フロントエンドバンドパスフィルターの実験


 
 
topfil 今回は、受信機のフロントエンドに使うバンドパスフィルターを実験してみました。 メーカー製のトランシーバーではこの部分のBPFの帯域の分割数によって普及機から高級機にグレードが分かれています。 私の場合、必要の無い受信帯域を削ったり、前回実験のT型カプラ−のBPFと組み合わせることによって必要最小限の分割数 で最高級機並の特性を狙っています。
 BPFの構成は各種あります。また複雑な理論式ばかりが紹介されており、見るだけで頭が痛くなるという、苦手な分野です。 それぞれについて設計手法を理解するのはいくら時間があっても足りませんので、今回は、最も一般的で汎用性のあるチェビ シェフ型フィルター設計手法のマスターを目的に実験してみました。
bandpass
設計step1仕様の決定
 帯域を決定する。ここでの帯域はSWR1.1以内の範囲を示します。例として6-8MHzとするとBWは2MHzとなります
BWは 中心周波数を求めます。Fo^2=6*8MHzとしてFo=6.93MHzになります。
フィルターのインピーダンスR=50ohmとする
式の中で、L2、L4、C1、C3、C5はBWにのみ影響し、周波数はL1、L3、L5、C2、C4に依存しています。このことは 後で、調整時に役に立ちます。

bandpass 設計step2定数の計算
  表1の正規化LPFをBPFに変換する。式にそれぞれの定数を代入、各定数を求める。
ここではn=3の場合で計算したのが図の回路です。ちょっと中途半端な定数になっていますね。
メーカ製はこの部分のフィルターに5次で構成していますが、今回は前段にT型カプラ-のBPFと組み合わせるので 3次でやってみました。
3次にすることにより、コイルの使用数を低減できコストダウンが期待できます。
bandpass bandpass 設計step3シュミレーション確認
それでは得られた定数をシュミレーションで確認してみます。シュミレーションソフトはcircuit makerを使いました。 シュミレーション時は入出力に50オームを挿入するのを忘れないで下さい。
 左の図はシュミレーション結果です。
挿入損失が-6dbとなっているのは、50オームの分圧のせいです。
半端な定数から、実際に使用する定数で確認してみます。997pは1000p、126pは120pというように定数をきめて再度シュミレ ーションしてみます。
製作
L1とL3はトロイダルコイルT-27-6を使用し、L2はトランスからはずしたネジコアに直接巻いています。コンデンサーはチップ タイプの為、写真には写っていません。メーカー製はこのコイルにマイクロインダクタを使っていますが、やはりQの高いコイル のほうがいい筈です。
特性
マーカは7MHz、目盛りはそれぞれ2MHz/div 10db/div
 実際の特性をみてみました。ちょっと帯域内にリプルがありますが、作りぱなしにしてはまずまずです。もうすこし調整すれば よくなるはずです。
減衰特性もシュミレーションとほぼ一致しました。今後は必要分割数を製作していきます。

Top Menu