hamradioshop.ro
Articole > Echipamente si constructii radio Litere mici Litere medii Litere mari     Comentati acest articol    Tipariti
Pentru incepatori

Metoda de vizualizare a caracteristicilor filtrelor de cuart

Cezar Werner, YO3FHM si Gabriel Patulea, VA3FGR

Ideea de a pune pe hartie acest articol mi-a venit in momentul in care m-am apucat de constructia unui transceiver SSB cu 5 tuburi, dupa proiectul “Five by Twenty – A 5 tubes SSB QRP Transceiver for 20m Ham Band”, realizat initial de Giovanni, IW9ARO. Schema acestuia foloseste un filtru in scara, realizat din 4 cristale de 5.2MHz. Eu dispuneam de un filtru de 9MHz profesional, fabricat de compania BROMA din Suedia, in configuratie punte si compus din 6 cuarturi. Intrucat nu cunosteam nimic despre caracteristicile acestui filtru, am fost nevoit sa i le determin. De asemenea, dispun de un transceiver A412 dotat cu filtru SSB industrial pe 10.8 MHz (tot in punte). Am fost la fel de curios sa stiu ce caracteristici are si de aici, am ajuns la masurarea in regim de amator a filtrului XF9B, fabricat de compania KVG.

 

Periplul tehnic care a urmat m-a determinat sa ma gandesc la dificultatile pe care le pot intampina incepatorii atunci cand vor dori sa foloseasca un filtru SSB pe cuarturi, asadar urmarea fireasca a fost sa impartasesc experienta si catre acestia. Acest articol se adreseaza celor care nu prea si-au pus intrebari legate de modul in care filtrele de cuart pot fi corect folosite. Am vazut multe montaje publicate prin diverse medii, care nu tin cont in mod special de acest aspect, care este deosebit de important pentru obtinerea maximului de performante pentru care a fost proiectat.

 

Masuratorile si graficele pe care le veti intalni in acest articol, au fost realizate folosind un analizor miniVNA, obtinut cu titlu de imprumut de la Adrian, YO3HJV, caruia doresc sa-i multumesc pe aceasta cale pentru amabilitate. Totusi, doresc sa mentionez de la bun inceput ca forma actuala a informatiilor prezentate in acest articol, nu ar fi fost posibila fara directa indrumare a vechiului si bunului meu prieten, Gabriel Patulea – VA3FGR. Experienta sa in domeniu m-a ajutat foarte mult sa pot prezenta informatiile obtinute intr-o formula care sper sa fie cu adevarat utila incepatorilor sau tuturor celor care nu au avut pana acum un contact direct cu filtrele de cuart si modul lor de utilizare.

 

Filtrele de cuart  reprezinta filtre trece-banda (FTB) care ofera o largime de banda foarte mica, necesare diverselor tipuri de emisiune. In SSB, largimile uzuale de banda sunt cuprinse intre 2.1 si 2.7 KHz. Majoritatea filtrelor de cuart realizate la nivel industrial, destinate uzului in SSB, folosesc scheme simetrice in punte. Acestea prezinta impedante de intrare si de iesire simetrice. Daca intrarea si iesirea filtrului nu este adaptata cu impedanta etajelor care il ataca si care prelucreaza semnalul filtrat, se vor produce urmatoarele neajunsuri:

 

  • cresterea atenuarii de insertie a filtrului, care are drept consecinta directa scaderea sensibilitatii la receptie; la emisie, semnalul rezultat din filtru va fi prea slab si va necesita amplificari inutile.
  • cresterea riplului in banda de trecere, cu consecinte nefaste asupra spectrului audio rezultat, la final, atat pe receptie cat si pe emisie. Mai pe scurt, tonalitatea emisiunilor SSB receptionate, sau a celei emise folosind un filtru incorect adaptat, va fi vizibil diferita de cea “standard” pe care o cunoastem cu totii de la emisiunile statiilor industriale. La acest punct mai trebuie sa mentionam ca stabilirea eronata a frecventei oscilatorului de purtatoare (situatie des intalnita la radioamatorii incepatori), conduce tot la alterarea spectrului audio obtinut in final (timbru metalic, nazal, lipsit fie de frecvente joase, fie de inalte).

