Самодельный антенный полосовой фильтр коротковолнового приёмника.

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

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

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

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

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

Рис. 1. Схема фильтра НЧ

Рис 2. АЧХ фильтра НЧ

 

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

 В этом случае положение спасёт фильтр верхних частот.

Рис. 3. АЧХ фильтра ВЧ.

Рис. 4. АЧХ фильтра ВЧ.

 Если соединить два фильтра вместе, то получится полосовой фильтр.

Рис. 5. Полосовой фильтр коротковолнового приёмника.

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

Фото 2.

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

                                       Схема фильтра Чебышева второго типа.

Схема фильтра коротковолнового приёмника.

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

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

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

АЧх фильтра в программе.

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

                           Характеристики самодельного фильтра.

Полоса пропускания 1,5 – 30 МГц.

Ослабление в полосе пропускания 0,5 дБ.

Входное и выходное волновое сопротивление 50 Ом.

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

Реальная характеристика фильтра — белая линия

                                                      Конструкция фильтра.

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

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

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

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

 С7 – 10 пФ, С8 – 39 пФ.

Макетная плата фильтра.

Дополнение к комментариям.

Обзор 100 кГц — 250 МГц. Rвх = Rвых = 50 Ом. Неравномерность 0,1 дБ.
Ослабление на частотах 500 кГц и 60 МГц составляет 60 дБ. В схеме только изменены номиналы  Rвх = Rвых = 75 ОМОбзор 100 кГц — 250 МГц. Rвх = Rвых = 75 Ом. Неравномерность 0,5 дБ.

Схема основного блока для трансивера на диапазон 160М

В основе трансивера лежит схема приемника на 160М, опубликованная в Л. 1 и справочные данные Л.2. Блок содержит все узлы простого SSB трансивера, кроме УНЧ и усилителя мощности РЧ. Схема выполнена на двух микросхемах SA612A (Л.2), представляющихсобой балансные смесители-усилители с встроенным гетеродином. Микросхемы могут работать на частотах до 500 МГц, так что на 160М они «не напрягаются».

Трансивер построен по стандартной схеме KB-трансивера с одним преобразованием частоты без применения обращаемых каскадов. В центре этой схемы находится селективный элемент — электромеханический фильтр Z1, выделяющий верхнюю боковую полосу сигнала 500 kHz (500-503 kHz). На входе фильтра включен смеситель и усилитель на микросхеме А1, а на выходе -смеситель и усилитель на А2.

Вокруг этой схемы все и вертится, — в режиме приема А1 работает как высокочастотный преобразователь, гетеродин которого перестраивается в пределах 2300-2500 kHz. Частота гетеродина задается контуром L4-C13-C28-VD2. Орган настройки — переменный резистор R4, подключенный через разъем Х3.

Сигнал от антенны, в режиме приема, поступает на двухзвенный диапазонный полосовой фильтр L2-C10-C9-C11-L3.

Далее сигнал поступает на один из входов смесителя микросхемы А1. Взаимодействуя с сигналом, выработанным внутренним гетеродином, смеситель образует промежуточную частоту, которая выделяется электромеханическим фильтром Z1.

С выхода фильтра сигнал ПЧ поступает на входы микросхемы А2, в которой происходит его усиление и демодуляция. Демодуляция происходит за счет гетеродина, частота которого (500 kHz) стабилизирована кварцевым резонатором Q1.

В результате взаимодействия этих частот в смесителе А2 из сигнала ПЧ вычитается сигнал частотой 500 kHz и остается только звуковой сигнал, который через фильтр C22-L5-C23 поступает на внешний УНЧ с регулятором громкости. Сигнал НЧ со второго выхода А2 при этом заграждается фильтром L6-C26-C25-C27-L7 и не попадает на вход усилителя мощности РЧ.

В режиме передачи (ТХ) подается напряжение 12V на разъем Х5 и включаются реле К1 и К2. Их контакты К1.1 и К2.1 переходят в противоположное состояние. Через резистор R1 поступает питание на микрофон М1 со встроенным усилителем. Теперь микросхема А1 работает по низким частотам, а А2 — по высоким.

