Een zelfbouw helix bandfilter voor 145 MHz

<<	Een zelfbouw helix bandfilter voor 145 MHz. pa0nhc. V 20050510 / 20110307.

Zie voor meer achtergrond informatie en constructiedetails ook het artikel gedeelte over helix notch filters.

Als bij een helix kring de in- en uitkoppelingen bestaan uit één aftakking op de resonantiekring, plus één luskoppeling erbij, ontstaat een band doorlaatfilter, zie figuren 13 en 14.

Voor een goede selectiviteit en geringe tussenvoegdemping dienen beide koppelingen zorgvuldig ontworpen en ingesteld te zijn.

fig13

fig14

Constructie.

Met de gebruikte materialen bleken de helix filters meestal de beste eigenschappen te krijgen, door de kortst mogelijke verbinding tussen de connector en de de helix aftakking (TAP) te realiseren.

Daarom moet voor de beste resultaten de helix excentrisch in de afscherming geplaatst worden, en de uitlopers van de koppellus getwist.

fig15

De maten "g", "h" en "i" zijn kritisch! Zie fig. 15. "S" is een soldeerpunt. "L" is een lijmpunt.

Maat	Hoogte blik. a	Diameter blik. b	Hoogte tap-BNC boven bodem c	Spoed. d	Hoogte link-BNC boven bodem e	Diameter spoel. f	Tap. g	Diameter koppellus. h	Lengte Aardlip. i
(mm)	115 of meer.	100	25	11	33	54 Extern gemeten.	30 gemeten van hart BNC pen tot buitenzijde aard aansluiting.	20 Intern gemeten.	15 Uitwendig gemeten.

Stap voor stap constructie.

-	Soldeer in een nieuw, schoon 3/4 liter verfblik aan de binnenzijde op verschillende plaatsen de bodem van het blik door met de wand.
-	Boor de 9,5 mm gaten voor beide BNC chassisdelen (maten "c" en "e").
-	Plaats tijdelijk een BNC plug op de te solderen BNC chassisdelen. De BNC-pen wordt daardoor gekoeld en gecentreerd.
-	Vertin de te solderen plaatsen aan de BNC chassisdelen (1-gat montage, PFTE). Vertin ook op één van de BNC’s het platte vlak waar later de koppellus aan vast gesoldeerd gaat worden.
-	Soldeer de BNC’s in het blik. Let op de stand van de platte vlakken.
-	Wikkel van 3mm ongeïsoleerd, vertind aarddraad, een spoel van 5 windingen. Opm: Linkse of rechtse spoed naar keuze.
-	Buig de aardlip van de spoel scherp en haaks om, en knip de aardlip op lengte (maat "i" is kritisch!).
-	Merk op de spoel met een viltstift de plaats, waar de soldeer verbinding met het BNC chassisdeel moet komen (maat “g”).
-	Vertin de te solderen plaatsen op de spoel.
-	Soldeer de spoel eerst boven op de BNC-pen, en vloei daarna de massa aansluiting aan het blik door.
-	Buig van dik geïsoleerd installatiedraad de koppellus (maat "h"). Opm: De plaats en de vorm van de koppellus zijn kritisch.
-	Twist de uitlopers van de koppellus stevig in elkaar. Hierdoor koppelen deze uitlopers niet meer met de spoel. Dit kan van positieve invloed zijn op de resultaten.
-	Strip de isolatie van de uiteinden van de uitlopers van de koppellus. Buig deze soldeereinden en knip het overtollige draad af, zodat de link correct in de spoel past. Zie figuur 15 en 16.
-	De koppellus wordt midden tussen de eerste en de tweede spoelwinding gepositioneerd. Soldeer de uiteinden aan de bus van het BNC chassisdeel (let op maat “c”) en direct aan de platte massazijde van dit BNC chassisdeel.

De invloed en het corrigeren van de aftakking.
Als de lengte van de aftakking ("g") op de spoel te groot is, worden de flanken van het filter minder stijl, en de veraf selectiviteit slechter. Als de lengte van de aftakking op de spoel te klein is, dan kan met behulp van de koppellus geen optimale reflectiedemping op beide poorten tegelijk ingesteld worden. Hierdoor blijft de tussenvoegdemping te hoog. In beide gevallen moet de spoel los gesoldeerd, en ten opzichte van het BNC chassisdeel iets verdraaid vast gesoldeerd worden.

De invloed en het corrigeren van de koppellus.
Als de effectieve oppervlakte van de koppellus (koppeling) te klein of te groot is, kan geen goede aanpassing (SWR of reflectie demping) worden bereikt. Ook dit is een kritische instelling. In dit ontwerp is de koppellus iets te groot gemaakt, zodat de juiste koppeling goed instelbaar is. Let er op, dat de vrije ruimte tussen de koppellus, en de eronder en erboven liggende spoelwindingen, ongeveer gelijk is waardoor de parasitaire koppel capaciteit minimaal is. De koppellus mag de spoel dus niet raken.

De juiste koppeling kan het beste ingesteld worden, door de vorm van de koppellus iets ovaal te verbuigen, waardoor het effectieve oppervlak kleiner wordt. Zie figuur 16.

