Рис.1 Кварцевые фильтры с "параллельными" емкостями

Стрелками ААи ББ показан второй вариант включения КПЕ. Резисторы R1, R4 (0 ... 300 Ом) устанавливаются при наличии больших выбросов на АЧХ. Конденсатор С4* подбирается в пределах от 0 до 30 пФ.

С целью минимизации числа конденсаторов, были выбраны схемы фильтров, содержащие только параллельные емкости, рис.1. Поскольку фильтры симметричны (относительно их входа-выхода), оказалось возможным использовать сдвоенные КПЕ от радиовещательных приемников емкостью 12 - 495 пФ. Кроме этого, понадобится еще один, заранее проградуированный в пФ, односекционный переменный конденсатор.

Настройка фильтра сводится к следующему.

Для настройки может понадобиться прибор для измерения амплитудно-частотных харакеристик Х1-38 или ему подобный. Я же использую осциллограф и самодельную приставку (см. ниже).

Первоначально все конденсаторы устанавливаются в положение, соответствующее емкости 30 ... 50 пФ. Контролируя АЧХ фильтра на экране прибора, вращением конденсаторов в небольших пределах, добиваемся требуемой полосы пропускания. Затем, подстройкой переменных резисторов (использовать только безиндукционные, например, СП4-1) на входе и выходе фильтра, стараемся выровнять вершину АЧХ. Приведенные выше операции, повторяются несколько раз до получения желаемой АЧХ.

Далее, вместо каждой отдельной секции КПЕ, припаиваем заранее проградуированный конденсатор, с помощью которого стараемся оптимизировать АЧХ фильтра. По его шкале определяем емкость постоянного конденсатора и производим замену. Таким образом, все секции КПЕ, поочередно, заменяются конденсаторами постоянной емкости. Точно также поступаем с переменными резисторами, которые впоследствии заменим на постоянные.

Окончательная "доводка" фильтра производится непосредственно по месту, например, в трансивере. После установки фильтра в трансивер возможно потребуется коррекция номиналов этих резисторов, при этом, для оптимального согласования фильтра с выходом смесителя и входом УПЧ, ГКЧ и осциллограф необходимо подключать согласно схемы, приведенной на рис.2.

Рис.2 Подключение кварцевого фильтра для окончательной настройки

По описанной методике было изготовлено несколько фильтров. Хочется отметить следующее. Настройка трех или четырех кристальных фильтров при некотором навыке занимает не более часа, однако с 8-ми кристальными фильтрами затраты времени гораздо выше. При этом, попытки предварительной настройки сначала двух отдельных 4-х кристальных фильтров, а затем их состыковка - оказались бесплодны. Малейший разброс их параметров (а это всегда имеет место) приводит к искажению результирующей АЧХ. Интересно также отметить, что теоретически равные емкости (например, С1=СЗ, на рис. 1а; С1=С7; СЗ=С5, на рис.1б) после настройки градуированным КПЕ по оптимальной АЧХ имели заметный разброс.

На мой взгляд, достоинством этой методики, является ее наглядность. На экране прибора хорошо видно каким образом меняется АЧХ фильтра в зависимости от изменения емкости каждого конденсатора. Например, выяснилось, что в отдельных случаях вполне достаточно поменять емкость одного конденсатора (с помощью реле) с тем, чтобы изменить полосу пропускания фильтра без особого ухудшения ее прямоугольности.

Как уже отмечалось выше, для настройки фильтра используется осциллограф С1-77 и переделанная приставка для измерения АЧХ .

Почему именно С1-77? Дело в том, что на его боковой стенке имеется разъем, на котором присутствует пилообразное напряжение генератора развертки. Это позволяет упростить саму приставку и исключить из ее схемы генератор пилообразного напряжения (ГПН). Поэтому, отпадает необходимость в дополнительной синхронизации и становится возможным наблюдение стабильной АЧХ при различных длительностях развертки. Очевидно, что можно приспособить и осциллографы других типов, может быть после небольшой доработки.

Поскольку, упрощенная приставка используется только при работе с кварцевыми фильтрами вблизи частоты 8 МГц, то все остальные поддиапазоны из нее были исключены.

Также, в используемой приставке, потребуется немного увеличить выходное напряжение. Для этого достаточно переделать выходной каскад в резонансный. Он должен настраиваться в резонанс каждый раз после того, как к его выходу будет подключаться новый фильтр.

Рис.3 Приставка к осциллографу для настройки кварцевых фильтров

Литература.

1. В.Жалнераускас. Серия статей «Кварцевые фильтры» Журнал «Радио» № 1, 2, 6 1982 г., № 5, 7 1983 г.
2. С.Бунин, Л.Яйленко «Справочник коротковолновика» изд. «Техника» 1984 г.
3. В.Дроздов «Коротковолновые трансиверы» изд. «Радио и связь» 1988 г.
4. Журнал «Радио» №5 1993 г. «Генератор качающейся частоты»

Очищение воды самодельными фильтрами – стандартное мероприятие для походных и полевых условий. Ведь носить на себе громадные бутыли неразумно из-за неимоверных физических затрат. К тому же это нерационально из-за практически повсеместного нахождения необходимой для организма жидкой составляющей земной оболочки.

