Основное направление моего хобби – ДХ работа на НЧ диапазонах. Это означает шумный эфир, а это в свою очередь, телеграф и узкие фильтры.

У меня трансивер Yaesu FT-950. У него есть цифровой фильтр шириной 100 Гц. Но звон от него довольно сильный. Поэтому, когда уровень шума соизмерим по силе с уровнем сигнала, от фильтра пользы почти нет. То, что фильтр вычищает в шуме эфира, перекрывает звон, порождаемый самим фильтром. Но звон имеет спектр за килогерцем, по ощущениям. Поэтому аудио фильтр с пиком 700-800 Гц, полезен для приема с узким фильтром, да и вообще почистить прием дополнительно не помешает и без узкого фильтра при приеме слабого сигнала. При этом, у меня есть глубокая убежденность, что фильтр должен быть чисто пассивным, что бы не порождать дополнительных гармоник, дополнительного звона т.е.

Гарнитуру я использую отечественную, авиационную ГСШ -18. У нее довольно высокоомные телефоны и большая индуктивность телефона. Что делает ее довольно удобной для использования с фильтром и одновременно не очень удобно ее подключать напрямую. Активное сопротивление телефона ГСШ-18 200 Ом и 40 мГн составляет его индуктивность, что на частоте 800 Гц тоже дает 200 Ом. В результате общее сопротивление телефона на частоте 800 Гц составляет 280 Ом комплексного сопротивления и 560 Ом общего сопротивления гарнитуры, поскольку телефоны включены последовательно. Поэтому напряжения на выходе трансивера, рассчитанного под 50 Ом телефоны не хватало и регулятор усиления НЧ постоянно был выкручен вправо и часто было желание добавить НЧ усиления еще.

Конструкция фильтра мне понравилась А.Кабаева (UR5ZQV) "Полосовой НЧ CW фильтр на одном сердечнике", опубликована тут http://cqham.ru/trx_34_2.htm грамотно, просто, технологично, неплохие параметры.

Сердечник использовал от силового трансформатора импульсного блока питания компьютера. Сейчас их полно везде. Частоты преобразования в БП лежат в области десятков килогерц, поэтому в звуковом диапазоне их можно использовать спокойно. Я взял сердечник примерно 40х40 мм только потому, что не люблю возиться с мелкими работами. Вот так он выглядит, после разборки трансформатора и выемки из обоймы.

 

 

            Некоторую сложность может представлять разборка трансформатора, поскольку он залит чем то вроде эпоксидной смолы и попытки выбить его из обоймы, часто кончается раскалыванием феррита. Я применил для этого микроволновку. Кажется не встречал до этого таких советов, поэтому могу считать это своим открытием. J В общем, помещаем трансформатор в микроволновку, включаем на минимальной мощности на три – четыре минуты. После достаем его в очень горячем состоянии пассатижами и пока не остыл, легко разбираем его на составляющие. Не переусердствуте с мощностью. Феррит разогревается в микроволновке очень быстро и очень сильно. Я когда пробовал в первый раз, установил среднюю мощность и трансформатор загорелся.  Попутный совет, при разогреве выделяется довольно много дыма, особенно если перебрать с мощностью. Поэтому лучше положить в керамическую тарелку и накрыть другой и засунуть в пакет, если микроволновку планируется использовать еще и для пищевых продуктов.

            Рассчитывать витки не стал, просто намотал пару десятков витков пробной обмотки и измерил индуктивность. После пересчитал на нужную для 40 мГн как количество намотанных витков умноженное на корень из частного от деления 40/полученную индуктивность в мГн ( = ), где n,L соответственно количество витков и индуктивность пробной катушки мГн). Если индуктивность пробной катушки получилась больше 40 мГн, то под корнем нужно поменять местами L и 40. После желательно подогнать индуктивность катушки под 40 мГн, хотя сильно усердствовать тут смысла не имеет, ошибка даже не несколько процентов, дает смещение частоты контура всего порядка десятка герц на частоте 800 Гц. Отвод катушки под 50 Ом со стороны трансивера выполнен от трети витков, считая от заземленного конца катушки, отвод для гарнитуры выполнен с середины катушки.

