Головна
Браузери
Очищення води саморобними фільтрами – стандартний захід для похідних та польових умов. Адже носити на собі величезні сулії нерозумно через неймовірні фізичні витрати. До того ж це нераціонально через практично повсюдне знаходження необхідної для організму рідкої складової земної оболонки.
Рідина, що потрібна людям, дійсно є скрізь, проте її санітарний стан не завжди сумісний із вживанням. Адже зробити дуже ефективний фільтр для води своїми руками можна навіть у багатоденному маршруті, перебуваючи далеко від населених пунктів, маючи мінімум підручних коштів.
Ми познайомимо вас із найбільш дієвими та простими у реалізації пристроями для очищення брудної води. У нас ви знайдете схеми, рекомендації та детальний опис технології виготовлення. Запропонований до ознайомлення матеріал систематизовано, доповнено наочними ілюстраціями та відео-інструкціями.
Як вибрати наповнювач для фільтра?
Вода у фільтрі повинна проходити кілька ступенів очищення. Верхні шари затримують великі включення та забруднення, нижні виключають проникнення дрібних частинок
Натуральні матеріали дуже непрактичні з погляду гігієни. По-перше, у вологому середовищі такий фільтруючий шар схильний до процесів гниття, через це з'являється неприємний запах. По-друге, структура тканини передбачає дуже швидке забруднення фільтра небажаними частинками, що частішає необхідність зміни шару.
Набагато найкращі показники спостерігаються у синтетичних аналогів. Найкращий у цьому плані – лутрасил. Матеріал має вологостійкі властивості і більш стійкий до забруднення, ніж бавовна або бинт.
Неткане поліпропіленове полотно – лутрасил можна використовувати як нижній шар, призначений для фінішного очищення води
Дуже бюджетним варіантом тканинного фільтра можна вважати синтетичний шар, який використовується в приготуванні кави.
Кварцовий пісок чудово справляється із затримкою дрібних частинок, а також фільтруванням важких хімічних сполук. Тоді як гравій навпаки, краще відсіє великі вкраплення небажаних матеріалів. Несумірний очисний ефект має мінерал під назвою цеоліт.
Цеоліт широко застосовується у сфері очищення води. Витягує з неї важкі метали, органічні сполуки, фенол, нітрати, азот амонію та ін.
Активна дія речовини на ура впорається із забрудненням води металевою та соляною суспензією, а також нейтралізує пестициди та інші продукти переробки аграрної промисловості.
Пристрої для очищення на основі активованого вугілля
Найпоширеніша група саморобних фільтрів передбачає використання активованого вугілля. Препарат можна придбати у будь-якій аптеці у необмеженій кількості. Його запаси практично не збільшать вагу поклажі і займуть не так багато місця в рюкзаку.
Зате за силою дії, що очищає, біля вугілля трохи суперників. Він чудово адсорбує токсичні речовини, поглинає значний ряд важких металів, нещадно бореться із шкідливими мікроорганізмами.
Малогабаритні різновиди похідного типу
Напевно, найбільш якісний результат фільтрації показують саморобні варіанти на основі активованого вугілля. Абсорбент однаково вдало впорається із затримкою як мінеральних утворень, і токсичних речовин.
Галерея зображень
До властивостей матеріалу можна віднести здатність надавати рідині прозорість, а також усувати неприємний запах та продукти життєдіяльності мікроорганізмів.
При виборі вугілля слід звертати увагу до структуру мінералу. Занадто дрібний, порошкоподібний – проникатиме у воду, а великий, навпаки, – не забезпечить належного рівня очищення. (Варто віддавати перевагу гранульованому вихідному матеріалу).
Активоване вугілля – найпопулярніший матеріал у пристрої саморобних фільтрів. Бажано засипати його шарами так, щоб знизу був порошкоподібний матеріал, зверху гранули, а по висоті фракційний склад збільшувався
Важливим фактором є ступінь так званої «прожарювання» вугілля. Якщо перестаратися з цією процедурою, абсорбент швидко втратить свої цінні якості.
Вугілля можна купити в будь-якому супермаркеті або виготовити в домашніх умовах. Кращі абсорбуючі якості спостерігаються у листяних порід дерева, зокрема у берези.
Для отримання вугілля необхідно завантажити дерево в будь-яку металеву ємність і розжарити на вогні (бажано поставити в піч). Після того, як дерево розжариться до червона, вийняти ємність і дати охолонути - все, деревне вугілля готове до використання в системі фільтрації.
Галерея зображень
Зовсім похідним варіантом буде саморобний фільтр на вугільній основі для води із золи вогнища, що прогоріло. При нагоді, краще використовувати цілісні шматки приблизно 4 см завдовжки.
Як правило, корпусом для такої імпровізованої системи може служити все, що завгодно, але в основному для зручності використовується пластиковий контейнер або пляшка.
Виготовлення вугільного очищувача води
Перед тим, як здійснювати складання, потрібно підібрати більш оптимальний варіант корпусу.
Для цього знадобиться:
- Декілька пластикових ємностей (пляшки або ПВХ труба, в деяких випадках можна використовувати харчові контейнери. Через свою міцність, вони добре послужать як основа картриджа).
