Кварцевый фильтр трансивера.

[InvisibleKid]

Попробовал поэкспериментировать с QER, о которых писал Morroc.
У меня было 10 кварцев на 10 МГц из них отобрал 6 у которых частоты по ближе друг к другу оказались (9,99787, 9,99789, 9,99782, 9,99783, 9,99785, 9,99794 МГц). Конденсаторы попробовал взять на 22 пФ под впечатлением от этой темы: http://dspview.com/viewtopic.php?f=19&t ... b22ef34fa5 .


АЧХ какая-то не ровная получилась:

Причем, это уже после попыток подобрать сопротивление источника (резистор последовательно с генератором) и сопротивление нагрузки (параллельно выходу). Без них АЧХ еще страшнее: пики выше, провалы ниже.

Что я делаю не так и куда еще экспериментировать? На что именно влияют ёмкости этих конденсаторов?
Кстати, в соседней теме скинули ссылку http://ra3ggi.qrz.ru/UZLY/up2nv_sogl.htm вроде как раз похоже на то что я наблюдаю.

Вложения

Безымянный.jpg

(143.53 KiB) Скачиваний: 745

QER 10 МГц 22 пФ 6 кристалов 440 470 Ом.png

(34.97 KiB) Скачиваний: 691

[ёпт]

InvisibleKid писал(а):

На что именно влияют ёмкости этих конденсаторов?

Влияют на полосу и входное-выходное сопротивление.
Чем больше конденсаторы, тем уже полоса.
Здесь довольно понятно про конденсаторы в сопротивление написано.
http://www.cqham.ru/x9.htm
Цитата из статьи.
Предположим полученная полоса равна 4 кгц, это много, увеличиваем емкости фильтра, рассчитываем заново резисторы и снимаем характеристику заново. После нескольких таких итераций получаем макет с полосой пропускания, наиболее близкой к требуемой.

[Morroc]

InvisibleKid писал(а):

Причем, это уже после попыток подобрать сопротивление источника (резистор последовательно с генератором) и сопротивление нагрузки (параллельно выходу). Без них АЧХ еще страшнее: пики выше, провалы ниже.

Что я делаю не так и куда еще экспериментировать? На что именно влияют ёмкости этих конденсаторов?

По вертикали логарифмическая шкала или линейная ( не совсем понял ) ? Выглядит страшновато. По лодочкам точно не помню, а у кварцев в HC-49 при полосе 2-3кГц вх/вых сопротивление QER в районе 100-200 Ом. Почему у вас на выходне сопротивление параллельно - детектор высокоомный ? Если и генератор и входная часть 50 Ом, то оба сопротивления последовательно, удобно просто подстроечные 470 Ом поставить. У меня кривулины получались когда конденсатор какой то не тот попадался и один раз из за одного кварца - как такой искать не знаю, я методом тыка исключил.

Накопал картинок с АЧХ

Вот это АЧХ двух последовательно включенных фильтров дешевых на 45 МГц (они прям комплектом в паре идут) https://i.imgur.com/5KJCrOP.jpg
Это АЧХ тоже последовательно включенных самодельных QER с полосой ~2.7 кГц (вот таких https://i.imgur.com/PU4tg6J.jpg) https://i.imgur.com/U5QNkPB.jpg. Включение их друг за другом скруглило углы на АЧХ.
А вот АЧХ самого "красивого" ЭМФ который мне попадался https://imgur.com/bOwjWWS динамический диапазон правда мал - согласован тоже резисторами, но я не это смотрел, а прямоугольность и ровность верхний полки. Это rft 200+e-0310/4 от аппаратуры уплотнения каналов телефонной связи, жаль он на 200 кГц - если только с КФ применять вместе (с 2мя ПЧ). Вот это его же вроде, но с масштабом 5 или 6 Дб по вертикали https://i.imgur.com/tlQrn5R.jpg

[aleksandr.n]

Всем привет. Советую посмотреть видео по теме изготовления кварцевых фильтров в домашних условиях. Думаю многим будет полезно.