Низкочастотный сигнал от микрофона М1 через фильтр C1-L1-C2 поступает на один из входов смесителя-усилителя А1 (вывод 1).

Рис. 1. Принципиальная схема основного блока трансивера на 160м.

Сигнал опорного генератора 500 kHz теперь генерируется гетеродином микросхемы А1, так как к нему вместо гетеродинного контура группой К1.1 подключен кварцевый резонатор Q1 на 500 kHz. Теперь микросхема А1 работает совместно с электромеханическим фильтром Z1 как формирователь SSB сигнала.

На выходе смесителя микросхемы в результате процесса преобразования (сложения) звуковой частоты и опорной частоты 500 kHz формируется двухполосной сигнал с подавленной несущей (DSB). Максимальная степень подавления несущей будет при точной балансировке модулятора, которой достигают подстроечным резистором R2, изменяющим рабочие точки транзисторов модулятора (расположенных внутри А1). Далее, фильтр Z1 подавляет нижнюю полосу и выделяет верхнюю.

Сформированный SSB сигнал с выхода Z1 поступает на вход смесителя микросхемы А2, которая теперь работает как преобразователь частоты. К её транзистору гетеродина теперь вместо резонатора Q1 подключен колебательный контур L4-C13-C28-VD2, перестраиваемый переменным резистором R4 в пределах 2300-2500 kHz.

В результате преобразования на выходе микросхемы А2 образуется комплексный сигнал ПЧ, из которого выделяется сигнал частотой диапазона 1800-2000 kHz при помощи диапазонного двухконтурного фильтра L6-С26-С25-С27-L7. С выхода этого фильтра, через разъем Х7 сигнал ВЧ поступает на вход усилителя мощности, который здесь не описывается, и через подключенную на его выходе антенну излучается в эфир.

На низкочастотный усилитель ВЧ сигнал не проникает, — его заграждает фильтр С22-L5-С23.

Реле — типа РЭС-55А. Катушки полосовых фильтров намотаны в броневых сердечниках СБ-9, L2, L6, L7 — одинаковые, содержат по 30 витков ПЭВ 0,2 с отводом от 10-го витка. Катушка L3 — то же 30 витков, но с отводом от 15-го витка.

Катушка L4 намотана на пластмассовом каркасе диаметром 8 мм с подстроечным сердечником СЦР (каркас контура УПЧИ старого лампового черно-белого телевизора). Катушка содержит 40 витков ПЭВ-0,2. Катушки L1 и L5 — дроссели, намотанные в таких же СБ-9, — по 100 витков провода ПЭВ 0,09.

Микросхемы SA612A можно заменить на SA602A.

Кашин О. Рк2005, 2.

Литература:

1. А.Темерев. Приемник диапазона 160М. ж. Р2004, 5, стр. 69.
2. Микросхемы SA602A, SA612A. ж. Рк2004, 09, стр. 6-6.

Проектирование МШУ с полосовым фильтром для 430 МГц – взгляд новичка

Блог ▸ Проектирование МШУ с полосовым фильтром на 430 МГц – взгляд новичка

Итак, ваша чудесная антенна сияет на утреннем солнце. Красивая и совершенно новая наземная станция, возможно, даже подключенная к сети SatNOG, гордо стоит на вашем заднем дворе (или свисает с балкона многоквартирного дома). Вроде бы все хорошо, кроме… не идеальный прием спутников . Сигнал еле виден и о его демодуляции можно только мечтать. Почему? Есть ли что-нибудь, что вы можете сделать, чтобы улучшить его? Ответ: наверное, да. МШУ и фильтр спешат на помощь!