 

Ce reprezinta parametrii mentionati mai sus, veti putea vedea pe parcursul acestui articol. Ajunsi in acest punct, nu ma pot abtine sa mentionez ca exista surprize care pot confuziona, cum ar fi urmatoarea situatie pe care am intalnit-o pe E-bay, unde am gasit de vanzare un set de filtre XF9S, puse la vanzare de utilizatorul “dvardy” din Aseret, Israel. Iata ce scrie acesta la mentiuni :

 

“The filter is used, it was removed professionally from a pc board and tested with spectrum analyzer and tracking generator. The filter is functioning well as can be

seen on the waveshape picture.”

 

… si iata mai jos figura la care se refera :

 

 

Daca ne-am lua dupa ce scrie vanzatorul, filtrul ar trebui sa functioneze … “as well as can be seen in the waveshape picture” . Faptul ca in romaneste inseamna “la fel de bine ca in imaginea prezentata”, ar putea sa nu insemne nimic pentru un incepator sau pentru cineva neavizat, daca nu stie s-o interpreteze.  

Ei bine, ce se vede in imagine, reprezinta *exact* caracteristica unui filtru neadaptat, ceea ce demonstreaza ca posesorul acestuia fie nu s-a straduit sa-si caracterizeze corect marfa vanduta, fie n-a stiut cum sa o faca.

 

Obiectul prezentului articol este de a prezenta incepatorilor o metoda de vizualizare corecta a caracteristicilor unui filtru de cuart. Datorita faptului ca am folosit analizorul miniVNA, vor exista multi colegi care ar putea obiecta asupra pretului acestui dispozitiv (aprox. 280 EUR). Probabil ca vor spune “nu merita sa cheltuim atatia bani pentru a vedea caracteristica unui filtru de cuart”. Considerand strict enuntul acestei obiectii, le-as da perfecta dreptate. Si la fel de multa dreptate le-as da, prin prisma faptului ca am descoperit trei neajunsuri puternice ale acestui analizor:

 

  • informatia de faza este redata eronat;
  • analizorul nu este ecranat si din acest motiv, capteaza zgomot provenit din mediul inconjurator;
  • ofera dinamica scazuta (in cel mai bun caz 60dB), iar pragul de zgomot in conditiile masurarii transmisiei, se situeaza intre -40 dB si -50dB.

 

Nu voi insista mai mult pe disecarea neajunsurilor miniVNA-ului, pentru ca acesta este totusi un instrument foarte util pe masa radioamatorului. Subliniind doar ca pretul sau e prea mare pentru performantele oferite, doresc sa-i atentionez pe alti colegi sa se gandeasca bine inainte de a lua hotararea de a investi intr-un astfel de dispozitiv. Exista analizoare mai bune, cum ar fi cel proiectat de N2PK.  

 

De asemenea, in locul unui analizor, cu rezultate mai modeste, se poate folosi foarte bine si un vobuloscop, iar amatorul lipsit de posibilitati, poate recurge intr-un final si la ridicarea caracteristicii in puncte, dar asta este o metoda foarte laborioasa si care presupune sa lucrati cu un generator cu pas foarte mic (de tip PLL sau DDS).

 

Si acum, despre XF9B si vizualizarea corecta a caracteristicilor sale.

 

1. Filtrul conectat direct (* fara adaptare * )  la porturile miniVNA (mod TRANSMISIE).

 

Se pot observa valorile deosebit de mari ale atenuarii de insertie (>6dB) cat si ale riplului in banda de trecere (aprox. 14dB). Nu s-a trasat si curba fazei, intrucat in contextul dat, e irelevanta.

 

 

Caracteristica de aici e asemanatoare cu cea din figura gasita pe E-Bay, descrisa la inceputul articolului. Va puteti da seama ca semnalul care ar trece printr-un astfel de filtru, ar avea spectrul alterat la iesire. Caracteristica ideala spre care trebuie sa tinda un filtru trece-banda, este cea de maxim-plat, in care riplul din banda de trecere trebuie sa fie cat mai mic posibil.

 

Motivul dezadaptarii e dat de faptul ca porturile analizorului ofera o impedanta de 50 ohmi, pe cand  cele ale filtrului sunt definite pe o impedanta diferita.

 

In acest punct, ar fi util sa vedeti cum arata Return-Loss-ul filtrului conectat fara adaptare. Intre markerii M1 si M2 (care definesc banda de trecere), se poate observa ca RL variaza intre -2 si -6 dB. Acest lucru inseamna pierderi foarte mari prin reflexie, datorita dezadaptarii.

