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.