Требующаяся людям жидкость действительно есть везде, однако ее санитарное состояние не всегда совместимо с употреблением. А ведь сделать весьма эффективный фильтр для воды своими руками можно даже в многодневном маршруте, находясь далеко от населенных пунктов, располагая минимумом подручных средств.

Мы познакомим вас с наиболее действенными и простыми в реализации устройствами для очищения грязной воды. У нас вы найдете схемы, рекомендации и подробное описание технологии изготовления. Предложенный к ознакомлению материал систематизирован, дополнен наглядными иллюстрациями и видео-инструкциями.

Как выбрать наполнитель для фильтра?

Подбирая емкость для фильтра, нужно все как следует рассчитать, потому что очистительные свойства в первую очередь зависят от правильно сформированной «начинки». По объему контейнер фильтра должен быть таким, чтобы беспрепятственно вмещать в себя все компоненты.

В качестве абсорбента широко применяются природные материалы, такие как: кварцевый речной или промытый карьерный песок, гравий, активированный уголь и цеолит. Как известно, любой фильтр начинается с первичного слоя грубой очистки. Зачастую эта роль отводится тканевым материалам на основе хлопка.

Вода в фильтре должна проходить несколько степеней очистки. Верхние слоя задерживают крупные включения и загрязнения, нижние исключают проникновение мелких частиц

Натуральные материалы весьма непрактичны с точки зрения гигиены. Во-первых, во влажной среде такой фильтрующий слой подвержен процессам гниения, из-за этого появляется неприятный запах. Во-вторых, структура ткани предполагает очень быстрое загрязнение фильтра нежелательными частицами, что учащает необходимость смены слоя.

Гораздо лучшие показатели наблюдаются у синтетических аналогов. Более предпочтителен в этом плане – лутрасил. Материал обладает влагостойкими качествами и более устойчив к загрязнению, нежели хлопок или бинт.

Нетканое полипропиленовое полотно – лутрасил можно использовать в качестве нижнего слоя, предназначенного для финишной очистки воды

Совсем бюджетным вариантом тканевого фильтра можно считать синтетический слой, который используется в приготовлении кофе.

Кварцевый песок отлично справляется с задержкой мелких частиц, а также фильтрацией тяжелых химических соединений. В то время как гравий наоборот, лучше отсеет крупные вкрапления нежелательных материалов. Несоизмеримым очистительным эффектом обладает минерал под названием цеолит.

Цеолит широко применяется в сфере очистки воды. Извлекает из нее тяжелые металлы, органические соединения, фенол, нитраты, азот аммония и др.

Активное действие вещества на ура справится с загрязнением воды металлической и соляной взвесью, а также нейтрализует пестициды и прочие продукты переработки аграрной промышленности.

Устройства для очистки на основе активированного угля

Самая распространенная группа самодельных фильтров предполагает использование активированного угля. Препарат можно приобрести в любой аптеке в неограниченном количестве. Его запасы практически не увеличат вес поклажи и займут не так уж много места в рюкзаке.

Зато по силе очищающего действия у угля немного соперников. Он превосходно адсорбирует токсичные вещества, поглощает внушительный ряд тяжелых металлов, беспощадно сражается с вредоносными микроорганизмами.

Малогабаритные разновидности походного типа

Пожалуй, наиболее качественный результат фильтрации показывают самодельные варианты на основе активированного угля. Абсорбент одинаково удачно справится с задержкой как минеральных образований, так и токсических веществ.

Галерея изображений

К свойствам материала можно причислить способность придавать жидкости прозрачность, а также устранять неприятный запах и продукты жизнедеятельности микроорганизмов.

При выборе угля нужно обращать внимание на структуру минерала. Слишком мелкий, порошкообразный – будет проникать в воду, а крупный, наоборот, – не обеспечит должный уровень очистки. (Стоит отдавать предпочтение гранулированному исходному материалу).

Активированный уголь – самый востребованный материал в устройства самодельных фильтров. Желательно засыпать его слоями так, чтобы снизу был порошкообразный материал, сверху гранулы, а по высоте фракционный состав увеличивался

Немаловажным фактором является степень так называемой «прожарки» угля. Если переусердствовать с этой процедурой, абсорбент быстро утратит все свои ценные качества.

Уголь можно купить в любом супермаркете, либо изготовить в домашних условиях. Лучшие абсорбирующие качества наблюдаются у лиственных пород дерева, в частности у березы.

Для получения угля необходимо загрузить дерево в любую металлическую емкость и накалить ее на огне (желательно поставить в печь). После того, как дерево раскалится до красна, вынуть емкость и дать остыть – все, древесный уголь готов к использованию в системе фильтрации.

Галерея изображений

Совсем походным вариантом будет самодельный фильтр на угольной основе для воды из золы прогоревшего костра. При случае, лучше использовать цельные куски примерно 4 см в длину.

Как правило, корпусом для такой импровизированной системы может служить все что угодно, но в основном для удобства используется пластиковый контейнер либо бутылка.

Изготовление угольного очистителя воды

Перед тем как осуществлять сборку, нужно подобрать более оптимальный вариант корпуса.