- Інструменти для обробки пластику (різні гострі предмети: шило, ножиці, канцелярський ніж, викрутка).
- Абсорбуючий матеріал (у разі активоване вугілля).
- Додаткові грануляти, що фільтрують (кварцовий пісок, гравій).
- Матеріал для первинного фільтра тканини (медичний бинт, марля або кавовий фільтр).
- Пластикові кришки чи заглушки.
Для герметичності конструкції на стиках з'єднання модулів слід використовувати полімерні речовини (якщо фільтр багаторівневий і складається з декількох частин). Добре підійде вологостійкий силіконовий клей або ізолююча стрічка.
Для монтажу підвісної конструкції потрібно за допомогою канцелярського ножа заздалегідь відрізати від пластикової пляшки дно. Після цього виконати два отвори навпроти один одного для кріплення петель. Тепер імпровізований корпус можна підвісити, наприклад, на гілку дерева.
Далі потрібно змайструвати вихідний клапан, звідки тектиме відфільтрована рідина. На цьому етапі особливість конструкції залежить від індивідуальних переваг. Можна організувати щось за принципом душа - зробити багато маленьких отворів у кришці, а можна просвердлити одне велике.
Наступним кроком стане безпосередньо укладання складових. Закрутивши перфоровану кришку, корпус перевертають чи підвішують за петлі. Потім, насамперед укладається складений кілька разів бинт, чи марля. Також вітається використання кавового фільтра.
У деяких випадках можна зустріти конструкції, де роль первинного матеріалу, що фільтрує, виконує тканинний чохол, зшитий спеціально під розмір корпусу. Це суттєво полегшує завдання, за зміною абсорбенту та економить час.
Варто звернути увагу на те, що укладання компонентів, що абсорбують, повинна проводиться за типом «піраміди». Це означає, що насамперед завжди слідує дрібнозернистий абсорбент (вугілля), потім йде шар кварцового піску, а потім настає черга річкової гальки або гравію.
Кожен наступний шар фільтра має іншу, найчастіше дрібнішу структуру, ніж попередній. Це сприяє більш ретельному очищенню
Для більшої ефективності рекомендується чергувати кілька шарів гальки, проте, не забувати про те, що надлишок матеріалу може перешкоджати струму води. Заливний отвір краще накрити якоюсь тканиною або кришкою, щоб уникнути попадання небажаних предметів усередину картриджа.
Принцип дії такого фільтра полягає у пасивному протіканні води крізь усі шари. Під дією гранул забруднена рідина очищається і витікає з перфорованого отвору. Спочатку необхідно пропустити через фільтр кілька літрів води. Перша процедура, що фільтрує, промиє шари і прибере забруднювачі.
До недоліків системи можна віднести досить повільну швидкість очищення та необхідність постійно заливати нову рідину після завершення процедури фільтрації.
До недоліків саморобних фільтрів для води з природними наповнювачами відноситься низька швидкість, необхідність часто міняти шари, що фільтрують, не дуже висока якість очищення
Корисна саморобка із ПВХ труби
Для очищення води на заміській ділянці також можна зробити ефективний очисник, який зможе посперечатися з . Він буде потрібно для обробки води, що набирається в або в , але особливо буде корисний, якщо воду черпають у річці, ставку або озері.
Для спорудження конструкції знадобиться відрізок від пластикової водопровідної труби та 2 ємності. Можна з'єднати дві пляшки, де верхній сегмент виконуватиме роль фільтра грубого очищення.
Фільтр можна виготовити з підручних засобів без спеціального обладнання. Все необхідне знайдеться у будинку кожного
Всередину як слід спочатку поміщають первинний шар з марлі або вати, при цьому спорудивши якесь подібність сітчастої підкладки, наприклад, з пластику, щоб шари не змішувалися. Для цього добре підійде пластикова кришка, яку можна вклеїти в трубу ПВХ, потім просвердлити кілька отворів малого діаметра по колу.
Перфорація у пластиковій перегородці необхідна для затримки синтетичних або натуральних волокон первинного фільтра
Після цього знову закрити модуль кришкою, тільки цього разу не варто вдаватися до використання клею, тому що ця частина повинна бути знімною для можливості заміни та очищення фільтруючого матеріалу.
Укладати наповнювач варто щільно, але в той же час не дуже, щоб шар не заважав проходженню води
Потім починається черга пластикової труби. Від пляшки потрібно відрізати шийку і закріпити її всередині труби таким чином, щоб була можливість використовувати різьблення.
Кріпити варто герметично, щоб уникнути протікання (добре підійде силіконовий клей). Зовнішню сторону і кант шийки рекомендується обернути кількома шарами ізолятори для більшої міцності.
Намотувати ізоляцію потрібно в кілька шарів також для того, щоб запобігти можливості протікання
В інший кінець трубки, як правило, потрібно вставити кришку і зробити перфорацію. На внутрішню поверхню імпровізованої касети слід помістити тканинний прошарок.
