KV filtry typu W3NQN

Protože jsme se v OL7R potýkali a stále potýkáme s rušením mezi pracovišti při KV závodech, začali jsme řešit možnosti odrušení.

Prvním pokusem byl nákup filtrů typu DUNESTAR, jejich měření jsem zde již publikoval s naměřenými výsledky za použití mini VNA.

Jako další pokus jsem zvolil cestu pomocí filtrů W3NQN. Dokumentaci k těmto filtrům jde stáhnout ve formátu PDF na stránkách Bavarian contest teamu.

http://www.bavarian-contest-club.de/

v odkazu "PROJEKTE"

Ostatně v tomto odkazu najdete i další zajímavé projekty, jako je například BCC preselektor, sdílení beverage antén, či stack match. Doporučuji navštívit.

Jako materiál na stavbu krabic filtrů jsem zvolil hliník. Zdejší firma jako odpad odvážela do sběru kousky plechů, takže jsem neváhal a slušně se zásobil.

Je třeba mít k dispozici pákové nůžky, ohýbačku, vrtačku a nýtovací kleště. Nýtů je zde poměrně hodně, takže se člověk vyřádí až k puchýřům na rukou.

Krabice mají všechny stejný rozměr - 10x10x20cm s přesahy na nýtování. Na čelech jsou konektory typu PL a uvnitř je přepážka, která odděluje vstupní s výstupní komoru a zároveň slouží jako montážní či konstrukční, chcete li.

Filtry jsem vyrobil celkem 4ks pro pásma, kde nemáme filtry typu DUNESTAR, ale nevylučuji, že udělám kompletní sadu, protože po změření parametrů těchto filtrů jsem byl mile překvapen vlastnostmi.

Takto vypadá celé kvarteto filtrů, které nyní používáme. Používáme je již více než rok a k příspěvku jsem se dostal až nyní, když jsem po roce ověřil opět změřením jejich parametry a ověřil stálost nastavení a jejich mechanickou odolnost. Ostatně kdo z nás občas něco někam něhodí, někomu něco neupadne a pod. že?

Filtry tedy fungují stále k plné spokojenosti a je možné se podělit s ostatními o nabité zkušenosti, doplnit obrázky atd.

Tady je první dvojice filtrů na spodní pásma.

No a tady už je první filtr pro 160m.

Je třeba sehnat skutečně doporučené průměry drátů a vinout podle doporučení v textu. Prakticky po zapojení filtru jsem jen mírně upravil kapacity na jedné straně filtru a filtr po připojení na mini VNA skutečně seděl tam kde má sedět.

Je třeba uvést, že vinout tak tlustým drátem do tak relativně malého toroidu chce pevné nervy, ale jde to.

Osvědčilo se mi přihýbání toroidů k sobě a změna jejich os vůči sobě, zejména co se týče 2ks toroidů zapojených do série. Změnou jejich polohy lze významně měnit porametry filtru z pohledu propustné křivky. Je to logické, změna polohy - změna indukčnosti.

Toroidy je pak třeba fixovat, já jsem to řešil doslova zapatláním silikonem. Ať již vzájemně mezi toroidy, či mezi přepážku a toroid. Toroidy jsem zakoupil v GESu. Měli je přímo na skladě, takže nebylo nutné nic objednávat a dlouho čekat.

Zde je vidět levá komora.

A tady je vidět komora pravá.

Z obavy o mechanickou pevnost celého filtru jsem prakticky všechny šroubové spoje zabarvil barvou. Osvědčilo se a za rok používání filtrů se neuvolnil jediný šroubový spoj.

Kondenzátory, vzhledem k tomu, že se jedná o rezonanční obvody, jsou zapojeny na "horkém" konci vinutí musí snést napěťové namáhání a přenést výkon. Autor uvádí, že při výkonu 200W a PSV 1:3 musí snést C1 a C3 1000V a C2 napětí 2000V. Výkonová zatížitelnost C1/C3 musí přenést 2500W a C2 dokonce 4500W. Na tuto skutečnost je třeba brát zřetel.

Sám jsem použil kndenzátory s ruskými popisky a prakticky na filtry jsem zlikvidoval skoro celou zásobu kondenzátorů, které jsem za ty léta doslova namamonil po burzách. Ostatně těch filtrů je hodně a když si spočítáte kolik jich je v krabicích našlapáno, dojdete k zajímavému počtu.

V textu je uvedena možnost přednastavení filtrů za pomocí mW-metru a jednoduchého přípravku. I tuto variantu jsem zkusil a mohu prohlásit, že i touto jednoduchou metodou lze filtr nastavit. Ale upřímně rovnou uvedu, že jakmile si jednou připojíte filtr na obrazovku a vidíte tvar propoustné křivky a můžete si i oměřit hodnoty potlačení a další parametry, už se vám nebude chtít měřit ničím jiným. To jen tak na okraj.

Takže tady je výsledek měření. Bohužel mini VNA měří pouze do -50dB takže je měření neúplné, ale upřímně řečeno, vědět, že křivka už je pod -50dB mi bohatě stačí.

Samotná propustná šířka filtru je poměrně široká, filtr ladí od 1660kHz do 1920kHz. Vstupní PSV je na kmitočtu 1810kHz 1,04 a končí na kmitočtu 1920kHz hodnotou 1,09. V pásmu je průchozí útlum prakticky zanedbatelný, na kmitočtu 1810kHz jsem naměřil -0,21dB a na kmitočtu 1880kHz -0,27dB což je hodnota solidní. Při 100W výkonu dovnitř filtru tak ztratíme maximálně 7W a vzhledem k robustnosti konstrukce tak ohřátí jednotlivých prvků prakticky nehrozí.

