Измерение АЧХ фильтра

[R3DJI]

Коллеги
Как правильно снять АЧХ фильтра "по точкам"?

Ответ на вопрос мне казался элементарным –

1. Подаем на вход фильтра сигнал определенной частоты от генератора с соответствующим выходным сопротивлением. На выход фильтра подключаем соответствующее сопротивление нагрузки.
2. Фиксируем (записываем) напряжение на входе фильтра.
3. Фиксируем (записываем) напряжение на выходе фильтра.
4. Отношение вышеуказанных напряжений соответствует затуханию на выбранной частоте.

Правильно?

Т.е. в данном методе форма АЧХ рассчитывается как отношение напряжения на выходе фильтра (на нагрузке) к напряжению на внутреннем сопротивлении генератора (входе фильтра).
В то же время, моделирование фильтров показывает, что форма теоретической АЧХ выглядит "правильно" по отношению к ЭДС генератора, и совсем неправильно по отношению к напряжению на внутреннем сопротивлении генератора.

Иллюстрирую на примере:
1. Моделирую фильтр в RFSim - см. рис 1 - вижу его АЧХ
2. Переношу модель в PSPice т.к. там можно смотреть напряжения в любых точках - см. Рис 2:
R1 - внутреннее сопротивление генератора;
R2 - сопротивление нагрузки
3. Строю графики (см. рис 3):
ЭДС генератора - зеленый
Напряжение на выходе (на нагрузке) - синий
Напряжение на входе (на внутреннем сопротивлении генератора) - красный.
4. Строю графики (см. рис 4):
Отношение напряжение на выходе к ЭДС генератора - зеленый график.
Отношение напряжения на выходе к напряжению на входе фильтра (напряжению на внутреннем сопротивлении генератора) - красный.

Что вижу (см. рис 4):
Красный график - соответствующий приведенной вначале методике - не совпадает с правильной АЧХ.
Зеленый график - совпадает с правильной АЧХ, но как же его практически измерить? (т.е. как измерить по сравнению с ЭДС генератора?)!

[neorganic]

To Максим М: в принципе, если генератор "умеет" стабилизировать свою мощность, то достаточно "зарисовать" напряжение на выходе фильтра.
Фильтр должен быть согласован как по входному, так и по выходному напряжению (например, для кварцевого фильтра даже 600-омный выход генератора искажает АЧХ). Вольтметр должен иметь малоемкостный, высокоомный пробник.
А где результат практических измерений?
"... и совсем неправильно по отношению к напряжению на внутреннем сопротивлении генератора..." - а так и должно быть...
Мораль: не моделируй - домоделируешься... (:))

[R3DJI]

neorganic
Результаты подтверждают сказанное - напряжение на входе фильтра - выходе генератора - меняется от частоты в полосе фильтра.
Вопрос в том, что стабилизирует генератор (Г4-12 например) - напряжение на выходе или что (условно ЭДС)?
Т.к. нет понимания, что же мой Г4-12 стабилизирует, вопрос собственно и родился :wink:

[neorganic]

Есть, например, Г4-153,151 и т.п. М.б. г4-12 не вполне рабочий (судя по 12 - это ламповая модель; посмотрите в каком состоянии стабилизация накала, в каком сотоянии цепи стабилизации напряжения - термитор).
На какой импеданс расчитывался фильтр - он согласован?
Как выглядит экспериментальные "цифири".
По какому критерию расчитывался полосный фильтр (Чебышев, _не_Чебышев)?

[R3DJI]

neorganic
Измерял я ДПФ от тр-ра Дружба, в примере я взял произвольный фильтр по Баттерворту - но это не имеет отношения к данному обсуждению.
Я не предлагаю обсудить конкретный фильтр, я спрашиваю про сам метод измерения.

Если Генератор будет стабилизировать напряжение своем выходе (на выходном разъеме) и, предположим, что конечно же его Rвых например 50 Ом - сответствует необходимому для фильтра, то такой генератор нельзя применять для измерения "по точкам" - о чем я и пишу в своем посте - нельзя сравнивать напряжение на выходе фильтра с напряжением на его входе (на внутреннем сопротивлении 50 ом генератора). (Собственно не важно, стабилизировано оно там или нет).

Т.е. Для измерения в данном методе необходимо быть уверенным, что генератор стабилизирует свою "ЭДС". (например содержит стабилизированный низкоомный источник ВЧ напряжения и "дополнительное" сопротивление соответствующее выходному). В таком случае действительно нужно поступать как вы написали - достаточно зарисовать напряжение на выходе фильтра не обращая внимание на напряжение на его входе.
Собственно своим вопросом я и ищу поддержку этой мысли.