Після всіх маніпуляцій конструкція готова для заповнення гранулятом (в даному випадку активоване вугілля). Для кращої ефективності можна чергувати шари мінералів усередині труби.
Найкраще використовувати синтетичний матеріал як фільтруючий прошарок, т.к. він більш довговічний і не потребує частої заміни
По завершенні первинний фільтр і модуль з вугільним складом скручуються разом за допомогою різьблення. Потім з обох боків додаються пластикові пляшки. Ось і все, вугільний фільтр із ПВХ відрізка готовий до використання.
Саморобна конструкція не вимагає особливих умов використання та не займає багато місця у розібраному стані
Водяний фільтр для акваріума
Як відомо, для нормальної життєдіяльності водних жителів потрібно своєчасно очищати резервуар і підтримувати чистоту води. Власникам невеликих акваріумів дуже доречною буде інструкція зі спорудження фільтра в домашніх умовах.
Корпусом саморобного фільтра для очищення жорсткої води може служити будь-яка пластикова трубка відповідного діаметра, у тому числі, через відсутність такої, добре підійдуть 2 шприца.
Перед складання потрібно підготувати деякі додаткові деталі: пульверизатор (часто використовується в пляшках з миючими засобами), губка з високим ступенем жорсткості, а також механізм, за допомогою якого конструкція буде кріпитися до стінки акваріума (присоска).
Головна перевага конструкції – простота виготовлення. Всі компоненти легко можна знайти у себе вдома
Насамперед потрібно вийняти рухому частину шприца, вона не знадобиться. Потім, за допомогою термоклею або іншого герметика, з'єднати заготовки один з одним, попередньо відрізавши носики.
Для струму води потрібно зробити перфорацію. З цим чудово впорається звичайний паяльник, а якщо його немає, можна нагріти над вогнем будь-який металевий предмет, наприклад, цвях, і зробити отвори по всій площі шприца.
Для оптимізації швидкості проходження води через фільтр рекомендується робити отвори на рівномірній відстані один від одного
У деяких випадках можна засипати в капсулу фільтра будь-який гранулят, найкращим варіантом буде використання цеоліту, т.к. абсорбент добре справляється із фільтрацією нітратів. Далі всередину корпусу потрібно розмістити розпилювач, при цьому його гнучка трубка повинна рівномірно йти по всій довжині касети.
Потім імпровізований картридж повністю обгорнути губкою і зафіксувати зовнішній шар, щоб він не розмотувався. Ось і все, потужності такого фільтра вистачить для очищення води в невеликому акваріумі.
Конструкція є досить компактною і може поміститися в будь-який малогабаритний резервуар.
Піщаний варіант для басейну
Як уже згадувалося, процес спорудження малогабаритних варіацій фільтруючих систем досить простий, проте, якщо йдеться про велику водойму, необхідно продумати всі нюанси системи очищення.
Багато хто напевно стикався з проблемою «цвітіння» води. Найчастіше цей процес спостерігається в теплу пору року, а якщо обладнаний ще й системою підігріву, така нагода може статися, коли завгодно.
Справедливо сказати, що проблему зеленої води можна вирішити підручними засобами, а саме – видалити механічним шляхом, але іноді шар водоростей може опускатися на саме дно і видалення поверхневої плівки справа не вирішить.
Для того, щоб вода циркулювала через фільтр, у схему включений недорогий вихровий насос. Встановлюють його після фільтру
Фільтр перед включенням насоса потрібно закривати кришкою, щоб усередині нього формувалися умови для нормального всмоктування
До того ж, забруднювачем можуть виступати не лише водорості, а й опале листя, а також пісок та всілякі мікрочастинки, якщо басейн знаходиться на вулиці.
Зіткнувшись із проблемами такого роду, люди починають гарячково скуповувати всякі миючі та миючі засоби, в надії позбавиться настирливих зелених острівців. Але активна хімічна дія речовин може допомогти тільки із забруднювачем, який знаходиться на поверхні і для того, щоб очистити резервуар до самого дна, потрібні зовсім інші методи.
Для повного очищення басейну існують спеціальні. Працюють вони за принципом "пилососа", а саме прокачують крізь компресор літри забрудненої рідини. Процес фільтрації є багаторазовим перегоном води з однієї частини басейну в іншу.
Цей механізм часто використовується у великих муніципальних, або приватних установах, де обсяг басейну сягає часом тисяч літрів, тому найкращим рішенням є – автоматизована система фільтрації.
Але пересічному користувачеві не вигідно вкладати гроші в настільки громіздке обладнання, якщо, наприклад, необхідно очистити лише невеликий надувний резервуар сезонного типу.
Саме для таких водойм існує інструкція зі спорудження піщаного фільтра.
Корпус пристрою містить наповнювач з фільтруючими властивостями (пісок). Можна замінити матеріал на будь-який інший
У процесі збирання знадобиться будь-яка ємність, яка може виконувати функції картриджа. Водяний тунель від первинного фільтра можна зробити із пластикової труби завдовжки 2 метри (якщо басейн великого розміру).
Також потрібно врахувати, що конструкція тунелю передбачає поворот на 90 градусів, тому потрібний ПВХ куточок. Розмір внутрішнього діаметра картриджа та труби повинен становити близько 50 мм.
