ตัวเลือกที่เป็นไปได้และรับประกันคุณภาพสัญญาณ

ตารางที่ 2

เพื่อให้เข้าใจถึงการทำงานของตัวคูณความถี่ที่เสนอ ฉันจะให้สั้น ๆ พารามิเตอร์ที่สำคัญสเปกตรัมของสัญญาณเอาท์พุตขององค์ประกอบลอจิก CMOS ซีรีส์ 74AC องค์ประกอบความเร็วสูงเหล่านี้ทำงานด้วยแรงดันไฟฟ้า 2...6 V และไม่มีโหลดแบบคาปาซิทีฟ เวลาที่เพิ่มขึ้นขั้นต่ำของพัลส์เอาท์พุตคือ 1 ns ซึ่งช่วยให้คุณได้รับส่วนประกอบสเปกตรัมที่มีนัยสำคัญสูงถึงความถี่ 250 เมกะเฮิรตซ์ ในเวลาเดียวกันความต้านทานเอาต์พุตขององค์ประกอบจะอยู่ที่ประมาณ 25 โอห์มซึ่งทำให้ได้รับพลังงานที่สำคัญจากส่วนประกอบฮาร์มอนิกที่สูงขึ้นได้ง่ายขึ้น คุณลักษณะการถ่ายโอนขององค์ประกอบลอจิกของซีรีส์นี้มีความสมมาตร และระยะเอาท์พุตมีความสามารถในการรับน้ำหนักและความเร็วในการเปลี่ยนเท่ากันสำหรับกระแสรั่วและจม ดังนั้นสัญญาณเอาท์พุตขององค์ประกอบลอจิกและฟลิปฟล็อปของซีรีส์ 74ACxx ที่มีความถี่สูงถึง 30 MHz จึงถือว่าเหมาะสมที่สุด และกฎทางคณิตศาสตร์ทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับสเปกตรัมของสัญญาณพัลส์สามารถนำไปใช้ในทางปฏิบัติได้ด้วยความแม่นยำสูง

สัญญาณสี่เหลี่ยมที่มีระยะเวลาพัลส์เท่ากัน t และหยุดชั่วคราว t p คือสิ่งที่เรียกว่าคลื่นสี่เหลี่ยม (ตัวประกอบหน้าที่ Q = T/t และ = 2 โดยที่ T คือระยะเวลาการเกิดซ้ำของพัลส์ T = t และ +t p แต่บางครั้งคำว่า “ มีการใช้รอบการทำงาน” โดยรอบการทำงานผกผัน K = 1/Q) มีอยู่ในสเปกตรัม นอกเหนือจากฮาร์มอนิกตัวแรก (F 1 = 1/T - ความถี่พื้นฐาน) รวมถึงฮาร์โมนิคคี่ (2n+ 1)F 1 โดยที่ n = 1, 2, 3.... ในทางปฏิบัติ การปราบปรามของฮาร์โมนิกที่เป็นเลขคู่สามารถเข้าถึง 40 dB โดยไม่ต้องใช้มาตรการพิเศษและเพื่อให้ได้การปราบปรามสูงถึง 60 dB จำเป็นต้องมั่นใจในเสถียรภาพในระยะยาว ของพารามิเตอร์ขององค์ประกอบโดยใช้ OOS และด้วยการปรับอย่างระมัดระวังเพิ่มเติม

ประสบการณ์ได้แสดงให้เห็นว่าตัวแบ่งความถี่ออกเป็นสอง (D flip-flop และ JK flip-flop ของซีรีส์ 74ACxx รวมถึงตัวแบ่งความถี่ 74AC4040) ที่ความถี่สูงถึง 4 MHz ให้การปราบปรามดังกล่าวสูงถึง 60 dB ที่ความถี่เอาต์พุต 30 MHz จะลดลงเหลือ 30 dB และที่ความถี่สูงกว่า 100 MHz จะไม่มีการปราบปรามฮาร์โมนิกอย่างเด่นชัด

