Активен аудио-филтър с ИС MAX7400
/kn34pc.com/конструкции/...


Реших за себе си да тествам широко рекламираната серия активни електронно настроиваеми аудио-филтри на Maxim Integrated: ИС MAX74XX (8th-Order, Lowpass, Elliptic, Switched-Capacitor Filters).

Основни параметри (MAX7400):
    - елиптичен филтър от 8-ти ред, lowpass
    - нисък шум и изкривявания: -82 dB + Noise
    - еднополярно захранващо напрежение: +5V
    - ниска консумация: 2mA

Интегралната схема MAX7400 в корпус SO8 не ме затрудни особено при експериментирането. За целта я монтирах върху преходник SO8 към DIP8.

Схемата в основния си вид е по типовото свързване на ИС от документацията.

В моето тестово изпълнение на пластмасов breadboard схемата "престоя" в работещ вариант на радио-масата ми повече от 3 месеца .

След време я прехвърлих върху платка.

"Печатната платка" в lay формат предлагам за изтегляне, но не я препоръчвам за повторение: изработил съм я изключително "за себе си" с "прорязване" и едва ли ще я повторите 1:1. Все пак може да е в полза на някого. Особено "плашещо" в случая е обемното ми изпълнение на връзките към микроскопичната ИС 74LVC1G3157GW .

Долната част на печатната платка съм оставил цяла като доп. екран. Свързана е към общата "Земя".


pcb_max7400.zip [zip,lay][30kb]

С известна доза "универсалност" при използване на платката-филтър съм добавил електронна комутация (байпас) на аудио-филтъра, изпълнена с ИС 74LVC1G3157GW, както и електронно превключване за "широка лента" (SSB, 2,7 kHz) / "тясна лента" (1 kHz, напр. за телеграфни сигнали), изпълнена с с транзистора 2N7002.

Не съм телеграфист и стесняването на лентата за телеграф по аудио-сигнал в повечето случаи ми е достатъчно - по-добре е да я има тази опция, отколкото да липсва при експериментите със самоделните QRP апаратури.

Използвал съм polypropylene/film кондензатори в сигналните вериги, като горещо препоръчвам да не се използват SMD multilayer кондензатори. В разрез с миниатюризацията, разликата в звученето (особено при слаби сигнали) определено е в полза на първите типове кондензатори!

Fc = 2,7 kHz

Fc = 1 kHz

За настройка на честотата на срез при двете ленти е достатъчно да се подберат кондензаторите C2 / C2 + C3, като контролът може да се извърши с честотомер (Fclk / Fc = 100:1) или по класическия начин: със сигнал-генератор и осцилоскоп (или през звуковата карта към компютър: с помощта на програма за аудио-анализ).

***

Като заключение:

ИС MAX7400 работи изключително добре:
    - стръмността на получения филтър (MAX7400: 82 dB) нe недостижима, то е трудно достижима с "класически" филтриращи аудио-вериги;
    - ИС не внася допълнителен шум в аудио-веригата, където е включена;
    - лесно се получава/коригира желаната честотна лента;
    - вътрешният генератор няма влияние върху работата на работещият в непосредствена близост късовълновия приемник;
    - ИС не е чувствителна към високочестотни полета (на 50 см от нея работи PA с 4 x ГУ40).

Негативни моменти в работата й не намирам.

За друго бъдещо схемно решение с ИС MAX7400 бих си поставил задача за плавно ръчно регулиране на честотната лента (с напрежение: чрез варикап) или директно управление от микроконтролер: с външен CLOCK сигнал с Fclk, където честотата на срез на филтъра е 100 пъти по-ниска (тествано е, работи: Arduino Nano + AD9838 -> MAX7400).

***
Послепис:
(за да има и нещо негативно в статия ):

При наличие на такива схеми започнах да не "харесвам" моите изпълнения на активни филтри (напр. с ОУ). При тях нито лесно получавам желания наклон на х-ката такъв, какъвто искам (и филтърът ще е изпълнен мах. с два ОУ ... с наклон "само" 12 dB + 12 dB ... и то изпълнен с мно-о-ого компоненти!), нито ще подбера лесно изчислените стойности на компонентите (особено на кондензаторите) и трябва да се смятат/подбират 2-3-4 кондензатора в паралел, нито те ще са с необходимата точност (+/- 1%) и ще са с нужните ми температурни коефициенти.

А МАX74XX е добър вариант за аудио-филтър в честотната лента 1kHz-10 kHz за нашите радиолюбителски цели.


Използвани материали:
1. 8th-Order, Lowpass, Elliptic, Switched-Capacitor Filters, Maxim Integrated

LZ2WSG, KN34PC
20 септември 2018 година