Изложена концепция использования фильтров качающейся частоты (ФКЧ) в технике радиоэлектронных измерений. Показана возможность применения ФКЧ для экспресс-исследования спектров входных сигналов, а также для настройки усилителей и фильтров от генераторов шумовых сигналов. Приведена практическая схема низкочастотного фильтра качающейся частоты.
В технике радиоэлектронных измерений достаточно часто используют генераторы качающейся частоты. Их применение чаще всего связано с исследованием спектров различного рода сигналов, настройкой фильтров и аппаратуры и измерением амплитудно-частотных характеристик узлов радиоэлектронной аппаратуры [1–6]. Пример использования генератора качающейся частоты для изучения амплитудно-частотных характеристик фильтров приведен в работе [4–6].
Очевидно, что определенный теоретический и практический интерес в технике радиоизмерений также представляет собой использование фильтров качающейся частоты (ФКЧ). Ранее применение таких фильтров на практике было затруднено в связи с невозможностью управления характеристиками фильтров в широком диапазоне частот. В связи с появлением фильтров, перестраиваемых с помощью единственного регулирующего элемента (например, потенциометра) [7, 8], появилась реальная возможность создания фильтров качающейся частоты.
На Рисунке 1 приведены примеры использования электронных устройств качающейся частоты в технике радиоизмерений. Для сравнения на Рисунке 1а показана типовая схема использования генератора, управляемого напряжением, для изучения свойств фильтров и иных устройств, например, усилителей. Рисунок 1б иллюстрирует возможность использования фильтров качающийся частоты для обзорного исследования спектра входных сигналов. На Рисунке 1в показана возможность использования ФКЧ для настройки фильтров и усилителей от генератора шумовых сигналов.
 |
|
| Рисунок 1. | Применение электронных устройств качающейся частоты: а) генератор качающейся частоты для исследования и настройки фильтров; б) фильтр качающейся частоты для исследования спектра входных сигналов; в) фильтр качающейся частоты для настройки усилителей и фильтров от генератора шумовых сигналов. |
Практическая схема простейшего ФКЧ показана на Рисунке 2. Фильтр выполнен на основе операционного усилителя DA1.1 микросхемы LM324 [5]. Перестройка фильтра осуществляется изменением глубины обратной связи, снимаемой с выхода микросхемы. В качестве управляемого сопротивления использованы оптоэлектронные пары микросхем DA2 и DA3 HCPL-181-060. Светодиоды этих микросхем включены последовательно и управляется внешним пилообразным сигналом, амплитуда которого меняется от 1.9 до 4 В. Выходные транзисторы оптопар включены встречно-параллельно. Качание полосы пропускания фильтра происходит в диапазоне частот от 5 до 11 кГц. Частота генератора развертки (генератора пилообразных импульсов) составляет единицы … десятки Гц.
 |
|
| Рисунок 2. | Низкочастотный фильтр в полосе от 5 до 11 кГц качающейся частоты. |
Разумеется, в качестве управляемого сопротивления вместо описанных в статье транзисторных оптоэлектронных пар могут быть использованы иные радиоэлектронные компоненты: опторезисторы, полевые и биполярные транзисторы и иные элементы. Частотная область использования ФКЧ может быть расширена за счет использования более современных высокочастотных микросхем, а также при переходе от RC- к LC-фильтрам, управляемых внешним сигналом.
Литература
- Шустов М.А. Цифровой ГКЧ // Радиолюбитель. 2000. № 11. С. 28–29.
- Шустов М.А. Панорамный УКВ-индикатор // Радиомир. 2001. № 6. С. 29–30.
- Schustow M.A. UKW-Panoramaempfänger // Funkamateur. 2001. Bd. 50. H. 3. S. 272–273.
- Шустов М.А. Генераторы ступенчато качающейся частоты // РадиоЛоцман. 2022. № 1–2. С. 81–84.
- Шустов М.А. Ступенчато-цифровое и плавное управление частотой LC-генератора // РадиоЛоцман. 2022. № 1–2. С. 117–118.
- Шустов М.А. Измеритель АЧХ со светодиодной шкалой // Радиолюбитель. 2000. № 7. С. 27–28; Радиолюбитель. 2021. № 1. С. 26–27.
- Shustov M.A. Simple low-pass filters tunable with a single potentiometer // EDN. July 1, 2024.
- Шустов М.А. НЧ фильтры с перестройкой одним потенциометром // РадиоЛоцман. 2024. № 11–12. С. 107–111.
Купить LM324 на РадиоЛоцман.Цены