❯ Отказ от ответственности: я , а не профессиональный радиоэлектронщик. На самом деле — Я новичок! Интересуется радиоволнами, строит антенны, слушает сигнал спутников, но все же совершенно не специалист в этом вопросе. Я консультировался с этим сообщением в блоге со своими друзьями, которые ежедневно работают в области электроники, однако я не хотел делать все слишком сложным — я просто записал все так, как я понял. Поэтому, пожалуйста, не относитесь к этой статье как к произвольной истине. Это было написано с намерением может служить введением в тему и отправной точкой для новичков, которые хотели бы построить свой собственный МШУ с фильтром для своей наземной станции.

Я просто надеюсь, что это может быть полезно для вас, если вы только начинаете свой путь в области радиоэлектроники и наземных станций. Наслаждаться!

Если вы просто хотите получить руководство, перейдите ко второму разделу, а если вы хотите узнать, почему размещение МШУ с фильтром в вашей наземной станции может быть хорошей идеей, и прочитайте о моих мотивах для его разработки, перейдите к первому разделу. глава. Или вы просто хотите увидеть реальный проект? Посетите репозиторий Github с дизайном платы. Наслаждаться!

Раздел 1: теория и прочее

🎶 Кто-то как-то сказал мне, что мировое радио меня закрутит 🎶

Радиоэлектроника сложная штука. Даже если попытаться точно рассчитать все параметры при проектировании платы, может оказаться, что после пайки и замеров она все равно не будет идеальной. Все имеет значение — высота платы, длина и ширина трассы, даже расстояния между компонентами (!). Почему я это подчеркиваю? Чтобы не расстраиваться, если что-то не получится с первого раза. Мне понадобилось две итерации, чтобы получить удовлетворительный результат, и это все еще в сотрудничестве с отличной электроникой — я легко могу представить, что без них их могло бы быть даже больше дюжины ;).

Зачем вообще нужны МШУ и фильтр?

Поскольку это явно написано на веб-сайте RTL-SDR, это программно-определяемое радио с широкой частотой и диапазоном частот от 500 кГц до 1766 МГц (с небольшими различиями между вариантами ключа). В основном это означает, что он будет пытаться получить каждый сигнал в этом диапазоне. Конечно, результат приема будет зависеть от возможностей антенны и ее КСВ. Правильно настроенная антенна будет частично отражать несовпадающие частоты, но каждый сигнал, проходящий и выходящий за пределы полезного диапазона, может «забивать» SDR, вызывая проблемы с качеством приема. И тут на помощь приходят МШУ и полосовой фильтр – они будут ограничивать принимаемый сигнал определенным диапазоном и усиливать только этот диапазон . Радио-музыка, пульты дистанционного управления воротами, радиолюбители, развлекающиеся на соседних частотах… все это обрывается. И вы можете слушать только то, что вы хотите. Звучит хорошо, не так ли? (как, знаете, буквально ;)).

Установка

В схеме, показанной на рис. 2, вы можете видеть антенну и МШУ+фильтр, расположенные максимально близко друг к другу . Усиление сигнала, как только он поступает в источник, очень важно для хорошего приема. Каждый кабель вносит некоторую потерю сигнала, и чем он длиннее, тем больше потери (вы можете рассчитать их самостоятельно для вашего конкретного кабеля, используя его техническое описание). Поскольку усилитель не различает осмысленный сигнал и шум, он усиливает и то, и другое, поэтому шумовая температура также является важным фактором качества приема. Я не буду вдаваться в подробности, но вы можете прочитать об этом подробнее, например. здесь или здесь.

Я разместил МШУ близко к антенне? На самом деле, нет. Устройство требует запитать его напряжением 5В и для этого мне пришлось бы провести дополнительную линию питания на балконе. У меня не было возможности сделать это до сих пор, поэтому он оставался подключенным напрямую к SDR-RTL, получая питание от разъема USB на Raspberry Pi. Тем не менее, согласно теории, результаты могли бы быть лучше, если бы я это сделал, поэтому я призываю вас попробовать обе конфигурации и посмотреть, какая из них лучше (и я тоже когда-нибудь попробую!).

Сделай сам? Я могу купить его на eBay!

