6素子ラダー型クリスタルフィルター − スペクトラムアナライザの計測結果 −

2014.06.13新規作成 / 2019.01.30更新

 当局の自作AM機に多用しているラダー型水晶フィルターの周波数特性を測定しました。今回は素子数は6素子、帯域幅を決めるコンデンサを固定し、水晶を入れ換えて測定しました。4素子の計測結果と合わせてご覧ください。

JR8DAG/菅野 正人

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【測定器】
 RIGOL DSA815-TG
 トラッキングジェネレーターの出力:-20dBmで計測

【更新情報】
・2019.01.30 33.000MHz(aitendoのHC-49US)、35.328MHz(aitendoのHC-49US)、60.000MHz(aitendoのHC-49US)を掲載
・2019.01.17 1.8432MHz(サトー電気のHC-49U)、3.579545MHz(サトー電気のHC-49U)、3.579545MHz(秋月のHC-49US)、5.727MHz(HC-49U)、28.800MHz(aitendoのHC-49US)、30.400MHz(aitendoのHC-49US)を掲載
・2015.11.03 11.2896MHz(サトー電気のHC-49US),19.200MHz(aitendoのHC-49US)を掲載
・2015.03.12 11.0592MHz,7.680MHz,24.750MHz,100.000MHz(すべてaitendoのHC-49US)を掲載
・2014.06.13 12.000MHz(サトー電気のHC-49US)、11.0592MHz(サトー電気のHC-49U)、24.576MHz(秋月のHC-49US)、7.195MHz(サトー電気のHC-49U)を掲載
【参考リンク】
4素子ラダー型クリスタルフィルター(10.7MHz他)

 【回路図】
 当初はスペクトラムアナライザに直結しましたが、現在は1:4のトランスを介して計測しています。水晶はICソケットを使用して差し換えるようにしています。Micro6AM2002で採用している6素子で計測しました。

回路図

 【実装の様子】
 ICソケットを使用して水晶を交換できるようにしています。
実装の様子

 【12.000MHz(サトー電気のHC-49US)】(2014.06.13)
 中心周波数12.0MHz、スパン幅50kHzでの計測結果です。
 水晶はサトー電気で販売されている12MHz(HC-49US)です。4素子と比べると、低い周波数側の減衰傾度(シェープファクター)が大きくなり、減衰量も約10dB大きい-60〜-70dBでした。
計測結果(中心周波数12.000MHz,スパン幅50kHz)

 【1.8432MHz(サトー電気のHC-49U)】(2019.01.17)
 中心周波数1.843MHz、スパン幅20kHzでの計測結果です。
 水晶はサトー電気で販売されている1.842MHz(HC-49U)です。この周波数だと15pFだと帯域幅以前に減衰量が多くフィルターとして使用することは難しいようです。
計測結果(中心周波数1.843MHz,スパン幅20kHz)

 【3.57945MHz(サトー電気のHC-49U)】(2019.01.17)
 中心周波数3.579MHz、スパン幅50kHzでの計測結果です。
 水晶はサトー電気で販売されている3.579545MHz(HC-49U)です。帯域幅は約1kHz、帯域外の減衰量は-50〜60dBでした。この周波数だと帯域幅がかなり狭くなるようです。。
計測結果(中心周波数3.579MHz,スパン幅50kHz)

 【3.57945MHz(秋月電子通商のHC-49US)】(2019.01.17)
 中心周波数3.579MHz、スパン幅50kHzでの計測結果です。
 水晶は秋月電子通商で販売されていた3.579545(HC-49US)です。サトー電気のHC-49Uに比べて帯域幅が狭くなり、15pFだと減衰量が多くフィルターとして使用することは難しいようです。
計測結果(中心周波数3.579MHz,スパン幅50kHz)

 【5.727MHz(HC-49U)】(2019.01.17)
 中心周波数5.727MHz、スパン幅50kHzでの計測結果です。
 水晶は昔サトー電気で購入したと思われる5.727(HC-49U)です。帯域幅としてはSSBで使うのにちょうど良い感じで。AMで使う場合はコンデンサの容量を減らすと良さそうです。
計測結果(中心周波数5.727MHz,スパン幅50kHz)

 【7.195MHz(サトー電気のHC-49U)】(2014.06.13)
 中心周波数7.195MHz、スパン幅50kHzでの計測結果です。
 水晶はサトー電気で販売されている7.195MHz(HC-49U)です。帯域幅は約4kHz、帯域外の減衰量は-60〜70dBでした。4素子と比べるとシェープファクターが大きくなり、減衰量が10〜20dB大きくなりました。
計測結果(中心周波数7.195MHz,スパン幅50kHz)

 【7.680MHz(aitendoのHC-49US)】(2015.03.12)
 中心周波数7.680MHz、スパン幅50kHzでの計測結果です。水晶はaitedoで販売されている7.680MHz(HC-49US)です。帯域幅が約2.5kHzで、7〜12MHzではサトー電気で販売されている(HC-49US)より帯域が狭く、シェープファクターが大きいようです。AMに使うには帯域幅が狭いので、接続するコンデンサの調整が必要と思われます。
計測結果(中心周波数7.680MHz,スパン幅50kHz)

 【11.059MHz(サトー電気のHC-49U)】(2014.06.13)
 中心周波数11.059MHz、スパン幅100kHzでの計測結果です。水晶はサトー電気で販売されている11.059MHz(HC-49U)です。この周波数の6素子ラダー型水晶フィルターはMicro6AM2002において6素子で使用していますが、帯域幅は15pFだと約8kHzとやや広く、Micro6AM2002で33pFとしたのは妥当と判断される結果でした。4素子と比べると低い周波数側のシェープファクターが大きくなり、減衰量は約10〜20dB大きい-60dB〜-70dBになリました。
計測結果(中心周波数11.059MHz,スパン幅50kHz)

