Filtru optimizat pentru AD9851

Circuite electronice, echipamente home made, aparatura de masura si control, scheme...
Avatar utilizator
yo3fhm
Mesaje: 550
Membru din: Mie Ian 19, 2011 7:36 pm
Contact:

Filtru optimizat pentru AD9851

Mesajde yo3fhm » Joi Dec 01, 2016 8:29 am

YO9IRF scrie:Filtrul original onboard e copiat din datasheet-ul lui AD9851 dar arata tragic la simulare, atat pe sarcina de 200ohm (cum e incarcat pe modul, fara altceva la iesire) cat si pe 50ohm.
Salut Razvan!
Am vazut postarea ta din topicul cu AD9850 si avand in vedere subiectul, m-am gandit sa deschid un topic separat, referitor la filtrul trece-jos destinat iesirii lui AD9851.

Confirm ceea ce ai observat! Din pacate, caracteristica de transfer a FTJ-ului publicat in datasheet-ul lui AD9851, e complet in sfecla. Nu o postez aici, pentru ca ar fi redundant; ai facut-o tu deja in topicul anterior. Eu m-am gandit ca ar fi util sa reproiectez filtrul, ceea ce am si facut, in doua variante, optimizate prin ADS: pentru terminatii cu 200 ohmi si pentru terminatii cu 50 ohmi.

Iata FTJ-ul pentru 200 ohmi.
Mentionez ca la proiectare, pentru bobine, am luat in considerare un Q mediu de 50, usor de obtinut cu miezuri Amidon (in general, pe miezurile lor din material 61 sau 43, am obtinut Q-uri intre 90 si 120).
In poza de mai jos, se vede schema filtrului si 2 markeri pusi la 1MHz si la 30MHz, care arata atenuarea de insertie la cele doua frecvente. Graficul efectiv este in poza care urmeaza dupa asta :)
Imagine

In poza de mai jos se pot vedea graficele caracteristicii de transfer (S21), return-loss-ul (S11) si partea reala a impedantei de intrare a filtrului (Re(Zin)).
Dupa cum observi, S21 e "baț" pana pe la 70MHz, unde incepe sa taie filtrul.
Tinand cont de experienta mea anterioara cu FTJ-ul ptr AD9850 (pe care l-am reproiectat, de asemenea, pentru a obtine performante mai bune fata de cel instalat pe chinezaria de 9USD), sunt sigur ca va fi suficient sa poti masura corect inductanta obtinuta pe torurile folosite, pentru a te asigura ca FTJ-ul va functiona corect.
Imagine

Mai jos, adaug un grafic marit in zona frecventei de taiere a FTJ-ului:
Imagine

VARIANTA pe 50 ohmi

Schema corespunzatoare terminatiilor pe 50 ohmi, optimizata de asemenea, o postez aici:
Imagine

... iar in poza de mai jos, ai graficele transmisiei, reflexiei si partii reale a impedantei de intrare:
Imagine

Sper ca il vei reface si ca vei obtine performantele estimate.
As fi interesat sa am un feedback de la tine, mai ales in comparatie cu ceea ce ai reusit deja sa masori .

73!
73! si toate cele bune,
Cezar Vener - YO3FHM

YO9IRF
Mesaje: 328
Membru din: Sâm Iul 21, 2012 4:43 pm
Contact:

Re: Filtru optimizat pentru AD9851

Mesajde YO9IRF » Joi Dec 01, 2016 8:50 pm

Salut Cezar,

multumesc, probabil ca ai ajutat pe multi cu postarea asta. Am proiectat si eu ceva rapid in Elsie dar nu l-am construit inca, al tau are caracteristici mai bune (imi place riplul mic si panta abrupta, obtinute cu valori oarecum standard) asa ca il fur fara rusine :).

Un comentariu insa, filtrul va vedea semnale semnificative pana sus in frecventa (ai vazut si tu cate spurii sunt), asa ca alegerea materialelor magnetice pentru bobine e importanta daca urmarim "puritate spectrala" (asa cum era titlul celuilalt topic). Eu as propune realizarea in aer a bobinelor, asa avem si un Q mai bun si eliminam grija torurilor - valorile inductantelor sunt suficient de mici incat sa nu aiba dimensiune fizica mare si nici nu sunt deosebit de critice.

Poate merita sa mentionam si ca e nevoie de un amplificator dupa acest filtru, iesirea AD9850/1 ofera cam 1Vpp/50ohm, total insuficient pentru a ataca un mixer cu diode. MAR-6, ERA-2, MSA-0686, BGA616, sunt o multime de amplificatoare monolitice cu impedantele de intrare si iesire adaptate la 50ohm care corespund cerintelor.

Revin dupa ce construiesc si probez practic.

Seara buna,
Razvan.