Для этого понадобится:

• Несколько пластиковых емкостей (бутылки или ПВХ труба, в некоторых случаях можно использовать пищевые контейнеры. Из-за своей прочности, они хорошо послужат в качестве основы картриджа).
• Инструменты для обработки пластика (различные острые предметы: шило, ножницы, канцелярский нож, отвертка).
• Абсорбирующий материал (в данном случае активированный уголь).
• Дополнительные фильтрующие грануляты (кварцевый песок, гравий).
• Материал для первичного тканевого фильтра (медицинский бинт, марля или кофейный фильтр).
• Пластиковые крышки или заглушки.

Для герметичности конструкции, на стыках соединения модулей, следует использовать полимерные вещества (если фильтр многоуровневый и состоит из нескольких частей). Хорошо подойдет влагостойкий силиконовый клей, либо изолирующая лента.

Для монтажа подвесной конструкции нужно при помощи канцелярского ножа предварительно отрезать от пластиковой бутылки дно. После чего проделать два отверстия напротив друг друга для крепления петель. Теперь импровизированный корпус можно подвесить, например, на ветку дерева.

Далее нужно смастерить выходной клапан, откуда будет течь отфильтрованная жидкость. На данном этапе особенность конструкции зависит от индивидуальных предпочтений. Можно организовать что-то по принципу душа – проделать много маленьких отверстий в крышке, а можно просверлить одно большое.

Следующим шагом станет непосредственно укладка составляющих. Закрутив перфорированную крышку, корпус переворачивают или подвешивают за петли. Затем, первым делом укладывается сложенный в несколько раз бинт, либо марля. Также приветствуется использование кофейного фильтра.

В некоторых случаях можно встретить конструкции, где роль первичного фильтрующего материала выполняет тканевый чехол, сшитый специально под размер корпуса. Это существенно облегчает задачу, по смене абсорбента и экономит время.

Стоит обратить внимание на то, что укладка абсорбирующих компонентов должна производится по типу «пирамиды». Это значит, что первым делом всегда следует мелкозернистый абсорбент (уголь), затем идет слой кварцевого песка, а потом наступает черед речной гальки или гравия.

Каждый следующий слой фильтра имеет другую, чаше всего более мелкую структуру, чем предыдущий. Это способствует более тщательной очистке

Для большей эффективности рекомендуется чередовать несколько слоев гальки, однако, не забывать о том, что излишек материала может препятствовать току воды. Заливное отверстие лучше накрыть какой-нибудь тканью или крышкой, дабы избежать попадания нежелательных предметов внутрь картриджа.

Принцип действия такого фильтра заключается в пассивном протекании воды сквозь все слои. Под действием гранул, загрязненная жидкость очищается и вытекает из перфорированного отверстия. Первоначально необходимо пропустить через фильтр несколько литров воды. Первая фильтрующая процедура промоет слои и уберет загрязнители.

К недостаткам системы можно отнести довольно медленную скорость очистки и необходимость постоянно заливать новую жидкость по завершении процедуры фильтрации.

К недостаткам самодельных фильтров для воды с природными наполнителями относится низкая скорость, необходимость часто менять фильтрующие слои, не слишком высокое качество очистки

Полезная самоделка из ПВХ трубы

Для очистки воды на загородном участке тоже можно сделать эффективный очиститель, который сможет поспорить с . Он потребуется для обработки воды, набираемой в или в , но особенно будет полезен, если воду черпают в реке, пруду или озере.

Для сооружения конструкции понадобится отрезок от пластиковой водопроводной трубы и 2 емкости. Можно соединить две бутылки, где верхний сегмент будет выполнять роль фильтра грубой очистки.

Фильтр можно изготовить из подручных средств без помощи специального оборудования. Все необходимое найдется в доме у каждого

Внутрь как полагается сперва помещают первичный слой из марли или ваты, при этом соорудив некое подобие сетчатой подложки, например, из пластика, чтобы слои не смешивались. Для этого хорошо подойдет пластиковая крышка, которую можно вклеить в ПВХ трубу, затем просверлить несколько отверстий малого диаметра по окружности.

Перфорация в пластиковой перегородке необходима для задержки синтетических или натуральных волокон первичного фильтра

После этого снова закрыть модуль крышкой, только на этот раз не стоит прибегать к использованию клея, потому что эта часть должна быть съемной, для возможности замены и очистки фильтрующего материала.

Укладывать наполнитель стоит плотно, но в то же время не слишком, чтобы слой не мешал прохождению воды

Затем начинается черед пластиковой трубы. От бутылки нужно отрезать горлышко и закрепить его внутри трубы таким образом, чтобы была возможность использовать резьбу.

Крепить стоит герметично, во избежание протечек (хорошо подойдет силиконовый клей). Внешнюю сторону и кант горлышка рекомендуется обернуть несколькими слоями изоленты для большей прочности.

Наматывать изоляцию нужно в несколько слоев также для того, чтобы предотвратить возможность протечки

В другой конец трубки, по обыкновению, нужно вставить крышку и проделать перфорацию. На внутреннюю поверхность импровизированной кассеты следует поместить тканевую прослойку.

После всех манипуляций, конструкция готова для заполнения гранулятом (в данном случае активированный уголь). Для лучшей эффективности можно чередовать слои минералов внутри трубы.

