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CW Active Filter 一個增加收報機會的製作

No.28   1995 May   p42~44,   by 李錦鴻 VR2GY, P.O. Box 73328 Kowloon HongKong



    現時 CW 的業餘通訊十分活躍,每晚在 7MHz 和 14MHz 的低頻段中,即使你不呼叫 CQ,亦可做數十個甚至上百個 QSO,原因是很多前蘇聯分開出來的國家、東南亞的國家,例如泰國、柬埔寨等電台出現,加上中國的 BA、BY 和 BZ 呼號,他們一出來便成為日本電台的追逐對象,十分熱鬧。


CW -- 主動出擊的好去處

    如果我們希望在短時間內獲得大量 QSL 卡,到 CW 頻段去是一個很好的方法,而且這還有一個連鎖反應,例如南非電台與你的傳播條件只是普通的,他較難收到你的訊號,但當你與泰國電台 QSO 時,南非電台如果收泰國的情況良好,便很容易間接聽到你的呼號及 QSL INFO,這就大大增加了與南非電台 QSO 的可能性了。

    不過,由於眾多電台的出現,加上很多東南亞的香腸族在 7MHz 出現,所以 QRM 是十分嚴重的,有些又不理會遊戲規則,在 7MHz 的低段作 SSB 通信,更使電波遭受嚴重污染。

    如果你的收發機不是那種設有「數位式音頻處理器」 (DSP) 的頂級機,而又沒有另外一台 DSP 的話,若然想較好地進行 CW 通信,則可按照附圖裝製一個「有源濾波器」 ACTIVE FILTER,相信會大大增加你的 CW 分辨能力,能夠做到更多的 DX 電台。


增強 CW 分辨能力

    本電路其實只是一個中心頻率為 750Hz 的「帶通有源濾波器」 (BAND PASS ACTIVE FILTER) 而已 [ 電路圖 ] ,為什麼它可以增強 CW 的分辨能力呢?原因是:

  1. 大部分收發機在接收 CW 時,都用 750Hz 做側音調 (SIDE TONE),而外面電台的發射頻率很少完全相同 (有意調歪一些,或由於每台機種的參考頻率有偏差),這樣產生的側音就能有數百 Hz 的距離,雖然音調不同,但音量大致一樣時,用人耳去分辨就很吃力了。如果有了 750Hz 的濾波器,我們就可以調節自己接收機的 RIT,使想做 QSO 的電台側音落在 750Hz 上,它的音量就較其他電台為大,抄收起來就容易得多了。
  2. 即使沒有其他電台 QRM,但做 DX 時,由於訊號較弱,你的收發機使出現很多低頻「白噪聲」 (WHITE NOISE),這種沙沙聲與 750Hz 混在一起,亦使抄收引起困難。當加入了有源濾波器後,就可削減噪音份量,從而提升 SIDE TONE 的可讀性。

    由於有上述第 2 點的情況,使得本電路在降低 Q 值之後 (方法後述),還可應用在 SSB 上,減低高低音頻的噪音,而提高對 DX 訊號的接收能力。


MC1458 和 TBA820 組成

    本電路主要分成兩部份,分別由運算放大器 MC1458 組成的 750Hz 有源濾波器,以及 TBA820 負責的音頻功率放大器所組成。

    MC1458 是很普遍又容易找到的雙運算放大器,這裡把它的第一個放大器用作緩衝級,負責把收發機的訊號與濾波器隔離,以免影響中心頻率。

    第二個 MC1458 運算放大器組成文氏電橋形式,通過 RC 串並聯電路的回輸,便可對特定的頻率產生較大的增益,而對其他頻率增益較少;從另一角度看來,這就等於讓特定頻率容易通過,而削減其他訊號的份量,形成一個帶通濾波器了。

    這個特定頻率稱為中心頻率,而提高 MC1458 的放大系數,便會增加中心頻率的電平,減低其他頻率的份量,從濾波器的方法去分析,就是 Q 值增加了。

    但是,Q 值增加不是無限量的,因為在高 Q 時:

