Практические конструкции ФНЧ для борьбы с TVI

 

           Году в 1990 довелось мне изготовить ФНЧ [1], рассчитанный на 75 Ом . Аппаратуры под рукой для его проверки никакой не было, только субъективные ощущения. Надо сказать, впечатление от его работы было очень хорошее!

           Потом (года 3 спустя) я посмотрел его АЧХ на подвернувшемся под руку Х1-50 (tnx RZ9CX). Характеристика - супер!! Но, поскольку прибор этот расчитан на Rвх/вых=50 Ом, а переходников на 75 Ом в тот момент не оказалось, я принял эти данные за приблизительные... На чем и остановился, но остался очень доволен его (как, впрочем, и своей :-)) работой.

           Выдержка из подобной статьи:


Конструктивно фильтр выполнен в коробке из двустороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм (использование стеклотекстолита другой толщины нежелательно из-за изменения постоянных емкостей фильтра). Высота коробки не критична и в данном случае равна 40 мм. На основной плате (рис.2), которая является дном коробки, методом вырезания или вытравливания формируют пластинки фольги согласно указанным размерам для 75-омного кабеля (в скобках указаны размеры для 50-омного кабеля). Эти пластинки образуют точно настроенные конденсаторы фильтра.


Основная плата фильтра для 75 Ом (в скобках — для 50 Ом)

Контурные катушки выполняются из обычного медного провода ПЭВ-2 диаметром 2,0 мм. Намотка бескаркасная. Внутренний диаметр катушки — 12,5 мм. Шаг намотки — 3 витка/см (т.е. L-2 см и т.д.). Параметры фильтра приведены в табл. 1.

Волновое сопротивление кабеля

С1, С4 пФ

С2, СЗ пФ

L1.L5

L2.L4

L3

витк.

мкГ

витк.

мкГ

витк.

мкГ

50

50

170

3.5

0.15

8

0.32

9

0.36

75

40

120

6

0.27

11

0.44

13

0.66


 

             В конце 90х я изготовил такой же фильтр с входным и выходным сопротивлением 50 ом. Однако, поверхности конденсаторов на этот раз отполировал до зеркального блеска и покрыл спирто-канифольным флюсом, катушки выполнил посеребренным проводом d=2мм, а разъемы установил SO-239. Надо отметить, что даже на сегодняшний день поверхности конденсаторов и катушки выглядят превосходно!

 

Время идет, технологии шагают вперед. И вот, 2003 год, в руках более серьезный прибор - "Aglient" E4407B. С ним удалось более детально исследовать "пациентов".

 

Привожу, для начала, характеристики фильтра с Rвх/вых=75 Ом.

1. Собственно, АЧХ фильтра:

2. Более точно параметры фильтра в районе 50 МГц можно увидеть здесь:

3. КСВ в интересующем нас диапазоне :-)

Соответствие значений обратных потерь и КСВ приведено в табл.2:

Обратные потери, дБ -17.67 -23.70 -24.59 -16.42

КСВ (R=75 Ом)

1.3

1.13

1.12

1.36

 

 

Теперь перейдем к фильтру с Rвх/вых=50 Ом.

1. АЧХ фильтра:

2. Более детальный вид АЧХ в районе 50 МГц:

3. КСВ в КВ диапазоне:

Соответствие значений обратных потерь и КСВ приведено в табл.3:

Обратные потери, дБ -30.90 -19.73 -34.86 -27.72

КСВ (R=50 Ом)

1.06

1.23

1.04

1.08

 

4. Его внешний вид:

 

А вот так выглядит расчетная АЧХ фильтра с Rвх/вых=50 Ом, выполненная в AADE Filter Design V2.10

1. Отмечу, что график КСВ для последнего фильтра, практически, совпал с расчетным!

2. Первый фильтр настройке не подвергался совсем. Во втором фильтре я немного растянул L3, чтобы второй минимум КСВ переместился с 22 МГц (что полностью соответствует расчетным данным) на 28 МГц. Однако, ГИРом каждый контур в отдельности не настраивал (за неимением первого).

3. Фильтр на 75 Ом испытывался с усилителем на ГУ-81Б (tnx RA9DZ). Работает, однако!

4. Причиной отсутствия "бесконечного затухания" в районе 50 МГц (см. расчетную АЧХ) может быть то, что добротность конденсатора с диэлектриком из стеклотекстолита невелика (по сравнению с воздушным диэлектриком), а также отсутствие экранирующих перегородок между отдельными каскадами фильтра.

5. Полировка конденсаторов и установка катушек из посеребренной меди дали эффект: разница в подавлении гармоник выше 50 МГц составила 10 дБ.

