Hallo zusammen, ich möchte für einen 2W, 40m, Class E Verstärker einen Tiefpassfilter erstellen und habe Probleme die Praxis mit der Theorie in Übereinstimmung zu bringen. Aufgebaut habe ich mehrere Versionen wie z. B den hier beschriebenen 7 poligen nach W3NQN: https://kk9jef.wordpress.com/2016/04/03/easy-qrp-low-pass-filters/ Wenn ich die Daten in das Simulationsprogramm Elsie eingebe, sehen die Ergebnisse vielversprechen aus. Um 7MHz beträgt die Dämpfung im Durchgangsbereich deutlich weniger als 0.5dB. Aufgebaut mit Amidon T37-6 Ringkernen, 0.5mm Draht, und normalen NPO Keramikkondensatoren - alles ausgemessen und passend gemacht mit diesem LC-Meter https://www.ascel-electronic.de/bausaetze/2/ae20204-hochpraezises-lc-meter und Frequenzgang mit einem Siglent SSA3021X mit Trackinggenerator ermittelt - komme ich auf eine Dämpfung von ca. 1.7dB bei 7MHz. Das ist deutlich schlechter. Ansonsten ist der Dämfungsverlauf wie erwartet. Nun meine Fragen: 1. Ist die Höhe der Dämpfung im Durchlassbereich in der realisierbaren Größe oder gibt es Möglichkeiten der Theorie etwas näher zu kommen z. B. mit Glimmer Kondensatoren? 2. Ist der Spektrumanalyser für die Messung ungeeignet? 3. Wie gleiche ich einen Tiefpass ab, um Toleranzen auszugleichen? Die Änderung der Wicklungsverteilung auf den Ringkernen ändert nicht allzuviel. Die Grenzfrequenz verschiebt sich erwartungsgemäß aber die Gesamtergebnisse werden eher geringfügig schlechter. Größere Ringkerne bzw. das 2er statt dem 6er Material ändern nichts wesentlich. Kann mir ein Praktiker hier auf die Sprünge helfen? Gruß Siegfried
Siegfried W. schrieb: > Wenn ich die Daten in das Simulationsprogramm Elsie eingebe, sehen die > Ergebnisse vielversprechen aus. Um 7MHz beträgt die Dämpfung im > Durchgangsbereich deutlich weniger als 0.5dB. welches Q für Spulen hast Du bei Elsie verwendet ? welches für Cs ? EMU
EMU schrieb: > welches Q für Spulen hast Du bei Elsie verwendet ? welches für Cs ? Ich habe zunächst die Standards für L 180 und für C 1000 gelassen. Aber selbst 80 und 500 machen das simulierte Ergebnis nur geringfügig schlechter und es ist immer noch ein deutlicher Abstand zu meinen Messwerten. Laut meiner Recherche sollte mit Amidon Ringkernen ein Q von 180 erreichbar sein. Gruß Siegfried
Bei L/C-Pässen dominiert für die Dämpfung nach eigener Erfahrung immer die Güte der Spulen. Da wirst du mit konservativeren / realistischeren Werten rechnen müssen. Eine "hohe Dämpfung" kann ich jetzt nicht erkennen (alles relativ), aber jede Messmethode hat ihre Toleranzen, da wird der Spektrum-Analysator nicht auszuschliessen sein. (ich kenne den Messaufbau und die Art der Messung nicht)
HF Pfuscher schrieb: > (ich kenne den Messaufbau und die Art der Messung nicht) Messaufbau: Ausgang Trackinggenerator des Spektrumanalysers Adapter N auf BNC 15cm Koax an BNC auf dem Filter 30cm Koax mit BNC Verbindern an Adapter BNC auf N des Analyser Eingangs Das Filter selbst ist auf einem Stück Platinenmaterial ca. 3x5cm mit Kupferinseln aufgebaut. Kurze Anschlussdrähte, jedoch nicht abgeschirmt. Sweep mit unterschiedlichen Frequenzbereichen (0-10MHz / 100 MHz) und unterschiedlichen RBWs ergeben immer mehr oder weniger die gleichen Ergebnisse. Ich gebe zu, dass mir auch hier etwas die Erfahrung fehlt. Gruß Siegfried
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Hallo, kommt auch auf die Endstufe und deren Impedanz an. Das verhält sich oft etwas anders, als ein Signalgenerator mit 50 Ohm Ausgangsimpedanz. Die Pa ist für ca. 1/4 der Zeit niederohmig, ansonsten kann das Filter frei schwingen. IMO würde ein 5-poliges Filter reichen. Ich versuche meist, eine Chebyshev-Charakteristik mit 3-4 dB Welligkeit zu verwenden und das Maximum auf die Sendefrequenz zu legen. Durch die Welligkeit ergibt sich beim Abstimmen ein stärkeres Maximum. Gruß, Bernd
Hallo Siegfried W. nach meiner Erfahrung ist eine Kombination: T37-6 Ringkernen, 0.5mm Draht für den Empfangsbereich brauchbar... Schaue bitte mal nach T68 oder T82 Kernen und Draht ab ø >=1mm Dann erhalte ich mit Txy-17 Material viel höhe Güten (400) ab ~ 14 MHz. Real gemessen! Dies wäre mal einen Versuch wert.
