DSP процессор (продолжение).

В связи с большим интересом, вызванным конструкцией, считаю целесообразным рассказать об особенностях сборки, настройки и эксплуатации.

Конструкция блока может быть как в виде отдельного блока, так и быть вмонтированным внутрь трансивера, узлом. В случае исполнения в виде внешнего блока, достаточно выполнить корпус из экранирующего материала и внешние цепи подключить через резисторы или, (лучше) дроссели с блокировочными конденсаторами 1-10 nf. Сложнее дело обстоит в случае установки блока внутри трансивера. И об этом подробнее.

Микросхема таймера является сильным источником помех с частотами 60-600 кГц радиоприёму. Делитель на сдвоенном D-триггере также вносит дополнительные помехи. Радикально проблема решается только комплексными мерами. Необходимо все входные и выходные цепи, идущие к генератору, тщательно развязать по ВЧ наводкам (см схему в первой части статьи), сам генератор необходимо заэкранировать, форму выходных сигналов генератора, идущих к микросхеме фильтра, сделать треугольной, при этом данная мера ни как не меняет качество работы фильтра. По питанию установить достаточное количество блокировочных конденсаторов, ёмкостью не менее 100nf, а микросхему сдвоенного таймера NE556 лучше заблокировать по питанию керамической ёмкостью 1-1.5 мкf .

Во избежании помех в виде "писков", при биениях близких по частотам генераторов, особенно в фильтрах 4-го порядка, необходимо установить два конденсатора 1-3.3nf (С13,С14) по входам фильтров. Для устранения высокочастотных шумов на выходе фильтра служит конденсатор С23.

Для примера, привожу свой вариант печатной платы в формате Layout, котрый полностью свободен от проблем помех и шумов. При этом сам генератор даже не потребовалось экранировать поверх монтажа, как планировалось. В слоях 3 и 4 указаны номиналы элементов и выполнены коментарии. Монтаж выполнен с двух сторон по SMD технологии. Блок фильтра установлен внутри трансивера, вблизи тракта детекторов и первичного унч. На рисунке платы некоторые номиналы компонентов и разводка порта к ключам коммутации могут отличаться от принципиальной схемы, что не является принципиальным. Данный рисунок - лишь пример конкретно моей реализации узла фильтра.

Фото установленного в трансивере блока и обратной стороны платы блока.

SMD технология имеет большое преимущество перед устаревшими методами монтажа. -Это малые паразитные связи между элементами схемы, на самом деле это достоинство сложно переоценить. Иначе говоря, например, то что возбуждалось при сборке на крупных компонентах, - не подаёт даже признаков "возбуда" после исполнения по SMD - технологии. По "лазерно-утюжной" схеме платы получаются с шириной дорожки 0.1-0.2 мм без значительных усилий, а производить сборку при оптимально выбранном и подготовленном инструменте на много легче и проще, и главное быстрее!

О настройке сказать "правильно собранная схема начинает работать сразу" - конечно нельзя. Любое устройство нуждается в настройке, особенно аналоговое! По вопросу настройки хочется выделить следующее:

Начинать настройку следует с проверки работоспособностей генераторов управляющих частот. Далее следует проверить диапазон перекрытия частот генераторов, при 8-ми вольтовом питании нормальным можно считать 65 кГц-2100 кГц, при 15-ти вольтовом (подробнее ниже) питании 30 кГц- 3200 кГц.При необходимости подобрать конденсаторы С6,С7.

Следующее, что необходимо выполнить - это согласование уровней входных и выходных сигналов. Для выравнивания уровней сигналов между режимами обхода и включенного фильтра, служит резистор R11. Хотя если Вы выбрали источник входного сигнала с малым выходным сопротивлением (например выход на наушники), то этой процедуры может и не потребоваться. Но если выходное сопротивление источника сигнала велико, то в связи стем, что входное сопротивление фильтра также велико, возникнет переусиление при прохождении сигнала через фильтр. Возможно, также возникнет необходимость в подборе коэффицента передачи каскада на LM318, выполняющего функцию вырезки,с помощью резистора R8. Сам блок вырезки НЕ НУЖДАЕТСЯ ни в какой баллансировке! В схему введено четыре подстроечных резистора 22кОм (R25-R28). Это сделано для обеспечения возможности регулировки характеристик фильтров в зависимости от индивидуальных особенностей слуха и особенностей АЧХ НЧ тракта Вашего приёмника. Эти резисторы в основном влияют на добротность соответсвующих их включениям, фильтров, и, в меньшей мере, на частоты срезов и формы АЧХ тех же фильтров. Не рекомендуется выбирать добротность черезмерно высокой, так как в этом случае нарушается частотная линейность в полосе прозрачности(вблизи частот срезов возникнет сильный подъём АЧХ), возникает переусиление, и в случае использовани фильтров четвёртого порядка возникнет перегрузка фильтра, и как следствие этого - нелинейные искажения, в виде хрипов свистов и т.п. Резистор R12, улучшающий развязку по ВЧ наводкам и шумам, можно исключить при использовании достаточно низкоомной нагрузки. Блок желательно врезать в цепь НЧ сигнала до регулятора громкости для обеспечения стабильности уровня входного сигнала. В качестве нагрузки не стоит использовать наушники без буферного усилителя, иначе характеристики фильтров будут сильно искажены и возможны возбуждения на звуковых частотах. Входной сигнал не должен превышать 1в эфф,во избежание нелинейных искажений в выходном сигнале, особенно в фильтрах четвёртого порядка. Важно отметить, что выбранное напряжение питания - 8В можно повысить до 15-ти вольт, если Вы не используете фильтр в сотаве 12-ти вольтового трансивера. При том фильтр становится более стойким к перегрузкам по уровню, и уровень входного НЧ сигнала может быть повышен до 4-5ти вольт эфф. Ни в коем случае не пренебрегайте установкой конденсатора С1 и не уменьшайте его ёмкость.