5. Место пайки катушек индуктивности к поверхностям конденсаторов некритично.

6. Конструкция очень повторяема! Если приведенные выше графики устраивают, то при тщательном изготовлении настройка не обязательна.

 

Литература:
1. Радиолюбитель 7/93, с.32

1.09.2010

Write a comment

Comments: 35
  • #1

    серега (Sunday, 17 April 2011 10:51)

    Сам делал. работает классно!

  • #2

    Виталий (Thursday, 27 October 2011 16:41)

    Фильтр на фото выглядит как 75 омный (судя по площади конденсаторов) хотя катушки по виткам вроде от 50 омного? Или обман зрения? Пытаюсь сейчас повторить 50 омный фильтр, у меня чет коробочка другой формы получилась

  • #3

    Авдеев Дмитрий, RV9CX (Thursday, 27 October 2011 18:02)

    Обман зрения) Проверено неоднократно.

  • #4

    Виталий (Thursday, 27 October 2011 19:27)

    В исходной статье ясно не обозначена ширина конденсаторов, правильно ли я посчитал, что размер больших 60*85 а маленьких 60*25? Хотя коробочку уже спаял и переделывать поздно, впрочем измеритель С показывает правильные емкости 170 и 50 пик. Что мы проиграем, если катушки будут обычным медным а не посеребренным? Покрытие спиртоканифолью не внесет ли доп.потери, раздумываю - канифолить или нет?

  • #5

    RV9CX (Thursday, 27 October 2011 19:51)

    И правда - размеров нет. Нашел листок, где своей рукой в 1993 году чертил и считал конструкцию - написано, что размеры площадок 85х85мм (60х60) и 85х25(60х20) - в скобках для 75 Ом.

    Канифоль важна для исключения окисления меди - важно на высоких частотах, если предварительно отполировать поверхность. Канифоль потерь не вносит на этих частотах.

    Конденсаторы для 50 Ом должны быть 170 и 50 пФ. Если 75 Ом, то 120 и 40пФ. Так написано в моей древней бумажке, по которой я уже много таких конструкций наделал.

    Медные катушки - да нормально! Не заморачивайтесь - уже делайте!

  • #6

    Виталий (Thursday, 27 October 2011 20:00)

    Да почти все готово, катушки намотаны только что, осталось их припаять в корпус. Тут еще сомнения, меряю их (АнтАнал) индуктивность великовата вроде (процентов на 40), хотя мотал по описанию, с другой стороны в корпусе индуктивность катушек снизится. Прогнать фильтр на нормальных приборах не получится, ограничусь телевизором...

  • #7

    RV9CX (Thursday, 27 October 2011 20:10)

    Вы же написАли, что есть антенный анализатор, которым Вы (о ужас) меряете индуктивность. Начнем с того, что измерение индуктивности - это, как правило, второстепенное назначение анализаторов, а вот измерение КСВ в полосе частот - их прямое! По этому КСВ можете примерно понять, допустили ли ошибку, а потом уже смотреть (как появится) на взрослом приборе АЧХ.

    Вообще, внутри корпуса индуктивность не на столько упадет. Думаю, раздвиньте витки до получения нужной L и впаивайте. По месту, при настройке, уже смотрите. А вообще, здесь нужен ГИР - с ним можно очень неплохо настроить конструкцию, работая с каждым контуром по отдельности.

  • #8

    Виталий (Thursday, 27 October 2011 20:36)

    Все запаяно, испытания чуть позже. АА конечно прогоню, и на выходе трансивера на эквиваленте померяю, посмотрим что телик запоет. ГИРа нет и возится не досуг.
    В любом случае, TNX! именно фото готовой конструкции на Вашем сайте сподвигло меня повторить один в один конкретный вариант фильтра, пришлось не пожалеть запасов стеклотекстолита, а не лепить как всегда сопливые и вечные в эксплуатации макеты.

  • #9

    Виталий (Thursday, 27 October 2011 21:23)

    Вот что дали первые измерения ксв на АА
    3.5 - 1.3
    7.0 - 1.1
    14 - 1.1
    21 - 1.2
    28 - 1.6

  • #10

    RV9CX (Friday, 28 October 2011 03:24)

    Рано запаяли. Крышку нужно было закрывать после настройки. АА нужно использовать по прямому назначению, в данном случае: снимайте КСВ во всем диапазоне 1.5-30 МГц. Если картинка похожа на мою - хорошо. Вижу подьем на 28 МГц - можно раздвинуть катушку, как у меня написано выше.