 

NOTA:  RL (Return-Loss sau Reflection Loss) este un parametru ce reprezinta pierderile de semnal prin reflexii, datorate dezadaptarii. La modul general, cu cat RL are valori mai mari, cu atat adaptarea e mai buna. Voi reveni cu un material despre RL intr-un articol viitor.

 

 

2. Filtrul conectat la miniVNA (mod “TRANSMISIE”) cu adaptari rezistive orientative.

Aceasta metoda e o etapa empirica intermediara, in vederea apropierii prin tatonare de impedantele de intrare/iesire a filtrului analizat. Am urmarit minimizarea riplului in banda de trecere, in asa fel incat curba rezultanta sa tinda cat mai mult spre forma de maxim-plat. Nu am luat in considerare atenuarea introdusa de rezistori, urmand ca aceasta sa fie ulterior eliminata prin proiectarea, executarea si montarea unor retele de adaptare constituite din elemente reactive (LC).

 

Ca metoda practica de lucru, am plecat de la specificatiile filtrelor KVG de tip XF9, in care se mentioneaza “termination 500 ohm // 30pF” (XF9B) sau 1200 ohm // 30pF (XF9E). Ca atare, am presupus arhitectura filtrului ca fiind simetrica si am inseriat pentru inceput cate un rezistor semireglabil de 1K, atat la intrare cat si la iesire. Ajustand succesiv semireglabilii respectivi, am constatat ca cel mai mic riplu in banda de trecere apare la valori simetrice de aprox. 350 ohmi si cand acesta are conectate in derivatie, atat pe intrare cat si pe iesire, cate un condensator de 33pF.

 

Graficul de mai jos arata caracteristica filtrului in aceasta etapa a analizei. Se poate vedea foarte clar ca riplul in banda de trecere a scazut foarte mult, apropiind caracteristica de idealul de maxim-plat.

 

 

In mare, se poate spune acum ca modulul impedantei porturilor de intrare/iesire ale filtrului, este in jur de 400 ohmi (350 ohmi stabiliti prin rezistorii semireglabili + 50 ohmi ai porturilor analizorului). Valoarea obtinuta este apropiata de specificatiile KVG (500 ohmi). Nu am luat in considerare reactanta condensatoarelor de 33pF, intrucat rolul acestora este de a construi, alaturi de rezistorul de 500 ohmi din specificatiile KVG, complex-conjugata impedantei prezentate de filtru, prin intermediul bobinelor din circuitele de intrare/iesire ale acestuia ( vedeti figura de mai jos – schema interna a filtrului XF9B):

 

 

Urmatoarea etapa consta in proiectarea unor circuite care sa adapteze impedanta prezentata de filtru la impedanta porturilor analizorului ( 50 ohmi).

 

3. Proiectarea retelelor de adaptare am facut-o cu ajutorul aplicatiei “SuperSmith”. Asa cum am mentionat si mai sus, am pornit de la stabilirea valorii de 400 ohmi pentru impedanta de intrare-iesire a filtrului (la cei 350 ohmi ptr. care am constatat cel mai mic riplu in cadrul benzii de trecere, am adaugat impedanta porturilor miniVNA-ului, respectiv 50 ohmi).

 

Reteaua de adaptare este un filtru gamma, cu bobina serie si condensator derivatie. Valorile rezultate pentru cele doua componente, sunt C = 149.8 pF si L = 2.34uH, pentru care impedanta porturilor filtrului va fi translatata spre 50 ohmi, adica impedanta porturilor miniVNA.  Acest lucru se poate urmari usor analizand diagrama Smith din imaginea urmatoare (normata pentru 50 ohmi):

 

 

Realizarea practica a bobinei am facut-o pe o carcasa de 6mm recuperata din calea comuna TV. Pentru realizarea inductantei de 2.34 uH, a fost nevoie sa bobinez aprox. 18 spire din sarma de CuEm 0.35mm si apoi sa reglez miezul aferent. Masurarea inductantei am facut-o cu ajutorul unui impedantmetru TESLA BM538, dar se poate folosi si un L-metru cu microcontroller. Oricum, valoarea finala a inductantei nu e critica, intrucat aceasta va trebui ajustata dupa montare, in vederea obtinerii celui mai bun compromis intre forma caracteristicii de transfer (cat mai apropiata de maxim-plat) si return-loss-ul in banda de trecere.

