А. Клюихин ( RU3GA)
В журнале RADIO COMMUNICATION ( №8 1988) была опубликована статья David Davies ( G4YKT) , посвященная низкочастотному узкополосному телеграфному фильтру. Автор пишет , что длительное время экспериментировал с самыми различными НЧ фильтрами и убедился , что всем им присущи одни и те же недостатки --- так называемый "подзвон" фильтра , а так же искажение спектра звукового сигнала , что делает звучание эфира непривычным и даже неприятным. Итогом его экспериментов стал разработанный им фазовый CW фильтр, структурная схема которого приведена на рис.1
Фильтр состоит из восьми одинаковых активных полосовых фильтров с центральной частотой 815 Гц и сумматора сигналов (точнее сказать "вычитателя"). Сигнал с частотой 815 Гц, проходя через каждый из восьми полосовых фильтров, сдвигается по фазе на 180 градусов в итоге на выходе "вычитателя" амплитуда его удваивается. Сигналы других частот имеют фазовый сдвиг отличный от 180 градусов ( на рисунке в качестве примера показаны фазы сигнала 700 Гц) и на выходе "вычитателя" наблюдается снижение их амплитуды. При определенных соотношениях фаз и амплитуд можно получить полное подавление сигнала (точки бесконечного затухания).
Схему , приведенную в статье G4YKT , я "загнал" в моделировщик Electronics Workbench v5.12 . Полученная АЧХ представлена на рис.2 (график синего цвета).
Итак , центральная частота фильтра --- 815 Гц , как собственно и ожидалось. Наблюдаются две точки бесконечного затухания в районе 710 и 930 Гц. Дальше на АЧХ наблюдаются всплески до –10 дБ ( кстати , на АЧХ, приведенной автором в статье, эти всплески выглядят несколько иначе --- до –20 дБ ). И далее почти монотонные спады по обе стороны от центральной частоты. Ширина лепестка по уровню –6 дБ около 120 Гц.
G4YKT подчеркивает прекрасную работу фильтра , отсутствие "звона" и каких-либо других неприятных явлений.
И действительно , фильтр представляет собой как бы комбинацию узкополосного CW фильтра (вблизи центральной частоты) и фильтра с АЧХ близкой к треугольной (вдали от центральной частоты) , в котором , как известно, эффекты "звона" проявляются гораздо меньше.
Автор пишет , что "вытягивал" из шумов такие CW сигналы , которые без фильтра не слышал вовсе… Оставим это высказывание на его совести , возможно так оно и было.
Однако, делать фильтр с такой низкой прямоугольностью да еще на девяти операционных усилителях представляется мне, мягко говоря, не вполне целесообразным . Любой мощный сигнал, отстоящий от центральной частоты на 350(!) Гц ( подавление там всего –15 дБ) сделает прием невозможным. "Загнать" его в полосу бесконечного затухания, расстраиваясь по частоте, тоже не удастся --- полоса фильтра слишком мала , мы просто потеряем полезный сигнал…
Введя в схему два переключения можно сделать , на мой взгляд , гораздо более универсальный фильтр.
Структурная схема для первого варианта переключения приведена на рис. 3
Такому включению соответствует АЧХ , показанная на рис.2 красным цветом. Хорошо видно , что ширина центрального лепестка несколько увеличивается , однако боковые всплески теперь составляют –24 дБ, а форма АЧХ вдали от центра все еще напоминает треугольную ( хотя , уже весьма отдаленно ).
Структурная схема для второго варианта переключения приведена на рис. 4
Этому включению соответствует АЧХ зеленого цвета на рис.2. Это уже самый обычный полосовой фильтр с полосой 250 Гц по уровню –6 дБ и 900 Гц по уровню –60 дБ , без всяких всплесков и выбросов. Правда , такой фильтр уже будет заметно "звенеть" , но в тяжелых условиях, когда слабый сигнал прикрывает сбоку мощная помеха , с которой не справляется фильтр G4YKT, со звоном можно смириться.
Таким образом введя переключение , можно будет выбирать оптимальный вид АЧХ
в зависимости от эфирной обстановки.
Окончательная схема слегка усовершенствованного фильтра G4YKT приведена на рис.5
Подстроечный резистор R1 нужен для дополнительной балансировки , т.к. оптимальное положение резистора R2 оказалось разным для разных положений переключателя.
Резистором R2 настраивается максимальная глубина подавления в "точках бесконечного затухания" в нижнем по схеме положении переключателя, а R1 --- в среднем положении переключателя (уже не трогая R2). Настройка очень тонкая .
Любопытно будет услышать отзывы о работе фильтра в реальных условиях .
73!