Лучше всего использовать синтетический материал в качестве фильтрующей прослойки, т.к. он более долговечен и не нуждается в частой замене

По завершении, первичный фильтр и модуль с угольным составом скручиваются вместе при помощи резьбы. Затем по обе стороны добавляются пластиковые бутылки. Вот и все, угольный фильтр из ПВХ отрезка готов к использованию.

Самодельная конструкция не требует особых условий использования и не занимает много места в разобранном состоянии

Водяной фильтр для аквариума

Как известно, для нормальной жизнедеятельности водных обитателей, нужно своевременно очищать резервуар и поддерживать чистоту воды. Владельцам небольших аквариумов очень кстати придется инструкция по сооружению фильтра в домашних условиях.

Корпусом самодельного фильтра для очистки жесткой воды может служить любая пластиковая трубка подходящего диаметра, в том числе, за неимением таковой, хорошо подойдут 2 шприца.

Перед сборкой нужно подготовить некоторое дополнительные детали: пульверизатор (часто используется в бутылках с моющими средствами), губка с высокой степенью жесткости, а также механизм, по средствам которого конструкция будет крепиться к стенке аквариума (присоска).

Главное преимущество конструкции – простота изготовления. Все компоненты без труда можно обнаружить у себя дома

Первым делом нужно вынуть подвижную часть шприца, она не пригодится. Затем, при помощи термоклея, либо другого герметика, соединить заготовки друг с другом, предварительно отрезав носики.

Для тока воды необходимо сделать перфорацию. С этим отлично справится обычный паяльник, а если его нет, можно нагреть над огнем любой металлический предмет, например, гвоздь, и проделать отверстия по всей площади шприца.

Для оптимизации скорости прохождения воды через фильтр рекомендуется делать отверстия на равномерном расстоянии друг от друга

В некоторых случаях можно засыпать в капсулу фильтра какой-нибудь гранулят, лучшим вариантом будет использование цеолита, т.к. абсорбент хорошо справляется с фильтрацией нитратов. Далее внутрь корпуса нужно поместить распылитель, при этом его гибкая трубка должна равномерно идти по всей длине кассеты.

Затем импровизированный картридж следует полностью обернуть губкой и зафиксировать внешний слой, чтобы он не разматывался. Вот и все, мощности такого фильтра вполне хватит для очищения воды в небольшом аквариуме.

Конструкция довольно компактна и может поместиться в любой малогабаритный резервуар

Песчаный вариант для бассейна

Как уже упоминалось, процесс сооружения малогабаритных вариаций фильтрующих систем довольно прост, однако, если речь идет о крупном водоеме, необходимо продумать все нюансы системы очищения.

Многие наверняка сталкивались с проблемой «цветения» воды. Чаще всего этот процесс наблюдается в теплое время года, а если оборудован еще и системой подогрева, такая оказия может произойти, когда угодно.

Справедливо сказать, что проблему зеленой воды можно вполне решить подручными средствами, а именно – удалить механическим путем, но иногда слой водорослей может опускаться на самое дно и удаление поверхностной пленки дело не решит.

Для того чтобы вода циркулировала через фильтр, в схему включен недорогой вихревой насос. Устанавливают его после фильтра

Фильтр перед включением насоса нужно закрывать крышкой, чтобы внутри него формировались условия для нормального всасывания

К тому же, загрязнителем могут выступать не только водоросли, но и опавшие листья, а также песок и всевозможные микрочастицы, если бассейн находится на улице.

Столкнувшись с проблемами такого рода, люди начинают лихорадочно скупать всякие моющие и чистящие средства, в надежде избавится от назойливых зеленых островков. Но активное химическое действие веществ может помочь только с загрязнителем, который находится на поверхности и для того, чтобы очистить резервуар до самого дна, нужны совсем другие методы.

Для полной очистки бассейна существуют специальные . Работают они по принципу «пылесоса», а именно прокачивают сквозь компрессор литры загрязненной жидкости. Процесс фильтрации представляет собой многоразовый перегон воды из одной части бассейна в другую.

Этот механизм часто используется в крупных муниципальных, либо частных учреждениях, где объем бассейна доходит порой до тысяч литров, поэтому лучшим решением является – автоматизированная система фильтрации.

Но рядовому пользователю не выгодно вкладывать деньги в столь громоздкое оборудование, если, например, необходимо очистить всего лишь небольшой надувной резервуар сезонного типа.

Как раз для таких водоемов существует инструкция по сооружению песчаного фильтра.

Корпус устройства содержит в себе наполнитель с фильтрующими свойствами (песок). Можно заменить материал на любой другой

В процессе сборки понадобится любая емкость, которая может выполнять функции картриджа. Водяной тоннель от первичного фильтра можно сделать из пластиковой трубы длиной 2 метра (в случае, если бассейн крупного размера).

Также нужно учесть, что конструкция тоннеля предполагает поворот на 90 градусов, поэтому нужен ПВХ уголок. Размер внутреннего диаметра картриджа и трубы должен составлять около 50 мм.

В качестве опорного штифта для очистительных модулей можно использовать резьбовую втулку диаметром М10. Удобство такой конструкции позволяет соединять несколько фильтрующих кассет в одну, что превращает обычный фильтр в многоуровневый. Тем самым повышается эффективность абсорбции и, в итоге, вода становится более чистой.

На первом этапе нужно сделать два отверстия (лучше использовать перфоратор).

