Czy warto "zbadać" (fabryczny) filtr kwarcowych?

Pomiar charakterystyki PP-9-A2-2R

Moim zdaniem tak. Pozwoli to uniknąć wielu trudności. A czasami rozczarowań.

W latach 80-tych podstawową metodą formowania sygnału SSB była metoda filtrowa. Na "kwarcach". Najpierw tych zbudowanych w oparciu o samodzielnie dobierane np. od radiostacji 10RT.

Potem pojawiły się krajowe filtry PP9-A2-2R produkcji Unitra Omig. Niniejszy artykuł oparto na pomiarach tych wyprodukowanych w latach 83-92 (ubiegłego stulecia). I ma wykazać celowość pomiaru ich charakterystyk. Być może dotyczy też innych "roczników". Nie sprawdzałem.

Jak to napisał jeden z Kolegów:
"(filtry - przyp. mój) Sprzedawane były pojedynczo i wtedy nikt nie mierzył ich charakterystyk. Nie byliśmy zaopatrzeni w urządzenia do takiego pomiaru. Każdy kto go nabył traktował jak relikwie".

Myślałem podobnie. Dla wielu jedynym źródłem wiedzy była nota techniczna producenta.

Niestety praktyczne wykorzystanie filtru czasami(!) nastręczało szereg trudności. Najczęściej dotyczyły one:

  • zaburzenia symetrii charakterystyki filtra względem jego częstotliwości środkowej, co utrudniało wykorzystanie go do formowania wstęg: LSB czy USB,
  • czasami zdarzająca się niepowtarzalność charakterystyk dla różnych egzemplarzy filtra, przez co ustawienie częstotliwości "pilotów" (pomiar częstotliwości) częstokroć wymagało wprowadzania poprawek "na słuch". De facto nie mając pojęcia, w którym miejscu charakterystyki zostanie ona ustawiona.

Pojawienie się urządzeń typu NWT7 (trudno przecenić użyteczność tego urządzenia!) radykalnie zmieniło sytuację. To co do tej pory było tylko kwestią "wiary" teraz można zmierzyć.

PrzesłuchyDlatego też korzystając z dostępnych w sieci informacji zbudowałem prostą przystawkę do NWT7 do oceny charakterystyki filtrów. Jej zadanie polega na (w miarę) prawidłowym (jednakowym dla kolejnych pomiarów) dopasowania filtru do układu pomiarowego. Oraz zapewnienie powtarzalnych warunków (w zakresie: poziomów sygnału, dopasowania, ekranowania, itd.) pomiaru kolejnych egzemplarzy. Trochę czasu zajęło zgromadzenie wystarczającej ilości filtrów.

Ocenę charakterystyki przeprowadziłem przy użyciu NWT7, parametryzując pomiar w następujący sposób:

  • zakres przemiatania częstotliwości: 8997kHz - 9003kHz,
  • próbki: 5001 (zmiana co 1Hz),
  • przerwy (uS): 3000.

Następnie w tym zakresie określiłem przesłuch pomiędzy wejściem a wyjściem NWT7. Wyniósł on ok. -80dB. Następnie do NWT7 podłączyłem (bez filtra) przystawkę do NWT7 do oceny charakterystyki filtrów. I ponownie "zmierzyłem" przesłuch. "Sumaryczny" (dla NWT i przystawki) wyniósł on ok. -66db.

Uwaga: widoczne na pierwszym zdjęciu "uszy" (pola masy filtru przystawki) służą do połączenia masy przestawki z masą NWT7. To połączenie winno zostać wykonane grubym drutem. Bez niego przesłuch bez filtra jest większy o 5-8dB, a z filtem 10-12dB!

Jako przewód wykorzystałem oplot ekranujący wyjęty z kabla koncentrycznego.

Montaż filtru

Pomiar charakterystyki filtraPomiarowi poddałem 6 egzemplarzy filtrów PP-9-A2-2R oznaczonych numerami serii(?): 03/83, 12/83, 01/84, 90/12 oraz 2x 91/02. Wszystkie filtry montowałem w przystawce w tym samym kierunku (możliwa jest instalacja w obu kierunkach). Po dokręceniu śrub mocujących lutowano wyprowadzenia sygnałowe. Przed pomiarem odczekiwałem 15min.

Dla własnego filtru (pozostałe pożyczone :) ) dobrałem tak ustawienia trymerów kompensujących, by uzyskać jak najmniejsze zafalowania w paśmie przepustowym. I od tej chwili nie zmieniałem ich ustawienia mierząc kolejne egzemplarze. Zakładam więc, że błąd systematyczny pomiaru dla wszystkich badanych filtrów był taki sam. Lub bardzo zbliżony.

Wyniki pomiarów

Wyniki pomiatów filtrówWyniki pomiarów przedstawiłem na rysunku z prawej. W zasadzie komentarz jest zbędny.

Widać, że filtry warto, a nawet trzeba mierzyć. Nawet te fabryczne. Bo tzw. powtarzalność być może mieści się "w normach", ale warto wiedzieć z czym ma się w rzeczywistości do czynienia. Bowiem okazuje się, że: 

  • filtry z tej samej serii (91/02) mogą się istotnie różnić charakterystyką. Dlatego warto ją ocenić,
  • zaskoczył mnie fakt, że dwa filtry (12/83 i 91/02), które dzieli od chwili wyprodukowania 8 lat mają niemal identyczne charakterystyki!

I to cieszy!

Podsumowanie

Jeszcze raz chcę podkreślić, że moim celem absolutnie nie jest dyskredytowanie filtrów PP-9-A2-2R. Sam z nich korzystam.

W oparciu o ten (będący wówczas obiektem marzeń i westchnień) filtr powstało szereg udanych konstrukcji. Z niezapomnianą konstrukcją Jerzego Węglewskiego, znanej jako TRX SP5WW na czele.

Wielu Kolegów i dziś z chęcią sięga po nie w swoich konstrukcjach. Pojedyńcze egzemplarze bywają dostępne na portalach krótkofalarskich i/lub aukcyjnych.

Przed ich wykorzystaniem warto jednak sprawdzić co kryje się w metalowym pudełku.

Jeśli jesteś zainteresowany tym co jeszcze udało mi się zrobić z lutownicą w ręku zapraszam do Warsztatu krótkofalowca.

----

  1. Serdecznie dziękuję Kolegom, którzy do testów i pomiarów udostępnili filtry PP-9-A2-2R
  2. Z braku dostępu do innych filtrów nie mogłem porównać ich parametrów użytkowych z filtrami, które zaprezentowałem powyżej.