Forum: HF, Funk und Felder 9 poliges Filter


von Jean-Claude R. (tsdarkone)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo liebe Forengemeinde,

ich habe dieses Filter zum Nachbau bekommen.
Es soll für den Bereich 144MHz-146MHz als Oberwellenfilter dienen.

Ich würde vor dem Nachbau gern verstehen, aber ich bin bisher bei meiner 
Recherche bei Google und in Büchern leider nicht weiter gekommen.

Folgendes würde mich besonders interessieren:
1.
Was bewirkt die Parallelschaltung von L und C?
2.
Wie berechnen sich die einzelnen Werte?
3.
Wofür sind die vier verschiedenen "Glieder"?
4.
Welche Werte müssen die einzelnen L's haben?

Ich habe schon versucht, das aus den angegebenen Daten zu berechnen, da 
würde ich aber für L1,L2 auf 3nH und für L3,L4 auf 1nH kommen. Damit 
kann ich aber leider nichts anfangen.

Weil die Thomsonsche Schwingungsgleichung dann eine Frequenz von über 
1GHz liefert und ich finde, dass das keinen Sinn macht.

Ich hoffe meine Frage ist nicht unverschämt oder dumm, ich weiß mir nur 
leider nicht wirklich weiter selbst zu helfen. Daher hoffe ich, dass ihr 
mir helfen könnt.

Grüße

tsdarkone

von F. F. (foldi)


Lesenswert?

Bau dir doch mal ein Spice Model und miss was da raus kommt.
Damit kannst du das sicher am besten verstehen.

FilterLab ist auch sehr hilfreich.
http://de.wikipedia.org/wiki/Filter_%28Elektrotechnik%29

Glaube kaum, dass man so heute noch einen Filter aufbaut.

: Bearbeitet durch User
von Jean-Claude R. (tsdarkone)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Das hab ich schon gemacht, in der Simulation sieht es schon ganz anders 
aus.
Ich finde aber keine Erklärung.


FilterLab schaue ich mir gleich mal an, danke für den Tipp!

: Bearbeitet durch User
von Helmut L. (helmi1)


Lesenswert?

Jean-Claude Rush schrieb:
> Was bewirkt die Parallelschaltung von L und C?

Eine versteilerung des Überganges vom Durchlass in den Sperrbereich.

Jean-Claude Rush schrieb:
> Wie berechnen sich die einzelnen Werte?

Das ist nicht ganz trivial. Früher gab es dazu Filterkataloge wo die 
Filter normiert auf 1 Hz gelistet waren. Heute nimmt man dazu 
Filterdesignprogramme.

Jean-Claude Rush schrieb:
> Wofür sind die vier verschiedenen "Glieder"?

Die ergeben sich aus der gewünschten Übertragungskurve. Das Filter nennt 
sich Cauerfilter oder elliptisches Filter.

Jean-Claude Rush schrieb:
> Weil die Thomsonsche Schwingungsgleichung dann eine Frequenz von über
> 1GHz liefert und ich finde, dass das keinen Sinn macht.

Die einzelnen Teilfilter haben andere Grenzfrequenzen als das 
Gesamtfilter.

von F. F. (foldi)


Lesenswert?

Ich bin nicht der Rechenexperte, habe mich aber schon ein wenig mit 
Filtern auseinander gesetzt und mit Filterlab kannst du dann schön sehen 
wie so ein Filter (aktiv) aussehen müsste.
Habe die dann nachgebaut und mit dem Funktionsgenerator getestet und es 
war dann so (durch Toleranzen leicht verschoben) wie die Kurvenverläufe 
waren.
Ob dir das in diesem speziellen Fall weiter hilft, kann ich nicht sagen, 
aber ich möchte auch nicht die Frequenzen deiner Filterstufen berechnen 
müssen. Da würde ich immer lieber zu so einem Tool wie FilterLab 
greifen.

von Helmut S. (helmuts)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Das ist ein Cauer Tiefpass. Die C-Werte sind bestimmt auf E12-Werte 
gerundet damit es nicht sinnlos aufwendig und teuer wird.
Das Design-Ziel war es wahrscheinlich ab 280MHz(2. Harmonische) und 
höher eine bestimmte Mindestdämpfung zu erreichen.

: Bearbeitet durch User
von B e r n d W. (smiley46)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo,

mit dem Ringkernrechner
http://www.df7sx.de/?page_id=212

haben die Spulen ungefähr eine Induktivität von 23nH und 40nH. Damit 
sieht die Übertragungskurve schrecklich aus. Man könnte sie evtl durch 
verbiegen der Spulen auf 433MHz trimmen.

Mit etwas anderen Bauteilwerten sieht es jedoch einiges besser aus.

Gruß, Bernd

von Helmut S. (helmuts)


Lesenswert?

Hallo Bernd W.,
ich habe die Induktivität hier berechnet.

http://www.66pacific.com/calculators/coil_calc.aspx

n=3, D=0,4cm, L=0,3cm

Ergebnis: ca. 30nH

von Jean-Claude R. (tsdarkone)


Lesenswert?

Vielen, vielen Dank für die Erklärungen und sogar für die 
Verbesserungsvorschläge!