 

Mentionez ca in practica, am folosit in loc de condensator fix de 150pF, unul de 120pF conectat in paralel cu un trimer ceramic de 10/40 pF.

5. Vizualizarea caracteristicii de transfer a filtrului in conditii de adaptare am facut-o prin conectarea acestuia la miniVNA, prin intermediul a doua retele de adaptare identice, executate conform procedurilor descrise mai sus. Schema de conectare a fost urmatoarea:

In aceasta situatie, am obtinut urmatoarele grafice:

 

 

 

Markerii M1 si M2 au fost setati pe frecvente adiacente lui f0, in asa fel incat diferenta sa fie de -6dB pe fiecare flanc, folosind ca referinta punctul de pe caracteristica in care am masurat f0. Cum acolo, atenuarea de insertie este de 2.6dB, rezulta in realitate un offset de 2.6dB + 6dB = 8.6dB pentru stabilirea pozitiilor reale ale markerilor M1 si M2.

 

In aceasta situatie, am comparat specificatiile KVG cu rezultatele obtinute masurand cu miniVNA:

 

 

Largime de banda la 6dB

Atenuare de insertie

Riplu in banda de trecere

spec. KVG

+/-1.2 KHz  (2.4 KHz)

max. 3.5dB

max. 2dB

masurat cu miniVNA

2.536 KHz  (+/- 1.268 KHz)

max. 2.6 dB

max. 2dB

 

 

Mentionez ca stabilirea shape-factor-ului nu a fost posibila, datorita dinamicii reduse pe care o ofera analizorul miniVNA. In vederea stabilirii acestui parametru, standardele presupun masuratori la adancimi de -60dB si de -80dB, ceea ce nu e posibil cu miniVNA.

 

6. Pentru a evidentia mai bine diferenta dintre situatia in care filtrul a functionat adaptat si cea in care ar functiona fara adaptare, am comutat miniVNA-ul in modul “REFLEXIE” si am masurat return-loss-ul (RL). In primul grafic de mai jos se poate observa parametrul RL in conditia adaptarii, iar in urmatorul grafic, atunci cand filtrul era dezadaptat.

 

 

 

 

Se poate observa clar in al doilea grafic, ca cea mai buna medie atinge bara de -6dB, ceea ce reprezinta extrem de putin. RL devine acceptabil de la -10dB in sus, iar in primul grafic se poate vedea ca media depaseste -15dB.

 

7. Cateva cuvinte despre plasarea purtatorului

 

Deoarece spectrul audio folosit in comunicatiile cu banda laterala este cuprins intre 300Hz si 3KHz, in mod normal, frecventa purtatoarei trebuie plasata la 250-300 Hz distanta fata de frecventele corespunzatoare flancurilor la -6dB ale filtrului (in exteriorul benzii de trecere). Se asigura astfel trecerea intregului spectru dorit.

 

Discutand pe cazul concret al filtrului analizat aici, avem :

 

  • frecventa centrala f0 = 8.999835 MHz
  • frecventa flanc stang f1 = 8.998595 MHz (-6dB)
  • frecventa flanc drept f2 = 9.001131 MHz (-6dB)

 

In aceasta situatie, purtatoarele se pot regla la 8.998345 (USB) si 9.001381 (LSB) . Am considerat un offset de 250 Hz, pentru a castiga si zona in care flancul e prea abrupt si ar putea taia din spectrul audio.

 

CONCLUZII:  teoria se imbina armonios cu practica, daca aruncati in joc un pic de rabdare (necesara intelegerii unor procese prin studiu si experiment ). E adevarat ca pentru obtinerea acestor performante, este nevoie, uneori,  si de echipamente mai complexe decat cele obisnuite.

 

N.R. Acest articol a fost preluat din revista "Radiocomunicatii si radioamatorism" 1/2012, p. 18-22 cu acordul redactiei si al autorilor.

Cezar Werner, YO3FHM si Gabriel Patulea, VA3FGR 

Articol aparut la 28-8-2012

10601

Inapoi la inceputul articolului

Comentarii (20)  

  • Postat de Georgescu Viorel - YO2MHJ la 2012-08-28 21:28:52 (ora Romaniei)
  • Multumesc pentru articol,sincer pentru mine este extrem de educativ.73!