Много вопросов вызвала схема коммутации характеристик, и об этом хочется сказать подробнее. Решение вопроса коммутации характеристик не столь принципиально. Важно лишь, чтоб обеспечивалось соединение нужных контактов. Если электронные коммутаторы заменить механическими, обеспечив при этом достаточную экранировку сигнальных проводов, то всё работать будет нормально. Электронный коммутатор выбран лишь для уменьшения длин сигнальных проводов и удобства управления коммутатором по трём проводам с помощью контроллера. В случае выбора электронного коммутатора, для удобства отладки фильтра, я написал небольшую программу lpt_r.exe, которая обеспечивает загрузку регистра-порта от обычного компьютера. Три провода управления регистром плюс общий подключаются к разъёму порта принтера Вашего компьютера (номера контактов разъёма указаны на схеме).

Программа работает в двух режимах:

-ручной ввод кодовой 16-ти битной последовательности (например 0001000010101011) и вывод её в порт по нажатию клавиши ввод,

-вывод заранее выбранных и записанных в файл cod.txt (для примера приведён мой экспериментальный файл) последовательностей кнопками "o" и "p"

Если файл cod.txt не существует, то программа автоматически переходит в режим ручного ввода 16-ти битной последовательности.

Остальные действия станут понятными после запуска программы.

Из особенностей эксплуатации можно выделить следующее: Данный фильтр особенно эффективен при работе CW. Удавалось "вытаскивать" станции из шумов до нормальной разбираемости сигнала, хотя при отключении фильтра этих же станций слышно практически не было! При работе телефоном удобно выбирать приятный тембр звука и убирать лишние сигналы, удавалось получать качество разговора по телефону. Хотя, конечно, не стоит преувеличивать достоинств фильтра, следует помнить, что это - всего лишь обработка по НЧ, и не возможно получить качества фильтрации, соизмеримого с обработкой по ПЧ. Фильтр вырезки эффективен при устранении не очень громких, монотонных "писков", более громкие сигналы вырезаются также полностью, но остаётся побочный шум от вырезанной помехи и, конечно, надо помнить, что система АРУ продолжает отслеживать сигнал громкой помехи. Сигналы помех с более широким спектром, чем монотонная помеха, можно ослабить (но редко полностью вырезать) выбором оптимальной характеристики из предложенного набора. Очень эффективен фильтр при работе цифровыми видами связи, особенно RTTY, SSTV, иными словами, в тех видах, где сигнал занимает значительныю полосу частот.

В заключении отвечу на часто задаваемые вопросы:

-Почему в названии значатся буквы DSP, а реальной цифровой обработки нет. Название выбрано только лишь потому, что большое количество радиолюбителей использует эту аббревиатуру для упоминания о любом устройстве НЧ-обработки сигнала. Такое название статьи гарантирует, что она будет прочитана всеми, кому такое устройство интересно. Но следует отметить, что данный фильтр не является чисто аналоговым, он скорее полуцифровой. В нём использованы линии задержки на переключающихся конденсаторах. Телевизионные линии задержки, работающие примерно таким же образом, например - называются цифровыми линиями задержки+

-Я не занимаюсь коммерческой деятельностью в сфере радиолюбительства, и поэтому с вопросами "можно ли заказать" или "можно ли купить" просьба не обращаться. К тому же территориальные проблемы к этой деятельности не располагают.

-На вопрос "плохо видны значения элементов, пришлите схему в полном размере" - могу ответить только одно: Господа!, читайте книжки по компьютерной безграмотности. И тогда Вы узнаете, что если мышкой кликнуть по схеме, -то она откроется в отдельном окне и "в полный рост".

-На вопрос, почему я установил CD4066 в качестве аналоговых ключей, а ведь эти ключи имеют замкнутый контакт на общий провод одного из выводов ключа в разомкнутом сотоянии. Не могу точно ответить на это вопрос, вероятно это связано с аналогами 176-й или 561-й серии. Но могу с полной гарантией сказать, что я использовал CD4066BF, извлечённые из радиотелефонов (безпроводных телефонов не зависимо от частот работы) фирмы Panasonic, и всё работает абсолютно нормально! Ничего на массу не замыкается!

Буду благодарен за отзывы о работе фильтра, и за интересные предложения по развитию данной темы.

Желаю удачи!

С вопросами обращайтесь по email ES4RMH@ESTPAK.EE (es4mf ex es4rmh)
С глубоким уважением, Андрей Семичев,ES4MF, Кохтла-Ярве, Эстония, 73!!!