Як опорний штифт для очисних модулів можна використовувати різьбову втулку діаметром М10. Зручність такої конструкції дозволяє з'єднувати кілька касет, що фільтрують, в одну, що перетворює звичайний фільтр на багаторівневий. Тим самим підвищується ефективність абсорбції і, зрештою, вода стає чистішою.
На першому етапі потрібно зробити два отвори (краще використовувати перфоратор).
Перше в заглушці фільтра, а друге в кутку ПВХ, після чого з'єднати дві деталі за допомогою штифта і гайки. На іншому кінці трубки слід закріпити водяний компресор. Потужність обладнання варто підбирати, виходячи з об'єму басейну.
Для того щоб фільтр був плавучим, необхідно зробити спеціальну підкладку з пінопласту.
Процес очищення – круговий, а відбувається за допомогою забору води з нижніх шарів басейну та прокачування її через фільтр за допомогою помпи.
Перевагою такої конструкції є відсутність додаткових елементів для випуску відфільтрованої води та можливість заміни картриджа. Процедуру промивання краще проводити над окремою ємністю, щоб уникнути попадання брудної рідини у басейн. Найкраще для цього використовувати відро.
Крім того, вартість цієї установки значно менша, ніж фірмові аналоги. Все необхідне можна придбати в спеціалізованих торгових точках, наприклад компресор продається в будь-якому зоомагазині, ПВХ трубки і куточки в будівельних супермаркетах, а змінний картридж на ринках у відділі сантехніки.
Великим плюсом при створенні плавучої системи фільтрації є свобода дизайнерської думки. Якщо під рукою є декоративні компоненти, можна замаскувати фільтр під будь-який об'єкт, що вписується в композицію басейну, наприклад, корабель.
Саморобний водопровідний фільтр
У домашніх умовах кожному під силу спорудити установку, що складається з трьох ємностей, з'єднаних послідовно. Працює такий водяний фільтр лише під певним тиском водопровідної системи.
Як майбутні касети можна використовувати пластикову або скляну тару, а з'єднувати сегменти потрібно за допомогою перехідного ніпеля на ¼ дюйма.
Фільтр підключається безпосередньо до системи водопостачання та не вимагає монтажу додаткових комунікацій.
Для зручності на перехідниках нанесені напрямні «вхід/вихід». Вони подбають про те, щоб процес збирання пройшов успішно. Ще одним важливим моментом є герметичність установки. Щоб уникнути протікання, рекомендується кожне різьблення обернути в тефлонову стрічку, а стики ущільнити синтетичним матеріалом.
Фільтр такого зразка підключається до системи як трійник і послідовно з'єднується з трубами водопостачання. Як гранулят можна використовувати все те ж вугілля. Він очистить сиру воду від шкідливих мікрочастинок та попередить появу накипу на нагрівальних елементах електрочайника та пральної машини.
Висновки та корисне відео на тему
Через якийсь час доведеться замінити саморобну систему більш професійну. Пов'язано це не тільки зі зносом старих деталей, але внаслідок їх невисокої абсорбуючої та очисної ефективності по відношенню до мікроорганізмів, що містяться у воді.
Для забезпечення стерильності водоймища, сучасні фільтри оснащені системою, що мінералізує. Перш ніж купувати обладнання, варто перевірити воду в лабораторних умовах щодо вмісту мінералів і потім, спираючись на результати експертизи, підібрати фільтр з відповідним мінеральним складом.
В устаткуванні, зробленому кустарним способом, такої функції немає, тому після етапу очищення фільтрат рекомендується обов'язково прокип'ятити. Зіставляйте також потужність фільтра з напором води. Неправильний розрахунок інтенсивності водонапору по відношенню до саморобної системи фільтрації може вплинути на працездатність обладнання.
Відео #1. Процес виготовлення найпростішого фільтра із пластикової пляшки:
Відео #2. Бажаючим зробити мініатюрну версію фільтра для води допоможе це відео:
Відео #3. Спорудження фільтра для власної водойми:
Кмітливості людей дійсно немає межі, і це наочно підтверджується варіаціями представлених фільтрів. Широкий вибір матеріалів, наповнювачів та різноманітність форм підійдуть для будь-якого випадку, коли потрібно швидко очистити воду.
Кварцові фільтри «Десна»
Восьмикристальний кварцовий фільтр «Десна». Зібраний, налаштований, без корпусу (екранованої коробки). Кварцовий фільтр частоту 8,865 МГц. Фільтр зібраний на друкованій платі 75х19 мм. У комплект входять 2 опорні кварці (SSB, CW). Коефіцієнт прямокутності за рівнями 6 та 60 дБ – 1.5; загасання за смугою пропускання понад 80 дБ; нерівномірність у смузі пропускання трохи більше 3 дБ; смуга пропускання за рівнем 6 дБ – 2,4 кГц; Rвх та Rвих. від 200 до 280 Ом (вказано у паспорті). Можливе виготовлення кількох КФ одну частоту з розкидом трохи більше 20 Гц.
