Quarzfilter 45MHz liegt etwas daneben

[Bernd F. (Gast)]

Hallo,

ich habe ein Quarzfilter für die 1. ZF aufgebaut. Es hat eine Impedanz 
von 300 Ohm || 8p und ist 12 KHz breit. Laut einer Messung 
(Messschaltung im Bild oben) mit dem VNWA liegt es ca. 1 KHz unterhalb 
von 45MHz. Das höchste der Gefühle ist 44999,5 MHz eine Diffewrenz von 
300 Hz. Jedoch ist dann die Durchlasskurve zerbeult. Das beste Ergebnis 
erziehlt man bei einer Differenz von 1,3 KHz.
Jedes Quarzfilter ist in eine eigene Kammer aus doppelseitig kaschierten 
FR4 untergebracht.


BtW: Bei richtiger Kalibrierung kommt man auf ein gleiches Ergebnis.

[Matthias K. (kannichauch)]

Das ist glaub ich normal.
Nimm auch das Berechnungs- und Simulationsprogramm von Dishal. Es gibt 
auch diverse Infos zum Thema im Internet.
Wert c2?

[Bernd F. (Gast)]

C2 = 3-12p

[B e r n d W. (smiley46)]

Hallo Bernd

45M06A, das sind doch fertige Filter, da wird sich von außen nicht viel 
verschieben lassen. Die Welligkeit ist doch mit +/- 1dB relativ gut.

> Quarzfilter 45MHz liegt etwas daneben

Ist das schlimm? Falls ein AM-Signal übertragen werden soll, wird immer 
noch nichts abgeschnitten. Das Signal liegt dann um 1kHz asymetrisch zur 
Mitte. Bei einem Eigenbau könnte die ZF-Frequenz auch problemlos auf 
44999 kHz verschoben werden, indem man die PLL anpasst. Das Signal muss 
sich irgendwo im Durchlassbereich befinden und auf ein Filter in der 
zweiten ZF abgebildet werden.

Wie ist denn der weitere Signalverlauf geplant?

Gruß,
Auch Bernd

[Bernd F. (Gast)]

Die Signalaufbereitung sieht folgendermaßen aus:

1. Mischer -> Quarzfilter 45MHz -> 2. Mischer -> Quarzfilter 9MHz -> 
ZF-Amp -> Quarzfilter 9MHz -> SA 612 -> NF

Das erste Quarzfilter hat 44998,7 Mhz, die Quarzladder 9MHz hat 9001,6 
MHz und das 12KHz breite 9MHz-"Noisefilter" von box73 liegt bei 9001,x 
(müsste ich nochmal nachmessen).
Der VFO ist ein Si570, der XO läuft mit 36 MHz.

Noch eine Frage: Im Netz war eine Schaltung mit den gleichen 
Quarzfiltern zu sehen, wo parallel zu den Trimmern Spulen geschalten 
waren, also Schwingkreise. Welchen Vorteil hat diese Maßnahme ggü. der 
oben gezeigten Messschaltung?

[Bernd F. (Gast)]

Nachtrag: Der XO lässt sich noch ein bisschen über den Schwingkreis 
ziehen.

[Uwe S. (de0508)]

Guten Morgen,

Bernd F. schrieb:
> Noch eine Frage: Im Netz war eine Schaltung mit den gleichen
> Quarzfiltern zu sehen, wo parallel zu den Trimmern Spulen geschalten
> waren, also Schwingkreise. Welchen Vorteil hat diese Maßnahme ggü. der
> oben gezeigten Messschaltung?

Welche Trimmer meinst Du?

--> bitte Schaltplan ?

Ich kann mir nur noch einen Reihenschwingkreis am Eingang, also vor dem 
ZF-Filter, auf 36MHz vorstellen.

[Kelvin Klein (Gast)]

B e r n d W. schrieb:

> 45M06A, das sind doch fertige Filter, da wird sich von außen nicht viel
> verschieben lassen.

Schrieb der TO nicht, dass es sich um ein selbstgebautes Filter handelt?

[B e r n d W. (smiley46)]

> Schrieb der TO nicht, dass es sich um ein selbstgebautes Filter handelt?