Да, ты можешь. И я тоже купил :). Есть несколько малошумящих усилителей на 400–440 МГц, в основном китайские или изготовленные на заказ — с ценами от 10 долларов и выше, чем кто-то готов заплатить. Я заказал недорогой, чтобы сравнить его характеристики с моим дизайном — после ожидания около трех месяцев (😬) пришла плата и была помещена в установку наземной станции. Прием оказался чуть лучше , чем без него — мне удалось демодулировать и декодировать немного больше сигналов, чем раньше.

В ноябре этого года мне довелось измерить как готовый МШУ, так и собственное творение на профессиональном оборудовании. Оказалось, что купленный аппарат был… хуже по качеству, чем мой . Все в порядке, он работал и усиливал сигнал, но не фильтровал его должным образом. Вкратце: не здорово, не ужасно.

Я уверен, что где-нибудь можно купить фильтры LNA+ хорошего качества, но их цены начинаются от 50 долларов и выше. Я не хотел тратить столько денег на готовое устройство — я, видимо, предпочел потратить… больше денег на свои собственные платы, компоненты и расстроиться из-за посредственной первой версии 😬. Видимо, каждый получает то, что заслуживает :).

В любом случае, МШУ+фильтр — это интересный радиоэлектронный проект, который может быть достаточно прост для понимания (на базовом уровне) и не очень сложен для экспериментальной проверки (если у вас есть наземная станция — это всего лишь вопрос подключения еще одного устройства к настраивать). Большинство компонентов, используемых для изготовления, представляют собой широко доступные резисторы, конденсаторы и катушки с одной микросхемой (усилителем) посередине.

Единственная проблема может быть связана с проведением надлежащей оценки, так как большинство измерительных устройств имеют размер 9.0005 чрезвычайно дорого. Есть более дешевые (например, NanoVNA ), которые должны подойти для наших нужд (но, к сожалению, у них есть некоторые ограничения). Но если у вас есть возможность измерить свое решение каким-либо инструментом, это стоит сделать — это дает некоторую информацию о том, что можно улучшить в будущих версиях. Экспериментальное тестирование тоже интересно, но есть много факторов, влияющих на качество приема, и при небольшом количестве данных может быть трудно определить, действительно ли помог МШУ с фильтром.

Можно ли адаптировать эту конструкцию для других частот? Например, 146 МГц?

Да! Единственное, что необходимо сделать, это пересчитать значения компонентов фильтра для соответствия частотному диапазону УКВ. Теоретически, вы должны иметь возможность перенастроить его на любую нужную вам частоту, за исключением очень высоких частот (> 2 ГГц), так как чем они выше, тем сложнее становится работа с радио. А вот 146 МГц должен прекрасно работать с (и я тоже планирую когда-нибудь его сделать).

Раздел 2: Учебное пособие по МШУ + полосовому фильтру

Как спроектировать МШУ 400-440 МГц с фильтром?

Здесь вы можете найти подробное описание процесса изготовления малошумящего усилителя с фильтром диапазона 70 см. При проектировании своего вы можете пойти по моему пути или посмотреть прямо на готовый проект и на нем основывать свое решение — любой вариант хорош.

Что вам, вероятно, понадобится?

• Инструмент для проектирования фильтров LC – я использовал простую онлайн-программу
• программное обеспечение для проектирования электроники – KiCad в моем случае; Мне это нравится, и это с открытым исходным кодом!
• Git — лучше не терять трудолюбие, правда?
• Saturn PCB – или другой калькулятор для расчета параметров платы
• Производитель печатной платы
• компоненты для платы
• измерительное оборудование0084
• … терпение 😬

Следующие шаги следует повторять до тех пор, пока ваш дизайн не будет удовлетворительным. Удачи!

1. Разработайте полосовой фильтр

Я начал это приключение с разработки фильтра для МШУ. Как объяснялось в предыдущем разделе, без него усилитель усиливал бы все частоты, поэтому решение не очень помогло бы избавиться от нежелательных сигналов.

