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Forum: HF, Funk und Felder [Single-Sideband-Filter]: Starke Dämpfung bei Messung am Netzwerkanalyzer


Autor: Mario (Gast)
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Hallo,

ich habe ein Single-Sideband-Filter zum Abschwächen des Trägers sowie 
des oberen Seitenbandes designed (Schaltung anbei), wobei die Spulen 
variabel ausgeführt sind um die Frequenzen nachträglich genau einstellen 
zu können.

Mein Problem ist, das bei der Messung mit dem Netzwerkanalyzer zwar die 
Frequenzen stimmen (richtige Kurvenform), ich jedoch bei allen 
Frequenzen eine sehr starke Dämpfung messe, die mir viel zu hoch für so 
ein Filter vorkommt... bei der Durchlassfrequenz (unteres Seitenband) um 
die -60dBm und dann alle anderen Frequenzen (nicht erwünsch) zwischen 
-70dBm und -80dBm, also schon fast im Rauschbereich.
Laut Literatur und Erfahrungswerten habe ich mit ungefähr -8dBm oder so 
bei der unteren Seitenbandfrequenz gerechnet.

An was kann das liegen?

LG Mario

Autor: 3356 (Gast)
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Das Verhaeltnis der Spulen (uH) zu Kapazitaeten (pF) is unguenstig.

Autor: w. (Gast)
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naja wenn ich nur mal die größe von C3 im Verhältnis zu C1 und C2 
betrachte so ist der alleine schon fast ein Kurzschlus. erstaunlich das 
da überhaupt noch etwas durchkommt.

Der sollte um den Faktor 1000 kleiner werden, dann hast du eine Chance 
aller dings wies ich nicht ob dann die Steilheit noch kommt.
auch erscheint mir c1 ein wenig klein.

ein  SSB Filter fürs USB sollte eigentlich einen Bandpass(5.-7.Ordnung) 
mit steilen flanken knapp unterhalb des Trägers bilden

Autor: HildeK (Gast)
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Ich hab es schnell mal simuliert. Die Dämpfung bei 15,4... MHz liegt bei 
ca. 12dB. Da die Angabe fehlte, habe ich mit 50 Ohm Quelle und Abschluss 
simuliert. Die Abhängigkeit der Dämpfung von parasitären Kapazitäten war 
gering, allerdings war der ohmsche Serienwiderstand der Spulen sehr 
einflussreich! 2 Ohm brachten bereits weitere 15dB Dämpfung! Also: die 
Güte der Spulen sind maßgebend.

Da das Filter recht steil ist: hast du eine ausreichend langsame 
Sweeptime eingestellt?

>naja wenn ich nur mal die größe von C3 im Verhältnis zu C1 und C2
>betrachte so ist der alleine schon fast ein Kurzschlus. erstaunlich das
>da überhaupt noch etwas durchkommt.
War auch mein erster Gedanke - deshalb hab ich simuliert und war etwas 
erstaunt. C3 ändert praktisch nichts an der Einfügedämpfung, allerdings 
an der Steilheit sehr deutlich.

Autor: HildeK (Gast)
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Nachtrag:
ein deutlich zu kleiner Wert von L2 erhöht die Dämpfung ebenso deutlich. 
Lässt man L3 weg, dann war das Ergebnis wieder ok.
1nH brachte 70dB, weglassen dasselbe wie 4,7µH: 12dB Dämpfung ???

Autor: peter-neu-ulm (Gast)
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mit etwas Aufwand kann man die gleiche Koplung folgendermaßen erreichen:
C2 und C4 als Reihenschaltung zweier Kondensatoren z.B 47 pF und 56 pF. 
zwischen den mittleren Punkten der beiden C-Spannungsteiler die Kopplung 
durchführen. C3 hat dann ungefähr ein Viertel des bisherigen Werts, ist 
also besser realisierbar.

irgenwie sieht mir das Ganze auch sehr nach Fehlanpassung von Eingangs- 
und Ausgangswiderstand aus. ist bei der Simulation auch Eingangs- und 
Ausgangswiderstand von Quelle und der Last berücksichtigt?

Autor: Vlox (Gast)
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Wie wurde das filter denn designt ? Mit welchen Voraussetzungen ?

Autor: Mario (Gast)
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Ich habe einfach mal in einem alten Elektronikbuch nach 
"Single-Sideband-Filter" gesucht und bin auf das gestossen, anscheinend 
nicht ganz sinnvoll dimensioniert :-)
Was wäre den grundsätzlich (von der Anordnung und Bauteilverhältnissen) 
den besser geeignet? Möchte das untere Seitenband (12,712 MHz) möglichst 
durchlassen und den Träger (13,56 MHz) sowie das obere Seitenband 
(14,408 MHz) möglichst stark dämpfen? (für eine nachfolgende 
Hüllkurvendemodulation)

LG Mario

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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probiers mal damit:
http://www.aade.com/filter32/download.htm#download
AADE FILTER DESIGN AND ANALYSIS V 4.4

Autor: Mario (Gast)
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Danke für den Tipp!

Wie sieht es eigentlich bei meiner Anwendung mit dem Eingangs- und
Ausgangswiderstand aus, da ich ja keine 50 Ohm Anpassung habe?
In wie weit muss ich das beim Filterdesign berücksichtigen?
(habe anbei die Schaltung gehängt: X1 entspricht der 50 Ohm Antenne, R28 
brauche ich um genügt Spannungshub für die Demodulation zu haben, ok 
Filter stimmt so nicht und nach dem Filter kommt ein 
Hüllkurvendemodulator mit entsprechendem RC-Glied).

