主页(http://www.pttcn.net):CW爱好者的福音(一) 短波DX通联魅力无穷,初学者随着操作电台时间的增加和经验的积累,在初步掌握了字母解释法和莫尔斯电码后,会逐步由VHF/UHF频段的本地通联过渡到短波远距离通联,这时他们都会被这个波段电波传播的奇异性所迷倒,因为操作者不知道何时会与何处的远地DX电台沟通上,与VHF/UHF频段不同,这个波段里特有的背景噪声时常折磨着人的耳朵。不可否认的是,随着电磁环境的日益恶化,尤其是在城市里居住的爱好者,无不被其巨大的背景噪声所困扰,在低波段更是如此。其实,CW模式占用的带宽很窄,因此有许多CW爱好者为自己的爱机四处搜寻专用于CW的窄带滤波器,这些滤波器加装后的效果可谓立竿见影,背景噪声将降低许多,使得淹没于噪声中的微弱信号突显出来,从而能顺利完成美妙的DX通联。但是这些成品的窄带滤波器厂家一般是作为选配件,对于一些老设备难以找到与之相配的滤波器(如现在爱好者手中拥有量较多的FT-80C、IC-725A等),即使找到也是动则几百上千元的天价,为此笔者参照国外HAM所做的一些电路,DIY了几款音频滤波器,花费不多,效果却不错。 由LC器件组成的无源滤波器 一般音频滤波器可由LC组成的无源滤波和运放组成的有源滤波电路来构成,下面首先介绍一款由LC器件组成的无源滤波器(见图1)。这款滤波器是由日本火腿JH1FCZ大久保忠先生设计,图中由一个高通滤波器(L1、C1、L2组成)和一个低通滤波器(C2、L3、C3组成)构成了一个带通滤波,再由C4耦合到另一个带通滤波器(L4、C5、C6组成),进一步滤波后输出。该电路消除了普通的单纯由L、C并联谐振无源滤波器产生的不稳定性,图中的L选用的是磁封大体积立式27mH电感,C选用的是CB电容,相关元件收集齐全后就可以着手准备制作了(图2)。
图2 准备的元器件
图3 选用的“洞洞板”
图4 元件引脚
图5 用这样的方法焊一圈做公共地线 由于电路比较简单,笔者决定采用2009年第2期《无线电》上《选对洞洞板焊电路》一文介绍的洞洞板来制作,这也是笔者第一次使用这种方法来进行DIY,感觉与用印制线路板来做还是有很大的不同。首先是要把元件插到板子上,模拟一下元器件的布局,其次是根据板子的大小选好机壳,这一切都要做到心中有数,如此在制作过程以及最后的收尾阶段方可一气呵成。具体制作的时候先对照机壳在板子上打好2个固定孔(图3),焊接之前准备一些以前制作时剪下来的元件引脚(图4),把这些引脚插到板子上做连接线,然后用锡焊到板子上,这就如同建筑上的钢筋骨架,焊接起来比较方便,比单纯用焊锡连接容易掌握并且牢靠得多。先用这样的方法沿着板子的边缘焊一圈作为公共地线(图5),地线布置完毕后将各种接插件按照布局的构思先焊接好,注意相互之间的比例与距离(图6)。下一步就可以使用我们常用的模块安装法来进行制作,这里笔者想强调的是,在电源输入端需接入一个防电源反接的二极管1N4007(图7)。很多朋友忽视了这一点,有时辛辛苦苦DIY的作品因一个疏忽将电源反接而造成损失。接着安装低放LM386及其周边相关元件(图8)。安装完成后接入电源、扬声器,手拿镊子碰触LM386的第一脚,扬声器里发出较大的噪声则证明这一部分安装正确。接着对照电路图安装LC滤波器,考虑到下一步还要安装有源滤波器,因此将这一部分靠电路板上方进行装配(图9),仔细检查无误后即可接入信号进行试听。由于LC滤波衰减极大,接扬声器会感觉到音量较小,接耳机后则正好,背景噪声会有显著减小。
图6 要考虑接插件的布局
图7 在电源端接入二极管IN4007
图8 安装低放及其周边元件
图9 LC滤波器靠电路板上方进行安装
LC滤波器虽然简单,但相关的电感、电容并不是很好寻找,尤其是其中的电感,笔者也是经过长时间的搜索才在网上购得。那么有没有使用较为易得的元件做出效果较好的滤波器呢?回答是肯定的,那就是使用运放来制作有源滤波器,由运放和RC网络构成有源滤波器,与无源的LC滤波器相比,它具有不用电感、体积小,效率高、频率特性好等优点。集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高,输出电阻小,构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用,笔者在这里采用的是美国2008年版《业余无线电手册》第12章“RF and AF Filters”一节里的一个实例,(见图10)。在该章节里对用运放构成的高通、低通、带通以及带阻滤波器电路的计算有详尽的介绍,大家可以参阅。该电路构成非常简单,由二阶巴特沃兹(Botterworth)滤波器组成,中心频率为750Hz,在衰减为-3dB时的带宽为250Hz。原文介绍说可以运用于大多数QRP的CW收发机上,准备好相关元器件后就可以开始组装了(图11)。运放选择范围很广,LF353、NE5532、OPA2604甚至是几角钱的TL082都可以,笔者使用的是常见的NE5532。电阻、电容都是常见的标称值,在电子市场很容易购买到,也没有什么特殊的要求,由于不是使用的成品印制线路板,所有的连接线都要事先规划好,在制作的过程中一定要细心,不要出现漏焊(图12)。装好后的板子见图13。由于2个滤波器装在同一板子上,因此要用一只双刀双掷的开关来切换,同时用另一支双刀双掷的开关控制电源的通断以及直通的选择,即关掉电源后电台的输出信号直接送入扬声器,打开电源后电台的输出信号经过本滤波器后再送入扬声器(见图14)。这样一来就可以对滤波器的效果有一个直观的感受,装好后的整机见图15。笔者在试验过程中录了几段视频,可以看到使用有源滤波器后的效果十分明显,背景噪声明显减少,国外的朋友在网上看到视频后用了一个词“sweet”。笔者通过搜索发现该有源滤波器电路在美国2001版的《业余无线电手册》里已经有了介绍,可见该电路是经过实践考验的。
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