Avatar utilizator
YO9CHO
Mesaje: 936
Membru din: Sâm Iun 19, 2010 11:44 am
Contact:

Re: Filtru optimizat pentru AD9851

Mesajde YO9CHO » Vin Dec 02, 2016 12:03 am

Daca va poate ajuta , iata si parametrii S21 S11 si S22 (intrare/iesire)- am adaugat si fisierul .s2p format Touchstone pe care il puteti citi.Atentie Span a fost de la 10KHz la 400MHz cu pas de 100KHz in 4001 puncte de simulare
schema filtru.JPG
schema filtru.JPG (78.67 KiB) Vizualizat de 5663 ori
:
Fişiere ataşate
S11S22.JPG
S11S22.JPG (32.9 KiB) Vizualizat de 5654 ori
S11S22S21.JPG
S11S22S21.JPG (53.85 KiB) Vizualizat de 5654 ori
Ultima oară modificat Vin Dec 02, 2016 12:46 am de către YO9CHO, modificat de 2 ori în total.

Avatar utilizator
YO9CHO
Mesaje: 936
Membru din: Sâm Iun 19, 2010 11:44 am
Contact:

Re: Filtru optimizat pentru AD9851

Mesajde YO9CHO » Vin Dec 02, 2016 12:35 am

Din pacate...extensia Touchstone .s2p nu este permisa... Mai sa fie! nici extensia .txt nu e permisa...
Cine are nevoie de fisier il pot trimite pe e-mail...73!

Avatar utilizator
yo3fhm
Mesaje: 550
Membru din: Mie Ian 19, 2011 7:36 pm
Contact:

Re: Filtru optimizat pentru AD9851

Mesajde yo3fhm » Vin Dec 02, 2016 12:52 am

YO9IRF scrie:Eu as propune realizarea in aer a bobinelor, asa avem si un Q mai bun si eliminam grija torurilor - valorile inductantelor sunt suficient de mici incat sa nu aiba dimensiune fizica mare si nici nu sunt deosebit de critice.
Salut Razvan,
Nu am masurat pana acum Q-ul unor bobine in aer cu inductanta atat de mica, asadar m-ai facut curios si am pornit batranul impedantmetru Tesla BM538. Am recuperat 2 bobine folosite intr-un FTJ anterior si le-am supus la cazne. Am folosit o montura compusa din mufa SMA tata + adaptor SMA-BNC tata, avand o capacitate proprie de 5pF, intreg ansamblul aratand cam asa:

Imagine

Pentru masurarea Q-ului, am adus mai intai fiecare bobina la rezonanta cu un condensator ceramic de 22pF (vizibil in poza de mai sus); apoi am masurat frecventele la 3dB fata de f0 si am aplicat formula consacrata in tabelul Excel de mai jos. Cand am masurat frecventa de rezonanta proprie a bobinelor, am avut grija sa nu uit condensatorul cuplat. Rezultatele masuratorilor le poti vedea in tabelul urmator:

Imagine

La realizarea acelorasi inductante pe toruri, am avut Q-uri intre 90 si 120, deci nu cu mult diferite. Nu am masurat bobinele pe VNA, intrucat impedanta porturilor le incarca prea mult, in timp ce "tesloiul" are o sonda speciala, cu impedanta ridicata (~ 100 Kohmi). Probabil ca cea mai mare parte din capacitatea parazita rezultata, se datoreaza monturii de masura.

Spor la treaba si toate cele bune!
73! si toate cele bune,
Cezar Vener - YO3FHM

Avatar utilizator
yo3fhm
Mesaje: 550
Membru din: Mie Ian 19, 2011 7:36 pm
Contact:

Re: Filtru optimizat pentru AD9851

Mesajde yo3fhm » Vin Dec 02, 2016 1:05 am

YO9CHO scrie:Din pacate...extensia Touchstone .s2p nu este permisa... Mai sa fie! nici extensia .txt nu e permisa...Cine are nevoie de fisier il pot trimite pe e-mail...73!
Salut Florentin,
Poate daca le compresai in RAR, ai fi reusit - nu stiu, e de testat.
E interesant ca in timp ce ADS suporta nativ lucrul cu fisiere Touchstone, exista si in LTSpice posibilitatea de importa aceste fisiere, printr-o aplicatie de conversie (merge si ptr mai multe porturi, si cu 3, si cu 4). Din pacate, LTSpice nu dispune de optimizer-ul ADS-ului, dar cel putin suporta Monte-Carlo.

Multumim pentru intentie!
Toate cele bune - Cezar.
73! si toate cele bune,
Cezar Vener - YO3FHM

Avatar utilizator
YO9CHO
Mesaje: 936
Membru din: Sâm Iun 19, 2010 11:44 am
Contact:

Re: Filtru optimizat pentru AD9851

Mesajde YO9CHO » Vin Dec 02, 2016 1:15 am

Se pot importa si in RFSim99 daca ai.Din pacate numai in 501 puncte max. Iti trimit prin e-mail fisierul in caz ca ai timp sa te uiti la el.
Gata e la tine.
73!

YO9IRF
Mesaje: 328
Membru din: Sâm Iul 21, 2012 4:43 pm
Contact:

Re: Filtru optimizat pentru AD9851

Mesajde YO9IRF » Vin Dec 02, 2016 1:57 am

Cezar, pentru Q maxim diametrul bobinei trebuie sa fie aproximativ egal cu lungimea, diferenta e semnificativa. Chiar si asa, valoarea calculata e anormal de mica in opinia mea.