Die Bezeichnung 45MA06A aus dem Schaltplan kommt mir bekannt vor. Die 
Bandbreite beträgt +/-6kHz bei -6dB. Das ist etwas zu breit, damit kann 
nur vorselektiert werden.

Das "richtige" Filter ist dann das selbstgebaute Ladder-Filter bei 9 MHz 
und vor dem NE602 gibts ein 9MHz-"Noisefilter".

KW-Superhet mit ADE-1 als ersten Mischer gebaut:
Beitrag "Si570 + ADE-1"

[Helmut S. (helmuts)]

Die spezifizierte Filterkurve gilt für einen bestimmten Widerstand der 
Quelle und des Abschlusses. Schalt mal einen "Verstärker" dazwischen 
damit das 1. Filter den richtigen Abschluss und das 2. Filter die 
richtige Quellimpedanz bekommt.

[Bernd F. (Gast)]

B e r n d W. schrieb:
> Die Bezeichnung 45MA06A aus dem Schaltplan kommt mir bekannt vor. Die
> Bandbreite beträgt +/-6kHz bei -6dB.

Hm laut amidon.de (http://amidon.de/contents/de/d652_01.html) ist die 
Einfügedämpfung 1.0 dB laut ehem. Helpert 1,5 dB.

[Bernd F. (Gast)]

Uwe S. schrieb:
> Welche Trimmer meinst Du?
>
> --> bitte Schaltplan ?

In meinen (Mess-)Schaltplan sind alle Cs Trimmer mit 3-12p. In dem 
Schaltplan aus dem Netz (siehe Foto) sind jedoch Schwingkreise zu sehen. 
Ich wollte die Vor- und Nachteile dieser Beschaltung wissen.

[B e r n d W. (smiley46)]

Solange man damit den Durchlassbereich glatt bekommt, die Schwingkreise 
verbessern jedenfalls die Weitabdämpfung. Falls die Resonanz unterhalb 
der Quarzfrequenz liegt, verhält sich der Schwingkreis kapazitiv und 
umgekehrt. Die beiden am Ende haben eine Anzapfung und wirken als 
Resonanzübertrager.

> Bandbreite beträgt +/-6kHz bei -6dB.

Die Bandbreite in der Quelle ist mit +/-6kHz bei -3dB angegeben.

[Bernd F. (Gast)]

Danke für die Info Bernd W.
Hier vollständigkeitshalber der komplette Schaltplan vom Diplexer bis 1. 
ZF-Stufe. Für Kommentare und Verbesserungsvorschlaäge bin ich dankbar. 
;)

[Sascha (Gast)]

Hallo,
ich habe vor kurzem auch einen SMD Quartzfilter mit 45 MHz aufgebaut und 
habe mit vershiedenen Methoden eine Untersuchung in der Praxis gemacht.
1. Anpassung über Balun
2. Anpassung mit Resonanzkreis
3. Anpassung mit Impedanzkreis (LC)

Der Filter lag bei Aufbau 1 exakt auf der Frequenz, bei Aufbau 2 gab es 
keine Vorteile.
Bei Aufbau 3 nur mit einem einfachen Impedanzmatching C und L als 
Impedanztransformation um auf die Impedanz von 500 Ohm zu kommen hatte 
der Filter die beste Durchlasskurve. Allerdings lag die Frequenz dann 
etwas tiefer, so ca. 1.5KHz.
Ich werde auch in meinem Empfänger dann halt via Software die 
ZF-Frequenz mit der PLL halt etwas verschieben.


Gruß Sascha

[HST (Gast)]

Hallo Bernd,

interessantes Design. Nur ein paar Bemerkungen zum 9MHz-Filter, das als 
sog. "Cohn"-Filter ausgeführt ist. Hast du das mal durchgemessen? Anbei 
eine Simulation mit deinen Quarzdaten, die die bei 6-Pol-"Cohn" 
unvermeidlich starke Welligkeit bei einer BW von ca. 2,7kHz zeigt (es 
sei denn, deine Quarze haben eine grottenschlechte Güte von <50000).