Первое в заглушке фильтра, а второе в ПВХ уголке, после чего соединить две детали при помощи штифта и гайки. На другом конце трубки следует закрепить водяной компрессор. Мощность оборудования стоит подбирать исходя из объема бассейна.

Для того, чтобы фильтр был плавучим, необходимо сделать специальную подложку из пенопласта.

Процесс очищения – круговой, а происходит по средствам забора воды с нижних слоев бассейна и прокачки ее через фильтр при помощи помпы.

Преимуществом такой конструкции является отсутствие дополнительных элементов для выпуска отфильтрованной воды, а также возможность замены картриджа. Процедуру промывания лучше проводить над отдельной емкостью, чтобы избежать попадания грязной жидкости обратно в бассейн. Лучше для этого использовать ведро.

Кроме того, стоимость данной установки значительно меньше, чем фирменные аналоги. Все необходимое можно приобрести в специализированных торговых точках, например, компрессор продается в любом зоомагазине, ПВХ трубки и уголки в строительных супермаркетах, а сменный картридж на рынках в отделе сантехники.

Большим плюсом при создании плавучей системы фильтрации, является свобода дизайнерской мысли. Если под рукой есть декоративные компоненты, можно замаскировать фильтр под любой объект, вписывающийся в композицию бассейна, например, корабль.

Самодельный водопроводный фильтр

В домашних условиях каждому по силам соорудить установку, состоящую из трех емкостей, соединенных последовательно. Работает такой водяной фильтр только под определенным давлением водопроводной системы.

В качестве будущих кассет можно использовать пластиковую либо стеклянную тару, а соединять сегменты нужно по средствам переходного ниппеля на ¼ дюйма.

Фильтр подключается напрямую к системе водоснабжения и не требует монтажа дополнительных коммуникаций

Для удобства, на переходниках нанесены направляющие «вход/выход». Они позаботятся о том, чтобы процесс сборки прошел успешно. Еще одним важным моментом является герметичность установки. Во избежание протечек рекомендуется каждую резьбу обернуть в тефлоновую ленту, а стыки уплотнить синтетическим материалом.

Фильтр такого образца подключается к системе как тройник и соединяется последовательно с трубами водоснабжения. В качестве гранулята можно использовать все тот же уголь. Он очистит сырую воду от вредных микрочастиц и предупредит появление накипи на нагревательных элементах электрочайника и стиральной машины.

Выводы и полезное видео по теме

Спустя какое-то время, придется заменить самодельную систему на более профессиональную. Связано это не только с износом старых деталей, но по причине их невысокой абсорбирующей и очистительной эффективности по отношению к микроорганизмам, содержащимся в воде.

Для обеспечения стерильности водоема, современные фильтры оснащены минерализирующей системой. Прежде чем покупать оборудование, стоит проверить воду в лабораторных условиях на предмет содержания минералов и затем, опираясь на результаты экспертизы, подобрать фильтр с соответствующим минеральным составом.

В оборудовании, сделанном кустарным способом, такой функции нет, поэтому после этапа очистки фильтрат рекомендуется обязательно прокипятить. Сопоставляйте также мощность фильтра с напором воды. Неправильный расчет интенсивности водонапора по отношению к самодельной системе фильтрации, может повлиять на работоспособность оборудования.

Видео #1. Процесс изготовления простейшего фильтра из пластиковой бутылки:

Видео #2. Желающим сделать миниатюрную версию фильтра для воды поможет это видео:

Видео #3. Сооружение фильтра для личного водоема:

Смекалке людей действительно нет предела, и это наглядно подтверждается вариациями представленных фильтров. Широкий выбор материалов, наполнителей и обилие форм подойдут для любого случая, когда требуется быстро очистить воду.

Часто в статьях встречаешь фразу: "Кварцевый фильтр легче настроить при помощи характериографов (например, X1-38, X-1-48, СК-4-59 и др.). Конечно, если они есть, то настройка фильтра проста. Но это если у вас есть соответствующий прибор, да еще и инструкция к нему. В противном случае слово "просто" быстренько превратится в противоположное ему "трудно". Поэтому в данной статье делается упор на настройку кварцевого фильтра с использованием простейших приборов.

В некоторых статьях опускают информацию о типе настраиваемого фильтра (лестничный, мостовой, монолитный), описывая общие правила настройки. Однако я пришел к выводу, что каждый из них имеет, наряду с общими, еще и свои собственные особенности.

Начнем с настройки фильтра лестничного типа (рис.1).

Рис.1

Опыт показывает, что:

Фильтр получается с лучшими параметрами, если все кварцы имеют как можно более близкие частоты последовательного резонанса (±10 Гц). Однако не стоит расстраиваться, если это условие не выполнимо, ибо неплохой фильтр получается и при разносе частот до 1 кГц ;

Подбирать кварцы лучше всего включая их в опорном генераторе того устройства, в котором предполагается эксплуатировать этот фильтр, а самый низкочастотный из них использовать непосредственно в опорном генераторе. При этом подстроечные элементы генератора не следует трогать;

Настраивать фильтр следует непосредственно в составе "родного" аппарата;

Если кварцы имеют неодинаковые частоты, их следует располагать в следующей последовательности: наиболее высокочастотный установить первым на входе, а все последующие - поочередно слева направо, по рангу, с понижением частоты;

Емкости следует применять малогабаритные, с минимальным температурным коэффициентом емкости (ТКЕ) с точностью не хуже ±1,5%. Но не отчаивайтесь, если таковые не найдутся, ибо в процессе настройки их все равно придется подбирать. В большинстве случаев в процессе настройки бывает заменено до 90% емкостей на другие (хотя и близкие) номиналы;

Кварцы лучше использовать фильтровые (взятые, например, из разобранных заводских фильтров).

