bandpass-bandstop-diplexer/

Как мы выяснили в рамках статьи о диодном кольцевом смесителе , выход диодного смесителя богат нежелательными сигналами. Притом, мы не можем избавиться от них при помощи обычных фильтров . Фильтры отразят эти сигналы обратно в источник, что в случае со смесителем ничем хорошим не закончится. Поэтому необходимо использовать диплексер. Нам ничто не мешает сделать полноценный диплексер , но по возможности хотелось бы обойтись схемой попроще. Об одном из вариантов упрощенного диплексера далее и пойдет речь.

Соответствующая схема:

В книге Experimental Methods in RF Design это называется bandpass-bandstop diplexer. Диплексер приводится между делом, чуть ли не как сноска. Но схема показалась мне интересной, и было решено изучить ее повнимательнее.

Бывалые радиолюбители, конечно же, вмиг узнают полосно-пропускающий фильтр в верхней части схемы и полосно-подавляющий в нижней (он же трап ). L и C были взяты мной с потолка на резонансную частоту 7 МГц:

На этой частоте верхний контур работает как КЗ, а нижний — размыкает цепь. В итоге весь сигнал уходит на R1. Чем дальше от резонансной частоты, тем больше ситуация меняется на противоположную, и все большая часть сигнала уходит на резистор R2.

Характерно, что о согласовании импеданса беспокоиться не приходится. Источник будет видеть импеданс нагрузки, каким бы он ни был.

LTspice предсказывает следующие АЧХ:

Здесь красным цветом изображена АЧХ одного диплексера, зеленым — двух последовательно соединенных диплексеров, а пурпурным — трех. На частоте 21 МГц видим -9 дБ, -18 дБ и -27 дБ соответственно. Таким образом, всегда можно добиться требуемой аттенюации.

Давайте проверим, так ли все работает на самом деле:

Катушки были намотаны медной проволокой без изоляции диаметром 1 мм на каркасе 20 мм. Калькулятор Coil64 подсказал, что понадобится около 8 витков. Измеренная индуктивность получилось чуть меньше требуемой, около 1.05 мкГн, но это не страшно.

Катушки я расположил перпендикулярно для минимизации взаимоиндукции . Экранирующая перегородка, которую вы видите на фото, как выяснилось, особо ни на что не влияет. Она была добавлена уже после всех измерений в качестве эксперимента.

Анализатор спектра согласен с LTspice с поправкой на тот факт, что резонансная частота контуров попала чуть выше 7 МГц:

Антенный анализатор EU1KY говорит, что КСВ в порядке:

То есть, нежелательные сигналы будут гаситься на R2 вместо того, чтобы отражаться в источник. Само собой разумеется, R2 должен иметь низкую паразитную индуктивность .

Вот такая простая, но полезная схема.

Дополнение: Улучшенная схема описана в посте Простой диплексер, версия 2.0 . Еще одну простую схему диплексера вы найдете в статье Супергетеродинный приемник на диапазон 40 метров .