Contest Filter - High Power bandpass 15m

Tenhle projekt vznikl tak nějak na základě jednak "z hecu" za což je třeba poděkovat Petrovi OK1BN, jednak ověřit vlastnosti filtrů a jednak ověřit výrobní a měřící možnosti s cílem připravit filtr jednak na možnou expedici do GJ během IOTA Contestu a jednak jako trvale instalovaný filtr na contest QTH.

Jak se to povedlo je vidět na obrázku níže.

Cesta to ale nebyla jednoduchá.

Filtr měl jednoduché zadání. Připojit ho za PA, tam filtrovat, vydržet výkon a měl mít rozumné rozměry pro případný transport. K tomu samozřejmě rozumné parametry co se týče průchozího útlumu, útlumu v nepropustném pásmu a samosebou dobré přizpůsobení.

Jako první možnost mne samozřejmě napadl Coax Stub filters od K2TR. Stačí zadat do vyhledávače a jako první odkaz ve formě pdf se ihned zobrazí první odkaz. Takže jsem kliknul a začal studovat. Odkazů je samozřejmě více a tak jsem strávil celý večer studiem vlastností tohoto typu filtru.

No a pak už jen cesta na QTH, tam jsem vybral ze skladu nepoužívaný koaxiální kabel pro venkovní instalace TV rozvodů. Vzal jsem 1/4" s pěnovým dielektrikem. Ve skladu ho bylo dcoela dost, tak nic nebránilo tomu to vyzkoušet. Nějak jsem si ale neuvědomil několik podstatných věcí. Jednak tenhle kabel má činitel 0.83 oproti PVC 0.66 takže kabel vychází ve srovnání s PVC dielektrikem delší a jednak mechanické vlastnosti měděné trubky. To byl asi největší oříšek.

Protože smotat do plechovky třeba H1000 nebo LMR400 jde určitě lépe, než tvrdou trubku. Ve finále jsem s tím docela bojoval to někam a nějak dostat. Nicméně se zdařilo.

Jako kryt fultru jsem vzal první plechovku co jsem doma našel. V tomto případě vzalo za své trocha Luxolu na dně plechovky.

Horní víko jsem zpevnil kotoučem z hliníhového plechu a po chvilce hraní jsem plechovku stříknul barvou ve spreji, aby to nějak vypadalo.

Udělal jsem na tiskárně popisky a chemoprenem jsem to nalepil na víko i na bok plechovky.

Kabel jsem přiletoval zespodu na víko plechovky.

No a mohlo se začít stříhat.

No ale ono pozor, dokud jsme vzdáleni od rezonance, neni 5cm žádná míra. Ale jak se to blíží k rezonanci, jsou i 1cm dlouhé kousky už moc dlouhé a v pásmu to chce stříhat opravdu po milimetrových kouscích a stále měřit, protože to je hodně ostré, až skoro neskutečně. Je to ale tak.

Takhle vypadá základní křivka filtru.

Přičemž pokud se filtr střihne do středu pásma, vypadá potlačení 20m pásma takhle.

Na třed střižený filtr pak potlačí 10m pásmo následovně.

Pásmo 20m by ještě bylo co se týče potlačení použitelné, ale 10m už se mi moc nelíbilo. Proto také autor ve svém příspěvku zmiňuje možnost, nebo dokonce nutnost rozdělit filtry na CW a SSB. Je tak zapotřebí na jedno pásmo vyrobit filtry 2 a podle druhu provozu zapojit do obvodu daný filtr, aby potlačení podle druhu provozu bylo co nejlepší. Maximalizuje tak potlačení stylem "za málo peněz, hodně muziky" což je pravda.

Takže jsem filtr začal zaštípávat dál, protože natahnout už kabel do CW segmentu jaksi nešlo.

No a dostal jsem se k následujícím parametrům.

Potlačení ve 20m pásmu.

Potlačení v 10m pásmu.

To už vypadá dobře a hodnoty potlačení obou vedlejších pásem lze považovat za rozumné.

Tím jsem práci na referenčním filtru odložil stranou.

Měl jsem tak představu, jak takový filtr funguje, jak se ladí, jaké má vlastnosti.

No a nyní bylo zapotřebí najít konstrukci filtru další, pokud možno s lepšími vlastnostmi, případně ho spočítat a realizovat.

Prolezl jsem kde co. Skutečně jsem našel spoustu krásných obrázků, spoustu konstrukcí nabízených renomovanými výrobci, za kterými stojí jejich závodní značky, ale nikde dostupné hodnoty součástek, počínaje kapacitou a konče indukčností.

Až posléze, po vyrobeném filtru a jeho naladění mi došlo, že takový filtr není vůbec snadná záležitost a autoři si své výtvory chrání, protože i jim dalo spoustu práce filtr navrhnout, ověřit jeho vlastnosti a naladit.

Nyní s odstupem času i chápu ceny za takové High Power filtry. Kdo si to nevyzkoušel, tak neví jak z motání cívek bolí prsty. Jak není sranda filtr ladit roztahování závitů širokým plochým šroubovákem a naopek mačkání závitů za pomoci velkých kleští a z boku cívky kus plastu, aby se nepoškodilo stříbro na cívce.

Ono taky přesně se trefit do cívky, aby byl rozsah přeladění indukčnosti není sranda. Z té 6mm trubičky udělat cívku na průměru 25mm je něco jiného než to samé na průměru 30mm. V jednom případě je rozsah přeladění indukčnosti nedostatečný, v druhém případě tak akorát.

K ladění jsem si musel vzít na pomoc feritovou tyčku ze středovlnné antény, kterou jsem přibližoval k cívkám a tím jsem zjišťoval chování indukčnosti směrem nahoru, nebo naopak kus mosazného válce, kde přiblížením jsem naopak posouval indukčnost směrem dolů.