Het grof afregelen op de resonantie frequentie en het instellen van de aanpassing.
De kring resoneert aanvankelijk op een frequentie ver onder de twee meter amateur band. De resonantie frequentie van de kring kan het makkelijkste bepaald worden, door met behulp van een richtkoppelaar (of een SWR meter) de frequentie te bepalen, waarbij de reflectiedemping / SWR optimaal is.

-	Kort de top van de spoel met kleine stukjes tegelijk in, totdat de spoel iets onder de twee meter band resoneert. Twee millimeter inkorten komt ongeveer overeen met 1 MHz hogere resonantie frequentie. Pas later, nadat de juiste koppelingen ingesteld zijn, wordt de spoel precies op de juiste frequentie getrimd.
-	Sluit de aftakking-poort met een dummyload af. Meet op de resonantiefrequentie de reflectiedemping / SWR van de koppellus-poort.
-	Sluit de koppellus-poort met de dummyload af. Meet op dezelfde frequentie de reflectiedemping / SWR van de aftakking-poort.
-	De reflectiedemping zou op beide poorten op dezelfde (resonantie-) frequentie ruim 20dB moeten bedragen, hetgeen overeenkomt met een VSWR van 1:1,1 of beter.
-	Is op beide poorten de aanpassing ongeveer gelijk, maar niet goed genoeg, dan moet de koppellus iets anders in gesteld worden. Doe daarna de bovenstaande twee metingen overnieuw.
-	Is op één der poorten op de resonantie frequentie wel goede aanpassing meetbaar, maar op dezelfde frequentie op de andere poort geen goede aanpassing, dan moet de koppeling via de aftakking iets vergroot worden. Draai de spoel iets ten opzichte van de BNC bus zodat maat "g" groter wordt.
-	Is op beide poorten op dezelfde frequentie een reflectiedemping van meer dan 20dB bereikt, dan moet:
-	1. De tussenvoegdemping gemeten worden. Deze moet minder dan 0,5 dB zijn.
-	2. De selectiviteit gemeten worden. Op 120MHz en 190 MHz moet de verzwakking ca. 20 dB bedragen. Is de selectiviteit daar minder, dan is de koppeling door de aftakking te sterk geworden, en moet de spoel zo verdraaid worden, dat maat "g" iets kleiner wordt.
-	Herhaal het meten van de SWR en instellen van de koppellus etc. totdat SWR, selectiviteit en tussenvoegdemping in orde zijn.

Hierna kan de spoelsteun aangebracht worden en de resonantie frequentie getrimd.

-	Meet op ongeveer 1 winding onder de top de kleinste afstand tussen de spoel en de afscherming.
-	Snijd met een heet mes een stuk van een lijmpatroon af, 5 mm langer dan de gemeten afstand.
-	Houd met behulp van een tang de steun tussen de spoel en de afscherming. De spoel zal tijdelijk iets opzij veren.
-	Verwarm met een kleine gasvlam voorzichtig de buitenzijde van de afscherming, totdat de steun aan de afscherming vast gesmolten is.
-	Houd de steun op zijn plaats totdat de lijm volledig is afgekoeld.
-	Verwarm daarna vlak naast de steun met een zeer hete soldeerbout (425 ^oC), de spoel totdat deze zichzelf in de steun gesmolten heeft. Laat het geheel afkoelen. De spoel is nu zonder mechanische spanningen gefixeerd.
-	Fixeer de koppellus aan de onderste spoelwinding, door de lus en spoel met een goed voorverwarmde lijmpistool aan elkaar vast te kitten. Zorg ervoor, dat de lijm goed aan beide delen hecht. Zie fig.15 punt "L".
-	Zoek de resonantie frequentie en controleer de aanpassing op beide poorten.

De spoelsteun aanbrengen.
De spoel kan mechanisch gefixeerd worden, door op ongeveer 1 winding onder de spoeltop een isolerende steun aan te brengen.

Fijn afstemming.
De resonantie frequentie kan het nauwkeurigste bepaald worden, door met behulp van een richtkoppelaar de frequentie te bepalen, waarbij de reflectiedemping maximaal (SWR minimaal) is.

-	Bepaal de resonantiefrequentie zonder deksel.
-	Bepaal de resonantie frequentie met het deksel stevig op het blik.
-	Reken de frequentieverlaging uit, die het gevolg is van het plaatsen van het deksel.
-	Verwijder het deksel, en knip zeer kleine stukjes van de top van de spoel af. Meet telkens opnieuw de resonantie frequentie. Stop als de resonantie frequentie evenveel te hoog is geworden, als hierna door het plaatsen van het deksel verlaagd zal gaan worden.
-	Rond daarna eerst de scherpe top van de spoel af, door er een ronde druppel tin op te solderen.
-	Meet vanaf nu de resonantie frequentie met het deksel er stevig op. Fijn afstemmen geschiedt door de laatste 2 cm van de spoel naar binnen te buigen (hogere frequentie) of naar buiten (lagere frequentie). Streef naar een afwijking kleiner dan 100 kHz.
-	Controleer tenslotte nogmaals de tussenvoegdemping, aanpassing, en selectiviteit. Noteer die op een etiket het blik. Soldeer het deksel op enkele plaatsen door met het blik.