Zajímavé jsou i naměřené hodnoty potlačení. Prakticky od 3500kHz výše je potlačení harmonických produktů více jak 50dB, níž jsem měřit nedokázal. Stálo by za to, vzít filtr na profesionální měřící pracoviště, ale spokojil jsem se s údaji, které naměřil autor.

Autor v textu porovnává i výsledky měření s filtry DUNESTAR a filtry ICE. Naměřené hodnoty jsou srovnané v tabulce a je vidět, že práce na těchto filtrech se skutečně vyplatí. Odměnou jsou kvalitní filtry za rozumnou cenu.

Ještě dva obrázky z měření:

xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

Filtr pro 80m se od 160m pásma mírně liší vnitřním uspořádáním. Není zde montážní přepážka. Je to dáno použitím kondenzátoru typu "teslácký hřib", takže nebylo kam přepážku nacpat. Nicméně pro funkci filtru to nemá žádný vliv.

Tady už jsem musel mírně doladit vstup i výstup výměnou kondenzátorů tak, aby byl obvod v rezonanci. Laborace s bifilárním vinutím na toroidu není tak jednoduchá a v tomto případě bylo daleko jednodušší měnit kondenzátory. Tento filtr co se týče osazení různými typy kondenzátorů je z pohledu výrobců nejpestřejší. Od 1ks Tesla, přes 1ks LCC France, 2ks TGL až po 1ks ruské výroby. Ale funguje to bez problému.

Filtr na 80m pásmo je široký od 3270kHz do 3830kHz. PSV v celém pásmu nepřekročí hodnotu 1,2. V CW i SSB části se pohybuje pod 1,1. Průchozí útlum v pásmu 80m je prakticky stejný jako u filtru pro 160m, kde na 3500kHz je -0,21dB a na kmitočtu 3800kHz je -0,27dB. Takže opět přibližně 7W ztráta ze vstupních 100W výkonu z TCVR. Nic hrozného.

Křivka filtru je jasně patrná a prakticky od 7000kHz výše je potlačení více než 50dB.

Toroidy jsem opět fixoval silikonem a i zde pomohlo laborovat s osou sériově zapojených toroidů pro jemné doladění a pro hrubší laborace s počtem závitů. Stačí 1 závit a je vidět rozdíl v posunu křivky, stačí závity stlačit na toroidu a i zde je vidět posun. Je to paráda, když to člověk vidí na monitoru a může si hrát.

xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

Filtr pro 20m je už trochu jiné kafe.

Vstupní a výstupní cívka je samonosná, vinutá postříbřeným měděným drátem a fixované po doladění silikonem. Tady se mi osvědčila montážní pacička z měděného plechu, která je prodloužením vývodu kondenzátoru. Díky tomuto zlepšováku jsem mohl pohodlně stlačovat cívku a nastavit tak rezonanci. Stačí málo zatlačit a obvod ujel o několik stovek kHz jinam. Takže to až tak jednoduché nebylo.

Filtr je poměrně široký, pro pokles -3dB ladí od 13,150kHz až do 16,100kHz. Ale v pásmu od 13,700kHz do 14,900kHz je jeho křivka naprosto rovná s průchozím útlumem v tomto rozsahu -0,27dB.

Ostatně tvar křivky s naměřenými hodnotami si můžete prohlédnout sami. Zde je.

Nastavení odboček na vstupní a výstupní cívce skutečně odpovídá doporučení autora a sedí. Nebyl důvod laborovat. PSV v celém pásmu nepřekročilo hodnotu 1,2 respektive na začátku pásma jsem naměřil 1,09 a na konci pak 1,14.

Tady co se týče sériových toroidů hrála velkou úlohu jejich souosost. Na obrázku je vidět o kolik jsou vůči sobě posunuté a naklopené. Sice jsem to pak upatlal silikonem, ale vidět to je.

No a opět jsem veškeré šroubové spoje zabarvil.

xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

No a konečně poslední z rodiny W3NQN, které jsem uvedl do provozu, je filtr pro pásmo 15m.

Tady už to tak jednoduché nebylo. Za prvé stlačení cívek už vyvolalo odskok ne o stovky kHz, ale rovnou skoro o jednotky MHz a bylo třeba i laborovat s odbočkou pro vstup a výstup na 50ohmech. Ale s trochou trpělivosti to jde.

Filtr po změření je pro pokles -3dB široký od 19,5MHz do 23MHz. V pásmu od 20,1MHz do 21,8MHz je pak křivka takřka plochá s poklesem o -0,8dB na krajích. V samotném pásmu 15m je průchozí útlum -0,27dB na začátku a -0,33dB na konci.

Křivku si můžete prohlédnout zde:

No a detailní pohled na jednotlivé komory.

Co k filtrům na závěr napsat. I s relativně malými náklady lze udělat doma na koleně velmi kvalitní filtry pro výkonovou zatížitelnost 150W, což předurčuje zařazení filtrů za TCVR. Svojí robustností snesou opravdu hrubé zacházení a i po roce, kdy jsem znovu měřil stálost jejich parametrů jsem naměřil stejné hodnoty jako při jejich uvedení do provozu.

Je třeba ale počítat s mechanickou prací, té se prostě nevyhneme. Je samozřejmě možné filtry vpáchat i do krabiček z cuprextitu či podobných, ale moje verze vyšla jako nejlépe dostupná a s trochou dílenského vybavení jako nejschůdnější.

Tolik k filtrům W3NQN, které používáme nyní v OL7R