Bandpassfilter för 21 MHz klart

Idag anlände kapslingarna och eftermiddagen har ägnats åt att bygga ihop ett bandpassfilter för 21 MHz. Tanken från början var att ha tre filter i samma kapsling. Vid närmare eftertanke blir det mer flexibelt med separata filter och så får det bli. Dessutom visade det sig att de kondensatorer som behövs måste tåla höga spänningar och hög ström. Förutom att sådana komponenter är dyra så är de också stora. Men det löste sig på ett annat sätt.

B32

Bandpassfiltret är inbyggt i en plastlåda. Här kan man fundera lite på om en metallåda hade varit bättre. Kanske i det fallet flera transceivrar står nära varandra i samma rum men knappast om avståndet är några meter eller mer.

B33

Lådan består av en låg bottendel där filtret är uppbyggt på en bit kopparlaminat som jordplan. Det ger god åtkomlighet vid intrimningen. Dessutom påverkar inte plastkåpan resonansfrekvensen vilket också underlättar vid optimeringsprocessen. BNC-kontakterna skulla kunna monteras i botten men jag valde gavlarna i plastkåpan istället.

 

B34

Istället för ”vanliga” högspänningskondensatorer valde jag en måhända mer ovanlig metod att realisera högvärdiga kondensatorer. Teflonisolerad koaxialkabel med ytterdiameter 2,5 mm har 1 pF/cm kapacitans. Till 21 MHz filtret behövs därför 2 x 63 cm koaxialkabel. Generellt gäller att flera kortare bitar är bättre än en lång när det gäller Q-värdet. Intrimningen går till så att två små trimkondensatorer i parallell med lämplig fast kondensator ansluts temporärt. När resonanskretsarna ligger rätt löds kondensatorerna av försiktigt och kapacitansen mäts upp. Därefter klipps koaxialkabellängderna till och justeras in till exakt samma kapacitans. Löd fast och det stämmer mer eller mindre exakt. Jag gjorde en av kablarna ett par cm (pF) längre för att ha trim-mån.

Det korta ”röret” mellan spolarna är en bit SemiRigid som utgör kopplingskondensator. Även här blir ruggigt hög HF-spänning och en trimbar 0,5-2 pF kondensator är inte en lätt sak att få tag på. Den korta blanktråden är en variabel kondensator på några tiondels pF. Underlättar vid fintrimningen på slutet.

B35

En sak som alltid är lite tricky är att finna exakt rätt inkopplingspunkt på spolen. I prototypfiltret visade det sig att c:a 1,5 varv gav lägst genomgångsdämpning. Dock är positionen kritisk och det går inte att dra ut ledningen till koaxialkabeln/kontakten hur som helst. Beroende på vilken sida om spolen och om ledningen går ut från insidan eller på utsidan så får man helt olika resultat. Ett sätt att göra insättningspunkten trimbar är att göra en liten trådbygel som sedan kan böjas åt ena eller andra hållet för att på så sätt finna optimal kopplingsgrad. Detta trick har jag provat förr i andra konstruktioner och det är mycket effektivt.

B36

Resultatet blev ett bandpassfilter som täcker 21,0 – 21,450 MHz med -0,65 dB genomgångsförluster mitt i bandet och -0,7 dB i bandgränserna. Markör 2 och 4 visar att filtret dämpar 30 dB på 18,1 resp 24,9 MHz. Markör 1 visar 46 dB dämpning på 14,1 MHz. Filtret är svagt överkopplat för att täcka hela 21 MHz-bandet med lägsta möjliga förluster. Det går att minska kopplingskapacitansen mellan spolarna och optimera filtret för t ex 100 kHz i telegrafidelen med bibehållna -0,65 dB genomgångsdämpning men där 18,1 och 24,9 MHz åker ner c:a 8 dB vilket skulle ge -38 dB.

B37

En närmare titt på passbandsdämpningen. Centerfrekvensen är 21,250 MHz och diagrammet visar 500 kHz på varje sida och med 0,5 dB/ruta. Markör 1 och 3 visar bandgränserna 21,0 resp 21,450 MHz. Markör 2 är 21,250 MHz. Man kan se att dämpningen är under 1 dB c:a 100 kHz utanför bandet på båda sidor. Det borde vara tillräcklig marginal.

Innan jag bygger ihop de andra filtren för 14 och 18 MHz skall det här filtret tålighetstestas med hög effekt och även vid dåligt SVF som man ju kan få i verkligheten när det sänds på fel antenn eller något annat är galet. Det är här det behövs stora marginaler eftersom HF-spänningarna kan bli extrema. Man kan läsa på nätet om hur de dyra contestfiltren från t ex Dunestar havererat och kikar man på konstruktionen m fl kommersiella filter så ser man att komponentvalet oftast är lite väl snålt tilltaget. Tåliga komponenter är dyra och stora.

/Bengt