UR5FFR

Радиолюбительские конструкции и программы
It is currently 13 Aug 2022, 11:28

All times are UTC + 2 hours [ DST ]




Post new topic Reply to topic  [ 2 posts ] 
Author Message
 Post subject: ФНЧ
PostPosted: 27 Jun 2022, 23:24 
Offline
Site Admin

Joined: 21 Apr 2012, 22:00
Posts: 1810
Location: Odessa
Позывной: UR5FFR
Казалось бы что можно придумать нового в проектировании ФНЧ? Берем RFSimm и считаем чебышева нужного порядка.
Вот например для частоты среза 10МГц по уровню 3дб получаем такой фильтр

Attachment:
lpf_chebyshev_10mhz.png
lpf_chebyshev_10mhz.png [ 43.15 KiB | Viewed 415 times ]


На частоте третьей гармоники 40ка метрового диапазона 21МГц подавление 42дб. Return loss в полосе пропускания вроде как и нормальный, но -16.6дб - это КСВ 1.34. Упс. Конечно это не такие прям страшные потери - всего 2% по мощности. Но зачем нам их терять если можно не терять?

Attachment:
lpf_ur5ffr_minswr_medium_10mhz.png
lpf_ur5ffr_minswr_medium_10mhz.png [ 50.92 KiB | Viewed 415 times ]


Этот фильтр так же имеет частоту среза 10МГц. Идеально плоскую АЧХ в полосе пропускания (нет колебаний свойственных Чебышеву) и меньший КСВ 1.06. При этом подавление на частоте 21МГц ухудшилось всего на 2дб до 40дб.

Такой фильтр был реализован практически на кольцах T68-2 и промерян. На частоте 21МГц подавление оказалось даже несколько лучше чем расчетное и составило 43дб.

Attachment:
LPF 7MHz min swr.jpg
LPF 7MHz min swr.jpg [ 150.41 KiB | Viewed 405 times ]


Фильтр нагружен на эквивалент нагрузки 50ом, входной импеданс и ксв измерен с помощью векторного анализатора. На графиках синий - R, зеленый - X, красный - КСВ. Результаты полностью соответствуют расчетным

Attachment:
LPF 7MHz min swr Z.jpg
LPF 7MHz min swr Z.jpg [ 107.71 KiB | Viewed 405 times ]


Для настоящих пуристов можно еще больше уменьшить КСВ в полосе пропускания. При этом подавление на частоте 21МГц снизится до 36дб. Это все еще на 3дб лучше чем у аналогичного фильтра с характеристикой Баттерворта.

Attachment:
lpf_ur5ffr_minswr_ultra_10mhz.png
lpf_ur5ffr_minswr_ultra_10mhz.png [ 48.01 KiB | Viewed 415 times ]


Таким образом варьируя коэффициенты фильтра можно получить лучший КСВ в полосе пропускания ценой некоторого ухудшения подавления за ее пределами.

Для удобства расчетов сделал excel-таблицы

Литература
1. VSWR Conversion Table


Top
 Profile  
 
 Post subject: Re: ФНЧ
PostPosted: 27 Jun 2022, 23:47 
Offline
Site Admin

Joined: 21 Apr 2012, 22:00
Posts: 1810
Location: Odessa
Позывной: UR5FFR
А можно ли улучшить подавление в полосе задержания? Вполне. Если не увеличивать порядок фильтра то есть два пути - эллиптические фильтры и т.н. ультра-сферические фильтры (ultra-spherical filters). Дизайн последних есть в книге EMRFD [1]. Вот пример такого фильтра для диапазона 40м.

Attachment:
lpf_ultra-spherical_A_7mhz.png
lpf_ultra-spherical_A_7mhz.png [ 47.69 KiB | Viewed 414 times ]


Подавление на частоте 21МГц составляет 55дб. Расплата за это улучшение - узкополосность полученного фильтра.

Можно еще более увеличить подавление но фильтр становится слишком узкополосным - порядка 100-200кГц, что вызовет проблемы при реализации. Например на следующей схеме фильтр, который имеет подавление на частоте 21МГц 66дб

Attachment:
lpf_ultra-spherical_B_7mhz.png
lpf_ultra-spherical_B_7mhz.png [ 47.66 KiB | Viewed 414 times ]


Расчет таких фильтров так же добавил в excel-таблицы

Литература
1. Experimental Methods in RF Design by. Wes Hayward, W7ZOI; Rick Campbell, KK7B; and Bob. Larkin, W7PUA. Published by ARRL, 2003.


Top
 Profile  
 
Display posts from previous:  Sort by  
Post new topic Reply to topic  [ 2 posts ] 

All times are UTC + 2 hours [ DST ]


Who is online

Users browsing this forum: No registered users and 2 guests


You cannot post new topics in this forum
You cannot reply to topics in this forum
You cannot edit your posts in this forum
You cannot delete your posts in this forum
You cannot post attachments in this forum

Search for:
Jump to:  
Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group