Так, из четырех фильтров на частоту 10,7 МГц (типа ФП2П-325-10700М-15) можно собрать четыре лестничных восьмикристальных фильтра (в этих фильтрах имеется по четыре пары кварцев с одинаковыми частотами) с разными, но близкими к 10,7 МГц частотами. Обычно так и поступают несколько радиолюбителей (как правило, 4 человека), имеющих по одному фильтру. Самый опытный из них подбирает одинаковые по частоте четыре комплекта кварцев, затем кварцы с минимальным. разбросом оставляет себе, а остальные отдает обратно друзьям (или наоборот?!). С несколько меньшим успехом можно использовать и генераторные кварцы.

В домашних условиях кварцевый фильтр можно настроить тремя способами.

В первом случае следует использовать (кроме настраиваемого аппарата) в качестве вспомогательного прибора другой трансивер с цифровой шкалой, во втором случае - ГСС (генератор стандартных сигналов) и частотомер (с предельной частотой, превышающей хотя бы низшую частоту вашего настраиваемого устройства, например 1,9 МГц). Частотомером измеряют либо частоту ГСС, либо частоту ГПД исследуемого аппарата.

В третьем случае используется кварцевый гетеродин на одну из рабочих частот (либо ГСС, либо другой трансивер без цифровой шкалы), и обязательно наличие цифровой шкалы в настраиваемом аппарате.

Во всех трех случаях на вход настраиваемого аппарата подают ВЧ-сигнал рабочего диапазона. В первых двух случаях медленно изменяют подаваемую частоту в полосе прозрачности кварцевого фильтра, снимая при этом показания S-метра в относительных единицах, и через каждые 200 Гц записывают их в таблицу. Затем, согласно таблице, строят графики (АЧХ). По вертикали откладывают показания S-метра, а по горизонтали - частоту. Соединив проставленные на графике точки интерполяционной (усредняющей) линией, получают АЧХ - амплитудно-частотную характеристику новоиспеченного фильтра.

В третьем случае все проделывают аналогично, только перестраивают по частоте сам настраиваемый аппарат, снимая показания непосредственно с его цифровой шкалы и S-метра одновременно.

При этом "новоиспеченный" фильтр, как правило, имеет:

Иную полосу, чем требуется;

Неравномерность в верхней части АЧХ;

Пологий (а иногда с выбросами) нижний скат АЧХ.

В дальнейшем настройка фильтра ведется по трем вышеуказанным направлениям в порядке очередности.

На первом этапе настройки (грубая настройка) следует получить полосу пропускания фильтра до 2,4 кГц путем поочередной замены емкостей, начиная от входа фильтра, и снятия при этом АЧХ. При этом следует иметь в виду следующее:

Если параллельно кварцам (особенно крайним) установить дополнительные емкости и увеличивать их номинал (до определенного предела), то ширина полосы пропускания фильтра будет уменьшаться. Аналогичный эффект будет наблюдаться и при увеличении емкостей конденсаторов, идущих на корпус. При уменьшении величин этих емкостей будет наблюдаться обратный эффект. Данное свойство используют для сужения полосы пропускания кварцевого фильтра в телеграфном режиме. Таким образом полосу пропускания можно уменьшить до 0,8 кГц. При дальнейшем сужении полосы резко увеличивается затухание фильтра в полосе прозрачности (для получения малого затухания в CW-фильтре следует использовать резонаторы с добротностью, по крайней мере на порядок превышающей добротность фильтра);

Величина "горбов" и провалов в верхней части АЧХ (линейность характеристики) будет зависеть не только от величины подбираемых емкостей, но и от величины сопротивления нагрузочных резисторов, установленных на входе и выходе фильтра. При уменьшении их сопроитвления линейность характеристики улучшается, но увеличивается затухание в полосе пропускания фильтра;

При невозможности получения достаточной крутизны нижнего ската, следует параллельно нагрузочным резисторам установить кварцы, аналогичные используемым в фильтре, при этом из всех имеющихся кварцев следует выбрать наиболее низкочастотный или понизить его частоту путем последовательного включения индуктивности. Подбором количества витков этой индуктивности можно менять крутизну нижнего ската;

Настройку фильтра нужно повторить несколько раз. Если на последнем этапе настройки не удается получить приемлемей АЧХ, необходимо попробовать подогнать частоту последовательного резонанса отдельных кварцев. Для этого последовательно кварцу устанавливают конденсатор, и подборкой этого конденсатора добиваются генерации на частоте остальных кварцев. Если это не поможет (а это может быть при малом разносе между частотами параллельного и последовательного резонансов кварца), следует заменить кварцы. Кварцы в фильтре следует располагать в цепочку, тщательно экранируя вход от выхода. На рис.2 показаны АЧХ КФ приемника "TURBO-TEST", снятые при различных значениях емкостей конденсаторов. -

Рис.2- Для большей наглядности значения частоты сняты без соблюдения принимаемой боковой полосы и действительного значения ПЧ. На рис.3 показаны АЧХ окончательного варианта настройки фильтра. -

Рис.3

Теперь несколько практических советов по настройке мостового кварцевого фильтра. Такой фильтр показан на рис.4. Катушки L1 и L2 содержат 2х10 витков провода диаметром 0,31 мм, в качестве сердечников использованы ферритовые кольца от фильтра ФП2А-325-10,700 М-15. Ширина полосы пропускания фильтра - 2,6 кГц.