Ich hab mir das Programm FilterLab mal runtergeladen. Aber dort gibt es 
die Cauer Filter nicht als Auswahlmöglichkeit. Ist das eher was für 
kostenpflichtige Tools?

Ich würde gerne den Weg genauer verstehen, wie man von "ich brauche ein 
Oberwellenfilter ab 146 Mhz" zu dem Filter kommt.

Könnte man das auch um eine 5. L|C - Schaltung erweitern?
Wie würde man das dann dimensionieren?

@B e r n d W., wie hast Du die Werte berechnet?

Grüße,

tsdarkone

: Bearbeitet durch User
von B e r n d W. (smiley46)


Lesenswert?

Die Frage ist auch, was der Durchmesser angibt, wird auf einen 4mm Dorn 
gewickelt, so ist der mittlere Durchmesser um die Drahtstärke größer. 
Die Anschlussdrähte erhöhen die Induktivität zusätzlich. Mir kommt das 
Filter jedenfalls nicht ganz ausgegoren vor.

Meine Werte hab ich schnell ausprobiert.
Filter kann man z.B. mit dem AADE-Filter-Designer berechnen
http://aade.com/filter.htm

oder Tonne hat auch was.
http://www.tonnesoftware.com/elsie.html

Da gibt man ein: Ich will ein Cauer Filter 9. Ordnung, Eingangs- und 
Ausgangsimpedanz, die Grenzfrequenz und die Frequenz der ersten Kerbe, 
dann bekommt man Werte vorgeschlagen.

: Bearbeitet durch User
von HST (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo,

ohne Angaben der Induktivitätswerte und der Abschluss-Z's kann man nur 
herumraten. Ich habe für die L's mal aufgrund der eigentlich 
unzureichenden Wickeldaten 60nH, 55nH und zweimal 45nH mit Q=100 
geschätzt.
Die Schaltung ist im Prinzip ein verunglücktes sog. Cauer- bzw. 
elliptisches Filter. Die Parallel-Cs erzeugen die Dämpfungspole im 
Sperrbereich. Bei Z=50 Ohm auf beiden Seiten sieht's dann so wie auf dem 
Bild aus.

Horst

von HST (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hier noch ein Beispiel für ein mit "Elsie" berechnetes Cauer-LPF. Mehr 
Pole gehen mit der Freeware-Version nicht.

Horst

von B e r n d W. (smiley46)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Ja, im Prinzip reicht ein 3-stufiges Filter, wenn die Kurve schon ab 150 
MHz abfällt und sich ein Notch bei 190MHz und ein weiterer bei 435 MHz 
befindet.

Äußerst wichtig ist der mechanische Aufbau. Koppelt der Eingang mit nur 
0,1pF auf den Ausgang über, geht schon ein Großteil der Filterwirkung 
verloren. Deshalb muss ein Filter bei diesen Frequenzen in ein 
Blechgehäuse gebaut werden, wobei jede Spule eine eigene Kammer bekommen 
sollte.

von Possetitjel (Gast)


Lesenswert?

Jean-Claude Rush schrieb:

> Welche Werte müssen die einzelnen L's haben?
>
> Ich habe schon versucht, das aus den angegebenen Daten zu
> berechnen, da würde ich aber für L1,L2 auf 3nH und für L3,L4
> auf 1nH kommen. Damit kann ich aber leider nichts anfangen.

??? Wie kommst Du denn auf solche Werte?

Abschätzung:

1. Faustformel: 1cm Draht ("üblicher" Dicke) hat ungefähr 7nH.
   (Grobe Näherung; gilt aber allgemein.)

2. Faustformel: Die Induktivität steigt quadratisch zur Winduns-
   zahl. (Gilt auch allgemein.)

4mm Spulendurchmesser sind ungefähr 1.2cm Umfang; eine Windung
hat somit ungefähr 9nH. Da 3^2 = 9 und 2^2 = 4 ist, hätte danach
die Spule mit 3 Windungen ungefähr 80nH und die mit 2 Windungen
ungefähr 40nH.
Die Werte sind aber garantiert zu groß (der Kopplungsfaktor wurde
zu "1.0" angenommen, ist aber real kleiner als Eins) - sie können
ohne weiteres um Faktor 2 danebenliegen.

> Weil die Thomsonsche Schwingungsgleichung dann eine Frequenz
> von über 1GHz liefert und ich finde, dass das keinen Sinn macht.

Stimmt, 1nH gibt keinen Sinn. - Setze mal 60nH und 16pF ein, und
Du erhältst f_res mit ca. 160Mhz --> passt.

von F. F. (foldi)


Lesenswert?

Leute, tolle Beiträge und ich lerne hierdurch wieder "aus der Praxis".
Auch wenn ich nicht der TO bin, möchte mich trotzdem für die tollen 
Beiträge bedanken.

von Jean-Claude R. (tsdarkone)


Lesenswert?

Wenn auch verspätet, von mir auch ein herzliches Dankeschön für die 
Beiträge.
Ihr alle habt mir wirklich weiter geholfen.

Vielen Dank! :-)

darkone

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.