LG Mario

Autor: Mario (Gast)
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Hab das Bild vergessen anhängen...

Autor: w. (Gast)
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Ja der Cauer entspricht schon eher einem gscheitem Bandpass.

aber das Problem wird die Güte der Spulen bleiben d.h. auch hier ist 
darauf zuachten,   |R(l)|<<|ommega*L|

denn Q(l)=omega*L/R(l)


am besten omega*L /R(l)>1000

Autor: w. (Gast)
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Das bedeutet wenige Windungen und Kern mit hohehm µr

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Das AADE-Programm fragt nach der Spulengüte, ich hatte allerdings den 
Defaultwert "Lossless" belassen.

Die Detektordioden haben auch irgendeine Impedanz, nur wird die 
schwieriger zu ermitteln sein. Im Datenblatt wird die nicht direkt 
drinstehen.
http://www.alldatasheet.com/view.jsp?Searchword=BAV99
hunderte Hersteller
nein außer einer Kapazität von 1,5 pF ist nichts direkt genannt, müßte 
man messen oder mit irgendwelchen Annahmen über den Arbeitspunkt 
ungefähr erraten.

Autor: Mario (Gast)
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Ich habe mal in die Datenblätter der Spulen gesehen, die haben einen 
Gütewert von ungefähr 20-30.
Leider habe ich keine mit kleineren Güte-Werten. Wieso ist die Güte 
eigentlich das Problem hinsichtlich der Dämpfung bei diesem 
Schwingkreis?

@Cauer-Filterschaltung:
Laut der Berechnung soll ich Spulen mit 2,4nH verwenden, ist schon 
ziemlich klein. Gibt es bei dem Tool die Möglichkeit die Werte so 
berechnen zu lassen, das gängigere Werte herauskommen?

LG Mario

Autor: ... (Gast)
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Falls der Traeger in derselben Einheit erzeugt wird, wie empfangen wird, 
so bietet sich synchrone Detektion an.

Autor: Mario (Gast)
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Ja das wird er...
Meinst du mit einer synchronen Detektion die Mischung (Direct 
Conversion)?
Ist mir zu aufwendig, da ich anstatt einer I/Q-Demodulation nur eine 
analoge Demodulation machen möchte.
Danke aber für den Tipp

Autor: bereits fort (Gast)
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weil die Güte eine Schwingkreises immer über sein resonanzverhalten 
bestimmt.

je schlechter die Güte desto flacher die Flanken und um so höher die 
Dämpfung , da die Verluste zunehmen.

desto schlechter die Filtereigenschaften und damit der 
signalrauschabstand.

zu steile filter auch nicht gut da bandbreite sinkt und Kreuzmodulation 
zunimmt.  Das führt zu Oberwellen und klirren.

Wie immer ist das richtige verhältnis das maß aller Dinge.

Früher war ein gutes Filter selbst zu entwerfen und zu bauen die 
Pristerweihe unter den Amateurfunkern und ganz besonderdei SSB-Filter 
galten als hohe Kunst. Genrationen von Hf-Fetischisten haben nichts 
anderes beschrieben als ihre Filter als die Schöpfung der Krone.
;-)

Autor: Mario (Gast)
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@Christoph Kessler:
Kann ich dieses Filter auch anders dimensionieren, sodass "handlichere" 
Werte für die Induktivitäten herauskommen?

Wie sieht es eigentlich mit der Anwendung von einem aktiven Filter für 
SSB-Filter aus?

LG Mario

Autor: 3356 (Gast)
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Ja. Sicher. Der OpAmp muss einfach bei der zu filternden Frequenz noch 
einen Vernuenftige Verstaerkung aufweisen. dh nicht 2 oder 3, sondern 
ein paar dB, minimal 20dB. Das waere dann ein Verstaerkungs Bandbreiten 
Produkt von besser 100MHz. Da verwendet man auch Rauschgruenden besser 
diskrete Transistoren.

Autor: Mario (Gast)
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Ich verstehe noch immer nicht ganz den großen Unterschied zwischen 
Simulation (PSpice) oder der Messung mit dem Netzwerkanalyser?
Ich habe die beiden Spulen so mittels PSpice simuliert, dass es passt 
und ich eine Dämpfung von ~ 5dB habe.
Wenn ich die Schaltung aufbaue (Spueln sind einstellbare 
Drahtinduktivitäten mit einer Güte um die 30-40) dann bekomme ich eine 
Dämpfung von ca. 50-60 dB...
An was kann das liegen? Verwende ich falsche Induktivitäten? C's sind 
alles SMD Kondensatoren...

LG

Autor: Mario (Gast)
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Jetzt hab ich's checkt:
Der Netzwerkanalyzer misst ja mit 50 Ohm Anpassung, in der Simulation 
hab ich das nicht!
Nun hab ich in der Simulation die 50 Ohm hinzugefügt und bin auf das 
selbe Ergebnis gekommen...

Gibt es eigentlich ein Filter-Simulationstool, wo ich einen definierten 
Ausganswiderstand angebe, da ich mit dem Netzwerkanalyzer das Filter 
nicht so messen kann wie ich es in der Schaltung verwenden will (22k 
Last)?

LG

Autor: 3357 (Gast)
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Bei jeder vernuenftigen Simulationssoftware kann man die Impedanzen 
angeben.

Eine andere Methode koennte je ein Transformator sein. Ein Trafo 
transformiert mit 1:n^2

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