Pomiary rezonatorów i filtrów kwarcowych

[SQ4AVS]

Gapa jestem nie zauważyłem że załączony tłumik. Reszta uwag aktualna.

[SP2JQR]

Nieliniowy zakres napięć w.cz.dla filtrów kwarcowych jest różny.
W/g mojej oceny dla PP-9 i podobnych to około 1,5V pik, dla drabinek może być około 2,5V a dla monokrystalicznych jeszcze więcej - 3-4V pik.
Tak dużych napięć nie dostarcza żaden normalny mieszacz, policzcie sobie jaką musiałby mieć dynamikę. Przeliczcie sobie też ile to jest dBm. Jeśli to napięcie sięgnie tych wartości to prawie zawsze mamy już intermodulację w samym mieszaczu i musimy włączyć tłumik na we TRXa - po to jest.

Aby się osobiście przekonać jak ma dany konkretny egzemplarz filtru należy oglądać widmo na analizatorze widma po filtrze ( w przypadku braku analizatora można bez problemu odsłuchać harmoniczne na fabrycznym TRXie z dobrym S-metrem, czasem trzeba sporządzić dodatkowy filtr LC z diplexerem nastrojony na konkretną harmoniczną na we odbiornika jeśli RX nie wyrabia i sam wytwarza harmoniczne...).

Niestety dużym ograniczeniem jest samo źródło sygnału pomiarowego, które dostarcza harmonicznych. Układ pomiarowy w przypadku pomiaru dynamiki jednosygnałowej filtru należy uzupełnić o filtr harmonicznych zapewniający tłumienie harmonicznych do poziomu -90dB (użyty filtr musi mieć klasyczne cewki - nie na pierścieniach), tylko wówczas to co zobaczymy na analizatorze lub TRXie będzie coś warte. Żadne inne pomiary nie wykażą tak dokładnie początku przesterowania filtrów i nie mają moim zdaniem sensu.

Jeśli filtr ma być do Bartków, Antków, Traperów itp. jak również do czyszczenia p.cz. to pomiary dynamiki z założenia można sobie darować z wiadomych powodów i zająć się tylko pasmem i zboczami.
pzdr

[SP5AQT]

Witam
Czytając dyskusję na temat pomiarów filtrów kwarcowych i prośbę kolegów
o zamieszczenie wykresów poniżej 30dB załączam wyniki swoich pomiarów.
  out.pdf (Rozmiar: 19.52 KB / Pobrań: 1398)
  out1.pdf (Rozmiar: 19.43 KB / Pobrań: 1202)
  out2.pdf (Rozmiar: 19.69 KB / Pobrań: 1187) .
Co do poziomu sygnału ażeby uzyskać poprawne wykresy należy na filtr podawać max 100-125 mV tj. ~ -5do -7dBm.

[SQ4AVS]

Myślę że błąd leży gdzieś w metodyce pomiarów lub w parametrach dds-a, zamieszczony wcześniej filtr Mariana 14 kwarcowy, układ analizatora z poprawioną dynamiką. Mam nadzieje Marianie, że się nie pogniewasz za przypomnienie go. Drabinkę tak jak Henryk zauważył naprawdę trudno jest przesterować.

[SP4HKQ]

Panowie cały czas mówimy o amatorskich pomiarach, a więc i o amatorskich przyrządach pomiarowych. Przecież pomiary wykonujemy na stole, podłączając do filtrów kable sygnałowe takie jak posiadamy. To nie laboratorium z klatką do pomiarów. NWT do którego nic nie jest podłączone ma poziom min ok -80kilka dB, jak w gniazda włączymy kable pomiarowe poziom min podnosi się nawet do -70dB (zależy od ich długości i jakości). Jak wykonujący pomiary nie ma doświadczenia to właściwej charakterystyki filtru długo będzie szukał. Moje NWT9 ma na wyjściu max +10dBm. I od takiego poziomu zacząłem zabawę w strojenie drabinki (bo przecież dynamika pomiarowa będzie prawie 85dB). 4 równe kwarce i trymery ceramiczne o pojemności 80pF do gleby. Godziny kręcenia, a charakterystyka nawet w przybliżeniu niepodobna do książkowej. Każde zbliżenie ręki zmienia wykres. Przez przypadek pomiary rozpocząłem z włączonym tłumikiem 20 dB i w godzinę filtr był gotowy. Teraz nie patrzę na dynamikę, tylko jak wygląda wykres w paśmie przenoszenia i czy zbocza są strome. Wykres tłumienia poza pasmem przenoszenia i tak zależy od wielu czynników zewnętrznych, a wiec wynik jest obarczony błędem. Piękny wykres przenoszenia filtru wykonany przy -10 dBm, przestaje nim być jak zwiększymy sygnał. Na linii pasma przenoszenia pojawiają się garby, a zbocza przestają być strome. Wygląda jakby kwarce w filtrze zaczęły się wzbudzać. Taki stan, jak przypuszczam, spowodowany jest zawartością harmonicznych w sygnale generatora NWT.

[SQ4AVS]

Zdzisławie rozrysuj schemat dopasowania i filtru, może załączony tłumik poprawia Ci dopasowanie.