Probabil ca nu influenteaza mult, dar si condensatoarele au Q iar ala mic de 22pF nu pare de rasa nobila :).

Referitor la Q inductoarelor in aer, un document util:

http://techdoc.kvindesland.no/radio/yms ... 253848.pdf

Seara buna,
Razvan.

Avatar utilizator
yo3fhm
Mesaje: 550
Membru din: Mie Ian 19, 2011 7:36 pm
Contact:

Re: Filtru optimizat pentru AD9851

Mesajde yo3fhm » Vin Dec 02, 2016 8:39 am

YO9CHO scrie:Se pot importa si in RFSim99 daca ai. Iti trimit prin e-mail fisierul in caz ca ai timp sa te uiti la el.
Salut Florentin,
Este si RFSim99, dar nu sunt obisnuit cu el, am preferat LTSpice si mai apoi, ADS.
Una peste alta, am extras si eu (cu VNA-ul) parametrii S ai filtrului real si i-am depozitat in folderul aferent, ptr referinte ulterioare - dar nu am ras decat o diagonala ca sa vad daca fisierele par OK (am facut 2 variante, cu modul si faza, respectiv Rs si Xs). Fac asta pentru fiecare filtru finalizat, dar rareori ma mai agat de fisierele extrase. Cel mai des, le-am reutilizat la compensarea transformatoarelor balun/unun, unde ADS rulz, asta e...
Voi pastra fisierul tau si la un moment dat, o sa compar setul respectiv cu ce am obtinut eu, pentru exercitiu.

Cu multumiri,
Cezar
73! si toate cele bune,
Cezar Vener - YO3FHM

Avatar utilizator
yo3fhm
Mesaje: 550
Membru din: Mie Ian 19, 2011 7:36 pm
Contact:

Re: Filtru optimizat pentru AD9851

Mesajde yo3fhm » Vin Dec 02, 2016 9:49 am

Salut Razvan!
YO9IRF scrie:Cezar, pentru Q maxim diametrul bobinei trebuie sa fie aproximativ egal cu lungimea, diferenta e semnificativa. [...]dar si condensatoarele au Q [...]

Pai, intentia conteaza, nu? Sau, ca sa te citez:
YO9IRF scrie:multumesc, probabil ca ai ajutat pe multi cu postarea asta!
:P
Referitor la rest...
YO9IRF scrie:iar ala mic de 22pF nu pare de rasa nobila :) [...]Chiar si asa, valoarea calculata e anormal de mica in opinia mea.

OK, nu te pot contrazice deocamdata. Poate ca n-o avea sange albastru aschia aia de caramida, dar nici n-am avut rabdarea de a cauta specuri pentru ea. Un exemplu de ceramic SMD am luat de aici, are grafice cu Q si cu formule.
http://www.atceramics.com/documents/notes/esrlosses_appnote.pdf
Din tabelul pus pe coloana stanga din pag.3, rezulta ca pentru modelul 180R220, la 1MHz, ESR-ul e de 152 miliohmi. Stiind ca din ESR putem calcula Q prin formula Q=Xc/ESR, iar Xc=1/ωC, rezulta Q = 7.234e3/152e-3 = 47592 .
Daca te uiti atat in tabelele celor de la atceramics.com cat si in cele de la Kemet (PDF aici, ultima pagina, primul tabel din dreapta sus), vezi ca au oferit date despre Q doar ptr frecvente de peste 100MHz, dar graficul poate fi interpretat - ptr ca ofera o perspectiva aproximativa si spre frecvente joase. Tandi pe mandi, se cam brodesc intre ele si cu "artimetica" de mai sus. Poate gresesc, sunt cam chior de somn dupa o agapa si daca m-am repezit, trage si tu semnalul de alarma :lol:

Tinand cont de cele de mai sus, sa zicem ca maroniul meu cu terminale e facut din cacao diluata si ca ar avea un Q de 10 ori mai prost, adica de 5000@1MHz. Eu n-am avut nervi sa fac de-embedding pentru a scoate din ecuatie capacitatea parazita a monturii... Daca vrei, poti incerca tu sa faci farmacia asta, hi hi ... Stiu ca ai rabdare, ar fi interesant cat ti-ar rezulta tie Q-ul unei bobine fabricate in aceleasi conditii cu cele precizate de mine in tabelul anterior postat (ah, am uitat, lungimea = 12mm ptr prima bobina).
Apropo, cum ai masura tu Q-ul unei astfel de bobine?

Si pana la urma, care-i scopul final? Insertia filtrului e aia care-ai vazut-o scoasa pe analizor, adica 0.2-0.4dB. Rezultatele practice se pupa cu simularile, in conditiile in care am estimat un Q=50 pentru bobine, nici macar de 100.
So, care-i buba?

Regards,
Cezar
73! si toate cele bune,
Cezar Vener - YO3FHM


Înapoi la “Constructii electronice”

Cine este conectat

Utilizatori care navighează pe acest forum: Niciun utilizator înregistrat și 11 vizitatori