Схема фильтра.

Немного изменил схему относительно оригинала. Заменил согласующее сопротивление емкостью С1 для развязки по постоянному току.  На выходе тоже поставил емкость на всякий случай. Вполне можно не ставить, но если есть вероятность подключения телефонов с другим сопротивлением, то лучше поставить.

Индуктивность телефона в ГСШ-18 составляет около 40 мГн. Подключил параллельно каждому емкость в одну мкФ для резонанса на 800 Гц, не на много, но лучше стало.

Вот таблица зависимости выходного напряжения от частоты и АЧХ фильтра. Первый столбец содержит порядковый номер строк. Второй – частоту измерения. Третий – значение входного напряжения. Червертый – значение выходного напряжения. Пятый – численное значение отношения выходного напряжения к входному. Шестой – то же в децибелах.

Параметры аудиофильтра для ГСШ18 11/марта/2018

 

f

Uin v

Uout v

Uout/Uin

Uout/Uin dB

1

350

0,4

0,3

0,75

-2,5

2

400

0,4

0,31

0,775

-2,2

3

450

0,4

0,34

0,85

-1,4

4

500

0,4

0,38

0,95

-0,44

5

550

0,4

0,42

1,05

0,42

6

600

0,4

0,46

1,15

1,21

7

650

0,4

0,62

1,55

3,8

8

700

0,4

0,82

2,05

6,2

9

750

0,4

1,3

3,25

10,2

10

800

0,4

1,3

3,25

10,2

11

850

0,4

1,1

2,75

8,8

12

900

0,4

0,8

2

6,0

13

950

0,4

0,6

1,5

3,5

14

1000

0,4

0,44

1,1

0,83

15

1050

0,4

0,35

0,875

-1,16

16

1100

0,4

0,3

0,75

-2,5

17

1150

0,4

0,26

0,65

-3,74

18

1200

0,4

0,22

0,55

-5,2

19

1250

0,4

0,18

0,45

-6,93

20

1300

0,4

0,15

0,375

-8,52

 

Для наглядности привожу АЧХ этого фильтра. Таблица показывает уровень выходного сигнала относительно входного в децибелах. Нулевой уровень – это равенство входного и выходного сигнала. Видно, что на частоте 350 герц имеется небольшое ослабление в 2,5 дБ. На частоте около 500 Гц уровни входного и выходного сигналов одинаковы. Далее функция гладко растет до примерно 720 Гц, достигая максимума в 10 дБ, это примерно в три превышение по уровню выходного сигнала над входным. Далее около 100 Гц плоская вершина и примерно с 800 Гц функция снижается до нуля на частоте около килогерца. Далее идет монотонное затухание, достигающее примерно минус десяти дБ на частоте 1300Гц. Далее измерять не стал, поскольку меня в первую очередь интересовало затухание в диапазоне между 800Гц и 1200 Гц. Получилось более 15 дБ, что примерно равно 5,5 раз. Дальше, затухание больше. Специально применил много слов "примерно" и "около" для указания на то, что при измерениях не стремился к точности до третьего знака, после запятой.

 

 

 

Далее привожу таблицу и АЧХ сравнения телефона ГСШ-18 с емкостью, образующую контур и без нее.

1

f

C

no C

C/noC

2

300

0,45

0,35

1,29

3

400

0,6

0,45

1,33

4

500

0,8

0,6

1,33

5

600

1,4

0,7

2,00

6

700

1,9

1,45

1,31

7

800

1,5

1,4

1,07

8

900

1,5

1,2

1,25

9

1000

0,64

1

0,64

10

1100

0,44

0,8

0,55

11

1200

0,3

0,64

0,47

12

1300

0,2

0,5

0,40

13

1400

0,13

0,4

0,33

14

1500

0,1

0,3

0,33

15

1600

0,07

0,22

0,32

 

Вот сравнительная АЧХ. Синяя линия – АЧХ с конденсатором, розовая – без. Желтая – отношение синей к розовой. Видно, что включение параллельным контуром немного повышает уровень ниже максимума в 750 Гц. Причем, как показывает желтая линия, максимальное выравнивание приходится на частоту около 650 Гц. Мелочь, но полезно.

