2014年3月17日月曜日

安い水晶振動子でフィルターを

計画中のCWトランシーバで要のひとつなのは受信フィルター。

回路構成はシングルコンバージョンで、IF周波数はDDS発振の局発を使用するので比較的自由に決められますが7MHzと10MHzを想定してしているので4MHzあたりを考えています。フィルターに使う水晶振動子はジャンク水晶振動子を大量購入して選別するのも手ですが、秋月やサトー電気などで扱われているマイコン用のHC49USという背丈の低い4MHz水晶振動子(1個40円くらい)を数十個購入してAPB-3のネットワークアナライザで選別することにしました。







おじさん工房APB-3に水晶振動子を接続

4MHz付近を中心に測定して水晶振動子の直列共振周波数と並列共振周波数、それから直列共振のピークから3dB幅を測定し、LCRメーターで並列容量を測定します。

青線左の上ピークが直列共振 右の下ピークが並列共振 

各データをExcelに入力してみると、直列共振周波数の変動は少なめで並列共振周波数に若干個体のバラツキが見られます。並列容量はいずれも1.8pF前後で大幅な変動は見られません。そこで並列共振周波数が近い個体を選別して4素子のため4個選別してみました。
フィルターの設計は、計算式もあるのですがフリーウエアのFilter Designというソフトを使って自動的に素子のパラメータなどを計算させました。

Filter Designによる計算例


計算結果を基に4素子のフィルターモジュールを組んでみました。

 左下ブレッドボードにフィルターモジュール装着中 

フィルター特性

APB-3でフィルター単体の特性を見てみました。設計帯域幅は500Hzで、測定結果もだいたいそのくらいになっているようです。ただ4素子のためか裾野は広いですが^^;

 マイコンのクロック用水晶振動子は安く出回っていますが、フィルターとしても使えそうです。ただ並列容量が少ないのでSSB用に帯域幅が広げられるかはわかりません(装荷容量がさらに小さくなる)が追って検証してみます。



それにしても、改めてAPB-3は便利。自作の幅が広がります。

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