  • Postat de Ilie Matra - YO3BBW la 2012-08-28 21:47:23 (ora Romaniei)
  • Felicitari Cezar, bine documentat si frumos scris.

  • Postat de Cezar - YO3FHM la 2012-08-28 22:39:07 (ora Romaniei)
  • Multumesc pentru feedback, care il priveste cu siguranta si pe Gabi VA3FGR, a carui contributie a fost foarte importanta pentru forma actuala a materialului!
    Sper ca datele prezentate sa-i ajute pe cei aflati la inceput de drum in obtinerea unor modulatii cat mai placute.
    73 si un SSB superb tuturor,
    YO3FHM & VA3FGR

  • Postat de Dan - YO3GH (yo3gh) la 2012-08-30 19:37:34 (ora Romaniei)
  • Felicitari ptr amandoi . Salutari lui Gabi ;). 73! de yo3gh

  • Postat de Dan - YO3GGX la 2012-09-22 12:30:29 (ora Romaniei)
  • Excelent articolul.
    Foarte interesanta si neasteptata observatia ca in cazul unei adaptari corecte, atenuarea in banda de trecere este nu numai mult mai constanta, dar si semnificativ mai mica decat in cazul conectarii direct la 50ohmi.
    Ma gandesc acum in ce masura adaptoarele de intrare-iesire ar putea fi simulate in software, astfel incat sa se obtina caracteristica corecta fara a fi necesare componente externe.
    S-ar putea masura astfel filtre cu diverse impedante de intrare/iesire fara nici un fel de adaptare suplimentara.
    Sunt foarte interesat, in cazul in care acest lucru este posibil, sa implementez o asemenea functie in aplicatie miniVNA pentru Android pe care am dezvoltat-o.

    Poate cei mult mai cunoscatori in ale teoriei filtrelor pot da o mana de ajutor.

    Inca o data, felicitari autorilor pentru acest articol.

    Cu prietenie,
    Dan YO3GGX

  • Postat de Cezar - YO3FHM la 2012-09-26 11:47:20 (ora Romaniei)
  • Salut Dan! Multumim pentru comentariu! Articolul l-am scris mai mult pentru colegii care sunt tentati sa foloseasca un filtru "la inspiratie", fara sa tina cont de parametrii sai si ai etajelor intre care acesta se interpune. Foarte multe acuze asupra nuantei modulatiei si calitatii receptiei, pot proveni exact de aici si putini sunt cei care cunosc acest aspect. Voi discuta cu Gabi si ideea ta de simulare a retelelor de adaptare, intrucat in zona soft nu am prea multa experienta. Exista pentru Android o aplicatie numita Smith Chart Calculator, care permite proiectarea unor astfel de retele, cam cum face aplicatia SuperSmith ptr. Windows sau alte aplicatii asemanatoare. Eu o folosesc de multe ori in deplasari, ca sa nu mai car laptop-ul dupa mine. HI. Felicitari pentru aplicatia ta orientata spre miniVNA! Cezar

  • Postat de Gabi - YO3FGR la 2012-09-27 06:38:13 (ora Romaniei)
  • Salut Dan,

    Multumesc pentru comentarii. La randul meu, iti adresez felicitari pentru realizarea si mentinerea websdr-ului. Ocazional mai trag cu urechea pe-acolo.

    Ideea compensarii din software a "imperfectiunilor" lantului de RF se aplica deja de ceva vreme. Totusi, exista limite. Compensarea se face atunci cand raportul semnal zgomot (RSZ) este suficient de ridicat, cum ar fi de exemplu pe lantul de emisie. In aceste sens exista deja algoritmi de compensare a riplului in banda de trecere sau, ceva mai interesant, dar si mai complex, compensarea conversiei AM-AM si AM-PM din final prin predistorsionarea in banda de baza.

