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发表于 2016-4-20 12:01:13
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本帖最后由 JHXC 于 2016-4-20 12:09 编辑
测试晶体滤波器。
这种滤波器有单只、几只组合的、采用有源电路组成的等等。一般的三端晶体滤波器价格并不贵,但是矩形系数不是太好;组合的矩形系数比较好,但是成品价格比较贵,自己制作难度较大,需要购置批量的晶体进行挑选之后在扫频仪的帮助下组合,由于晶体的Q值高、通频带非常窄,一般的扫频仪测试不了,但是这里使用的NWT150没有问题;与此类同的有陶瓷滤波器,只是Q值低的多,当然通频带就宽多了。
不同的滤波器除了中心频率不同,使用中主要考虑他们的通频带、衰减、矩形系数。
通带有几种表示方法,有按照中心频率两边跌落3分贝作为考量的,有按照6分贝、60分贝等考量的。一般的收音机接收机常常按照3分贝带宽考量,即中心频率两边的电压幅值跌落为0.707时,此时功率刚好为0.5,所以常常叫做半功率带宽。通带决定了从哪一个频率到哪一个频率的信号通过的能力,由设备的要求决定。比方说调幅广播,语言信号经过幅度调制之后,以中心频率两边还要产生一个边带,即中心频率±语言信号的最高信号的频率,亚洲的标准应该是±4.5KHZ,那么带宽就是9KHZ,中周的通带就以此为准。不同的设备要求不同,具体需要多少带宽由设备决定,比方说频谱仪的中频,最小通带可以小到1个HZ,以利于精确的测试,最宽的可能几兆周或几十兆周,在宽带扫描时可以采用较快的扫速,如果仍然采用窄带的话,扫速势必需要很慢,否则就无法正确显示幅值。
滤波器因为是无源器件,虽然使用的都是储能元件,理想情况传输时应该是加上多少电能就输出多少,其实并非如此,由于回路中不可避免的存在损耗,输出总是比输入小,回路越多,损耗就越大,这个用扫频仪不难测试出来。测试时,假设扫频仪的信号在屏幕上为0分贝,经过滤波器之后,曲线的谐振点低于0分贝多少很简单就读出来了。在实际使用中,如果衰减过大,就要用放大器进行补偿,比方说常见的电视机中的中放电路,采用声表面滤波器由于衰减比较大,需要加上一只管子来放大 高频头输出的中频信号,经过放大之后抵消滤波器的衰减,满足后级中放电路的需要。引进松下的有一种机芯,中放滤波采用了38兆周螺旋滤波器,由于这种滤波器的衰减很小,一般不再需要这个预中放。
再就是矩形系数,矩形系数描述了滤波器在截止频率附近响应曲线变化的陡峭程度,它的值是60dB带宽与3dB带宽的比值。
也可以这样表示,A为0.1的带宽与A为0.7的带宽之比。假设0.1时为10兆周,0.7时为4兆周,那么矩形系数为2.5。实际的滤波器矩形系数总是大于1。
由于许多模拟的扫频仪屏幕显示都是线性刻度,不是按照对数分贝来定标的,所以,简单的测试矩形系数可以按照A为0.1的带宽与A为0.7的带宽之比确定。NWT150是按照对数刻度的,可以按照分贝来确定矩形系数。由于测试时信号的泄露、仪器动态范围的限制,显示不出大于60分贝的范围,所以作为业余测量,可以适当的变通,起码可以看出被测滤波器矩形系数的一个概貌。
矩形系数为1的滤波器当然最好,但是实际上是难以实现的,从下面的图形不难看出,矩形系数越好,选择性越好。比方说调幅广播接收机,中频通带大约在10KHZ,矩形系数为1的中频滤波器(中周),相邻两个台的信号就会互不干扰;实际滤波器的图形可以看出,-3db时两个信号互不干扰,而-20db时两个相邻信号就重叠了,-60db更严重!收音机中双回路的滤波器相对单回路的矩形系数要好的多,两个回路通过电容或者电感耦合,调节耦合度可以调节通带,采用更多回路的集中滤波器可以做到更好的矩形系数,但是安装调试的难度相对要大一些。收音机中很少见到集中滤波器,也许是成本制约了,而在窄带通信中,则不惜余力的在滤波器上下功夫!
在频分多址的设备中,滤波器是分离信号的主要器件,基本原理源自于谐振,仅仅是中心频率、通带不同。我们折腾的收音机,应该是频分多址系统中最简单的,一般的收音机只有两个类似滤波器的 谐振回路,天线回路为一个中心频率可调的滤波器、中周为固定频率的滤波器,这些在扫频仪的帮助下是很好测试的。
好了,废话写了快万字,仅仅是个人的一些理解,旨在简单的说明一些基本的东西,一定有不少的谬误,欢迎各位指正!
下面准备进入正题,将制作好的电路组合起来,还需要一些调试,接着将过程贴上来,最后调试好再上传试验电路,并详细的叙述电路原理和折腾时的一些经验和要领。
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