В LC-фильтре используются катушки и конденсаторы для вырезания или пропуска определенных частотных диапазонов. Я нашел простой онлайн-инструмент для расчета того, какие компоненты следует использовать для его сборки — на веб-сайте rf-tools. я выбрал бандпас Чебышев один, с 2-й порядок . Теоретически более крупный заказ дал бы нам более точный заказ, но для этого потребовалось бы больше деталей, а я хотел максимально упростить проект. Как вы можете видеть на рис. X, важно выбрать правильные частоты , импеданс и стандартные значения компонентов , чтобы избежать ситуаций, в которых калькулятор говорит нам купить что-то, чего не существует.

После нажатия кнопки ВЫЧИСЛИТЬ вам будут предоставлены схемы и диаграмма характеристик со значениями S11 (возвратные потери) и S21 (усиление) для конкретных частот. Я не буду вдаваться в подробности о том, что они из себя представляют — если вы хотите узнать больше, вы всегда можете посмотреть, например. это видео. Интуитивная вещь — мы хотим S11 должен быть как можно меньше и S21 как можно выше в выбранном частотном диапазоне . Тогда это будет означать, что фильтр будет пропускать сигналы из этого диапазона и блокировать сигналы, находящиеся за его пределами — и это, простыми словами, наша цель.

После выполнения расчета также загляните в свойства компонентов. Старайтесь избегать очень низких номиналов конденсаторов и катушек, так как сами трассы обладают некоторой ненулевой емкостью и индуктивностью, и впоследствии фильтр будет сложно настроить.

2. Создайте схему

Пришло время создать новый проект KiCad. Конечно, используйте любое программное обеспечение для проектирования, которое вам нравится — я использую KiCad, поскольку он с открытым исходным кодом, интуитивно понятен и, что самое главное, сохраняет файлы в текстовом виде, и их можно легко отслеживать с помощью git. Здесь я могу подчеркнуть, что я настоятельно рекомендую использовать git в качестве системы контроля версий для каждого проекта, который вы делаете, а не только для программирования :). Дополнительную информацию и некоторые учебные пособия можно найти на его веб-сайте — для хостинга вы можете изучить Github, Gitlab или что угодно.

Ладно, вернемся к электронике.

Рис. 7 – Схема первой версии. Не копируйте это!

Рис. 8 — Измерение первой версии — настроено слишком низко. Может быть лучше и будет лучше.

На рис.7 можно увидеть самую первую версию проекта МШУ. Я перерисовал фильтр точно так, как он был рассчитан, и отметил его синим прямоугольником. Справа часть схемы LNA – в качестве усилителя я выбрал PGA-103+ , а остальное нарисовал так, как было указано в его даташите (добавив только еще один конденсатор и ферритовую бусину на силовой линии для фильтрации случайных шумов). Поскольку для PGA-103+ требуется источник питания 5 В, я включил контактный разъем (J2), чтобы обеспечить питание и заземление.

Первая версия оказалась настроенной на более низкие частоты, чем ожидаемая (рис. 8). Пик был около 400 МГц, а усиление оказалось слабее, чем предполагалось, поэтому я решил создать вторую ревизию. Итерация была выполнена после измерения первой ревизии с помощью NanoVNA и консультации со специалистом. Общая схема осталась прежней, но значения некоторых компонентов в фильтрующей части были изменены (как вы можете видеть на рис. 9). Они были подобраны экспериментально, на этот раз без особой уверенности в расчетах инструмента проектирования фильтров (они служили лишь базой). Наиболее существенные изменения коснулись самой печатной платы, но об этом чуть позже.

3. Нарисуйте разводку печатной платы

Для меня этот шаг — лучшее развлечение. Рисование топологии печатной платы снимает стресс и чем-то похоже на искусство — может быть, поэтому мне это так нравится.

Рис. 10 — Расчет платы Saturn для 1-й версии.

Рис. 11 — Расчет платы Saturn для 2-й версии.