Mein Vorschlag: Falls du noch zwei Quarze übrig hast, empfehle ich die 
genauso einfache "QER"-Konfiguration, wie im Schaltbild gezeigt (C10 und 
C16 fallen dann weg). Die Filterdaten sind mit bw~2,5kHz, bei Ck=47pF 
und einem Z von ca. 350 Ohm etwas unterschiedlich. (Bei Ck=39pF wäre 
bw~2,85kHz und Z~380 Ohm). Die resultierende Kurve sieht etwas besser 
aus. Beide Simulationen nehmen ein Quarz-Q von 100000 (100k) an.

mir 8 Quarzen könnte man natürlich auch ein selektiveres 8poliges Filter 
(in Tschebyscheff-Ausführung) bauen. Ist aber um einiges komplizierter 
(mehr und unterschiedliche C-Werte).

MfG,  Horst

[Bernd F. (Gast)]

Hallo HST,

ich habe das Quarzfilter bei Z=380 Ohm durchgemessen, jedoch ohne die 
Seriewiderstände von 2x 330 Ohm herauszurechnen. Woher die kleine Beule 
links kommt weiß ich allerdings nicht.

[Bernd F. (Gast)]

@HST: Ach jetzt sehe ich die Beule auch in deinem Bild Con_6p ;)

[HST (Gast)]

Hallo Bernd,

die sog. Cohn-Topologie ist bei breiteren (SSB-) Filtern nur bis 4 
Quarzen ok (Welligkeit <1db). Bei höheren Polzahlen steigt die 
Welligkeit rapide an, siehe Beispiel. Bei schmalen CW-Filtern noch ok, 
da hier die Quarzgüte das ganze stark verrundet. Die klingeln aber 
stärker als z.B. Butterworthfilter.

BTW, es ist besser die Fenstergröße beim VNWA für Dokumentationen ohne 
Informationsverlust zu verkleinern. Da die Schriftgröße gleich bleibt, 
kann man die dann auch noch auf einem LapTop gut lesen, siehe 
VNWA-Messung eines 4-Pol Cohnfilters.
Viel Spaß

[Bernd F. (Gast)]

Hallo HST,

die 4 zusätzlichen Quarze für die Schaltung in 6p-QUER-Topologie habe 
ich nicht. Ich habe nocheinmal 6 gleiche Quarze bestellt, da ich etwas 
zum Testen und Probieren brauche.

Die zwei Bilder oben zeigen einmal die Daten der Quarzladder in Dishal 
und einmal den Schaltplan. Ich hoffe ich habe die Lage von Cs und Ck 
nicht vertauscht.

[Bernd F. (Gast)]

Mein Gott im Schaltplan war ja alles Falsch. Hier die korrigierte 
Version.

[HST (Gast)]

Bernd, sieh mal mein QER-Schaltbild genau an. Bei QER braucht man immer 
nur zwei Quarze mehr (hier also 6+2=8 Xtals).

Auf der letzten Seite der Dishal-Hilfe findest du die Zuordnung von Ck_x 
und Cs_x für alle Polzahlen. Die muss natürlich genau befolgt werden. Du 
hast Ck34 mit Cs3 und auch Cs1 mit Ck12 verwechselt: Ck34 = 39pF 
(42,5pF), Cs3(2x) =100pF (112pF). Siehe Bild. Evtl. ist bei deiner 
C-Wahl der Wert von 120pF für die beiden Cs3 u.U. günstiger.

Zum Verständnis der Ck- und Cs-Zuordnung guck dir mal die Beschreibung 
"Wie tickt ein Ladderfilter" auf Seite 47 des Quarzfilter-Papiers an.

P.S. habe gerade das korrigierte Bild gesehen. ist aber immer noch nicht 
richtig (Ck12).

[Bernd F. (Gast)]

Hallo,

die Quarze von Herrn P. Zenker aus Berlin sind angekommen. ;)
Ich habe die Quarze mit dem Crystal Analyzer des VNWA durchgemessen.
Größtes Delta-f der sechs Quarze war ca. 60 Hz. Lm lag zw. 27mH und 30 
mH, Cm lag zwischen 10,6 und 11,1 fF und Cp zwischen 2,7 und 2,9 pF.