คลื่นสี่เหลี่ยมจึงมีความสำคัญเป็นพิเศษในตัวคูณความถี่ เนื่องจากความบริสุทธิ์สัมพัทธ์ของสเปกตรัม ซึ่งทำให้ตัวกรองที่ตามมาทำได้ง่ายขึ้น ด้วยเหตุนี้ อุปกรณ์ที่นำเสนอจึงมีองค์ประกอบสำหรับการปรับความสมมาตรของสัญญาณ คุณลักษณะเอาต์พุตที่เกือบจะสมบูรณ์แบบขององค์ประกอบซีรีส์ 74ACxx ช่วยให้ได้รูปทรงสัญญาณที่ต้องการโดยการวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงเฉลี่ยที่เอาต์พุตโดยไม่ต้องใช้เครื่องวิเคราะห์สเปกตรัมโดยใช้องค์ประกอบการปรับ การปราบปรามฮาร์โมนิคแม้กระทั่งสูงถึง 40...50 dB ที่ความถี่สูงถึง 20 MHz สามารถทำได้โดยไม่มีปัญหา

สามารถวัดรอบการทำงาน (ปัจจัยหน้าที่) ของสัญญาณเอาท์พุตได้โดยใช้มัลติมิเตอร์แบบดิจิตอลในโหมดการวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง (อินพุต R ≥ 10 MOhm) โดยไม่ต้องเปลี่ยนขีดจำกัดการวัด (รูปที่ 3) ขั้นแรกให้ปรับเทียบมัลติมิเตอร์โดยเชื่อมต่อผ่านตัวต้านทานที่มีความต้านทาน 33...100 kOhm กับสายไฟ (เชื่อมต่อกับขั้วที่สอดคล้องกันของไมโครวงจรโดยตรง) เนื่องจากความต้านทานอินพุตของมัลติมิเตอร์คือ 10 MOhm การอ่าน (สหราชอาณาจักร) จะน้อยกว่าแรงดันไฟฟ้า 0.3...1% ตัวต้านทานพร้อมกับความจุทั้งหมดของสายไฟและอินพุตมัลติมิเตอร์จะสร้างตัวกรองความถี่ต่ำผ่านสำหรับสัญญาณความถี่สูง หากมีสัญญาณพัลส์โดยที่ Q = 2 ที่เอาต์พุตขององค์ประกอบลอจิก มัลติมิเตอร์จะแสดง U ออก = 0.5U k ในรูป รูปที่ 4 แสดงสเปกตรัมของสัญญาณที่เอาต์พุตของเครื่องกำเนิดของวงจรไมโคร 74AC86 โดยไม่มีมาตรการปรับสมดุลพิเศษใด ๆ การปราบปรามของฮาร์มอนิกที่สองสัมพันธ์กับตัวแรกคือประมาณ 36 เดซิเบล สิ่งนี้ไม่ดีนักสำหรับการทำงานกับตัวคูณความถี่

ข้าว. 3. การวัดรอบการทำงาน (ปัจจัยหน้าที่) ของสัญญาณเอาท์พุต

ข้าว. 4. สเปกตรัมสัญญาณที่เอาต์พุตตัวกำเนิดของไมโครวงจร 74AC86

หากความสมมาตรของสัญญาณเอาท์พุตถูกรบกวน ส่วนประกอบสเปกตรัมอื่นๆ อาจถูกระงับได้ ตัวอย่างเช่น เมื่อ Q = 3 (รูปที่ 5) ฮาร์โมนิคที่เป็นทวีคูณของสามจะถูกระงับในสัญญาณเอาท์พุต (รูปที่ 6) การสร้างโหมดดังกล่าวทำได้โดยใช้มัลติมิเตอร์ แต่คุณเพียงแค่ต้องได้รับแรงดันไฟฟ้าเฉลี่ย U out = 0.333U k (หรือ 0.666U k) ตัวเลือกนี้น่าสนใจเป็นพิเศษหากคุณต้องการคูณสองหรือสี่ เมื่อฮาร์โมนิคสูงขึ้น ต้นทุนตัวกรองจึงเป็นเรื่องยากอยู่แล้ว การใช้งานจริงตัวเลือกนี้