Во-первых, вы можете использовать калькулятор печатных плат (плата Saturn или другой), чтобы рассчитать ширину трассы для соответствия сопротивлению 50 Ом. Для первой версии платы я использовал стандартную высоту печатной платы (1,6 мм), из-за чего ширина проводника достигала 3 мм. Во второй итерации я решил выбрать 0,6 мм высота платы , что сделало трассу в 3 раза уже (1 мм). Он выглядел лучше и работал лучше, поэтому я очень рекомендую его. Почему, спросите вы? Что ж, 3 миллиметра — это довольно большое значение. Контактные площадки компонентов обычно имеют ширину около 1 мм, поэтому путь сигнала оказался то узким, то широким — возможно, это сказалось на производительности. Во второй ревизии я поставил все детали фильтра отчаянно близко друг к другу и было бы очень сложно провести между ними линию шириной 3 мм. Тогда разумнее было использовать более узкую трассу, да и высоту печатной платы тоже пришлось менять. Помните, что каждый миллиметр трассы имеет ненулевую емкость и индуктивность, поэтому важно избегать больших расстояний между деталями. Обратите внимание, это важно!

Рис. 12 — Рысь, первая версия.

Рис. 13 — Рысь, второй вариант, компоненты вплотную друг к другу и трасса 1 мм.

Как вы можете видеть на рис. 13, в плате много отверстий . В мире радиоэлектроники принято использовать их для контроля нежелательных электромагнитных помех, возникающих между сторонами платы, за счет уменьшения импеданса GND. С нижними частотами не самое главное (да и 430 МГц не очень высокие), так что не требуется — но это хорошая практика, поэтому я их добавил.

Кроме отверстий, я думаю, в плате нет ничего необычного — два разъема SMA (IN и OUT), усилитель посередине и золотые контакты для подачи питания. Информация о частоте специально не написана на печатной плате, так как вы можете адаптировать ее к любому диапазону, подстраивая номиналы компонентов под свои нужды.

4.

Закажите печатную плату и компоненты

Время заказать печатную плату! В Европе, Китае или США есть несколько компаний, которые предоставляют услуги производителя электронных плат. Выберите любую фабрику, которая вам нравится, помните только о выборе правильных настроек:

• Высота печатной платы: 0,6 мм
• Вес меди: 1 унция (~35 мкм)
• Тип материала: FR-4 стандарт
104
• ваш любимый цвет платы 84 🙂 9010 Я обычно использую JLC PCB и PCBWay, но различий между ними и другими производителями быть не должно (по крайней мере, для любительских нужд). Из моего опыта работы с китайскими фабриками: хорошо заказывать не менее 10 плат, даже если вам нужна одна или две, потому что иногда на нескольких из них колодки бывают повреждены.

  Что касается запчастей — на момент написания статьи (декабрь 2021 года) мы страдаем от кризиса электронных компонентов во всем мире. Из-за пандемии, спекулятивных покупок и, вероятно, других менее очевидных причин многие детали недоступны для покупки или стали чрезвычайно дорогими в последние месяцы. К счастью, проект LNA+filter состоит почти только из очень популярных и базовых компонентов — катушек , конденсаторов и резисторов — которые все еще должны быть доступны и дешевы :). Вам нужно специально найти только два разъема SMA и один PGA-103+. Полную спецификацию можно создать из проекта KiCad на моем Github.

  Небольшой совет: хорошо заказывать больше значений компонентов, необходимых для проекта. Если есть потребность в конденсаторе на 47 пФ, рекомендую купить также конденсаторы на 33 пФ, 39 пФ и 56 пФ — при настройке вам может понадобиться попробовать несколько конфигураций , чтобы найти идеальную. Подстроечные конденсаторы также являются отличным решением, так как вы можете легко изменить их номиналы без перепайки компонента.

  5. Измерьте и проверьте

  После ожидания прихода печатной платы (при доставке китайских производителей в Европу это может занять даже несколько недель) наступает время самого ответственного шага — замеров и тестов. Как я упоминал ранее, профессиональное оборудование для этого шага абсурдно дорогое, но есть несколько более дешевых альтернатив, которые могут быть достаточно хороши для любительских нужд.

