SDR用スイッチキャパシタLPFの設計と製作


以前にも同じICを使用したスイッチドキャパシタLPF(SC LPF)の効果は絶大で、今回製作のSDRにも組み込んでみます。

2019.10.15

はじめに
 製作中のSDRトランシーバーにはデジタルフィルターによるIFフィルターは組み込んでいますが、AFフィルターはソフト作成の力不足から組み込めていません。
IFフィルターとAFフィルターの処理を同時に処理するやり方が、判らず残念です。
 今回は、以前に製作したFR-101Zで実績のあるIC(MAX294)を使用したSC LPFを盛り込みます。MAX294は秋月でも取扱開始しており入手しやすくなりました。
   

LPF構成と目標仕様
   

 以前に製作したAF PWR UNITを利用して、空きスペースにSC LPF部(左図ブロック図太線部)を組み込んでみました。
SC LPFへの入力レベルが小さいとS/N比が悪くなるので、SC LPFの前段に簡単なAMPを配置します。
 MAX294は内部クロックでも動作させることが出来、クロック周波数の可変にはIC-1ピンのコンデンサ容量を変化させることでカットオフ周波数を 連続的に可変出来ます。QRM信号と希望信号の周波数差が数10Hz程度あれば、QRM信号を完全にカットすることができるので、クロックの連続可変は必須です。  カットオフ周波数は0.5〜5kHz程度可変とし、SCLPFのON/OFF回路は特に設けず、使わない時は5kHz程度にしておきます。

組み立て
 左写真は組み立ての様子。SC LPF部をハイブリッドICのような子基板に組み、以前製作のAF PWR UNIT(タイトル写真)の空きスペースに実装しました。
 裏面にはチップ部品を実装しています。

フィルター特性確認
  
 左図はSCLPFクロック周波数設定用パリキャップのバイアスを変化させたときの周波数特性で、以前FR-101Z製作時に取得したものに同じです。バイアス1V時はCWモードでの使用を考えています、 目的信号とQRM信号の周波数差は50Hz程度あればほぼ完全にQRM信号をカットします。APFにありがちなトーンにエコーが掛かったような音質劣化もなくQRMがきれいに消え、お気に入りの機能です。
 バイアス5V時ではSSBモードのQRM信号カットに有効で、隣接周波数からの「シャカシャカ音QRM」は完全にカットできます。

回路
 MAX294を使用、秋月でも入手できるようになりました。本ICはクロック発振回路を内蔵していますので、AM同調用パリキャップを使うことでカットオフ 周波数を可変します。
 本ICを使用するうえの注意点として、電源回路にはLCで構成したフィルターを挿入が必要で、電源回路からクロック周波数がAF回路へもれて悪影響する場合があります。 4.7mHのインダクターと0.1uFで構成したπ型のラインフィルターを挿入しています。
 

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