 

Немного о конструкции. Поскольку фильтр реализован на трансформаторе и имеет не маленькую добротность, он довольно сильно "ловит" наводки от сети и пр. магнитных цепей. Поэтому желательно фильтр поместить в закрытый, металлический корпус, желательно из магнитного материала. Я использовал корпус от компьютерного блока питания, отрезав не нужное и загнув нужное.

 

Вот несколько фото конструктива.

 

            Телефон на поверхности сфокусировался, поэтому фото не четкое. Переснимать было лень, поскольку уже все засунуто в корпус и распаяно. Но все в общем видно. На что хочу обратить внимание. Судя по заполнению окон сердечника, размер сердечника может быть в несколько раз меньше. Конденсаторы типа ОСК73 поставил просто потому, что у них есть никуда не подключенные два, замкнутых между собой, вывода между двумя рабочими выводами. Удобно для монтажа отвода обмотки. Если кто решит использовать такие, то стоит измерить емкость, большой разброс. Далее важно, индуктивность катушек существенно зависит от степени прижима  верхнего стержня к Ш-образному. Поэтому можно ошибиться не сильно прижимая при подгонке обмоток. После установки и более сильного прижима, индуктивность может "уйти" процентов на 20. Кроме того, если корпус, в который помещается трансформатор, будет впритык к нему, то после помещения трансформатора в корпус, индуктивность тоже может измениться. Я бы рекомендовал в начале сделать корпус и крепление, обеспечивающее неизменное сжатие сердечника, а уже после мотать катушки и проверять их в штатных условиях эксплуатации.

 

 

Так это располагается в корпусе. Корпус из компьютерного БП, крышка из оцинковки. С эстетикой конечно можно поработать, но практичность и надежность я оцениваю на твердую пятерку. J

 

На следующем фото показываю сколько места в корпусе наушника и, что конденсатор располагается без сложностей.

 

           

Вот общий вид "телеграфированной" ГСШ-18.

 

 

 

            Ну и конечно, лучше один раз услышать, чем читать даже много раз. На следующем видео показана работа гарнитуры на разных частотах.

 

https://youtu.be/MpEOq737iI8

 

            Сравнение производится на слух при переключении режима телеграфного фильтра и обхода его. На индикаторе генератора показывается частота сигнала. Первое переключение производится на 300 Гц. При телеграфном режиме ослабления почти не чувствуется по сравнению с режимом обхода, т.е. ослабление не большое. Следующее сравнение производится на частоте 500 Гц. Изменения силы звука не ощущается, только немного меняется тембр. И это правильно, поскольку в на этой частоте уровень входа и выхода фильтра одинаков. Следующее сравнение на 725 Гц. Тут при переходе в телеграфный режим есть заметное поднятие уровня. На 800 Гц это не ощущается, хотя должно, видимо уровень звука слишком большой и запись не точно передает. При других измерениях, когда гарнитура была на голове, тут ощущался подъем. Следующее сравнение на 1 000 Гц. Заметно снижение уровня, хотя опять таки, когда гарнитура была на голове, все было заметнее. АРУ в записывающем телефоне срабатывает что ли.  На частоте 1500 Гц, ослабление заметно гораздо сильнее. На  2 000 Гц ослабление еще прибавилось.

            Ну и ощущения по работе в эфире. Разумеется это не то устройство, которое позволит вытащить сигнал там, где без него и признаков не ощущается. Но работать комфортнее и в шумах сигнал читается лучше.