FT37-6 ist ein Pulvereisen- Kern für 10 - 50MHz! Ich empfehle, für Leistungsübertrager Ferritkerne zu verwenden, z.B. FT50-77 oder FT50-43.
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Hallo zusammen, zunächst vielen Dank für Eure Antworten. Ich glaube ich habe mich etwas ungeschickt ausgedrückt. Ich messe zurzeit lediglich den Durchgang des Filters. Die Endstufe ist dabei gar nicht angebunden. Der Filter ist dazu getrennt aufgebaut und direkt an den Specktrumanalyser Ausgang/Eingang angeschlossen. Die Grundsatz-Frage wäre: Ist mit meinem Standard-Material eine Dämpfung im Durchlassbereich von besser 1.5dB machbar z. B. durch besseren Abgleich? Gruß Siegfried
DH1AKF K. schrieb: > FT37-6 ist ein Pulvereisen- Kern für 10 - 50MHz! > > Ich empfehle, für Leistungsübertrager Ferritkerne zu verwenden, z.B. > FT50-77 oder FT50-43. Hey Wolfgang, er will ja einen TP für 40m Bauen. Sonst hast Du natürlich recht. Bzw. ergänzend Ferroxcube -4C65 Material
B e r n d W. schrieb: > IMO würde ein 5-poliges Filter reichen. Ich versuche meist, eine > Chebyshev-Charakteristik mit 3-4 dB Welligkeit zu verwenden und das > Maximum auf die Sendefrequenz zu legen. Durch die Welligkeit ergibt sich > beim Abstimmen ein stärkeres Maximum. Werde ich mal versuchen ob das reicht. Ich erzeuge mit dem Raspberry Pi ein WSPR Signal. Das erzeugte Spektrum sieht dabei sehr gruselig aus. Ein 5 poliges Butterworth reicht nicht aus. Der Verstärker mit 3 x BS170 ist noch „work in progress“ und macht das Signal auch nicht schöner. Der Verstärker ist auch noch eine Baustelle, die es zu verstehen gilt. Wie gehe ich vor um ein Filter abzugleichen? An den Spulen rumzudrücken bis es zufällig passt, scheint mir kein geeignetes Vorgehen. Gruß Siegfried
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IMO reicht ein T37-2 Kern bis 2 Watt, ein T50-2 bis knapp 5 Watt. Für die Drossel nach Vcc würde ich einen FT37-43 nehmen. Ein BS170 macht im getakteten Betrieb bis >1W, er muss dann gut gekühlt werden. WSPR liefert eher ein länger andauerndes Signal, das sollte mit 3 gekühlten BS170 gerade ok sein. Hab mal die beiden Filterversionen verglichen. Das Chebyshev punktet vor allem bei der 2. Harmonischen. Nachtrag: Beim Abstimmen halte ich den Ringkern mit einer Pinzette an der drahtfreien Seite fest und verschiebe den Draht mit einem Kunststoffstab. Am Ende muss die Drahtposition mit Kleber fixiert werden.