[Anvar]

Т.е. Для измерения в данном методе необходимо быть уверенным, что генератор стабилизирует свою "ЭДС". (например содержит стабилизированный низкоомный источник ВЧ напряжения и "дополнительное" сопротивление соответствующее выходному).
Не надо усложнять. Нагрузите генератор на два разных сопротивления и замерьте получившееся напряжение. Если они равны, то генератор стабилизирует амплитуду. Подключаете фильтр через последовательное сопротивление, равное нагрузочному, на выходе фильтра подключаете сопротивление нагрузки и записываете отношение напряжений на выходе к напряжению на генераторе.
Если генератор не стабилизирует, то нагрузите его на 50 Ом и подключите дальше фильтр через нагрузочный резистор и измеряете как написано выше.

Если Генератор будет стабилизировать напряжение своем выходе (на выходном разъеме) и, предположим, что конечно же его Rвых например 50 Ом - сответствует необходимому для фильтра, то такой генератор нельзя применять для измерения "по точкам" - о чем я и пишу в своем посте - нельзя сравнивать напряжение на выходе фильтра с напряжением на его входе (на внутреннем сопротивлении 50 ом генератора). (Собственно не важно, стабилизировано оно там или нет).

Если у генератора напряжение на выходном разъеме стабилизировано, выходное сопротивление у него равно НУЛЮ.





Т.е. Для измерения в данном методе необходимо быть уверенным, что генератор стабилизирует свою "ЭДС". (например содержит стабилизированный низкоомный источник ВЧ напряжения и "дополнительное" сопротивление соответствующее выходному). В таком случае действительно нужно поступать как вы написали - достаточно зарисовать напряжение на выходе фильтра не обращая внимание на напряжение на его входе.
Собственно своим вопросом я и ищу поддержку этой мысли.

Это правильно. Измерять напряжение на входе фильтра незачем. Разве только для того, чтобы посмотреть, как изменяется входное сопротивление фильтра в функции от частоты (полезно, чтобы понять, почему фильтр нельзя ставить сразу после смесителя, которому нужно постоянное сопротивление нагрузки).

[neorganic]

To Максим М: "..Я не предлагаю обсудить конкретный фильтр, я спрашиваю про сам метод измерения..." - методика измерений связана с тем что чем будут работать.
нужно разобраться с г4-12 - он м.б. просто не исправен (включаем сопротивление соотв. выходному - например 50 Ом или 600 Ом - подлучаем вч-вольтметр и смотрим зависимость амплитуды выхода от частоты).
Потом Вы не сказали был ли фильтр согласован с выходным сопротивлением генератора - например, к 75 омному выходу поключили фильтр, расчитанный на 50 ом.
Короме того, м.б. элементарная неточность работы "симулятора" - неправльно подобрано, наппример, кол-во итераций или что-то подобное .

[R3DJI]

Подключаете фильтр через последовательное сопротивление, равное нагрузочному, на выходе фильтра подключаете сопротивление нагрузки и записываете отношение напряжений на выходе к напряжению на генераторе.


Точно, Вы правы!
Сейчас все проверил промоделировав.

Т.е. метод снятия АЧХ по точкам для произвольного генератора звучит так:
1. Подаем на вход фильтра сигнал определенной частоты от генератора через добавочное сопротивление соответствующее входному фильтра. На выход фильтра подключаем соответствующее сопротивление нагрузки.
2. Фиксируем (записываем) напряжение на выходе генератора.
3. Фиксируем (записываем) напряжение на выходе фильтра.
4. Отношение вышеуказанных напряжений соответствует затуханию на выбранной частоте.

Всем ответившим спасибо!

Подаем на вход фильтра сигнал определенной частоты от генератора через добавочное сопротивление соответствующее входному фильтра. На выход фильтра подключаем соответствующее сопротивление нагрузки.
Всем ответившим спасибо!

Добавочный резистор нужен ТОЛЬКО ТОГДА, когда выходное сопротивление фильтра больше выходного сопротивления генератора. То что Вы написали, верно, когда выходное сопротивление генератора равно НУЛЮ. Такого я не встречал (может плохо искал). Если это не так, назовите мне генератор у которого Rвых=0 (если это не виртуальный генератор).

[neorganic]

"через добавочное сопротивление" - обычно в согласующем адаптере для таких целей используют резистивный аттеньатор по п или т архитекуре (их расчет ведется исходя из желаемых сопротивлений по входу и выходу - расчет был в "Трохименко Я.К. Инженерные расчеты на микрокалькуляторах")

[UY3IG]

Владимир К Всё ли правильно
когда ВЫХОДНОЕ сопротивление фильтра больше выходного сопротивления генератора ?

Владимир К Всё ли правильно
когда ВЫХОДНОЕ сопротивление фильтра больше выходного сопротивления генератора ?

Да, это уже клиника... :D Мозги сами по себе, а руки отдельно.
Правильно, когда сопротивление фильтра (естественно, входное) больше выходного сопротивления генератора...
Но думаю, это все равно бесполезно, пишем, пишем, вроде все согласились, как правильно, а потом на очередной круг.