【火腿专题】探索对业余无线电滤波器和电路的理解丨灵活组合应用

探索对业余无线电滤波器和电路的理解
文:Onno VK6FLAB

每个人都是环境的产物。毫不奇怪,对于业余无线电爱好者来说,这更为正确。这并不是说我们无法打破常规,但需要付出努力。我在20世纪80年代围绕技术成长。因此,我对像Motorola 6502这样的8位微处理器非常熟悉,当时它的功能非常强大。我倾向于从信号的存在或不存在的角度来思考,而不是从电路和组件的复杂性来考虑。

小时候,我对打孔卡或纸带,核心存储器或电子管,386机器代码或FPGA中的内容并不特别熟悉。我当时那个年龄对电路的知识了解甚少,也就仅仅了解基本的零件,例如直流装置中的电阻器和电容器,欧姆定律,享受电池、几个电阻器、二极管和LED灯带来的乐趣。

作为一名业余无线电爱好者,我学习了在交流电路中的不同工作方式,例如天线和馈线。

直到最近,我对滤波器的了解还是基于我所阅读的内容。我知道同轴电缆、射频电路和其他有趣的东西,但是它们的工作方式和原理使我感到困惑。今天我离认清它们又近了一步。

在深入探讨并分享一些我学到的东西之前,让我们快速看一下滤波器的作用。您可能已经听说过高通和低通滤波器。您可能听说过带通和带阻滤波器。

如果您将高通滤波器视为允许高频通过的设备,而将低通滤波器视为允许低频通过的设备,那么我们已经步入正轨。如果将高通滤波器和低通滤波器放在一起,则会遇到无法通过的频率范围,称为带阻滤波器。

同样,如果您调整通过的频率,则可以结合使用高通和低通滤波器来构成带通滤波器。

让我举例说明:

想象一下一个15m的带通滤波器。它允许15m业余频段中的所有频率通过,但阻止其他所有频率。您可以通过允许15m及以下通过的高通滤波器与允许15m及以下通过的低通滤波器结合来构造这种东西。15m以下的所有频率均由高通滤波器阻止,15m以上的所有频率均由低通滤波器阻止。高通和低通滤波器的重叠部分之间的间隙是在15m频段通过的空间。

如果您稍微移动一下,则可以构造出一个15m带阻滤波器。这是除了15m的业余无线电信号外,任何频率都能通过的东西。要制作这样的小工具,需要一个允许15m以下的所有频率通过的低通滤波器,以及一个允许15m以上的所有频率通过的高通滤波器。

因此,如果可以制作一个高通滤波器和一个低通滤波器,则几乎可以创建任何组合并允许或停止特定的频率范围。

如果您想知道为什么这可能发挥作用,请考虑参加比赛。同一电台工作室中的两部电台。一台在15m上传输,另一台在40m上传输。这两个频带彼此对应,分别为21 MHz和7 MHz。这实际上意味着40m上的电台会影响15m上的电台,反之亦然。如果您有一组在一个收发器上停止15m并通过40m的滤波器,以及一组在另一收发器上停止40m并通过15m的滤波器,那么你们两个都会在竞赛中互不干扰,更加和谐愉悦。

当然,您无需参赛即可从滤波器中受益。如果您使用RTL-SDR加密狗,它会受到附近的强信号的影响,例如本地广播电台或电视台。如果那是您要尝试听到的声音,那很好,但如果您想听到其他声音,那就不行了。滤波器可以帮助您改善接收的环境。

现在,要在适当的时候四舍五入,您可以将电感器视为允许低频通过但阻止高频的元件。同样,电容器是一种阻止低频但允许高频通过的元件。因此,可以将电感器视为低通滤波器,将电容器视为高通滤波器。电容器的符号为字母C(查理),电感器的符号为字母L(利马)。

您可以制作一个电路,该电路可以直接阻止某个特定频率,也可以使它通过但将其接地。这为您提供了两种低通滤波器的设计,一种使用电感器或RL电路,另一种使用电容器或RC电路。同样,您可以使用电感器或电容器来创建高通滤波器。这为您提供了两个滤波器的四种设计。

这些中的每一个都可以组合起来以创建带通和带阻滤波器。

这背后的数学知识并不比中学数学知识那样特别令人生畏,如果您想在眼前看到它,请在YouTube上查看“有机化学老师”。您要查找的播放列表被巧妙地伪装为“电子电路”。

直接的结果是,我开始寻找面包板,但事实证明,您可以使用任意数量的模拟器在线仿真这些电路。当然,模拟和现实环境之间会存在差距,但是那是当您拿出烙铁的时候,这一切就打破了。

记住,如果闻到鸡肉香味,那你就错了。

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