  Первую ревизию я измерил с NanoVNA (рис. 15) и определил первую проблему — как писал ранее, он был настроен на более низкие частоты, чем ожидалось (около 380-400 МГц). Оказалось, что даже изменив номиналы конденсаторов и катушек, я не могу настроить фильтр на 435 МГц. Без NanoVNA я бы не знал, что что-то работает не так, как надо — установка LNA в сетап привела к неплохим наблюдениям, сравнимым с eBay.

  Рис. 15 – Измерение 1-й версии с NanoVNA. Имейте в виду, что масштаб на обеих картинках (на этой и на рис. 16) разный.

  Рис. 16 — Измерение 1-го варианта с профессиональным оборудованием. Да, это изображение уже было здесь, хорошее место!

  Было принято решение создать второй ревизии платы — более тонкой и с очень близко расположенными компонентами (во избежание паразитной емкости и индуктивности). Для его настройки снова использовался NanoVNA, но я хотел измерить его более продвинутым способом. Благодаря любезности Grzesiek , который позволил мне использовать свое оборудование, мне удалось протестировать его ✨профессионально✨. По замерам вторая версия заметно лучше первой — и однозначно более высокого уровня, чем купленная. Ура!

  Рис. 17 — Измерение 2-го варианта с профессиональным оборудованием (S21).

  Рис. 18 — Измерение 2-го варианта с профессиональным оборудованием (S11).

  Рис. 19 — Измерение 2-го варианта с профессиональным оборудованием (S11, диаграмма Смита).

  Как вы можете видеть на рисунках выше, вторая версия имеет явно более высокий коэффициент усиления , чем первая (на несколько дБ), а сам фильтр прекрасно настроен именно на те частоты, которые я хотел (400–440 МГц). Конечно, он еще не идеален и современным я бы его не назвал, но вполне достойный результат, которым может гордиться новичок :).

  Подводя итог…

  Я использую плату Lynx ежедневно — она постоянно подключена к моей станции SatNOGS. А в целом я очень довольна результатом. Учитывая, что моя антенна находится на балконе недалеко от центра большого города и «видит» только одну сторону неба, наблюдения в любом случае получаются неплохие. И есть видимая разница с МШУ и без него, так что это определенно стоящий проект.

  Рад, что вы дошли до этого момента! Если у вас есть какие-либо вопросы о дизайне или мысли о том, как его можно улучшить, не стесняйтесь оставлять комментарии. Я также настоятельно рекомендую вам создавать свои собственные решения и делиться результатами — здорово иметь возможность читать об опыте других людей и видеть их замечательную работу.

  Если вы ищете вдохновение по поводу антенны, посмотрите мой предыдущий урок или форум сообщества Libre Space (там много интересных дизайнов). И если вы когда-нибудь планируете собери свой МШУ с полосовым фильтром на основе моего — полностью сделай , с нетерпением жду возможности полюбоваться твоими творениями! 🙂 Это весело, и вы можете многому научиться, так что это лучшее сочетание.

  Посмотреть весь проект на Github:

  Спасибо!

  Большое спасибо за о(н)внимание! Я надеюсь, что это руководство может быть использовано для начинающих, которые планируют разработать собственный МШУ с полосовым фильтром. Удачи и 73 🙂

  Наконец, огромное спасибо Петру и Гжесеку — без вашей помощи процесс проб и обучения определенно занял бы больше нескольких месяцев. Дай пять!

  Источники и рекомендуемые ссылки

  1. https://www.rfcafe.com/references/electrical/noise-figure.htm, [дата обращения: 7.12.2021]
  2. https://www.rtl-sdr.com/about-rtl-sdr/, [дата обращения: 7.12.2021]
  3. https://rf-tools.com/lc-filter/, [дата обращения: 7. 12.2021]
  4. https://www.youtube.com/watch?v=-Pi0UbErHTY, [дата обращения: 7.12.2021]
  5. https://www.youtube.com/watch?v=BijMGKbT0Wk, [дата обращения: 7.12.2021]
  6. https://www.youtube.com/watch?v=rUDMo7hwihs, [дата обращения: 7.12.2021]
  7. https://www.youtube.com/watch?v=ENy_zg9dX5c, [дата обращения: 7.12.2021]
  8. https://docs.kicad.org/5.1/en/getting_started_in_kicad/getting_started_in_kicad.html, [дата обращения: 7.12.2021]
  9. https://www.proto-electronics.com/blog/pcb-design-hints-rf-pcb, [дата обращения: 7.12.2021]
  10. https://network.satnogs.org/, [дата обращения: 7.12.2021]

