Кварцевый нотч фильтр

Вид для печати

18.10.2021, 20:49
Vbifyz

Кварцевый нотч фильтр

Затеял я измерять интермодуляционные искажения широкополосных усилителей, например для ненастраиваемой рамочной антенны.
2 генератора - скажем, 3 и 4МГц; power combiner (как это по-рюсски, забыл уже); ФНЧ со срезом 4МГЦ; аттенюаторы по мере надобности. Двухтональный сигнал подаётся на вход испытуемого прибора, на выходе меряем уровень комбинационных составляющих.
Теперь, чтобы анализатор спектра (или измерительный приёмник) не перегружался основными тонами и не показывал фигню, хорошо бы поставить на его вход нотч фильтр, децибел так на 60-70 подавления. Нашёл пример такого кварцевого фильтра в QEX за 2008 год. Но там нет методики расчёта, только пример на конкретные частоты. Спаял, на 10-11МГц работает хорошо, 60дБ как с куста. Но мне надо на 3-4МГц.
В Дишале и прочих калькуляторах варианта нотч фильтра нет.
Попробовал методом тыка, получил 30-40дБ подавления.
Вопрос знатокам - как посчитать такой фильтр? Параметры кварцев я мерять умею, спасибо DisLord'у.
19.10.2021, 07:40
Сергей Викт

Если не получается режекторный фильтр, сделайте полосовые на каждую из интермодуляционных составляющих. Их четыре достаточно. Отстройка большая, даже двухкристальные подойдут.
19.10.2021, 09:10
vadim_d

Цитата:

Сообщение от Vbifyz

Нашёл пример такого кварцевого фильтра в QEX за 2008 год

Миша, а статью можно в каком-то виде? Собственно синтез полосно-заграждающего фильтра не должен сильно отличаться от полосового, но на глаза нигде не попадался. Можно попробовать вариант, обратный к G3JIR, тестовый фильтр на паре кварцев, а потом пересчет
19.10.2021, 20:36
Vbifyz

Попробовал ещё дифференциально-мостовую схему, тоже получается около 40дБ подавления.
Идея фильтра от W7ZOI - делитель из эквивалента четвертьволнового куска длинной линии на сосредоточенных элементах и кварца на землю. 4 таких каскада дают хорошее подавление на 10-11МГц, но почему-то гораздо хуже на 3-4МГц.
Сергей, с полосовыми фильтрами интересная идея, но тогда нужны кварцы на всякие разные частоты. Генераторы у меня тоже на кварцах. Пробовал Si5351 с кварцевыми фильтрами на выходе, но это та же история.
Всё это от бедности/жадности. Можно купить готовый генератор, который не создаёт составляющих при соединении 2 выходов, и анализатор спектра с ДД 90-100дБ. Но это требует денег.
19.10.2021, 21:27
vadim_d

Цитата:

Сообщение от Vbifyz

Идея фильтра от W7ZOI - делитель из эквивалента четвертьволнового куска длинной линии на сосредоточенных элементах и кварца на землю

Вот ссылка на статью https://archive.org/details/QEX19812...ge/n7/mode/2up

Добавлено через 12 минут(ы):

Цитата:

Сообщение от Vbifyz

но почему-то гораздо хуже на 3-4МГц

У этих кварцев намного выше Rm, попробуй импеданс всего фильтра (LC звеньев) пропорционально увеличить, переделав входные трансформаторы под новое значение, дуло должно исчезнуть
19.10.2021, 21:46
Stabor

Цитата:

Сообщение от Vbifyz

чтобы анализатор спектра (или измерительный приёмник) не перегружался основными тонами и не показывал фигню, хорошо бы поставить на его вход нотч фильтр, децибел так на 60-70 подавления.

Наверное такое подавление избыточно и вполне достаточно 20-30 дБ. А это уже можно сделать на обычных LC элементах, тем более, что комбинационные частоты достаточно далеко от основных: 1МГц;2МГц;5МГц;6МГц и т.д. - нет никакой нужды использовать узкополосные режекторные фильтры
20.10.2021, 00:04
Vbifyz

Попробовал импеданс системы поднять до 800 Ом (трансы 1:4, L/C соответствующие). Дуло действительно исчезло, ушло под уровень шумов NanoVNA. Потери и неравномерность так себе, но над этим можно поработать.
20.10.2021, 11:02
vadim_d

Цитата:

Сообщение от Vbifyz

Потери и неравномерность так себе

Синтез квазиполиномиального полосно-заграждающего фильтра должен быть по сути дуален полосно-пропускающему, всякие маткадные и матлабные куски есть, но собраться с мыслями и сделать из них что-то рабочее в ближайшие дни вряд ли соберусь
26.10.2021, 20:36
Vbifyz

Попробовал LC фильтр по совету Stabor. Действительно, вполне достаточно. Исходный вопрос отпал.

Сейчас система такая:
1. Одна плата Si5351A выдаёт 2 сигнала, 3.579 и 4.915МГц.
2. 2 кварцевых фильтра (QER 5 кварцев, 3 звена) на эти частоты. Рассчитал фильтры в Дишале прямо на 50 Ом - сэкономил на трансформаторах. Полоса получается узкая, 100-150Гц. Подогнал частоты генератора чтобы попасть в середину полос. На выходах пады на 5дБ, для лучшего согласования.
3. Power combiner на 2 трансформаторах, https://www.qsl.net/in3otd/ham_radio...dual-core.html. Уровни тонов на выходе -7дБм.
4. Ступенчатый аттенюатор.
5. Здесь вставляется испытуемый девайс
6. Заградительный фильтр, 5-звенный на мелких зелёных дросселях, полоса подавления 2.8-5.8МГц. Подавление 3.579 - 38дБ, 4.915 - 50дБ. Потери на 2.25 и 6.25МГц - <1.5дБ. Главный результат достигнут- приёмник не перегружается основными тонами.
7. Airspy HF+ Discovery, фиксированный аттенюатор 20дБ на входе + ступенчатый аттенюатор. Софт HPSDR. Приёмник+софт кое-как (1-2дБ точности) откалиброван подручными средствами. Комбинационные составляющие самой системы видны, но не ужасны.

Порог измерения оценил в +45дБм IP3, +110дБм IP2. Точность оптимистически оцениваю в 2-3дБм. Для моих любительских целей достаточно.
Стив AA7U обещал прислать специальный усилитель с точно измеренными на хорошей аппаратре IP2/IP3, посмотрим, попал я пальцем в небо или куда-то ещё.
Не считая Airspy, система стоит копейки. Кварцы HC-49S брал на ебэе, $7-10 за мешок 100 штук, чтобы было из чего выбрать. Аттенюаторы самопальные моей разработки на джамперах, я их тут уже как-то рекламировал.