    Ну и главное: не факт, что TVI связаны именно с излучением гармоник Вашего трансивера на верхних диапазонах. Впрочем, Вы это сразу и поймете.

  • #11

    Виталий (Friday, 28 October 2011 19:34)

    Снимал ксв без крышки, ее пока в природе еще нет. Попробовал наугад пораздвигать катушки, сильно на ксв на 10м не повлияло. Позже попробую с крышкой.
    Еще один интересный момент - автотюнер стоит возле антенны и ксв-метр естественно в нем там наверху и строит он ксв наверху а у трансивера, где фильтр ксв останется завышеным, впрочем, при пробе на передачу особых проблем не заметил, нормально.
    С TVI действительно не просто, помехи остались на слабых каналах, так что займусь тв антенной и ее усилителем.
    Но фильтр, естественно, не помешает.

  • #12

    Андрей (Tuesday, 26 March 2013 22:39)


    Установил ФНЧ прямо в выходной каскад своего передатчика (Р-140).
    Вписался по размерам (75 Ом) хорошо.
    На своём телевизоре помех не обнаружил (правда,смотрел не везде).
    На приём и КСВ не повлиял.
    Единственный недостаток - при полной раскачке моей лампы ( ГУ-84Б)
    нагреваются два больших
    конденсатора С2,С3.
    Не знаю, как поведёт себя фильтр при продолжительной работе, например в контесте.
    Видимо текстолит не лучший диэлектрический материал для кондёров
    работающих на ВЧ. Надо подумать, что можно применить вместо них.
    При мощности 500-800Вт работает без проблем.

  • #13

    RV9CX (Wednesday, 27 March 2013 15:42)

    Он изначально и позиционировался для мощности 500 ватт) Надо оценить, насколько силен нагрев и , возможно, просто забыть про него :)

  • #14

    RA3VMX (Monday, 13 January 2014 07:55)

    Отличный фильтр! Соседи теперь не жалуются на телепомехи. Антенна LW 42.5 м и тюнер Z-match без ВЧ-заземления.

  • #15

    RX6DL (Friday, 09 February 2018 15:03)

    Добрый день!
    а есть ли у Вас полосовый фильтры описание?
    И Вообще дуплексер для КВ.
    Спасибо!

  • #16

    RV9CX (Friday, 09 February 2018 15:08)

    Вы спросили про абсолютно разные вещи. Полосовой фильтр - это полосовой фильтр. На какую полосу Вас интересует описание такого фильтра? А дуплексер - это дуплексер. Какие диапазоны хотите дуплексировать? С какими характеристиками?

  • #17

    RX6DL (Friday, 09 February 2018 15:47)

    Спасибо за ответ.
    Диапазоны 3,5 7 14 21 Мгц.
    Возможность работать на двух соседних
    с одной поляны. (от 10 до 100 метров)
    Стандартные импортные трансиверы.

  • #18

    RV9CX (Friday, 09 February 2018 16:26)

    Ну опять гадаем на кофейной гуще, что в Вашем понимании значит "стандартные". IC775DSP, K3 или IC718, IC706? Надо объяснять, насколько велика разница между первыми и последними? Давайте, Вы сначала почитаете теорию, пока это все беспредметные разговоры.
    Чтоб понимать, при одновременной работе на 40м при разнесенных на 50м антеннах, IC775 мог принимать не ближе 25 кГц, а К3 еще в 5кГц даже разбирал.

  • #19

    UA6ANF Николай (Saturday, 03 March 2018 21:24)

    Антенна двойной цеппелин, Двухпроводная симметричная линия ок. 500 ом. С.У. по схеме EW1MM , УМ- ГУ-74б ок 500-600 вт. FT-950, имеются TV1.у меня и у соседей.
    Как защититься, какой сделать ФНЧ ?

  • #20

    RV9CX (Saturday, 03 March 2018 21:27)

    Сначала понять происхождение TVI. Вы такое исследование делали?

  • #21

    UA6ANF (Sunday, 04 March 2018 08:57)

    Нет. Что делать или где посмотреть?

  • #22

    UA6ANF (Sunday, 04 March 2018 09:06)

    Мой вопрос сводится к следующему:
    1. Делать один фНЧ и расположить его после УМ, перед СУ.
    2. Или два в каждую линию по одному?

  • #23

    RV9CX (Sunday, 04 March 2018 10:59)

    Все вопросы можно обсуждать только после понимания путей проникновения помех. И с этим Вам нужно разбираться самостоятельно. Информации в интернете на день чтения/изучения. Особенно обратите внимание на статью UA9AM. Потом почитайте профильные форумы - эти вопросы регулярно поднимаются каждый год и одно и то же мусолится постоянно, видимо всех периодиечски банят в Яндексе.