Oben links im Bild ist die Simulation in Dishal zusehen. Dort ist fs mit 
9MHz angegeben, jedoch laut Messung lag fs etwas unter 9MHz - ca. 8,998x 
MHz.
Auch ergab die Messung mit dem VNWA, dass B(3dB) nicht 2,7KHz sondern 
2,45 KHz ist. Die Anpassung an den VNWA erfolgte mit zwei gleichen 
L-Tiefpässen auf 460 Ohm. Cs und Ck wurden vor dem Einbau ausgemessen, 
so dass in ihren Werten nahe beieinanderliegen. Beim Aufbau setze ich so 
wenig "Lötinseln" ein wie möglich, da sie Streukapazitäten von ca. 
1pF/Lötinbinsel darstellen.

Rechts im Bild ist der Gesamaufbau Mischer, Diplexer, Quarzladder etc. 
zu sehen.

[Bernd F. (Gast)]

Ich habe jetzt noch einmal das alte 6p Cohn-Filter mit Anpassung auf 50 
Ohm und 450 Ohm getestet. Dabei habe ich die L-Tiefpässe in der 
Abstimmung verändert. Das Filter reagiert sehr empfindlich in der 
Durchlassdämpfung auf diese Änderung - wieder etwas gelernt. ;)

[HST (Gast)]

Wir haben damals bei den gleichen Quarzen (ca. 20 St.) folgende 
Durchschnittswerte gemessen:
 fs=8998,65kHz, Lm=30mH, Cp=2,7pF.
Damit ergeben sich für b=2,5kHz in etwa die gleichen Werte für Ck 
(Bild). Bei stärkeren Verrundungen im Top ist die 6db-Bandbreite etwas 
aussagekräftiger (gut 2,5kHz).
Je höher die Induktivität, desto kleiner die Bandbreite bei gleichen 
Koppelwerten.
Die gemessene Kurve sieht ja sehr gut aus. Eine Bandbreite von 2,35 bis 
2,5kHz ist im praktischen Betrieb ohnehin besser als 2,7kHz.
Ich nehme zur Anpassung immer Trafos mit den kleinen BN43-2402 
Doppellochkernen (mit 0,1 bis 0,2mm CuL). Ist viel unkritischer und 
kleiner als LC-Glieder. Man findet immer ein ungefähr passendes 
Wdg-Verhältnis. Hier für 450/50 Ohm 9:3wdg bzw. für Cohn 380/50 Ohm 
11:4wdg oder 8:3wdg (355 ohm). Wenn es von der äußeren Beschaltung her 
möglich ist, führe ich die als Autotrafos aus --> noch einfacher.

[Bernd F. (Gast)]

Also die BN43-2402 habe ich 10x da. ;)
Daher kann ich für L2 und L4, L3 auch die Schweineschnauzen einsetzen 
(1:2/bifilar)?

Noch eine Frage zu R2/R9:

(parallel zu R9 ist jetzt nur ein FT-37-43 bifilar 1:2)

Was passiert mit der Impdanz am Quarzfilter, wenn man diese weglässt?
Man baut eine Schaltung auf und sagt sich, ach, da kommt ein 
Widsderstand parallel zu einem Trafo oder Resonanztrafo und dieser wird 
einfach heruntertransformiert und dieser Widerstand ist auch 
gleichzeitig der Arbeitswiderstand (und Ausgangsimpedanz vom Verst.) des 
FET...

Im Falle von R2 wird zunächst der Schwingkreis auf ein Rres von 1,2K 
bedämpft (wenn Rres >> R2), wodurch er breitbandig wird - OK.
Wenn ich von der Impedanz des Quarzfilters zurückrechne komme ich auch 
ohne R2 auf 1,2k (300 Ohm *4)
Oder gilt Rres/4:
Wenn der Schwingkreis in Resonanz ist beträgt Rres weit uber 1,2k, zum 
Beispiel 15k. Dies ergibt bei 1:2 am Quarzfilter Z=3,75k.
Das Gleiche auch bei R9. Lässt man diesen weg gilt bei gegebener 
Frequenz  Xl/4?