Рис.4

Если у вас изготовлен фильтр на низкие частоты (2...6 МГц), он обычно получается более узкополосным, чем требуется, а если фильтр на высокие частоты (8...10 МГц) - слишком широкополосным. В первом случае следует расширить полосу пропускания путем подключения к верхним, либо к нижним (рис.4) кварцам катушек индуктивности, которые следует подобрать экспериментально. Во втором случае, чтобы уменьшить полосу пропускания, необходимо параллельно резонаторам подсоединить подстроечные конденсаторы (аналогично катушкам). Кварцы в фильтре нужно подобрать с точностью до 50 Гц (частота последовательного резонанса), причем частоты всех верхних резонаторов должны быть одинаковыми и отличаться от нижних (также одинаковых) на 2...3 кГц.

Если в наличии имеются только кварцы на одинаковые частоты, можно изменить частоту кварцев путем стирания посеребренного слоя с кристалла (повысить частоту) или путем заштриховки карандашом (понизить). Но практика показывает, что стабильность параметров такого фильтра с течением времени оставляет желать лучшего.

Более устойчивые результаты дает подгонка частоты путем последовательного включения с кварцем подстроечного конденсатора. После настройки конденсатор желательно заменить на постоянную емкость такой же величины.

При большой ширине полосы пропускания фильтра, в середине его АЧХ может появиться провал (затухание). Следует сказать, что его глубина в значительной мере зависит от сопротивления резисторов R1 и R2. Их величина может быть от сотен Ом (при полосе 3 кГц) на частотах 8...10 МГц до нескольких килоом на более низких частотах и при меньшей полосе пропускания фильтра. При изготовлении мостового фильтра следует большое внимание уделить симметричности его плеч, а также обмоток входящих в него трансформаторов, ну и, конечно, тщательной экранировке входа от выхода. Более подробно о мостовых фильтрах можно прочитать в.

Литература

1. Гончаренко И. Лестничные фильтры на неодинаковых резонаторах. - Радио, 1992, №1, С. 18.
2. Бунин С.Г, ЯйленкоЛ.П. Справочник радиолюбителя-коротковолновика. - К.: Техника, 1984, С.21...25.

Во время постройки приемника для любительской связи с двойным преобразованием потребовалось подобрать и посмотреть реальную АЧХ фильтра ПЧ, убедиться, что она в пределах 2.5-2.8кГц, необходимых для комфортного приема SSB станций. Поскольку у меня нет практически никакого измерительного оборудования, пришлось использовать старого друга , сделанного на основе RTL SDR.

В общем, это оказалось делом двух минут. SDR приемник выполняет роль анализатора спектра. По-хорошему надо было собрать генератор шума, но в промзоне нет лучшего генератора шума, чем сам эфир. Так и сделал, на вход фильтра подключил антенну (активная полноразмерная рамка 40 метрового диапазона), выход подключил к конвертеру. Из-за достаточно высокого КУ антенного усилителя эфир выполнил роль источника шума, и SDR приемник показал реальную АЧХ фильтра. не смотря на то, что по картинке подавление за полосой пропускания всего 40db, реальное подавление значительно выше из-за того, что уровня шума эфира все же недостаточно для оценки динамических характеристик, но форму и ширину АЧХ оценить вполне можно.

К слову, о фильтре...

Простой кварцевый фильтр промежуточной частоты

Это т.н. лестничный фильтр, в котором использованы ширпотребовские кварцевые резонаторы. В моем случае это резонаторы на 10МГц. Из-за низкой цены наших магазинах их продают по 5 штук, этого комплекта как раз хватит на приемник: 4 штуки пойдут на фильтр ПЧ, и еще один будет использован во втором гетеродине.

В моем случае CS1 = 33пф, Cp1,Cp2 = 62пф. Все кварцы — 10МГц. Итоговая полоса — 2.5-2.8кГц в зависимости от того, по какому уровню оценивать.

Подбор емкостей был выполнен при подключенном трехсекционном конденсаторе, 3х12-495пФ. Вращением добиваемся необходимой ширины АЧХ, при этом изменение полосы в реальном времени видно на экране компьютера, у меня она менялась от 5-6кГц до 200Гц, при этом более или менее ровная АЧХ была в пределах 1-3кГц, можно было выбрать любую полосу. Также можно легко реализовать переключение полосы, например, 1.8, 2.5, 3.3кГц. Кварцы можно использовать практически любые, исходя из необходимой величины ПЧ, которая может зависеть от возможностей гетеродина, емкости при этом придется подбирать экспериментальным путем.

