Электромеханические фильтры

Оценка раздела:

1

Электромеханические фильтры

- Пассив - Электромеханические фильтры Электромеханические фильтры Принцип работы Конструкция Система обозначений ФЭМ-035-500-0,5 ФЭМ1-038-128-1С-3В ФЭМ3-043-003 ФЭМ4-008-305-1,1С-2 ФЭМ-11-Н-031 (ЭМФП ШИ2.067-814.031) ЭМФ-Д-500-3В ЭМФП-6-465-6 В электромеханических фильтрах промежуточной частотыприменяли магнитострикционные преобразователи, принцип действия которых основан на изменении формыи размеров ферромагнитных тел при их намагничивании. В качестве таких преобразователей обычноиспользовали никель, или сплавы никеля с железом (температурный коэффициент которыхпрактически равен нулю) и другими металлами, или магнитострикционные ферриты. При возбуждении магнитного поля вдоль стержня из магнитострикционного материала длина стержня изменяется. При увеличении длины стержня под воздействием магнитного поля имеет место так называемая положительная магнитострикция, а при уменьшении длины — отрицательная. Знак приращения длины стержня не зависит от направления магнитного поля, но зависит от состава ферромагнитного тела. Поэтому в стержне необходимо создавать дополнительное постоянное магнитное поле, чтобы колебания стержня не происходили с двойной частотой. Наряду со свойством прямой магнитострикции ферромагнитный стержень обладает свойством обратноймагнитострикции, т. е. под действием внешней силы, изменяющей длину стержня, в нем возникаетпродольное магнитное поле. Относительное изменение длины никелевого стержня измеряется величинами порядка 10 -5 . Изменение длины стержня из никеля ослабевает при напряженности поля около 500 эрс.Начальный изгиб характеристики магнитострикции никеля занимает примерно 0,1 — 0,3 эрс.Магнитострикционными свойствами обладают также и некоторые сорта пермаллоя. Если рядом со стержнем(1), выполненным из материала с сильно выраженными магнитострикционными свойствами, например из феррита, поместить магнит смещения(4) и на концы стержня надеть возбуждающую катушку(2) и катушку, снимающую колебания (3), то получим магнитострикционный фильтр(в его конструкцию также обычно входятэкран (5) и элементы крепления (6)). Под воздействием переменного магнитного поля возбуждающей катушки стержень начинаетпериодически изменять свою длину. При совпадении частоты внешнего магнитного поля ссобственной частотой стержня амплитуда механических колебаний резко возрастает.Здесь ферритовый стержень действует как механический резонатор с добротностью около 1 000.За счет обратной магнитострикции резонирующий стержень создает переменное магнитное поле во второй катушке, на зажимах которой возникает эдс, по частоте совпадающая с резонансной частотой стержня. Включать ЭМФ следует таким образом, чтобы через катушку преобразователя не протекала постоянная составляющая анодного или коллекторного тока усилителя, нагрузкой которого является ЭМФ. В противном случае создается дополнительное магнитное поле, которое приводит к увеличению затухания и повышению неравномерности частотной характеристики в полосе пропускания фильтра. Аналогичное действие на ЭМФ оказывает внешнее магнитное поле, поэтому не следует размещать фильтры вплотную друг к другу и близко к громкоговорителям, магнитоэлектрическим измерительным приборам и т. п., в противном случае ЭМФ следует заэкранировать. Электромагнитные фильтры относительно стабильны, имеют малые размеры, добротность их достигает 2000- 3000, а при использовании в качествематериала резонаторов алюминия или егосплавов - 6000 - 10000 (однако при этом требуетсяочень высокая точность изготовлениямеханических деталей). Обычно такие фильтрырассчитаны на работу в температурномдиапазоне -30...