[yura860]

Тоже делаю кварцевый фильтр по той методике что сдесь указана, но частота кварцев у меня 4,433619 взял замые дешевые в нашем гамазине по 5 р за штуку. Фильтр 10 кварцевый. При 10 пик получил полосу в 2,4 Кгц, мало буду расширять, попробую поставить 8,6 пик или даже 6,8 пик, посмотрю на ширину. Так вот это всё присказка: перепады на вершине доходили до 20 дб, сопротивление сдвоенный переменный резистор на 1 Ком как автор рекомендовал. В итоге всё это выкинул, поставил два подстроичьника на 5 К (в среднее 2,5 К) и сразу получил практически ровную вершину. Сегодня вечером попробую поиграть ёмкостями и догнать до 2,7 Кгц, а резисторами выровнить АЧХ. Сопротивление конденсатора в 10 пик на этой частоте 3,7 кома, я так понимаю резистор нагрузки должен соответствовать сопротивлению конденсатора?

[InvisibleKid]

Morroc писал(а):

По вертикали логарифмическая шкала или линейная ( не совсем понял ) ? Выглядит страшновато. По лодочкам точно не помню, а у кварцев в HC-49 при полосе 2-3кГц вх/вых сопротивление QER в районе 100-200 Ом. Почему у вас на выходне сопротивление параллельно - детектор высокоомный ? Если и генератор и входная часть 50 Ом, то оба сопротивления последовательно, удобно просто подстроечные 470 Ом поставить. У меня кривулины получались когда конденсатор какой то не тот попадался и один раз из за одного кварца - как такой искать не знаю, я методом тыка исключил.

Масштаб не логарифмический, линейный. Генератор имеет выходное сопротивление 50 Ом, последовательно с ним включаю резистор. На выход фильтра цепляется детектор на 2 диодах, к детектору осциллограф со щупом 1/10. Поэтому резистор на выходе фильтра включаю параллельно. Я затрудняюсь оценить точно значение входного сопротивления детектора, но скорее всего оно достаточно большое. Хотя тут непонятно как считать, ведь фильтрующий конденсатор за диодами имеет малое сопротивление для токов высокой частоты. Надо бы удостовериться наблюдая за напряжением при подключении и отключении девайса.
А в целом благодарю за то что поделились опытом, это вдохновляет не бросать исследования. Попробую с другими конденсаторами и кварцами (еще 4 не востребованных остались на эту частоту), только сначала новый источник пилы для VCO, пожалуй, сделаю.

[Morroc]

yura860 писал(а):

Сопротивление конденсатора в 10 пик на этой частоте 3,7 кома, я так понимаю резистор нагрузки должен соответствовать сопротивлению конденсатора?

Не задумывался об этом, но и правда у меня похоже получилось, на моих 8-9 МГц кварцах емкости получались в районе 100-120 пф.

[yura860]

Ну да на 8 Мгц 100 пик имеет 198 Ом.
Я вот одно непойму, получается чем ниже частота кварца тем меньше ёмкость конденсатора ? И ещё, для фильтра 1 пч приёмника ssb ширину сделать нужно поуже?

[Morroc]

Вообще поуже сделать полосу, чем 3 кГц или уже, чем фильтр 2 пч ? Мне больше нравится полоса 2.7 для ssb - по мне так хватает, а в некоторых случаях неплохо бы и 2.4. IF-Shift в Icom частенько кручу чтобы отстроиться от соседней станции, которая подпискивает/подхрюкивает (и это при том, что там 2.4 фильтр).

[yura860]

Я тут почитал что в айкомах стоят цифровые фильтры на 1 пч 3-6-15 Кгц . 3 Кгц применяются для SSB и SW , значит нужно и на первую пч замутить нечто на 8-10 Мгц с полосой около 3Кгц

После всех плясок с бубном добился вот таких результатов

Неравномерность вершины 2 дб Пока лучше не смог Меня смущает левый край, уж больно пологий, подтянуть что то не получается

Резисторы нагрузки нужно ставить много оборотными , миллиметры очень сильно влияет на АЧХ . И уже в аппаратуре всё таки нужно поставить подстроичники.
Что как фильтр, пойдёт?