[Rene H. (Gast)]

Bernd F. schrieb:
> Hallo,
>
> die Quarze von Herrn P. Zenker aus Berlin sind angekommen. ;)
> Ich habe die Quarze mit dem Crystal Analyzer des VNWA durchgemessen.
> Größtes Delta-f der sechs Quarze war ca. 60 Hz. Lm lag zw. 27mH und 30
> mH, Cm lag zwischen 10,6 und 11,1 fF und Cp zwischen 2,7 und 2,9 pF.
>
> Oben links im Bild ist die Simulation in Dishal zusehen. Dort ist fs mit
> 9MHz angegeben, jedoch laut Messung lag fs etwas unter 9MHz - ca. 8,998x
> MHz.
> Auch ergab die Messung mit dem VNWA, dass B(3dB) nicht 2,7KHz sondern
> 2,45 KHz ist. Die Anpassung an den VNWA erfolgte mit zwei gleichen
> L-Tiefpässen auf 460 Ohm. Cs und Ck wurden vor dem Einbau ausgemessen,
> so dass in ihren Werten nahe beieinanderliegen. Beim Aufbau setze ich so
> wenig "Lötinseln" ein wie möglich, da sie Streukapazitäten von ca.
> 1pF/Lötinbinsel darstellen.
>
> Rechts im Bild ist der Gesamaufbau Mischer, Diplexer, Quarzladder etc.
> zu sehen.

Sorry, OT: aber wo hast du das Abschirmblech her?

Grüsse,
René

[Bernd F. (Gast)]

Das Abschirmblech sind Teko-Boxen. Zu bekommen bei Fr. Angelika in 
Sande. Der Rest ist doppelseitiges FR4.

[HST (Gast)]

Toll, dass man auch einen sehr schönen, praktisch ausgeführten Aufbau 
sieht. Und wenn dann auch die Ergebniss mit den Erwartungen 
übereinstimmen, macht's ja auch viel Spaß.

Das ist ja jetzt schon eine kleine Grundlagendiskussion, aber hier 
einige Antworten auf deine Fragen:

1) Das Ferritmaterial 43 eigent sich nicht für HF-Schwingkreise, sondern 
ist für breitbandige Übertrager gedacht. (L4 ist sicher ein T50-6, kein 
FT50-6). Falls du also die zusätzliche Selektion haben möchtest, bleib 
bei den Schwingkreisen. Ansonsten: ja.

2) Ganz entscheidend für die Dimensionierung (Impedanz) der 
Filterabschlüsse ist grundsätzlich das, was das Q-Filter "sieht". Du 
musst also auf beiden Seiten des Filters die richtige reelle Impedanz 
zur Verfügung stellen, hier also ca. 450-500 Ohm (oder ca. 360 Ohm bei 
Cohn). Die Auswirking auf die äußere Beschaltung ist bei dieser 
Anforderung erst einmal unerheblich und normalerweise unkritisch, lässt 
sich aber berechnen (Arbeitswiderstand BF992, Verstärkung, 
Spannungstransformation ü). Das Weglassen von R9 führt zwar zu einer 
höheren Leerlaufverstärkung des FETs, aber auch zu einer starken 
Fehlanpassung des QF.

3) Mehr oder weniger selektive Schwingkreise sind in solchen Aufbauten 
durchaus sinnvoll, da eventuelle Weitab-Resonanzen oder unerwünschte 
Signale zusätzlich etwas unterdrückt werden. Hängt vom Gesamtdesign ab. 
In deinem Aufbau - z.B. BF992/L4 sieht das Filter Ra des BF992, 
Rres-LC4, R9 also geschätzte ca. 30kO||15kO||1,8kO -->~1,53kO/4 = 381 
Ohm. (In deinem Fall gilt durch den Anzapf an L4 immer X1/(ü^2) = X1/4).
Wenn die Betriebsgüte des LC-Filters höher sein soll (Selektivität), 
muss man eben entweder das LC-Verhältnis (d.h. Rres) verkleinern, oder 
den Anzapf tiefer legen (z.B. 1:3 --> ü^2 =9). Feinabgleich dann auf 
deine gewünschten 450-500 Ohm für das QF eben mit einem entsprechenden 
R9.

4) Diese generellen Anpassungsfragen werden bei größeren Projekten 
vereinfacht, wenn man alle einzelnen Module auf z.B. 50 Ohm auslegt, 
auch wenn der Aufwand evtl. etwas größer ist. So mache ich es meistens, 
wodurch auch die Messerei mit VNA usw. sehr vereinfacht wird.

So, ich hoffe, das hilft ein bisschen.