Описанные фильтры типа к имеют монотонно спадающую за частотой среза АЧХ, экспериментально снятый образец которой для последнего из описанных фильтров при R = 1,5 кОм приведен на рис. 47, в. Если катушку одного из звеньев фильтра зашунтировать конденсато-- ром, то образовавшийся параллельный контур вызовет появление глубокого провала в АЧХ на резонансной частоте, которая выбирается выше частоты среза фильтра. Получившееся звено типа т имеет большую крутизну спада АЧХ, зато затухание на частотах выше провала уменьшается. Комбинируя m звенья с различными частотами бесконечного затухания или кит звенья, можно получить АЧХ фильтра, близкую к прямоугольной. Схема и АЧХ подобного трехзвенн9го ФНЧ, разработанного английским радиолюбителем G3PDA4, показаны на рис. 48. Полоса пропускания фильтра 3 кГц по уровню 6 дБ, частоты бесконечного затухания составляют 3,6, 4,1 и 6,5 кГц. На всех частотах выше примерно 3,54 кГц затухание получается не менее 60 дБ, а потери в полосе пропускания не превосходят 1,25 дБ.

Фильтровать частоты ниже 300 ... 400 Гц обычно нет необходимости - эту роль выполняют разделительные конденсаторы в УНЧ, емкость которых выбирается из условия С= 1/2rrfHR, где f - нижняя частота звукового спектра, R - входное сопротивление следующего за разделительным конденсатором каскада. Тем не менее при особо жестких требованиях к селективности трансивера и ширине излучаемого им спектра целесообразно применить полосовой фильтр НЧ. Схема полосового фильтра с характеристическим сопротивлением 250 Ом и полосой пропускания по уровню 3 дБ 355 ... 2530 Гц приведена на рис. 49. Неравномерность АЧХ в полосе пропускания не превосходит 3 дБ, затухание на частотах ниже 150 и выше 5500 Гц более 60 дБ. Катушки фильтра можно намотать на ферритовых кольцах. Все контуры фильтра, параллельные L1C1, L3C3, L5C5 и последовательные L2C2 и L4C4, настраиваются на центральную частоту полосы пропускания 950 Гц.

Для приема телеграфных сигналов, особенно на перегруженных низкочастотных KB диапазонах, полезно сузить полосу пропускания приемника до 300 ... 400 Гц. При этом несколько возрастает и чувствительность приемника из-за уменьшения мощнрсти шума в суженной полосе. Дальнейшее сужение полосы к возрастанию чувствительности практически не приводит, поскольку шум приобретает узкополосный, звенящий характер и на его фоне становится труднее разбирать сигнал. Простейшим телеграфным фильтром может служить одиночный параллельный LC контур, включенный между первым и вторым каскадами УНЧ. Значительно лучшие результаты дает полосовой фильтр, АЧХ которого ближе к прямоугольной. У полосового фильтра значительно больше ослабление внеполосных сигналов, а «звон» и «размывание» телеграфного сигнала получаются даже меньше, чем у одиночного контура. Схема LC фильтра с полосой пропускания от 600 до 1000 Гц и характеристическим сопротивлением 600 Ом дана на рис. 50. Отводы сделаны от середины катушек L1 и L3. Подключение продольной ветви фильтра к отводам катушек позволило понизить ее сопротивление вчетверо и соответственно вдвое уменьшить число витков катушки L2 с наибольшей индуктивностью.

Е2 0,68

U 67,$ МГ

Рис, 49. Полосовой фильтр НЧ

Рис. 50. Полосовой телеграфный фильтр

Заканчивая описание LC фильтров, приведем несколько полезных формул для расчета числа витков катушек индуктивности. Формулы пригодны и для расчета катушек фазовращателей. Общая формула для расчета индуктивности любых как НЧ, так и ВЧ катушек имеет вид:

где L - индуктивность катушки, Г,

м - магнитная проницаемость сердечника,

м0 - Магнитная константа, м0 = 4л*10-7, Г/м,

N - число витков,

S - сечение обмотки, м2,

l - длина намотки или длина окружности тора, м.

Для ферритовых колец последние две величины удобно выразить через внешний Д внутренний d диаметры и высоту кольца h:

При практических расчетах удобнее пользоваться приведенной формулой:

Значения коэффициента k для ряда широко распространенных кольцевых магнитопроводов приведены в табл.4.