[Morroc]

Сколько кварцев ? Масштаб логарифмический ? На последней картинке 5дб/дел ? Если так, то более менее нормально. Края у лестничных КФ нессиметричные.

[yura860]

Сделал как http://dspview.com/viewtopic.php?f=19&t=194 здесь 10 кристальный


Вот собственно сам фильтр

Кварцы 4.433619 Мгц ёмкости 8,2 пик , сопротивление нагрузок где то 2,5 Ком.
Одно деление один дб , общие подавление 46 дб. Если сравнивать то вроде АЧХ не так уж и плох. Нарыл 5 кварцев на 12 Мгц буду на первую пч делать, посмотрим что выдет
А если ёмкости заменить на обычные 1206 резисторы, ведь в принципе конденсаторы это то же самое сопротивление снижающие добротность кварца Только конденсаторы ещё и имеют разное сопротивление в пределах ширины полосы пропускания фильтра . На частоте
4,433619-4377,7192856334 Ом на 3 Кгц выше 4,436619-4374,75911306575 Ом мелочь но есть

[Morroc]

yura860 писал(а):

А если ёмкости заменить на обычные 1206 резисторы, ведь в принципе конденсаторы это то же самое сопротивление снижающие добротность кварца Только конденсаторы ещё и имеют разное сопротивление в пределах ширины полосы пропускания фильтра . На частоте
4,433619-4377,7192856334 Ом на 3 Кгц выше 4,436619-4374,75911306575 Ом мелочь но есть

Симулятор говорит, что это дичь какая то

Попробуйте в rfsimm погонять, вот тут модели кварцев и фильтров, параметры сняты с реальных китайских кварцев в hc-49 (хотя насчет 9 МГц не уверен на 100%)

https://cloud.mail.ru/public/5ocs/ym3gkPiS9
https://cloud.mail.ru/public/jauS/2nY2apFaZ
https://cloud.mail.ru/public/3k5Y/5bKJ9Tb1C
https://cloud.mail.ru/public/Nc47/akUd8ZZEj

[InvisibleKid]

yura860 писал(а):

А если ёмкости заменить на обычные 1206 резисторы, ведь в принципе конденсаторы это то же самое сопротивление снижающие добротность кварца

По идее, конденсаторы не просто сопротивления а реактивные сопротивления, в которых не теряется (почти) мощность. Еще и частотозависимые, сомневаюсь что они там просто так стоят если можно было резисторами обойтись.

[yura860]

Да на резисторах это ерунда полная
И так, начитавшись про «Roofing-filter» современного трансивера и насмотревшись на его АЧХ собрал себе свой «Roofing-filter» из 5 кварцев на частоту 12 Мгц с полосой 3,27 Кгц ( на частоту на скринах просьба внимание не обращать, так видит мой спектроанализатор когда ему нехвотает динамического диапазона, но все паказатели ширины и дб верны ) Вот собственно что получилось

ну и ослобления фильтра по отношению к сигналу с генератора
сопротивление фильтра 440 Ом Вот собственно сам фильтр в железе
И как вывод я могу сказать что впринцепи сделать фильтр не так уж и тяжело Оба фильта настроил элементарным подбором и программ для расчёта не использовал

[InvisibleKid]

yura860, а можно ссылочку на проект анализатора из сишки? Или это что-то собственной разработки?