To že se všechno ovlivňuje vzájemně je každému jasné.

Dokonce jsem musel měnit i vzájemnou polohu indukčností, i to se ovliňovalo při ladění.

No a ve finále jsem chtěl zakrytovat hotový a naladěný filtr a ono se to rozjelo celé a mohlo se začít znovu nastavovat, ale s přidělaným kusem hliníkového plechu jako falešnou bočnicí.

Tak k vlastní realizaci filtru.

Měl jsem vypočtené hodnoty filtru začal jsem prvním obvodem. Jenom singl, abych si ověřil, že to skutečně nějak bude fungovat.

Filtr jsem jako první zkoušel metodou "na prkénku"

Nevěděl jsem jeho skutečné rozměry, takže jsem nespěchal s krabicí.

Zkoušel jsem si jaký vliv má nastavení jednotlivých indukčností ve filtru.

Vypadalo to dobře, takže jsem postavil druhý modul.

No a už v tuhle chvíli mi začínalo být jasné, že pro dosažení co nejlepších vlastností filtru budu musel jít jinou cestou. Tou cestou je zvýšení Q použitých cívek. Jednak co se týče průměru vlastního drátu, jednak co se týče povrchu. Zprvu jsem zkoušel obyčejný měděný drát 6mm2, posléze jsem ho zkusil postříbřit.

Každé zlepšení Q se projevilo na výsledku měření. Jednak klesal průchozí útlum, jednak se lepšila strmost filtru.

Ale to nebylo to jediné co mne ještě čekalo co se cívek týče.

Zkusil jsem přidat třetí modul a byl zvědav, jak se to projeví.

A protože se mi zdálo potlačení 20m pásma, nejbližší spodní pásmo, opravdu malé, nedostačující, tak jsem přidal ještě seriový rezonanční obvod proti zemi, čímž se znatelně zlepšilo potlačení 20m pásma.

No a filtr začal ladit a mít nějaké parametry, ale pro mne neuspokojivé, prostě to bylo málo.

Takže začala bitva o každý decibel potlačení a každou desetinu decibelu na průchozím útlumu.

Začala výměna indukčností za 6mm trubičku. No a to teprve začal být masochizmus. Ty větší špulky šli relativně dobře, je to velký průměr, takže se to dalo. Pomohl svěrák, soustruh.

Ale ty menší cívky, to tak boleli prsty, to je neskutečný, opravdu to dalo zabrat.

Ale s každou vyměněnou cívkou se parametry zlepšily, byl vidět posun. Takže jsem měnil a vyráběl nové cívky.

Zejména na potlačení 10m pásma to bylo vidět. Začínal jsem s bídou na 32dB potlačení a s přibývajícím počtem vyměněných cívek jsem se blížil ke 40dB, až jsem je přelezl a dostal se ve finále na hranici -45dB.

Nakonec jsem ještě musel sahnout do hodnot kapacit oproti vypočteným jsem mírně zmenšil kapacitu, i to se projevilo.

Naměřené hodnoty už se mi líbili o dost víc než na začátku.

Opravdu stálo to za to, postupně vyměnit všechny cívky za finálové ze 6mm stříbřené trubičky, stejně jako montážní ostrůvky,které jsem původně hliníkové, posléze měděné a ve finále postříbřené také vyměnil.

Takže na prkénku to funguje, takže bylo zapotřebí to celé přenést do krabice.

Ta je z 2mm hliníkové plechu. Vyřádil jsem se s ohýbačkou a pákovými nůžkami. Ale podařilo se.

Popsal jsem ci cívky, jednostlivé kapacity a začal s přenosem do krabice a děsil se toho, jak moc se projeví rozladění.

Postupně jsem přenášel jeden prvek za druhým.

Až jsem konečně přenesl celý filtr, našrouboval konektory a připojil filtr.

A začalo finálově ladění, ale jen do doby, kde jsem si zkusil filtr uzavřít krycím plechem a ono se to celé rozjelo.

Takže jsem musel z boku přišroubovat falešný plech, abych simuloval krycí plech a ladit znovu.

No nakonec se to podařilo.

Takhle to vypadá z pohledu přizpůsobení.

Z druhé strany měření je to jen zrcadlově otočené, takže přizůsobené to je dobře. Já jsem spokojen.

Průchozí útlum je pod hranicí 0.3dB na začátku pásma, směrem k hornímu rozsahu klesá na hranici 0.2dB

Vzhledem k možnosti měření do -60dB jsem nebyl schopen přesně změřit potlačení na 20m, kde špička odladění je již pod touto hranici, takže potlačení na 20m je vyšší než -60dB stejně jako všechno co je kmitočtově pod 20m pásmem.

Na pásmu 10m jsem s dosaženým potlačením na hranici -45dB spokojen.

Ještě tedy nějaký vhodný kabát na krabici a je hotovo.

No a je hotovo.

Po měsíci práce, kdy jsem trávil skoro každý večer nad stříbřící lázní, u svěráku s měděnou trubičkou je filtr hotov.

Je tu ale otázka, jestli ten měsíc práce, co jsem filtru věnoval za to stál a jestli nebylo jenodušší si ten filtr objednat a koupit.

No nevim, jsem z toho tak nějak rozpolcený. Sice jsem získal představu, co to znamená takvoý filtr vyrobit a vdechnout mu život, žímž jsem o něco moudřejší, ale jak říkám, je otázka jestli není moudřejší za měsíc udělat pár přesčasů a koupit to hotové a po věčerech se radši věnovat rodině.

Tohle rozhřešení už nechám na případném čitateli článku.

3RM