[SP2JQR]

Mam wrażenie, że przyczyną różnych charakterystyk pomiaru filtru w zależności od poziomu sygnału nie jest jego zbyt mała dynamika, tylko zmieniające się dopasowanie w zależności o ilości włączonych tłumików. Przy największym poziomie brak jest tłumików i dopasowanie jest najgorsze ( pomijam zbyt mały załączony na stałe tłumik). Ja walczyłem z tym długo.
Już o tym pisałem, sam nie pamiętam gdzie, ale należy sprawdzić i porównać oporność wyjściową źródła sygnału. Najprostsza jest metoda 6-decybelowa. Należy zapewnić wysokoomowy pomiar napięcia z analizatora - najlepiej oscyloskopem.
Jeśli generator ma rzeczywiście 50 omów to po podłączeniu obciążenia w schemacie zastępczym mamy SEM, oporność wewnętrzną 50 omów i obciążenie 50 omów połączone szeregowo. a więc spadek napięcia na rezystancji wewnętrznej jest równy spadkowi na obciążeniu. Zatem po zdjęciu obciążenia gdy wszystko jest prawidłowo dopasowane napięcie musi wzrosnąć dokładnie dwa razy czyli o 6dB - z tąd nazwa metody.
Sprawdźcie tą metodą swoje analizatory - jestem przekonany, że tu tkwi przyczyna błędów pomiarowych.
powodzenia

[SP4HKQ]

Rafał ja piszę jak szybko i bezboleśnie zestroić filtr, a nie ustawić duży sygnał i się męczyć tydzień albo i dłużej, Ja wiem że teoria mówi o dużych sygnałach jakie można doprowadzić do filtru, ale mam wątpliwość czy to na pewno sinus. Sam wykonałem już kilka filtrów i je przebadałem. Za każdym razem jest to samo, filtr traci charakterystykę jak się mu przykłada sygnał powyżej 0 dBm. Tak wykonując pomiary nie popełniam przecież błędu, a to co napisałem jest na podstawie własnego doświadczenia przy wykonywaniu amatorskich filtrów drabinkowych. Wykonaj filtr i go sprawdź przy -10dBm i przy +10dBm jeśli charakterystyki będę jednakowe to gratuluje, bo mi się nigdy nie udało. W NWT przed tłumikiem przełączanym mam tłumik stały ponieważ zmieniało mi się dopasowanie.

[SP2JQR]

Znalazłem to co napisałem w maju 2009r na innym forum:
Na początek jednak proponuję podstawowe testy sprawdzające sam analizator - jakikolwiek by nie był.
1. Obejrzenie sygnału wyjściowego na oscyloskopie. Niestety do tego testu jest potrzebny prawdziwy oscyloskop o paśmie przenoszenia co najmniej 10 a nawet 100MHz.
Generowany przenieg musi być czystą idealną sinusoidą i to już od najmniejszych częstotliwości. Zamiast oscyloskopem możemy się posłużyć TRXem fabrycznym i odsłuchać harmoniczne, poziom wejściowy powinien być ustawiony na S9 + 20dB. Jeśli druga i trzecia harmoniczna jest słyszana na <s7 to jest w miarę dobrze.

2. Pomiar oporności wyjściowej i wejściowej analizatora. Tu pytanie do forumowiczów - jak to zrobić, ciekaw jestem ile osób wie - oczekuję podania ciekawych linków lub podzielenia się wiedzą. Bez prawidłowej oporności nie nastroimy prawidłowo żadnych filtrów!!!

3. Test pasma przenoszenia analizatora samego na siebie - jaka jest nierównomierność pasma samego analizatora - test wychodzi prawidłowo tylko jeśli w całym paśmie jest generowany czysty sinus. Tylko wtedy poznamy całą prawdę o paśmie przenoszenia.

4. Sprawdzenie skali decybelowej - do tego pomiaru musimy dysponować dobrze wykalibrowanym tłumikiem o zakresie 1 - 90 dB regulowanym co 1dB. Jeśli takiego nie mamy to znowu kolejne zadanie dla forumowiczów - podzielenie się wiedzą jak go zrobić samemu, tu znów prośba o linki, bo internet obfituje w takie opisy. Nie wszystkie są wartre naśladowania, więc spróbujemy je wspólnie ocenić a potem wykonać najlepszy.

5. Test przesłuchu sygnału z wejścia do wyjścia - nie podłączamy nic i patrzymy na to co jest pokazywane na ekranie - dla NWT500 zwróćmy uwagę na częstotliwości w okolicacj 300MHz +/_50MHz.

Oczekuję podzielenia się uwagami z przeprowadzonych testów swoich analizatorów.

Bez posiadania wiedzy na temat wyników tych prób trudno cośkolwiek napisać o samych pomiarach, bo mogą być one obarczone nadspodziewanie dużym błędem.


Pozdrawiam
Henryk SP2JQR

[SQ4AVS]

Zdzisławie jak układ zestroiłeś w warunkach sztucznie poprawionego dopasowania (tłumiki) to nie masz z tego żadnego zysku bo jak wsadzisz do układu w którym jest źle dopasowany to się znowu się rozjedzie bo przecież nie wstawisz w torze odbiorczym tłumików po 30dB. Pamiętaj filtr musi być obciążony odpowiednimi wartościami i pojemności i rezystancji oraz muszą być uwzględnione pojemności montażowe, dlatego w przypadku układów amatorskich najlepiej go stroić w konkretnym układzie (moje zdanie, ciekawy jestem zdania innych Kolegów)