    La receptie lucrurile se schimba. Desi se poate aplica egalizarea la receptie, aceasta se face cand RSZ este deja suficient de mare. In general egalizarea compenseaza interferenta intersimbol (inchiderea pe orizontala a diagramei ochi), dar are limite in privinta imbunatatirii RSZ. Orice atenuare pe lantul de receptie, mai ales daca atenuarea apare in primele etaje, se adauga la factorul de zgomot total si implicit la reducerea sensibilitatii. Adaptarea corecta a filtrelor face parte din efortul de a stoarce tot ce este posibil de la hardware. Chiar daca faci compensare in SW, cand "amplifici" soft, amplifici simultan si semnalul si zgomotul. Nu mai vorbesc de aparitia liniilor spectrale discrete, care sunt foarte suparatoare si care se elimina prin dithering; dar asta este tot adaugare de zgomot. Mai mult, erorile de trunchiere din soft introduc si ele zgomot suplimentar. Utilizarea incompleta a domeniului ADC introduce zgomot. Si cum detectia este bazata pe RSZ, nu pe nivel, rezultatele nu se imbunatatesc.

    Prin urmare, cel putin din cate stiu eu, este preferabil sa aduci hardware-ul in niste limite rezonabile, iar compensarile soft sa se faca doar in anumite limite. SW nu poate sa creeze informatie, daca aceasta a fost deja ingropata in zgomot.

    Gabi

  • Postat de Dan - YO3GGX la 2012-09-28 10:27:52 (ora Romaniei)
  • Buna Gabi,

    Multumesc si eu pentru faptul ca WebSDR-ul inca mai este folosit...:-) eu personal il vizitez destul de rar din lipsa de timp. Sta acolo cuminte si functioneaza non-stop fara a avea nevoie de interventia mea.
    Daca vrei sa mai tragi cu urechea si in benzile de VHF/UHF atunci cand nu esti langa statie dar ai la indemana un dispozitiv de orice fel conectat la Internet, incearca si:
    http://live.yo3ggx.ro/pc.cgi( de pe pc) sau direct http://live.yo3ggx.ro de pe dispozitivele mobile (Android sau iOS).
    Legat de compensarea in software, cred ca nu am fost suficient de clar in ceea ce am vrut sa spun.
    Pe mine ma interesa nu sa compensez in software imperfectiunile hardware ci in mod concret sa pot folosi un analizor conceput a lucra pe sarcini de 50ohm si pentru masurarea in modul "transmission" a unor circuite a caror impedanta de intrare/iesire este diferita de 50ohm, fara a avea nevoie de circuite externe de adaptare. In aceste conditii raportul S/N nu mai intra in discutie, deoarece semnalul provine de la generatorul analizorului.
    Eu imi declin competenta teoretica (am cam uitat mare parte din teoria invatata in facultate) de a simula prin calcule matematice acele circuite de adaptoare. Daca cineva este capabil si doreste sa ajute, ma angajez sa implementez in aplicatia mea acea functionalitate.

    Toate cele bune,
    Dan YO3GGX

  • Postat de Gabi - YO3FGR la 2012-09-30 08:30:13 (ora Romaniei)
  • Salut Dan. Multumesc pentru precizari. Cred ca acum inteleg ce doresti si este foarte posibil. De fapt analizoarele profesionale fac deja aceasta transformare virtuala. O sa incerc sa deduc formulele si sa iti ofer si niste exemple pe care sa le poti implementa pe Android. O sa dureze un pic, ptr ca sunt ocupat in perioada asta, dar intentia e sa contribui. Am toata admiratia pentru ceea ce faci. Gabi

  • Postat de Gabi - YO3FGR la 2012-09-30 08:30:39 (ora Romaniei)
  • Salut Dan. Multumesc pentru precizari. Cred ca acum inteleg ce doresti si este foarte posibil. De fapt analizoarele profesionale fac deja aceasta transformare virtuala. O sa incerc sa deduc formulele si sa iti ofer si niste exemple pe care sa le poti implementa pe Android. O sa dureze un pic, ptr ca sunt ocupat in perioada asta, dar intentia e sa contribui. Am toata admiratia pentru ceea ce faci. Gabi

  • Postat de Gabi - YO3FGR la 2012-09-30 08:32:50 (ora Romaniei)
  • Am postat dublu din greseala. Rog moderatorul sa stearga unul dintre posturile dublate si postul acesta.