+80°С. К недостаткам можно отнести сравнительно узкий диапазон частот (от 100 до 1 000кГц), для работы в котором получаются относительно легко реализуемые геометрические размеры резонаторов,и сложность технологииизготовления. Специфика настройки электромеханических фильтров с монолитной колебательной системой предполагает большие затраты ручного труда квалифицированных специалистов, поэтому производимые изделия не могут быть дешёвыми. Механизации и автоматизации процесс настройки не поддаётся, каждый фильтр проходит полный цикл настройки путём ручного припиливания, перемежающегося с измерением характеристик на спецтехнологическом оборудовании. Существенными недостаткамимагнитострикционных фильтров являются большое затухание и его значительная неравномерность в полосе прозрачности и большая температурная зависимость характеристики затухания. Конструктивно ЭМФ могут быть разного типа - стержневые, дисковые,пластинчатые, шариковые и другие варианты. Стержневые фильтры наиболее технологичны и просты по конструкции, онине боятся транспортной тряски и других механических воздействий, что делает возможнымих использование в бортовой аппаратуре (у других видовфильтров в условиях тряски возникают виброшумы,уровень которых затрудняет или исключает возможность использования ЭМФ). Электромеханические фильтры, какправило, изготавливаются многоэлементными для расширения полосы пропускания и увеличения избирательности, так как простейшийодноэлементный фильтр эквивалентен одному контуру. Применяя различное количествоэлементов, можно изменять крутизну характеристики затухания. конструкция семирезонаторного стержневого фильтра: Фильтр состоит из пяти металлических полуволновых резонаторов(5) большой добротности, соединенных связками (4); резонаторы и связки вытачиваются изцельного материала. Концевые ферритовые резонаторы (3) являются сердечникамимагнитострикционных преобразователей: возбуждающего колебания(2) и снимающего их (6). Постоянные магниты (1) (магниты смещения) устраняют колебанияс двойной частотой и повышают чувствительность преобразователей. конструкция семидискового фильтра: (1) - преобразователь; (2) - катушка; (3) - магнит; (4) - резонаторы; (5) -связки; (6) - направление колебаний механическая резонаторная система пятипластинчатого фильтра: (3) - концевые магнитострикционные ферриты; (4) - связки; (5) - полуволновые резонаторные пластины Первая система обозначений фильтров(пример - ЭМФ-9Д-500-3В),принятая в 50-х годах, включала в себяэлементы: (1) ЭМФ - ЭлектроМеханический Фильтр (2) число резонаторов фильтра (3) буква, обозначающая конструктивно-техническое исполнение - Д - дисковый - П - пластинчатый - Ц - цилиндрический (4) число, обозначающее рабочую частоту фильтра в кГц (5) число, обозначающее ширину полосыпропускания в кГц (6) буква, обозначающее функциональное назначение фильтра - С - полосовой (с симметричной характеристикой затухания) - В - с верхней боковой полосой пропускания - Н - с нижней боковой полосой пропускания Чуть позже в обозначении поменяли местамивторой и третий пункт (ЭМФП-5-465-6).Выпускались также фильтры с нестандартныминазваниями, например ФЭМЦ-2. Позднее была принята иная система (ФЭМ1-12-320-2С-3В). Она состояла из элементов: (1) ФЭМ - Фильтр ЭлектроМеханический (2) цифра, обозначающая конструктивно-техническое исполнение - 1 - гантельный - 2 - дисковый - 3 - камертонный - 4 - пластинчатый - 5 - цилиндрический (3) регистрационный номер фильтра (номер разработки) (4) число, обозначающее номинальную частоту фильтра в кГц (5) число, обозначающее ширину полосыпропускания по уровню -3 дБ, в кГц (6) буква, обозначающее функциональное назначение фильтра - С - полосовой (с симметричной характеристикой затухания) - В - верхней боковой полосы - Н - нижней боковой полосы (7) цифра, обозначающая вид преобразователя - 1 - электромагнитный - 2 - пьезокерамический - 3 - магнитострикционный - 4 - комбинированный (8) буква В - всеклиматическое исполнение ФЭМ-035-500-0,5 Производитель - Алчевский завод "КРАТОН" (бывшийКоммунарский электромеханический завод, в настоящее время не работающий). Электрические параметры Центральная частота 500 + 0,2 кГц Ширина полосы пропускания 0,5 кГц Затухание в полосе пропускания не более 3 дБ Номинальное входное/выходное сопротивление 75 кОм + 10% Емкость настройки входного/выходного преобразователей 50...120 пФ ФЭМ1-038-128-1С-3В Электромеханический полосовой фильтр гантельного типа смагнитострикционными преобразователями. Справочныйлист на него. Производитель - Алчевский завод "КРАТОН" (бывшийКоммунарский электромеханический завод, в настоящее время не работающий). Электрические параметры Центральная частота 128 + 0,2 кГц Ширина полосы пропускания 1 кГц Затухание в полосе пропускания не более 3 дБ Затухание при расстройке + 10 кГц не менее 60 дБ Номинальное входное/выходное сопротивление 7,5 кОм + 10% Выводы защищены гибкими резиновыми колпачками: ФЭМ3-043-003 На этот фильтр данных у меня маловато. Номинальная частота 1450 Гц, ширина полосы пропускания 16-34 Гц.