Простой и дешевый фильтр для SSB

Воронцов А. RW6HRM предлагает в качестве альтернативы ЭМФ-ам применять простую и главное-дешевую схему кварцевого фильтра. Статья актуальна ввиду дифицита и дороговизны данных элементов.

В последнее время очень часто в Интернет-публикациях встречаются «слезы» начинающих радиолюбителей, мол, трудно достать ЭМФ, это дорого, кварцевый фильтр сделать сложно, необходимы приборы и т.п. Действительно, достать сейчас хороший новый ЭМФ достаточно проблематично, что предлагается на рынке – это глубокое б/у без гарантии нормальной работы, а сваять кварцевый фильтр даже на имеющихся в продаже кварцах на 8,86 МГц не обладая соответствующей контрольно-измерительной аппаратурой, «на глазок», невозможно. На первый взгляд ситуация не ахти…

Однако есть вариант сделать простой кварцевый фильтр для низкочастотного SSB-передатчика или трансивера достаточно простым и самое главное – недорогим. Достаточно пройтись по радиомагазинам и узреть в продаже «двухножковые» кварцы для пультов ДУ на частоты от 450 до 960 кГц. Данные детали делают с достаточно большими допусками на генерируемые частоты, что дает нам право выбора как используемой промежуточной частоты, так и полосы пропускания делаемого фильтра. Сразу оговорюсь: идея не моя, ранее её апробировал шведский радиолюбитель HARRY LYTHALL, SM0VPO, а я просто сообщаю об этом Вам (предварительно сделав несколько фильтров для себя).

Итак, что нам требуется для подбора кварцев – простой генератор типа «трехточка» и частотомер или радиоприемник с частотомером, перекрывающий любительский диапазон 160 метров. Из кучи кварцев нам требуется выбрать два с разносом генерируемых частот в 1 – 1,5 кГц. Если мы используем кварцы на частоту 455 кГц, то удобнее всего настраиваться на их четвертую гармонику (около 1820 кГц, добиваясь разноса в 4 – 4,5 кГц), а если 960 кГц, то на вторую (1920 кГц, разнос 2 – 2,5 кГц).

Контур CL1 в данном примере является нагрузкой предыдущего каскада УПЧ, это стандартный контур на 455 кГц из любого зарубежного раскуроченного АМ-приемника. Можно также использовать данные из радиолюбительской литературы для самодельных контуров на частоту 465 кГц, уменьшив количество витков на 5%. Точками обозначено начало катушек связи L2 и L3, им достаточно по 10 – 20 витков. Вполне возможно поставить фильтр сразу после смесителя, к примеру, кольцевого на четырех диодах. В этом случае уже получится трансформатор 1:1:1, который можно выполнить на кольце Ф600 с внешним диаметром 10 – 12 мм, количество витков скрученного тройного провода ПЭЛ-0,1 – 10 – 30. Конденсатор С в случае трансформатора, естественно, не нужен. Если второй каскад УПЧ выполнен на транзисторе, то резистор 10 кОм возможно использовать в токозадающей базовой цепи, тогда разделительный конденсатор 0,1 мкФ не нужен. А если этот фильтр использовать в схеме простого радиотракта , то и резистор можно исключить.

Теперь из оставшейся кучи кварцев нам надо подобрать подходящий для опорного генератора. Если к указанным на схеме номиналам мы подберем кварц на 455 кГц, то на выходе фильтра получим нижнюю боковую полосу, если на 454 кГц – верхнюю. Если кварцев больше не осталось, то вполне возможно собрать опорный генератор по схеме емкостной трехточки и, подбирая его частоту, настроить получившийся фильтр. При этом генератор должен быть выполнен с повышенными мерами в части его термостабильности.

Настройку можно производить даже на слух, по несущим радиостанций, но это удовольствие оставим для более-менее опытных «музыкантов». Для настройки хорошо бы иметь звуковой генератор и осциллограф. Подаем сигнал со звукового генератора частотой 3 – 3,3 кГц на микрофонный усилитель (предположим, что фильтр уже стоит в схеме передатчика), подключаем осциллограф на выход фильтра и сдвигаем частоту опорного генератора до тех пор, пока выходной уровень сигнала после фильтра не уменьшится минимально. Далее проверяем нижнюю границу пропускания фильтра, подавая на микрофонный вход частоту 300 Гц со звукового генератора. Кстати, для повышения нижней границы пропускаемой полосы микрофонного усилителя по звуковым частотам, достаточно установить переходные конденсаторы емкостью около 6800 пФ и менее, а для верхней границы в любом случае хорошо бы установить хотя бы однозвенный ФНЧ.

Вот и все. Как видите, вы не понесете больших затрат при изготовлении данного фильтра, а сигнал получится достаточно презентабельный. Конечно, из-за простоты применить его в передатчиках второй категории уже нежелательно, но для 1,8 – 7 МГц его будет более чем достаточно. По результатам измерений эта классическая конструкция полностью совпадает с описанным в справочниках (к примеру, Справочник коротковолновика Бунина и Яйленко) - нижняя часть характеристики несколько затянута. Затухание в полосе пропускания - около 1 - 2 дБ, оно зависит от качества примененных резонаторов. Но если вы найдете еще более дешевый способ выйти в эфир с SSB (кроме фазового) - сообщите

Улучшение АЧХ "Ленинградского" кварцевого фильтра

С. Попов RA6CS