  • Postat de Gabi - YO3FGR la 2012-09-30 19:46:11 (ora Romaniei)
  • Dan, o intrebare. Sub ce forma extragi datele din VNA? Matricea parametrilor S? Ca sa stiu de la ce date plec. Mersi, Gabi

  • Postat de Dan - YO3GGX la 2012-10-01 11:29:06 (ora Romaniei)
  • Buna Gabi,

    Analizorul ofera la iesire valuarea fazei si a return_loss pentru gama de frecvente setata. Toate celelalte valori se obtin din calcule in aplicatie.
    In varianta curenta se iau 1000 de esantioane pentru intervalul dat.

    Multumesc anticipat pentru ajutor.
    Toate cele bune,
    Dan YO3GGX

  • Postat de Gabi - YO3FGR la 2012-10-03 07:04:28 (ora Romaniei)
  • Salut Dan. Uite cateva idei cu care sa incepi. Consideram ca se masoara impedanta unei grupari RC serie cu R=100 Ohmi si C=100pF la frecventa de 15.9MHz. Impedanta de referinta este Z0=50 Ohmi. Presupun ca return loss (RL) se citeste ca raport, nu in dB, iar faza in grade. Daca RL e in dB va trebui convertit in raport, iar daca faza e in radiani, se converteste in grade sau ce cere biblioteca androidului. In urma masuratorii ar trebui sa obtii RL=0.6205, iar faza= -29.7414 grade. Deci astea sunt datele de intrare. Etapa 1: Convertesti RL si faza intr-un nr complex cu formula calc_S11=RL*(cos(angS11)+i*sin(angS11)), unde RL este amplitudinea citita a RL, iar angS11 este unghiul citit. Am obtinut valoarea complexa a lui S11. Din acest moment toate operatiile se fac numai in complex. Etapa 2: convertim S11 in impedanta: calc_Zin=Z0*(1+calc_S11)/(1-calc_S11). In urma acestui calcul trebuie sa obtii calc_Zin=100-j*100, adica exact impedanta rezistentei si condensatorului in serie la 15.9MHz. Etapa 3: Se calculeaza rezultatul transformarii de impedanta produse de un condensator derivatie, Cmatch, urmat de o bobina in serie, Lmatch. Formula este: tran_Z=i*2*pi*f*Lmatch+1/(1/calc_Zin+i*2*pi*f*Cmatch), unde tran_Z este impedanta transformata. Daca Cmatch=36pF si Lmatch=875nH ar trebui sa obtii tran_Z=50+j0. Mici abateri de la valoarile astea se pot neglija. Inca o data, toate calculele se fac in complex.

    Vor fi in total 4 formule pentru etapa 3 si astea vor depinde de configuratia de adaptare aleasa de operator. In SW trebuie sa existe posibilitatea de modificare a valorilor virtuale Cmatch si Lmatch si afisarea impedantei rezultate pe o diagrama Smith desenata pe ecran. Scopul ajustarilor Lmatch si Cmatch este acela de a aduce impedanta transformata in centrul diagramei Smith. Deocamdata atat. Daca doresti, putem continua conversatia pe personal, ca sa nu poluam forumul cu atata formularaie. Salutari si numai bine. Gabi

  • Postat de Dan - YO3GGX la 2012-10-03 16:33:53 (ora Romaniei)
  • Buna Gabi.
    Da, cel mai bine continuam personal pentru ca au trecut foaaaaaarte multi ani de cand am trecut prin matematici complexe si imi dau seama ca am mult de recuperat..:-)
    Multumesc pentru ajutor si toate cele bune.
    Dan YO3GGX

  • Postat de Ioan Mircea Radutiu - YO3AOE la 2014-04-10 20:42:44 (ora Romaniei)
  • Toate bune si frumoase,avem descrisa cu acuratete metoda de adaptare a filtrului la bornele analizorului Mini-V.N.A.,dar ne-ar interesa mai mult o metoda generala de adaptare a filtrelor la circuitele unde vor fi folosite,in sensul unor circuite variabile-semi-reglabile care sa ofere o oarecare marja-plaja de valori,fiindca oricit ar fi calculul de precis,piesele reale au niste tolerante care pot deforma rezultatul.