    Помимо паразитных излучений, лечащихся ФНЧ в передатчике могут быть и другие проблемы в виде перегруженных ТВ усилителей в полосе ИХ прозрачности, т.к. у НИХ отсутствуют ФВЧ на входе и т.д. И каждый способ утранения помех радикально различается. Например сейчас у меня ТВ антенна стоит в 10м от WARC антенны, в которой "прилично мощности", до телецентра 60км и чтоб исключить проблемы, пришлось поставить два ФВЧ: один перед усилителем наверху, потом триплексер, дополнительно ослабляющий влияние, а внизу тоже ФВЧ. Теперь по ВЧ помехи не пролазят. На выходе усилителя ФНЧ нет. Ваш случай может быть абсолютно противоположным и никакие ФВЧ Вас не спасут. Могу еще нагенерить ситуаций, но ни к чему это.

  • #24

    UA6ANF (Sunday, 04 March 2018 16:53)

    Буду изучать вопрос. Спасибо.

  • #25

    UA6ANF (Sunday, 04 March 2018 20:19)

    Где можно посмотреть как изготовить ФНЧ для двухпроводной симметричной линии ок. 500 ом.?

  • #26

    RV9CX (Monday, 05 March 2018 04:51)

    по сути это ничем не отличается, просто две несимметричные линии отн земли, т.е конструктивно два фнч. Не сталкивался.

  • #27

    UA6ANF (Monday, 05 March 2018 10:37)

    Или все таки один но поставить его между усилителем и согласующим устройством через кабель 50 ом.?

  • #28

    RV9CX (Monday, 05 March 2018 17:19)

    Мне нечего добавить к посту 23. Разговаривать раньше, чем Вы поймете причины нет смысла.

  • #29

    R2DTU (Sunday, 24 March 2019 19:16)

    Добрый вечер. Решил изготовить фильтр. Но в 5 Вашем посте засомневался на счёт размеров . При размерах указанных Вами 85 на 85 и 25 на 85 не получатся требуемые ёмкостях 170 и 50 пикофорад для 50 Омного фильтра. Один квадратный см имеет ёмкость 3,33 Пикофорада. Подскажите верны ли мои сомнения.

  • #30

    RV9CX (Monday, 25 March 2019 06:22)

    Сомнения верны и базируются они на том, что диэлектрическая проницаемость изолятора играет решающую роль. Это в Советском союзе все было понятно, а сейчас этих материалов, включая еще и китайские - полно и каждый может иметь свои параметры и ненормированную толщину. Поэтому необходимо измерить удельную емкость, как это сделали Вы и, исходя из этого уже считать необходимые площади пластин.

  • #31

    R2DTU (Wednesday, 27 March 2019 19:38)

    Добрый вечер. Собрал фильтр и померял КСВ на всех диапазонах с 1.8 до 14 МГц КСВ 1.1 на 21 где то 1.2 на 28 МГц 1.3. Смотрел анализатором КСВ начинает расти с 34.4 МГц и уходит в максимально большое 49 МГц. Вот такая картинка вышла. В выходные посмотрю реальную работу с усилителем. Уже подумываю второй собрать и использовать до усилителя. Усилитель KL400.






  • #32

    RV9CX (Thursday, 28 March 2019 01:08)

    Поздравляю. Но КСВ не единственный показатель. Надо затухание в полосе прозрачности оценить - это как минимум. Также нужно понимать, что для KL400 нужно несколько таких ФНЧ с разными частотами среза. Этот - только для работы на 24, 28 МГц. Ну 21 с натяжкой.

  • #33

    R2DTU (Thursday, 28 March 2019 12:09)

    Наверное удачный вариант попался усилителя KL 400 .Работает от восьмидесяти и выше. Схем ФНЧ доступных есть?

  • #34

    RV9CX (Thursday, 28 March 2019 12:20)

    Конечно же он будет усиливать что угодно. Но его внеполосные излучения нормальным пацанам (т.е. нам) не нужны. Если Вы вещаете на 7130, то будьте уверены, что на 14260 от Вас помеха с ненамного меньшим уровнем. Для исключения этого и ставят ПФ, П-контуры и пр. В транзисторных усилках практикуются ФНЧ. В общем тема другая, почитайте. Я говорил совсем про другое.. Дело вообще не в "удачности варианта усилителя".

  • #35

    R2DTU (Thursday, 28 March 2019 12:33)

    Спасибо. Теперь я понял Вашу мысль, буду городить ещё ФНЧ по выходу.