ข้าว. 5. สเปกตรัมสัญญาณ

ข้าว. 6. สเปกตรัมสัญญาณ

ดังนั้นคลื่นสี่เหลี่ยมจึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการรับสัญญาณฮาร์โมนิกคี่ของสัญญาณจนถึงค่าที่เจ็ด อันที่สูงกว่านั้นถูกลดทอนลงอย่างมากแล้ว และการสกัดพวกมันจะต้องใช้ตัวกรองและแอมพลิฟายเออร์ที่ซับซ้อน ฮาร์โมนิคตัวที่สองและสี่จะได้มาดีที่สุดด้วยรอบการทำงานของสัญญาณเอาท์พุต Q = 3 หากจำเป็นต้องใช้ฮาร์โมนิคใกล้เคียงทั้งหมดในสเปกตรัม คุณจะต้องตั้งค่า Q = 2.41 (K = 41.5%)

มีหมายเหตุสำคัญอยู่ที่นี่ บางครั้งมันเกิดขึ้นว่าการรบกวนจากออสซิลเลเตอร์ในพื้นที่หรือระบบ PLL ของไมโครคอนโทรลเลอร์นั้น "หลงทาง" ในเครื่องรับ ด้วยการเลือกรอบการทำงานของสัญญาณนาฬิกาอย่างชำนาญ คุณสามารถระงับฮาร์โมนิคที่รบกวนบางส่วนได้ แต่โดยทั่วไป พื้นหลังโดยรวมของฮาร์โมนิคจากสัญญาณนาฬิกาสามารถลดลงได้ หากโดยค่าเริ่มต้น รอบการทำงานถูกกำหนดไว้ที่ Q = 2 พอดี

อุปกรณ์ที่นำเสนอส่วนใหญ่ใช้องค์ประกอบลอจิก CMOS ที่ทำงานในโหมดเชิงเส้น สำหรับสิ่งนี้ จะใช้โหมดอินเวอร์เตอร์ (หากองค์ประกอบเป็นแบบสองอินพุต อินพุตที่สองเชื่อมต่อกับสายไฟทั่วไปหรือสายไฟ) และแนะนำ OOS ตาม กระแสตรง(รูปที่ 7) เพื่อรักษาจุดปฏิบัติการให้อยู่ตรงกลางของลักษณะการถ่ายโอน ตัวต้านทาน R3 ให้ OOS และด้วยความช่วยเหลือของตัวต้านทาน R1 และ R2 คุณสามารถเปลี่ยนตำแหน่งของจุดปฏิบัติการในลักษณะการถ่ายโอนได้ วงจรนี้ยังช่วยให้คุณปรับสมดุลองค์ประกอบลอจิกของซีรีย์ 74xCTxx ซึ่งมีเกณฑ์การสลับประมาณ 1.2 V (ด้วยแรงดันไฟฟ้า 3.3 V) เกณฑ์สำหรับการตั้งค่าที่ถูกต้องคือการตั้งค่าแรงดันเอาต์พุตเป็น 50% ของแหล่งจ่ายไฟ ความต้านทานของตัวต้านทาน R2 ถูกเลือกให้ใหญ่ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อให้มีอิทธิพลต่อวงจรสัญญาณอินพุตน้อยลง