Чотирихристальний кварцовий фільтр «Десна». Зібраний, налаштований, без корпусу (екранованої коробки). Кварцовий фільтр частоту 8,865 МГц, К.п. 2,1; смуга пропускання 2,4 КГц. У комплект входять 2 опорні кварці (SSB, CW). Фільтр зібраний на друкованій платі 35х19 мм. Можливе виготовлення кількох КФ одну частоту з розкидом трохи більше 20 Гц.
Чотирьохкристальний (підчисточний) кварцовий фільтр «Десна». Зібраний, налаштований, без корпусу (екранованої коробки). Виготовляється на частоту КФ. Можливість зміни смуги від 27 до 07 кГц. Фільтр виконується на друкованій платі 30х15 мм. У комплект входять 3 варикапи КВ-127.
Набір радіоаматора «Десна»
Набір «Десна» призначений для виготовлення кварцових фільтрів: восьмикристальної основної селекції та чотирикристального підчисточного зі змінною смугою пропускання (0,7 – 2,7кГц) для пристроїв з одним перетворенням частоти, що використовуються в аматорському радіозв'язку.
Для виготовлення сходових фільтрів кварцових використовуються однакові кварцові резонатори від телевізійних PAL/SECAM приставок. Як показали виміри, зазначені кварці мають високу добротність, резонансний проміжок становить близько 12 – 15 кГц. Виготовлений восьмикристальний кварцовий фільтр з таких резонаторів має такі параметри:
коефіцієнт прямокутності за рівнями 6 та 60 дБ ~ 1.6;
загасання за смугою пропускання понад 80 дБ;
нерівномірність у смузі пропускання – 1.5 – 2 дБ;
смуга пропускання за рівнем 6 дБ – 2.4 0,15 КГц;
вхідний та вихідний опір - 20210 Ом.
До складу набору входить:
підібраних кварцових резонаторів « NEW» (С = 5 Пф) - 12 шт.;
кварцові резонатори опорних генераторів (позначені Г) – 2 шт.
Конденсатор КМ-12-15пФ - 2 шт. Конденсатор КМ-91пФ - 2 шт.
Конденсатор КМ-39пФ - 2 шт. Конденсатор КМ-110пФ - 2 шт.
Конденсатор КМ-47пФ - 2 шт. Конденсатор КМ-120пФ - 2 шт.
Конденсатор КМ-56пФ - 2 шт. Друкована плата – 2 шт.
Варикап КВ-127А(Б) – 3 шт.
* Номінали конденсаторів дано для кварцових резонаторів тільки цього типу «NEW».
П 
ринципіальні схеми КФ та ПКФ:
С1, С7-39пФ, С2, С6-12-15пФ, С3, С5-47пФ, С4-91пФ, С8, С11-120пФ, С9, С10-110пФ. С1, С3-56пФ, С2-91пФ.
Фільтри виконуються на друкованих платах. За одним із висновків (позначених *) крайніх резонаторів, а в ПКФ і всіх чотирьох, на платах не обрізатимуть, вони будуть - вхід/вихід КФ та ПКФ, а також для підключення додаткових конденсаторів у ПКФ.
Схема включення чотирикристалевого підчисточного фільтра
Часто у статтях зустрічаєш фразу: "Кварцовий фільтр легше налаштувати за допомогою характеріографів (наприклад, X1-38, X-1-48, СК-4-59 та ін.). Звичайно, якщо вони є, то налаштування фільтра просте. Але це якщо у вас є відповідний прилад, та ще й інструкція до нього. Інакше слово "просто" швиденько перетвориться на протилежне йому "важко".
У деяких статтях опускають інформацію про тип фільтра, що настроюється (сходовий, мостовий, монолітний), описуючи загальні правила налаштування. Однак я дійшов висновку, що кожен із них має, поряд із загальними, ще й свої власні особливості.
Почнемо з налаштування фільтра сходового типу (рис.1).
Рис.1
Досвід показує, що:
Фільтр виходить з кращими параметрами, якщо всі кварці мають якомога ближче частоти послідовного резонансу (±10 Гц). Однак не варто засмучуватися, якщо ця умова не здійсненна, бо непоганий фільтр виходить і при розносі частот до 1 кГц;
Підбирати кварці найкраще включаючи в опорному генераторі того пристрою, у якому передбачається експлуатувати цей фільтр, а самий низькочастотний їх використовувати безпосередньо в опорному генераторі. При цьому підстроювальні елементи генератора не слід чіпати;
Налаштовувати фільтр слід безпосередньо у складі "рідного" апарату;
Якщо кварці мають різні частоти, їх слід розташовувати в наступній послідовності: найбільш високочастотний встановити першим на вході, а всі наступні - по черзі зліва направо, по рангу, зі зниженням частоти;
Ємності слід застосовувати малогабаритні, з мінімальним температурним коефіцієнтом ємності (ТКЕ) з точністю не гірше ±1,5%. Але не впадайте у відчай, якщо такі не знайдуться, бо в процесі налаштування їх все одно доведеться підбирати. Найчастіше у процесі налаштування буває замінено до 90% ємностей інші (хоча й близькі) номінали;
Кварці краще використовувати фільтрові (взяті, наприклад, із розібраних заводських фільтрів).