Судя по названию - камертонной конструкции, с пьезопреобразователями.Применялись в милицейских рациях "Волна".Производитель - Алчевский завод "КРАТОН" (бывший Коммунарский электромеханический завод, в настоящее время не работающий). ФЭМ4-008-305-1,1С-2 Пластинчатый электромеханический полосовой фильтр с пьезокерамическими преобразователями. Справочный лист на него.Производитель - Алчевский завод "КРАТОН" (бывший Коммунарский электромеханический завод, в настоящее время не работающий). Электрические параметры Центральная частота 305 + 0,06 кГц Ширина полосы пропускания 1,1 + 0,12 кГц Затухание в полосе пропускания не более 3 дБ Затухание при расстройке + 10 кГц не менее 55 дБ Входное напряжение не более 1 В Номинальное входное/выходное сопротивление 5,1 кОм + 10% Емкость настройки входного/выходного преобразователей не более 50 пФ ФЭМ-11-Н-031 (ЭМФП ШИ2.067-814.031) Интересный низкочастотный фильтр, с камертонными резонаторами. Двойственность названия вызвана тем, что на самом фильтре написано одно (возможно,это сокращенный вариант), а в паспорте другое. Ошибка исключена, фильтры спаспортами - из заводской упаковки. В справочниках таковых нечислится. Если бы не паспорт ,то и найти какие-либо данные было бы трудновато... Производитель - ОАО "Пьезо" , г.Москва. Применялись в системе частотного разделения каналовдистанционного управления/контроля курсовых и глиссадных радиомаяков системы СП-75. Электрические параметры Центральная частота 2056,5 Гц Ширина полосы пропускания 15 Гц Затухание в полосе пропускания9,9 дБ Затухание при расстройке + 34Гц 24,7 дБ (фото с форума Портативное ретрорадио ) ЭМФ-Д-500-3В Данных по этому фильтру у меня немного.Согласно названию - дисковый электромеханический фильтр с верхнейбоковой полосой пропускания, центральная частота 500 кГц, ширина полосы 3 кГц. Производитель - какой-то из заводов имени Козицкого; предполагаю, что ленинградский . ЭМФП-6-465-6 Пластинчатый (из 6 элементов) электромеханический фильтр любительского назначения,для конструирования радиоприемной аппаратуры. Имеет невысокие (для ЭМФ) параметры, но и приемлемуюдля радиолюбителей цену (в 1985 году - 7,20р.). Входное и выходное сопротивления фильтраоптимизированы для использования в аппаратуре на биполярных транзисторах,что упрощает конструкцию приемногот тракта. Электрические параметры Центральная частота 465 + 1,5 кГц Ширина полосы пропускания (по уровню -3 дБ) 6 + 0,8 кГц Затухание в полосе пропускания не более 3,5 дБ Селективность при расстройке + 10 кГц не менее 56 дБ Входное сопротивление 10 кОм Выходное сопротивление 1 кОм Производитель - ОАО "Пьезо" , г.Москва. Источники: 1. Голубцов М.Г. Электромеханические фильтры радиочастот. М.-Л. Госэнергоиздат, 1957. (Массовая радиобиблиотека, выпуск 282). 2. Конашинский Д.А. Частотные электрические фильтры. М.-Л. Госэнергоиздат, 1959 (Массовая радиобиблиотека, выпуск 344). 3. Справочник радиолюбителя. Р. М. Терещук, Р. М. Домбругов, Н. Д. Босый, С И. Ногин, В. П. Боровский, А. Б. Чаплинский. В двух частях. Изд. 6-е. "Техника", 1970. 4. Волгов В.А. Детали и узлы радиоэлектроннойаппаратуры. Изд. 2-е, перераб. и доп. М., "Энергия", 1977. 5. Электромеханический фильтр ЭМФП-6-465 - "Радио" 1985, №1. 6. Ладик А.И, Сташкевич А.И. Изделия электронной техники. Пьезоэлектрические и электромеханическиеприборы: Справочник. - М.: Радио и связь, 1993.

Альбом: Электромеханические фильтры
Источник: источники_информации *155la3
Всего изображений: 21 Всего просмотров альбома: 52488
Показано 12 изображений на странице
Список: Список изображений Электромеханические фильтры
Крупный план: Изображения крупным планом Электромеханические фильтры

Страница: 0 1