Filtr kwarcowy drabinkowy - segregacja kwarców

[SP4SKP]

W załączeniu skany artykułu z czasopisma niemieckiego Funkamateur w którym opisano symetryzację zboczy filtrów drabinkowych. Niestety język niemiecki jest dla mnie całkowicie obcy. Może znajdzie się ktoś kto będzie mógł się w tym "połapać".
Tadeusz

[SQ7GVU]

Witam

Nie mogę dodać plików RTF. Dlatego proszę skorzystać z linku:

https://drive.google.com/drive/folders/1...sp=sharing

Przekonwertowałem obrazki na pliki Wordpada RTF. Nazwy odpowiadają nazwom poszczególnych obrazków. Teraz każdy może skopiować interesujący go fragment do Google translate i przetłumaczyć sobie. Zaznaczam, że z reguły tłumaczenie na angielski jest lepsze niż na polski, jeśli ktoś angielski zna to polecam.

Kiedyś interesowałem się tematem i nie znałem nikogo, kto zna niemiecki. Nie mogłem odczytać tekstu z obrazów. Tym sposobem można ominąć ten problem.

Marcin

[SPO3O2OL]

(04-05-2017 11:13)SP2JQR napisał(a):  Czy ktoś z Was robił filtry kwarcowe z eliptyzacją?

Szukałem eliptyzacja w google i nie natrafiłem na połączenie z filtrami kwarcowymi.Czy to dotyczy symetryzacji filtra drabinowego o czym wspomniałeś w i innym temacie na forum?

[SP4SKP]

Ponieważ zdaję sobie sprawę z tego, że jakość wcześniej załączonych skanów w post:#21 była bardzo niska, poszperałem w internecie i załączam powtórnie artykuł z FA w pełnym pdf-ie.
Tadeusz
  Symetryczne filtry kwarcowe FA-2010-03.pdf (Rozmiar: 489.79 KB / Pobrań: 2133)

[SP6LUN]

Niesymetryczność charakterystyki drabinkowych filtrów kwarcowych wynika z pojemności pomiędzy końcówkami kwarcu.(Dokładniej pojemność pomiędzy okładkami kwarcu Cr oraz dwie pojemności okładki kwarcu - obudowa 1/2Co+1/2Co. Pojemność widziana pomiędzy elektrodami to Cr+1/4Co, pojemność pomiędzy zwartymi elektrodami a obudową to Co.)
Pojemność ta tworzy niepożądany w filtrze rezonans równoległy.
Dokładając równolegle do kwarcu indukcyjność powodujemy odsunięcie tego rezonansu. Im dokładniej skompensujemy reaktancję pojemnościową tym dalej odsunie się rezonans równoległy. Praktycznie, dobranie indukcyjności z dokładnością 10% powoduje 10-krotne zwiększenie odległości rezonansu równoległego.
Na rysunku przedstawiona jest impedancja kwarcu 10MHz (idealnego bez pojemności równoległej, rzeczywistego i skompensowanego w różnym stopniu)

Warto zauważyć, że przekompensowanie kwarcu (indukcyjność kompensująca mniejsza od optymalnej), powoduje pojawienie się rezonansu z drugiej strony.

Projekt skompensowanego filtru kwarcowego musiałby składać się z następujących kroków:
- pomiar częstotliwości rezonansu szeregowego, opcjonalnie dobroci i częstotliwości rezonansu równoległego oraz selekcja kwarców.
- pomiar lub obliczenie pozostałych parametrów kwarcu, przyjęcie średnich wartości do obliczeń.
- zaprojektowanie filtru przy założeniu zerowej pojemności równoległej.
- modyfikacja schematu, czyli kompensacja pojemności równoległych.
- sprawdzenie zmodyfikowanego schematu na symulatorze.

[SQ7GVU]

Witam Andrzeju,

Ładnie to wyjaśniłeś. Metoda jednak wydaje się pracochłonna, pewnie do opanowania, ale ja osobiście mam ostatnio mało czasu na eksperymenty.
Pytam z ciekawości, bo kiedyś interesowałem się tematem - czy można podejść do tego od praktycznej strony, tzn mając już przyzwoity filtr drabinkowy, którego parametry składowe (np kwarców) są nieznane, można byłoby podłączyć równolegle do zewnętrznych kwarców wariometr i tak ustalić indukcyjność aby uzyskać optymalne krzywe (stromość zboczy) filtrów a później zamienić je na stałe indukcyjności?
Moje pytanie zmierza do tego, jak krytyczne są wartości tych indukcyjności, żeby uzyskać optymalne rezultaty, czyli symetryczne zbocza w filtrze kwarcowym drabinkowym. Czy pojemności i indukcyjności montażowe wariometru w praktycznym filtrze mogą być na tyle istotne, że metoda nie zadziała?