ข้าว. 7. แผนภาพอุปกรณ์

ความชันของคุณลักษณะการถ่ายโอนสอดคล้องกับแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นที่ 30...40 dB ดังนั้นสัญญาณอินพุตที่มีแรงดันไฟฟ้าหลายสิบมิลลิโวลต์จึงทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเอาต์พุตจากศูนย์เป็นสูงสุด เพื่อลดเสียงรบกวนเมื่อเปลี่ยนจากสถานะหนึ่งไปอีกสถานะหนึ่ง จะต้องระบุอัตราการเพิ่มขึ้นของสัญญาณที่แน่นอนที่อินพุต (สำหรับซีรีส์ 74ACxx - ประมาณ 125 mV/ns) ในกรณีนี้ มีความถี่ขีดจำกัดล่างซึ่งเสียงรบกวนหรือการกระตุ้นตัวเองจะไม่เกิดขึ้นระหว่างการเดินผ่านส่วนแอคทีฟของลักษณะเฉพาะ

หากเปิดใช้งานวงจร LC แบบขนานที่อินพุตลอจิกเกต จะสามารถจ่ายสัญญาณอินพุตความถี่ต่ำได้โดยไม่ก่อให้เกิดเสียงรบกวน ด้วยแรงดันไฟฟ้า 3.3 V ที่ความถี่ 3 MHz ค่าสวิงแรงดันไฟฟ้าขั้นต่ำคือ 0.5...1 V ในการทำงานที่ความถี่ต่ำกว่า จำเป็นต้องใช้องค์ประกอบลอจิกของซีรีส์ 74HCxx, MM74Cxx, 40xx

ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบพิเศษหรือ (ชิป 74AC86) คุณสามารถสร้างตัวคูณความถี่ด้วยสองได้อย่างง่ายดายหากสัญญาณถูกนำไปใช้กับอินพุตหนึ่งโดยตรงไปยังอินพุตอื่นผ่านเส้นหน่วงเวลาตามวงจร RC (รูปที่ 8) หากค่าคงที่เวลาของวงจร RC (τ) น้อยกว่าระยะเวลาการทำซ้ำของพัลส์ T อย่างมีนัยสำคัญ เราจะได้พัลส์สั้นที่เอาต์พุตโดยแรงดันอินพุตแต่ละครั้งลดลง กล่าวคือ จำนวนพัลส์ (และความถี่ของพัลส์) จะเพิ่มขึ้นสองเท่า เมื่อความล่าช้า (ค่าคงที่เวลาของวงจร RC) บนตัวเก็บประจุ C1 เพิ่มขึ้นสัญญาณจะกลายเป็นสามเหลี่ยมและแอมพลิจูดลดลงดังนั้นความแม่นยำในการสลับจึงลดลงและคุณภาพของสัญญาณลดลง - ด้านหน้า "ลอย" พร้อมสัญญาณรบกวน ตัวคูณดังกล่าวทำงานได้อย่างเสถียรที่ τ

ข้าว. 8. ตัวคูณความถี่

สเปกตรัมสัญญาณเอาท์พุตจะสะอาดยิ่งขึ้นในกรณีของ Q = 3 (รูปที่ 9) ในกรณีนี้ตัวคูณจะ "ให้" ฮาร์โมนิคที่เอาต์พุตที่ความถี่ 2F 1, 4F 1, 8F 1, 10F 1, 14F 1, 16F 1 เป็นต้น) เฉพาะฮาร์โมนิคที่ 2F 1 และ 4F 1 เท่านั้นที่มีความสำคัญในทางปฏิบัติ และการปราบปรามฮาร์โมนิคที่มีความถี่ F 1, 3F 1, 5F 1 และ 6F 1 ช่วยได้ ด้วยการตั้งค่านี้ เอาต์พุตควรเป็น U out = 0.333U k