  • Postat de Cezar - YO3FHM la 2014-09-30 22:57:16 (ora Romaniei)
  • ptr.YO3AOE>

    Articolul de fata trateaza in particular metoda de adaptare la impedantele porturilor unui analizor in sistem de 50 ohmi. Adaptarea filtrului intre etajele in care se va intercala depinde de arhitectura acestora si trebuie analizata si realizata pentru fiecare in parte.
    Se incepe, bineinteles, cu ce se cunoste: Zin/Zout ale filtrului. Apoi se construiesc retelele de adaptare necesare.
    Metoda "standard" de plasare a unui rezistor serie pe intrare si a unuia derivatie pe iesire, duce la atenuari inutile, dar in cazul celor care nu au acces la instrumentele necesare, reprezinta (din pacate) singura solutie de utilizare in conditii relativ corecte a unui filtru cunoscut.

    De aceea nu se poate elabora un algoritm generic...

  • Postat de dan - YO8RRT la 2015-01-12 18:02:40 (ora Romaniei)
  • Daca nu ai vna si ai numai smetru analogic si marker incorporate in tcvr cum masori filtrul intern? Tnx!

  • Postat de Cezar - YO3FHM la 2016-07-25 09:57:47 (ora Romaniei)
  • Intrebarea dvs. nu se leaga de contextul articolului, intrucat aici am discutat de filtre care sunt deja in afara transceiverului. Totusi, un posibil raspuns la intrebarea dvs. poate fi bazat pe folosirea unui generator audio cu care sa explorati practic gabaritul filtrului (prin "vobulare" manuala, hi!) in limitele specificatiilor sau macar in zona larg cunoscuta (300-3000 Hz). Totusi, un frecventmetru (calibrat) v-ar ajuta mult in vederea plasarii corecta a semnalelor purtatoare, altfel masuratorile care vor decurge vor returna rezultate eronate.

    In cazul in care nu aveti un osciloscop cu care sa vizualizati semnalul SSB rezultant (si pe baza caruia sa stabiliti daca ati plasat corect semnalele purtatoare si apoi sa trageti concluzii asupra caracteristicii filtrului.

    Atentie, daca filtrul nu este corect adaptat in cadrul montajului in care este utilizat, rezultatele obtinute nu vor reflecta performantele reale ale filtrului! Asadar, acum cred ca intelegeti motivul pentru care am scris acest articol.

    Succes si 73!

    Cezar (YO3FHM)
      Comentariu modificat de admin.

  • Postat de Cezar - YO3FHM la 2016-07-25 10:06:06 (ora Romaniei)
  • Scuze, in comentariul de mai sus am vrut sa scriu:

    [In cazul in care nu aveti un osciloscop cu care sa vizualizati semnalul SSB rezultant (si pe baza caruia sa stabiliti daca ati plasat corect semnalele purtatoare si apoi sa trageti concluzii asupra caracteristicii filtrului], puteti incerca sa folositi o sonda RF cu dioda de detectie, cu ajutorul careia sa ridicati raspunsul in puncte. Metoda e veche si practica, dar nu va oferi acuratetea data de un vobuloscop sau de un VNA. Si atentie, cu vobuloscopul (sau analizor de spectru + tracking generator) veti putea explora doar caracteristica de transfer a filtrului (S21) dar nu veti obtine informatia de faza, deoarece acesta lucreaza in domeniul scalar. Cu un aparat vectorial (VNA)puteti caracteriza complet un filtru, avand la dispozitie in acest fel si alte informatii foarte utile legate de impedanta complexa a acestuia (|Z|, Rs, Xs, Return Loss si de aici, VSWR, etc.).

    73! de Cezar
      Comentariu modificat de admin.

    Scrieti un mic comentariu la acest articol!  

    Opinia dumneavoastra va aparea dupa postare sub articolul "Metoda de vizualizare a caracteristicilor filtrelor de cuart"
    Comentariul trebuie sa se refere la continutul articolului. Mesajele anonime, cele scrise sub falsa identitate, precum si cele care contin (fara a se limita la) atac la persoana, injurii, jigniri, expresii obscene vor fi sterse iar dupa caz se va ridica dreptul de a posta comentarii.
    Comentariu *
     
    Trebuie sa va autentificati pentru a putea adauga un comentariu.


    Opiniile exprimate în articole pe acest site aparţin autorilor şi nu reflectă neapărat punctul de vedere al redacţiei.

    Copyright © Radioamator.ro. Toate drepturile rezervate. All rights reserved
    Articole | Concursuri | Mica Publicitate | Forum YO | Pagini YO | Call Book | Diverse | Despre Radioamator.ro | Contact