[yura860]

Это у меня осциллограф такой. Купил на али и очень кстати недорого. Очень много функций. Просто в поиске в веди usb осциллограф и выбирай. Плюс синтезатор на сишке. Крутишь энкодер синтезатора , осциллограф пишет показания, АЧХ обрисовывается.

https://ru.aliexpress.com/item/32352310 ... b201603_52

Уже как года три работает Мне очень нравится . Рекомендую. Хотя там и лучше модели есть

[InvisibleKid]

Продолжил сегодня эксперименты. Решил попробовать согласовать фильтр с 50 Ом генератором и нагрузкой через трансформаторы. Взял два кольца и намотал 15 витков с отводом от 5го, получился автотрансформатор 1 к 3 по напряжению или 1 к 9 по сопротивлению, т.е. 50 Ом "превращаются" в 450. Кольца из материала N30 epcos, из-за чего у меня есть большие сомнения на счет допустимости их применения на частоте 10 МГц.

АЧХ получилась по ровнее чем в прошлый раз:

(центр - 10 МГц, одна клетка - 1 кГц)
Хотя в тот раз у меня не было нормальных переменных резисторов (были только на большое значение), а реакция АЧХ на малые изменения сопротивления довольно существенная.

Несколько напрягло то, что напряжение на входе в фильтр довольно сильно зависит от частоты:

Серая горизонтальная линия сверху - это напряжение на выходе генератора при отключенном фильтре, серая кривая линия - это напряжение на зажимах генератора при подключенном через трансформатор фильтре, синяя - выход на 50 Ом резисторе.

Получается, согласование фильтра с предыдущей ступенью далеко не идеально в его полосе частот. Что еще хуже, оно еще более не идеально за её границами, а это может привести к отражению продуктов преобразования обратно в смеситель. Как решение видится использование буферного каскада между смесителем и подобным фильтром который не дал бы отраженному сигналу возвращаться обратно в смеситель. Любо нужно использовать смеситель, которому такие вещи не страшны (интересно, так ли это для NE602). Полагаю, следующим шагом будет подружить эту самую NE602 с фильтром.
Кстати, хватит ли 6 кГц для приема вещалок или для них нужно по шире полосу?

Вложения

Аннотация 2019-10-06 154152.jpg

(130.54 KiB) Скачиваний: 4459

DS1Z_QuickPrint6.png

(41.36 KiB) Скачиваний: 4349

DS1Z_QuickPrint8.png

(41.35 KiB) Скачиваний: 4367

[yura860]

А зачем к 50 Омам подгонять? Мне кажется что с сопротивлением фильтра немного перестарался. Сигнал с генератора проседает через чур, сколько дб затухание в полосе фильтра ? При настройке своих фильтров обратил внимание на то что некоторые группы конденсаторов на определённую полосу плохо влияют на вершину фильтра, АЧХ не выравнивалась никак , приходилось либо уменьшать , либо увеличивать ёмкость конденсаторов , искать компромисс . Мне кажется 5 Кгц маловато на вещалки, 8-9 хотя бы. Ёмкость уменьшить и сопротивление фильтра при этом тоже увеличиться .

[InvisibleKid]

К 50 потому что было интересно как оно будет работать в качестве "кирпичика" 50-омной схемотехники. Ну и за одно посмотреть как оно с трансформатороми будет себя вести и получится ли у меня сделать работающий трансформатор (вроде получилось). Не совсем понимаю как мне оценить "затухание в полосе фильтра" когда входное напряжение у фильтра меняется в рамках этой полосы из-за не постоянства сопротивления фильтра? Если взять самый худший вариант, на 500 Гц правее центра, то там получится входное напряжение было 2,6 В, выходное 1,4В, 20log(1,4/2,6) = -5,6 дБ "усиления" или 5,6 дБ затухания. Что бы понять что в этой точке происходит с мощностью (определить на сколько затухает не напряжение а передаваемая мощность) нужно как то посчитать сопротивление фильтра на этой частоте, что я пока затрудняюсь сделать. В то же время есть частоты где затухание около нулевое (9 999 кГц, например, это одна клетка влево от центра на последнем рисунке).

Если вы еще будете со своим фильтром экспериментировать хотелось бы посмотреть как у вашего зависит напряжение на входе от частоты при нагруженном выходе фильтра. Или это как раз синяя кривая Cur2 на вашем рисунке?