ข้าว. 9. สเปกตรัมเอาต์พุต

ข้าว. 10. สเปกตรัมสัญญาณ

โครงร่างโครงสร้างเครื่องกำเนิดการวัดจะแสดงในรูป 11. วงจรนี้มีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสองตัว (G1, G2) ที่มีการออกแบบเดียวกันสำหรับการขยาย ฟังก์ชั่นอุปกรณ์. หลังจากนั้นการคูณความถี่ระดับกลางจะเกิดขึ้นในตัวคูณความถี่ U1 หรือตัวคูณความถี่ U2 ตัวคูณคือหนึ่ง สอง สาม หรือสี่ นอกจากนี้ ในตัวคูณความถี่-ตัวหาร U1 ความถี่สัญญาณสามารถหารด้วยสองหรือสี่ก่อนที่จะคูณ ในมิกเซอร์ที่เอาต์พุตขององค์ประกอบ DD1 และหลังตัวกรองความถี่ต่ำผ่าน Z3 (ความถี่คัตออฟ - 100 kHz) สัญญาณจะถูกสร้างขึ้นที่ความถี่ F = |n 1 F gun1 - n 2 F gun2 | มิกเซอร์ยังทำงานบนฮาร์โมนิคด้วย

ข้าว. 11. บล็อกไดอะแกรมของเครื่องกำเนิดการวัด

โมดูเลเตอร์ประกอบด้วยองค์ประกอบ DD2, DD3, Z1 และ Z2 ซึ่งสร้างวงจรการทำงานของสัญญาณที่จำเป็นสำหรับขั้นตอนการคูณสุดท้าย ด้วยรอบการทำงาน Q = 2 ไม่จำเป็นต้องใช้องค์ประกอบ Z1 และ Z2 DD4 และ DD5 ทำงานเป็นบัฟเฟอร์แอมพลิฟายเออร์ นอกจากนี้ยังสามารถปรับพัลส์ได้

เครื่องกำเนิดไฟฟ้า G3 สร้างพัลส์สั้น ๆ เพื่อจำลองสัญญาณรบกวนแบบอิมพัลส์ซึ่งถูกเปิดใช้งาน ระดับสูงสัญญาณสปอน หากความถี่ลดลง 100...1,000 เท่า (โดยการเพิ่มความจุของตัวเก็บประจุที่เกี่ยวข้อง) พลศาสตร์ของ AGC หรือตัวลดเสียงรบกวนสามารถปรับได้ใน RPU

เมื่อใช้ฟิลเตอร์ Z4 และ Z5 ฮาร์มอนิกที่ต้องการจะถูกแยกออก และแอมพลิฟายเออร์ A2 และ A3 จะให้สัญญาณตามระดับที่ต้องการ ที่เอาต์พุต GEN-3 คุณสามารถสร้างสัญญาณรวมโดยใช้จัมเปอร์ S1 และ S2

หน่วยจ่ายไฟ (PSU) จ่ายแรงดันไฟฟ้า 3.3 V ให้กับส่วนประกอบอุปกรณ์ และยังมีเอาต์พุตแรงดันไฟฟ้า +3.9 V สำหรับจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์พลังงานต่ำที่กำลังทดสอบ (วิทยุ TECSUN, DEGEN ฯลฯ) อินพุต ของแหล่งจ่ายไฟสามารถจ่ายแรงดันไฟฟ้า +5 V จากพอร์ต USB หรือ ที่ชาร์จโทรศัพท์มือถือ รวมถึงจากแหล่งจ่ายไฟหลักที่ไม่เสถียรซึ่งมีแรงดันเอาต์พุต 5...15 V กระแสไฟที่อุปกรณ์ใช้จะขึ้นอยู่กับความถี่ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า และจะต้องไม่เกิน 70 mA เมื่อติดตั้งอุปกรณ์ครบครัน

ส่วนถัดไปของบทความจะนำเสนอ คำอธิบายโดยละเอียดไดอะแกรมอุปกรณ์และบางส่วน ตัวอย่างเฉพาะการกำหนดค่าสำหรับการทำงานกับ IF ที่พบบ่อยในชุดควบคุมวิทยุสมัครเล่น