  1. 750Hz 雖然自更凌駕其他訊號,但出現振鈴聲 (RINGING) 及拖尾現象,使點與劃混亂。
  2. 頻帶會變窄,進而使 RIT 難於調節。
  3. 嚴重時會產生自激振盪,喇叭會不斷出現一個嘯叫訊號。


調節 Q 值

    至於 Q 值通頻帶以何者為適當呢?這可以自由設定的,通常調到中心頻率上下 50-200Hz 左右,即 750 ± 50~200Hz 間,如果對方電台能夠 QRS 時,當然是 50Hz 通頻帶更好,但對方不願減低速度時,就唯有用 200Hz 的通頻帶了。

    當然方可以將調節 MC1458 Q 值的 10KVR 裝在面板上去調節,以適合不同的情況,但要注意 Q 值變化時,中心頻率會輕微改變,要調節收發機的 RIT 去配合。


選用零件

    本電路的零件都很容易找到, MC1458 可用其運算放大器代替,如 uA741、LM324 等;TBA820 的彈性就更大,任何低頻功率放大 IC 都可使用,而且我們並非聽 HiFi 音樂,無需在傳真度上下太大功夫,不過喇叭的直徑應在 4 吋 (100mm) 以上,太小會影響點與劃的分析力 (不單指本電路,在其他聽 CW 時亦一樣)。


校正調整

    全部電路裝製好後,先不要插上 TBA820。如果有低頻訊號產生器和示波器,很容易把電路調好。

    先由訊號產生器輸出 0.1 Vpp 的 750Hz 訊號,將電路的 10K VR (CW LEVEL) 旋到最大,然後用示波器觀察緩衝放大器的輸出端第 7 腳是否有約 0.5 Vpp 的不失真波形出現。這級電路零件不多,即使有問題,都很容易排除。

    跟著去掉 750Hz 輸入訊號,用示波器觀察有源濾波器的輸出端 (3K 電阻後端),然後調節 Q 值的 10K VR 到某一點時,MC1458 會產生自激振盪,示波器會出現一個正弦波,這時電路就變成一個文氏電橋振盪器。再反向調低電路的增益,振盪便會消失。

    接著再由音頻訊號產生器輸入訊號,示波器又顯示出 750Hz 訊號。跟著改變訊號產生的頻率,示波器上的波形幅度就會變化,這樣慢慢就可以找到電平最大的位置,這點就是有源濾波器的中心頻率了。如果這時的中心頻率,正負偏離 750Hz 不超過 30Hz 的話,就無需去調節了,但當偏差太大時,可適當增減 R 電阻,每次 100Ω來調節。增大阻值時,頻率會下降,減少則上升。

    找到中心頻率後,再調整通頻帶,方法是逐步改變訊號產生器的頻率,增或減都要做,便可找到兩個頻率,一個高於中心頻率,一個低於中心頻率;兩者的波形幅度都是中心頻率的一半,這時高端頻率值減低端值的結果,就是通常所說的 -3dB 通頻帶了。例如高頻是 900Hz,低端是 600Hz,則這個有源濾波器的通頻帶就是 300Hz 了。

    調節 Q 值 VR 可將 MC1458 的增益改變,也就是使它的 Q 值和通頻帶變化。我們可以選出三點,然後記在機殼的面板上,它們分別是:

  1. ±50Hz:適合在 QRM 較嚴重的時候,但使用後,調 RIT 要有較高技巧。
  2. ±200Hz:適合一般情況。
  3. ±40OHz:適用於SSB。

    當有源濾波器調好後,便可插上 TBA820,接上喇叭收聽。電路中的雙刀雙擲開關用作選用或不用濾波器。


操作使用

    在收聽 CW 時,先不用濾波器。調節收發機的音量到約 1/4 處,再調節電路的音量控制,使喇叭發出適當音量,跟著把雙刀雙擲開關撥到選用濾波器的位置上,旋動收發機的 RIT,使 SIDE TONE 最大,再調節本濾波器的 10K VR (CW LEVEL),使喇叭音量與 PASS 位置上時大致相同,就完成了。

    如果沒有穩定的 CW 訊號可供接收調節時,可收聽 10MHz 的標準報時台訊號,作為參考。由於 10MHz 訊號相當強,用一條短導線代替天線就可以,使產生噪音來調節和考驗本電路。 END



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