Таблица 4

Активные фильтры, получившие значительное распространение в связи с успехами полупроводниковой элек хроники, также можно применять в трансиверах прямого преобразования. Не следует только устанавливать их в приемной части трансивера между смесителем и УНЧ, поскольку они шумят намного сильнее, чем пассивные, и будут ухудшать общий коэффициент шума приемника. В то же время фильтровать сигнал надо как можно ближе ко входу приемника, пока мешающие сигналы еще не усилены до значительного уровня. Поэтому в приемнике прямого преобразования нужен хотя бы однозвен-ный LC фильтр на выходе смесителя. В промежуточных же каскадах УНЧ приемника и в микрофонном усилителе передатчика использование активных фильтров вполне оправдано. Один из удачных активных фильтров с частотой среза 3 кГц, не только фильтрующий, но и усиливающий сигнал, описан в [1]. Практически не требуют налаживания и просты по схеме фильтры с эмит-терным повторителем. На рис. 51, а показана схема ФВЧ с частотой среза около 350 Гц, а на рис. 51, б - ФВЧ с частотой среза 3 кГц. Фильтры можно включать последовательно, один за другим, без всяких переходных цепей, получая таким образом полосовой фильтр. Коэффициент передачи фильтров в полосе пропускания близок к единице, а крутизна спада АЧХ за частотой среза составляет 18 дБ на октаву (двукратное изменение частоты), или 60 дБ на декаду. Повысить селективность на частотах выше 3 кГц можно, включив каскадно два ФНЧ.

Ct С2 сз ХГТГ

at а/ ш Щ22« „

Я5 f,2f(

5TfK ${н

Рис. 51. Активные фильтры: а - ФВ-1; б - ФНЧ

Rt 5,iK h

R2 390H Ш

Рис. 52. Узкополосный активный фильтр

Рис. 53. Регенеративный фильтр

Для приема телеграфных сигналов в тракт НЧ целесообразно включить узкополосный активный фильтр по схеме рис. 52. АЧХ фильтра подобна резонансной кривой одиночного контура, центральная частота равна 1 кГц, полоса пропускания около 250 Гц, эквивалентная добротность Q=4. Затухание на частотах 600 Гц и 2 кГц составляет 20 дБ, на частотах 200 Гц и 5,5 кГц - 32 дБ. Коэффициент передачи на центральной частоте равен 1,2. Два таких фильтра можно соединить последовательно для повышения селективности.

Практически любую добротность и усиление можно получить в регенеративном фильтре на операционном усилителе с мостом Вина в цепи положительной обратной связи (рис. 53). При указанных на схеме номиналах деталей центральная частота равна 900 Гц, полоса пропускания по уровню 0,7 - 100 Гц, коэффициент усиления около 4000. АЧХ подобна резонансной кривой одиночного контура. Частота настройки фильтра определяется постоянной времени цепочек R1C1 = R2C2, усиление - отношением R2/R1, добротность регулируется подстроеч-ным резистором R5. Настройка фильтра сводится к установке его движка в положение, соответствующее требуемым усилению и добротности. При этом отрицательная обратная связь через делитель R4R5 сильнее положительной через мост Вина, и усилитель устойчив. Увеличение сопротивления резистора R5 приводит (как в регенераторе) к возрастанию усиления, сужению полосы пропускания, а в дальнейшем и к возбуждению усилителя на центральной частоте фильтра.

Сложнее в изготовлении и налаживании полосовые активные фильтры. Но они зато обладают очень хорошей АЧХ. На рис. 54 показаны схема и экспериментально снятая АЧХ трехзвенного полосового фильтра с центральной частотой 830 Гц и полосой пропускания от 535 до 1285 Гц. Первое звено представляет собой ФВЧ, оно собрано на транзисторах VI, V2, второе - полосовое (V3, V4), третье - ФНЧ (V5, V6). Усиление транзисторных каскадов больше единицы, поэтому АЧХ звеньев имеют подъемы вблизи частоты среза. Эти подъемы образуют три «горба» на результирующей АЧХ всего фильтра. Настройка фильтра сводится к многократному наблюдению АЧХ с помощью перестраиваемого звукового генератора и осциллографа. Регулируя резисторы R5, R11 и R17, добиваются одинаковой высоты «горбов» АЧХ при приемлемой общей неравномерности. Усиление фильтра в полосе пропускания составляет 47 дБ (210 раз по напряжению).