  Миниатюрный ВЧ-полосовой фильтр DIY KIT

  1. Домашний
  2. Продукция

  SV1AFN. com

  Цена:

  8,71€ (без НДС)

  10,80€

  Variation:

  Select Variation

  • 10 m
  • 12 m
  • 15 m
  • 17 m
  • 20 m
  • 30 m
  • 40 m
  • 60 m
  • 80 m
  • 160 m

  Количество:

  Добавить в список желаний

  Добавить в корзину

  Загрузки:
  BPF_SCH. pdf
  40mTR.pdf
  40мRL.pdf

  Поделись:

  Безопасные платежи через:

  Описание

  • 5% 0402 или 0603 Конденсаторы NPO
  • Регулируемые индукторы
  • Доступно для всех отдельных КВ любительских диапазонов
  • Маленькая печатная плата 36,7 x 14,2 мм

  Эти фильтры имеют ту же конструкцию, что и в моем преселекторе радиолюбительских диапазонов, но многие друзья присылали мне электронные письма с просьбой сделать отдельные однополосные фильтры для их собственных проектов приемников, одно-, двух- или трехдиапазонных трансиверов и т. д., где плата преселектора настолько велика, что не помещается, или дорогая, поскольку на ней есть все эти реле. Несмотря на то, что дизайн прост, предложение этих мини-фильтров требует большой работы, но это уже сделано, и мы можем удовлетворить эти потребности, и теперь они доступны для доставки.

  Изготовлена ​​миниатюрная высококачественная печатная плата, заказаны конденсаторы и специальные катушки индуктивности, готовы комплекты для сборки. Каждый из них имеет уникальный кодовый номер, который помогает нам отслеживать запасы компонентов и избегать ошибок. Доступно 9 фильтров, по одному для каждого из любительских радиодиапазонов, а 10-й готовится для новых 5 Диапазон МГц. Каждый из них предлагается в виде набора для самостоятельной сборки или в готовом и протестированном виде. Их можно использовать во входных каскадах приемника перед предусилителем и, возможно, через секунду после предусилителя, чтобы сделать переключаемые преселекторы или мультиплексоры. Они могут работать только с низкоуровневыми приложениями передачи на уровне мВт для очистки VFO, микшеров перед усилителем мощности, для экспериментов и измерений. Специально для очистки генераторов радиочастотных сигналов для измерений интермодуляционных искажений.

  Выровнять фильтр очень легко, отрегулировав две переменные катушки индуктивности с помощью керамической или пластиковой отвертки со шлицевым наконечником. быть.

  Доступные диапазоны:

  10м/12м/15м/17м/20м/30м/40м/60м/80м/160м

   

  Частотный отклик для построенного прототипа метровая полоса График доступен по нажатию красной кнопки.

  Рис. 2.  График обратных потерь на 40-метровом диапазоне того же прототипа, включая график КСВ График доступен по нажатию красной кнопки.

  Рис. 3.  Схема фильтра, показывающая значения деталей. Документ со всеми схемами фильтров доступен по нажатию красной кнопки.

  Фото 1 и Фото 2. Печатная плата высочайшего качества, с медными слоями толщиной 1 унция, позолотой и толщиной 0,8 мм из FR4, но минимального размера, чтобы ее можно было вписать в ваш проект. Между двумя переменными индукторами имеется отверстие 3 мм для опорного винта. Входные и выходные порты имеют по три контактных площадки с отверстиями на расстоянии 2,54 мм, поэтому для их монтажа можно использовать обычные штыревые разъемы.