 【11.059MHz(aitendoのHC-49US)】(2015.03.12)
 中心周波数11.059MHz、スパン幅50kHzでの計測結果です。水晶はaitedoで販売されている11.0592MHz(HC-49US)です。サトー電気のHC-49Uより帯域が狭く、シェープファクターが大きくなりました。AMに使うには帯域幅が狭いので、接続するコンデンサの調整が必要と思われます。
計測結果(中心周波数11.059MHz,スパン幅50kHz)

 【11.2896MHz(サトー電気のHC-49US)】(2015.11.03)
 中心周波数11.2896MHz、スパン幅50kHzでの計測結果です。水晶はサトー電気で販売されている11.2896MHzです。帯域幅が約3.5kHzでした。AMに使うには帯域幅が狭いので、接続するコンデンサの調整が必要と思われます。
計測結果(中心周波数11.2896MHz,スパン幅50kHz)

 【19.200MHz(aitendoのHC-49US)】(2015.11.03)
 中心周波数19.200MHz、スパン幅50kHzでの計測結果です。水晶はaitedoで販売されている19.200MHzです。帯域幅が約6.2kHzで減衰傾度も緩いですが、6mAMに使うには良いかと思います。
計測結果(中心周波数19.200MHz,スパン幅50kHz)

 【24.576MHz(秋月電子のHC-49US)】(2014.06.13)
 中心周波数24.576MHz、スパン幅100kHzでの計測結果です。
 水晶は秋月電子通商で販売されている24.576MHz(HC-49US)です。帯域幅は約10kHz、帯域外の減衰量は-30〜40dBでした。4素子の結果と比べるとシェープファクターが向上しましたが、周波数が高いためか減衰量があまり変わらない結果になりました。
計測結果(中心周波数24.576MHz,スパン幅100kHz)

 【24.750MHz(aitendoのHC-49US)】(2015.03.12)
 中心周波数24.750MHz、スパン幅100kHzでの計測結果です。水晶はaitedoで販売されている24.750MHz(HC-49US)です。秋月電子通商で販売されている24.576MHz(HC-49US)に比べて、シェープファクターや減衰量が良好で、接続するコンデンサを調整することで、AM、SSBともに使える特性が得られそうです。
計測結果(中心周波数24.750MHz,スパン幅100kHz)

 【28.800MHz(aitendoのHC-49US)】(2019.01.19)
 中心周波数28.800MHz、スパン幅100kHzでの計測結果です。水晶はaitedoで販売されている28.800MHz(HC-49US)です。帯域幅が8kHzとやや広いですが、シェープファクターはある程度確保されます。周波数が高いためか減衰量が-40〜50dB程度と低くなりました。
計測結果(中心周波数28.800MHz,スパン幅100kHz)

 【30.400MHz(aitendoのHC-49US)】(2019.01.19)
 中心周波数30.400MHz、スパン幅100kHzでの計測結果です。水晶はaitedoで販売されている30.400MHz(HC-49US)です。帯域幅が11kHzと広く、減衰量も-40dB程度と小さいですが、減衰傾度はある程度確保されています。
計測結果(中心周波数30.400MHz,スパン幅100kHz)

 【33.000MHz(aitendoのHC-49US)】(2019.01.30)
 中心周波数33.000MHz、スパン幅100kHzでの計測結果です。水晶はaitedoで販売されている33.000MHz(HC-49US)です。帯域幅が13kHzと広いですが、減衰量は約-50dB、減衰傾度はある程度確保されています。
計測結果(中心周波数33.000MHz,スパン幅100kHz)

 【35.328MHz(aitendoのHC-49US)】(2019.01.30)
 中心周波数35.328MHz、スパン幅100kHzでの計測結果です。水晶はaitedoで販売されている35.328MHz(HC-49US)です。基本波で発振する水晶のようです。帯域幅が19kHzと広く減衰傾度も小さいですが、減衰量は約-50dBとなっています。接続するコンデンサの値を変えることで、AMやFMで使用できるフィルタは作れそうです。
計測結果(中心周波数35.328MHz,スパン幅100kHz)

 【60.000MHz(aitendoのHC-49US)】(2019.01.30)
 中心周波数20.000MHz、スパン幅100kHzでの計測結果です。水晶はaitedoで販売されている60.000MHz(HC-49US)です。20.0MHz付近でフィルターが作られているので、基本波が20.0MHz付近の3倍オーバートーン水晶のようです。帯域幅は約13kHzと広く、帯域内で波がありますが、減衰量は約-50dB、減衰傾度もある程度確保されるようです。
計測結果(中心周波数20.000MHz,スパン幅100kHz)

 【100.000MHz(aitendoのHC-49US)】(2015.03.12)
 中心周波数33.300MHz、スパン幅100kHzでの計測結果です。水晶はaitedoで販売されている100.000MHz(HC-49US)です。33.3MHzでフィルターが作られているので、基本波が33.3MHz付近の3倍オーバートーン水晶のようです。周波数が高いためか、帯域幅が約10kHz程度と広く、シェープファクターもあまり良くない結果となりました。減衰量も-50dB程度と低い周波数に比べて落ちるようです。
計測結果(中心周波数33.3MHz,スパン幅100kHz)