Marcin

[SP6LUN]

Przyzwoity filtr raczej popsujemy kompensacją. Był on projektowany z uwzględnieniem pojemności równoległych kwarców.
Wartość indukcyjności do kompensacji pojemności równoległej kwarcu
Lr=Ls*Cs/Cr
Przykład dla kwarcu 10MHz (parametry domyślne z programu Filter Design)
Ls=20,054mH, Cs=0,01263pF, Cr+1/4Co=2,8pF
Co należałoby zmierzyć, przyjmijmy Co=2*1pF (wg katalogów od 2*0,5 do 2*2pF)
Cr=2,8pF-0,5pF=2,3pF
Ls=20,054mH*0,01263pF/2,3pF=110uH
Wybieramy dławiki smd 100uH.
Pytanie otwarte: Jak dobroć dołączonego dławika wpływa na filtr?

Poniżej porównanie filtrów (przybliżone):


Czy ktoś jest chętny na mały eksperyment na 4 kwarce i ma pomierzone parametry?

[SP2JQR]

W starszych radiach stosowano filtry półmostkowe z rezonatorem ceramicznym 465kHz.
Układ półmostkowy jest niczym innym tylko układem kompensującym pojemność rezonatora. Stosując trafo lub obwód rezonansowy odwracający fazę i kondensator o pojemności równej pojemności rezonatora uzyskujemy kompensację. W starych radiach tylko na jednym rezonatorze, czasem na dwóch całkiem nieźle to się spisywało jak na taką prościznę. Schematy starych odbiorników z pewnością znajdziecie w sieci.
Można spróbować coś podobnego zrobić na kwarcach. Wynalazek MCoya też przecież na tym bazuje, tyle, że trudno zdobywać kwarce o ściśle rozstawionych częstotliwościach.
Z półmostkową kompensacją warto jednak poeksperymentować.

Zasada kompensacji polega dokładnie na tym, że odwracamy przy pomocy dodatkowego trafa fazę prądu wejściowego i przez identyczną pojemność jak ma kwarc puszczamy prąd do wyjścia. Oba prądy na wyjściu sumują się w przeciwnej fazie - czyli odejmują. W ten sposób uzyskujemy kompensację. W celu uzyskania dużej dokładności znoszenia się prądów pojemnościowych warto zastosować w obwodzie kompensacji kondensaror i trymer dostrojczy.

Ten rodzaj kompensacji sprawdza się dobrze szczególnie w filtrach overtonowych na wysokich częstotliwościach gdzie pojemność kwarcu odgrywa bardzo istotną rolę. Trymerem możemy wtedy uzyskać prawie idealną kompensację.

W powyższym przykładzie na pierwszy rzut oka nie widać kompensacji, ale jest ona uzyskana poprzez odwrócenie kierunku nawinięcia obwodu rezonansowego. To były czasy kiedy rezonatory były na wagę złota, a obwody nawet najbardziej rozbudowane tanie jak barszcz.

A tu bardzo typowy, książkowy układ kompensacji rezonatora ceramicznego.

[SP6RLW]

Witam.
Postanowiłem podpiąć się pod temat.
Wykonałem filtr drabinkowy, charakterystyka wg załącznika .Kwarce o odstępach częstotliwości maksymalnie 40Hz. Filtr wykonany przy pomocy programu LCFD V-6.2.0.4d.
F1 =6551,481
F2 =6553367
C1 =22,6p
C2 =804p
C3 =350,9p
Cs =4,4p
Kondensatory do filtra dobierałem miernikiem RLC ELC131D. Kondensatory jakie wyszły wg programu to:
C1 i C9 =8,5p
C2 i C8 =49,5p
C3 i C7 =95,6p
C4 i C6 =34,3p
C5 =27,3p
Czy filtr ma prawidłową charakterystykę?
Czy znaczniki 1 i 2 mogą to być jako dolna i górna wstęga a 3 jako nośna?
Ewentualnie jak z charakterystyki dokonać odczytu dolnej i górnej wstęgi. Odległość pomiędzy znacznikami 1 i 2 to 3kHz. Proszę ewentualnie o uwagi.
Pozdrawiam Stanisław S.
  Filtr drabikowy.pdf (Rozmiar: 16.8 KB / Pobrań: 1014)

Tak bez dopasowania. Wg programu impedancja wynosi 977om, czyli wejcie i wyjście muszę podłączyć do NWT poprzez rezystory 977om (dobrać rezystancje szeregu 1k), czy tak?

[SP6LUN]

Jaka jest projektowana impedancja filtru?
Charakterystyka wygląda jakbyśmy filtr 500 omowy mierzyli
przy pomocy NWT (Z=50 omów) bez dopasowania