Так, з чотирьох фільтрів на частоту 10,7 МГц (типу ФП2П-325-10700М-15) можна зібрати чотири сходові восьмикристальні фільтри (у цих фільтрах є по чотири пари кварців з однаковими частотами) з різними, але близькими до 10,7 МГц частотами. Зазвичай так і роблять кілька радіоаматорів (як правило, 4 особи), що мають по одному фільтру. Найдосвідченіший з них підбирає однакові за частотою чотири комплекти кварців, потім кварці з мінімальним. розкидом залишає собі, а решта віддає назад друзям (або навпаки?!). З дещо меншим успіхом можна використати і генераторні кварці.
У домашніх умовах кварцовий фільтр можна налаштувати трьома способами.
У першому випадку слід використовувати (крім настроюваного апарату) як допоміжний прилад інший трансівер з цифровою шкалою, у другому випадку - ГСС (генератор стандартних сигналів) і частотомір (з граничною частотою, що перевищує хоча б нижчу частоту вашого пристрою, наприклад 1,9 МГц). Частотомір вимірюють або частоту ГСС, або частоту ГПД досліджуваного апарату.
У третьому випадку використовується кварцовий гетеродин на одну з робочих частот (або ГСС, або інший трансівер без цифрової шкали), і обов'язково наявність цифрової шкали в апараті, що налаштовується.
У всіх трьох випадках на вхід апарату, що настроюється, подають ВЧ-сигнал робочого діапазону. У перших двох випадках повільно змінюють частоту, що подається в смузі прозорості кварцового фільтра, знімаючи при цьому показання S-метра у відносних одиницях, і через кожні 200 Гц записують їх в таблицю. Потім, згідно з таблицею, будують графіки (АЧХ). По вертикалі відкладають свідчення S-метра, а по горизонталі - частоту. Поєднавши проставлені на графіку точки інтерполяційної (середнюючої) лінією, отримують АЧХ - амплітудно-частотну характеристику нового фільтра.
У третьому випадку все роблять аналогічно, тільки перебудовують по частоті сам апарат, що налаштовується, знімаючи показання безпосередньо з його цифрової шкали і S-метра одночасно.
При цьому "новоспечений" фільтр, як правило, має:
Іншу смугу, ніж потрібно;
нерівномірність у верхній частині АЧХ;
Пологій (а іноді з викидами) нижній схил АЧХ.
Надалі налаштування фільтра ведеться за трьома вищевказаними напрямками в порядку черговості.
На першому етапі налаштування (грубе налаштування) слід отримати смугу пропускання фільтра до 2,4 кГц шляхом почергової заміни ємностей, починаючи від входу фільтра, та зняття при цьому АЧХ. При цьому слід мати на увазі наступне:
Якщо паралельно кварцям (особливо крайнім) встановити додаткові ємності та збільшувати їх номінал (до певної межі), ширина смуги пропускання фільтра буде зменшуватися. Аналогічний ефект спостерігатиметься і при збільшенні ємностей конденсаторів, що йдуть на корпус. При зменшенні величин цих ємностей спостерігатиметься зворотний ефект. Ця властивість використовують для звуження смуги пропускання кварцового фільтра в телеграфному режимі. Таким чином, смугу пропускання можна зменшити до 0,8 кГц. При подальшому звуженні смуги різко збільшується згасання фільтра в смузі прозорості (для отримання малого згасання в CW-фільтрі слід використовувати резонатори з добротністю, принаймні на порядок, що перевищує добротність фільтра);
Величина "горбів" і провалів у верхній частині АЧХ (лінійність характеристики) залежатиме не тільки від величини ємностей, що підбираються, але і від величини опору навантажувальних резисторів, встановлених на вході і виході фільтра. При зменшенні їх супровід лінійність характеристики покращується, але збільшується згасання в смузі пропускання фільтра;
При неможливості отримання достатньої крутизни нижнього ската, слід паралельно навантажувальним резисторам встановити кварці, аналогічні використовуваним у фільтрі, при цьому з усіх кварців слід вибрати найбільш низькочастотний або знизити його частоту шляхом послідовного включення індуктивності. Підбором кількості витків цієї індуктивності можна змінювати крутість нижнього ската;
Налаштування фільтра потрібно повторити кілька разів. Якщо на останньому етапі налаштування не вдається отримати прийнятнішу АЧХ, необхідно спробувати підігнати частоту послідовного резонансу окремих кварців. Для цього послідовно кварцу встановлюють конденсатор і підбіркою цього конденсатора домагаються генерації на частоті інших кварців. Якщо це не допоможе (а це може бути при малому розносі між частотами паралельного та послідовного резонансів кварцу), слід замінити кварци. Кварці у фільтрі слід розташовувати в ланцюжок, ретельно екрануючи вхід від виходу. На рис.2 показані АЧХ КФ приймача "TURBO-TEST", зняті за різних значень ємностей конденсаторів. -
Рис.2- Для більшої наочності значення частоти зняті без дотримання бічної смуги, що приймається, і дійсного значення ПЧ. На рис.3 показані АЧХ остаточного варіанта налаштування фільтра. -
Рис.3
Тепер кілька практичних порад щодо налаштування мостового кварцового фільтра. Такий фільтр показано на рис.4. Котушки L1 і L2 містять 2х10 витків дроту діаметром 0,31 мм, як сердечники використані феритові кільця від фільтра ФП2А-325-10,700 М-15. Ширина смуги пропускання фільтра – 2,6 кГц.
Рис.4
Якщо у вас виготовлений фільтр на низькі частоти (2...6 МГц), він зазвичай виходить більш вузькосмуговим, ніж потрібно, а якщо фільтр на високі частоти (8...10 МГц) занадто широкосмуговим. У першому випадку слід розширити смугу пропускання шляхом підключення до верхніх або до нижніх (рис.4) кварців котушок індуктивності, які слід підібрати експериментально. У другому випадку, щоб зменшити смугу пропускання, необхідно паралельно резонаторам приєднати підстроювальні конденсатори (аналогічно котушкам). Кварці у фільтрі потрібно підібрати з точністю до 50 Гц (частота послідовного резонансу), причому частоти всіх верхніх резонаторів повинні бути однаковими та відрізнятися від нижніх (також однакових) на 2...3 кГц.
Якщо є лише кварці на однакові частоти, можна змінити частоту кварців шляхом стирання посрібленого шару з кристала (підвищити частоту) або шляхом заштрихування олівцем (зменшити). Але практика показує, що стабільність параметрів такого фільтра з часом залишає бажати кращого.
Більш стійкі результати дає припасування частоти шляхом послідовного включення з кварцом підстроювального конденсатора. Після налаштування конденсатор бажано замінити на постійну ємність такої самої величини.
При великій ширині смуги пропускання фільтра в середині його АЧХ може з'явитися провал (загасання). Слід сказати, що його глибина значною мірою залежить від опору резисторів R1 та R2. Їх величина може бути від сотень Ом (при смузі 3 кГц) на частотах 8...10 МГц до кількох кілоом на нижчих частотах і меншій смузі пропускання фільтра. При виготовленні мостового фільтра слід велику увагу приділити симетричності його плечей, а також обмоток трансформаторів, що входять до нього, ну і, звичайно, ретельному екрануванню входу від виходу. Докладніше про мостові фільтри можна прочитати в.
Література
1. Гончаренко І. Сходові фільтри на різних резонаторах. - Радіо, 1992 №1, С. 18.
2. Бунін С.Г, ЯйленкоЛ.П. Довідник радіоаматора-короткохвильовика. - К.: Техніка, 1984, С.21...25.
Рис.1 Кварцові фільтри з "паралельними" ємностями
Стрілки ААі ББ показаний другий варіант включення КПЕ. Резистори R1, R4 (0…300 Ом) встановлюються за наявності великих викидів на АЧХ. Конденсатор С4 підбирається в межах від 0 до 30 пФ.
З метою мінімізації числа конденсаторів були обрані схеми фільтрів, що містять тільки паралельні ємності, рис.1. Оскільки фільтри симетричні (щодо їх входу-виходу), можна було використовувати здвоєні КПЕ від радіомовних приймачів ємністю 12 - 495 пФ. Крім цього, знадобиться ще один, заздалегідь проградуйований пФ, односекційний змінний конденсатор.
Настроювання фільтра зводиться до наступного.
Для налаштування може знадобитися прилад для вимірювання амплітудно-частотних характеристик Х1-38 або подібний до нього. Я ж використовую осцилограф та саморобну приставку (див. нижче).
Спочатку всі конденсатори встановлюються в положення, що відповідає ємності 30...50 пФ. Контролюючи АЧХ фільтра на екрані приладу, обертанням конденсаторів у невеликих межах, домагаємось необхідної смуги пропускання. Потім, підстроюванням змінних резисторів (використовувати тільки безіндукційні, наприклад, СП4-1) на вході та виході фільтра, намагаємося вирівняти вершину АЧХ. Наведені вище операції повторюються кілька разів до отримання бажаної АЧХ.
Далі замість кожної окремої секції КПЕ припаюємо заздалегідь проградуйований конденсатор, за допомогою якого намагаємося оптимізувати АЧХ фільтра. За його шкалою визначаємо ємність постійного конденсатора та виконуємо заміну. Таким чином, усі секції КПЕ по черзі замінюються конденсаторами постійної ємності. Так само чинимо зі змінними резисторами, які згодом замінимо на постійні.
Остаточне "доведення" фільтра проводиться безпосередньо за місцем, наприклад, у трансівері. Після установки фільтра в трансівер можливо буде потрібно корекція номіналів цих резисторів, при цьому для оптимального узгодження фільтра з виходом змішувача і входом УПЧ, ГКЧ і осцилограф необхідно підключати згідно схеми, наведеної на рис.2.
Рис.2 Підключення кварцового фільтра для остаточного налаштування
За описаною методикою було виготовлено декілька фільтрів. Хочеться наголосити на наступному. Налаштування трьох або чотирьох кристальних фільтрів при певній навичці займає не більше години, проте з 8-ми кристальними фільтрами витрати часу набагато вищі. При цьому спроби попереднього налаштування спочатку двох окремих 4-х кристальних фільтрів, а потім їх стикування - виявилися безплідними. Найменший розкид їх параметрів (а це завжди має місце) призводить до викривлення результуючої АЧХ. Цікаво також відзначити, що теоретично рівні ємності (наприклад, С1=СЗ, на рис. 1а; С1=С7; СЗ=С5, на рис.1б) після налаштування градуйованим КПЕ оптимальної АЧХ мали помітний розкид.
На мій погляд, гідністю цієї методики є її наочність. На екрані приладу добре видно, як змінюється АЧХ фільтра в залежності від зміни ємності кожного конденсатора. Наприклад, з'ясувалося, що в окремих випадках цілком достатньо поміняти ємність одного конденсатора (за допомогою реле) для того, щоб змінити смугу пропускання фільтра без особливого погіршення її прямокутності.
Як зазначалося вище, для налаштування фільтра використовується осцилограф С1-77 і перероблена приставка для вимірювання АЧХ .
Чому саме С1-77? Справа в тому, що на його бічній стінці є роз'єм, на якому є пилкоподібна напруга генератора розгортки. Це дозволяє спростити саму приставку та виключити з її схеми генератор пилкоподібної напруги (ДПН). Тому відпадає необхідність додаткової синхронізації і стає можливим спостереження стабільної АЧХ при різних тривалостях розгортки. Очевидно, що можна пристосувати і осцилографи інших типів, можливо після невеликої доробки.
Оскільки спрощена приставка використовується тільки при роботі з кварцовими фільтрами поблизу частоти 8 МГц, то всі інші піддіапазони з неї були виключені.
Також, у використовуваній приставці, потрібно трохи збільшити вихідну напругу. Для цього достатньо переробити вихідний каскад на резонансний. Він повинен налаштовуватися в резонанс щоразу після того, як до його виходу підключатиметься новий фільтр.
Рис.3 Приставка до осцилографа для налаштування кварцових фільтрів
Література
- В.Жалнераускас. Серія статей «Кварцові фільтри» Журнал «Радіо» № 1, 2, 6 1982, № 5, 7 1983
- С.Бунін, Л.Яйленко «Довідник короткохвильовика» вид. "Техніка" 1984 р.
- В.Дроздов «Короткохвильові трансівери» вид. «Радіо та зв'язок» 1988 р.
- Журнал «Радіо» №5 1993 р. «Генератор коливання частоти»
Під час будівництва приймача для аматорського зв'язку з подвійним перетворенням потрібно підібрати і подивитися реальну АЧХ фільтра ПЧ, переконатися, що вона в межах 2.5-2.8кГц, необхідні комфортного прийому SSB станцій. Оскільки у мене немає практично ніякого вимірювального обладнання, довелося використати старого друга на основі RTL SDR.
Загалом це виявилося справою двох хвилин. SDR приймач виконує роль аналізатора спектра. По-хорошому треба було зібрати генератор шуму, але в промзоні немає кращого генератора шуму, ніж ефір. Так і зробив, на вхід фільтра підключив антену (активна рамка повнорозмірна 40 метрового діапазону), вихід підключив до конвертера. Через досить високий КУ антенного підсилювача ефір виконав роль джерела шуму, і SDR приймач показав реальну фільтр АЧХ. незважаючи на те, що по картинці придушення за смугою пропускання всього 40db, реальне придушення значно вище через те, що рівня шуму ефіру все ж таки недостатньо для оцінки динамічних характеристик, але форму і ширину АЧХ оцінити цілком можна.
До речі, про фільтр...
Простий кварцовий фільтр проміжної частоти
Це т.зв. сходовий фільтр, в якому використані ширвжиткові кварцові резонатори. У моєму випадку це резонатори на 10МГц. Через низьку ціну наших магазинах їх продають по 5 штук, цього комплекту якраз вистачить на приймач: 4 штуки підуть на фільтр ПЧ, і ще один буде використаний у другому гетеродині.
У моєму випадку CS1 = 33пф, Cp1, Cp2 = 62пф. Усі кварці – 10МГц. Підсумкова смуга - 2.5-2.8кГц залежно від того, за яким рівнем оцінювати.
Підбір ємностей був виконаний за підключеного трисекційного конденсатора, 3х12-495пФ. Обертанням домагаємося необхідної ширини АЧХ, при цьому зміна смуги в реальному часі видно на екрані комп'ютера, у мене вона змінювалася від 5-6кГц до 200Гц, при цьому більш менш рівна АЧХ була в межах 1-3кГц, можна було вибрати будь-яку смугу. Також можна легко реалізувати перемикання смуги, наприклад, 1.8, 2.5, 3.3кГц. Кварці можна використовувати практично будь-які, виходячи з необхідної величини ПЧ, яка може залежати від можливостей гетеродину, ємності при цьому доведеться вибирати експериментальним шляхом.
Завантаження...