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Man sagt ja immer den größten Anteil an Verlusten machen die Spulen, aber ganz Verlustlos sind auch Kondensatoren nicht. Und da habe ich die Erfahrung gemacht, daß Keramikkondensatoren mit höherer Spannungfestigkeit weniger Verluste haben, auch wenn diese hohe Spannungsfestigkeit eigentlich nicht nötig wäre. Oder vielleicht mal Foliekondensatoren ausprobieren. Und bei den Spulen nicht am Querschnitt des Drahtes sparen.
Siegfried W. schrieb: > komme ich auf eine Dämpfung von ca. 1.7dB bei 7MHz. Das ist > deutlich schlechter. Ansonsten ist der Dämfungsverlauf wie erwartet. 1,7dB Dämpfung bei 7MHz ist zu viel. Die Güten für L und C müssten absolut miserabel sein damit die angegebene Dämpfung erreicht wird, was unwahrscheinlich ist. Hast du vorher am SA eine Normalisierung durchgeführt? Wie sieht die Durchgangsdämpfung bei kleineren Frequenzen aus?
> Keramikkondensatoren mit höherer Spannungfestigkeit Bei mir sind auch schon welche heiss geworden, aber das waren keine NP0. Im Zweifel können zwei mit der halben Kapazität parallel geschaltet werden, denn meist sind die Anschlussdrähte dünner als der Spulendraht. Styroflex sind wegen der Eigeninduktivität ungünstig. Ist jedoch auf beiden Seiten jede Folienschicht kontaktiert, funktionieren sie gut. Nr. 12, 21 und 22 funktionieren gut, bei Nr. 18 wäre ich vorsichtig. https://forum2.magnetofon.de/board8-technische-grundlagen/board89-elektronik-elektrik/5758-kleine-bauteilkunde/
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Robert M. schrieb: > Hast du vorher am SA eine Normalisierung > durchgeführt? Wie sieht die Durchgangsdämpfung bei kleineren Frequenzen > aus? Der Hinweis auf die Normalisierung ist „praxisgerecht“ ;-) Das habe ich schon öfters übersehen. In der Regel weisen mich die Ergebnisse auf mein Unterlassen hin. Und ja, in diesm Fall habe ich normalisiert. Werde später mal ein Bild einstellen. Gruß Siegfried
B e r n d W. schrieb: >> Keramikkondensatoren mit höherer Spannungfestigkeit > > Bei mir sind auch schon welche heiss geworden, aber das waren keine NP0. > Im Zweifel können zwei mit der halben Kapazität parallel geschaltet > werden, denn meist sind die Anschlussdrähte dünner als der Spulendraht. > > Styroflex sind wegen der Eigeninduktivität ungünstig. Ist jedoch auf > beiden Seiten jede Folienschicht kontaktiert, funktionieren sie gut. > > Nr. 12, 21 und 22 funktionieren gut, bei Nr. 18 wäre ich vorsichtig. > https://forum2.magnetofon.de/board8-technische-grundlagen/board89-elektronik-elektrik/5758-kleine-bauteilkunde/ Dass meine Kondensatoren nicht so prickelnd sind, habe ich schon in der Endstufe selbst bemerkt. Da werden einige sehr warm. Beim Solo-Messen der LPF mit dem Spektrumanalyser gehen natürlich nur kleinste Leistungen durch. Da wird nichts warm. Bei den Kondensatoren muss ich wohl nachbessern. Da war mir bisher der Qualitätsunterschied nicht bewußt. Habe halt nach Preis eingekauft. Die Notwendigkeit für „silver mica“ mit mehreren EUR pro Stüch, hatte sich mir bisher nicht erschlossen. Jetzt muss ich erst mal meinem Tages-Job nachgehen, damit ich mir „Richtige“ Kondensatoren leisten kann ;-) Bis später Siegfried
Ainen gudden! Siegfried W. schrieb: > 1. Ist die Höhe der Dämpfung im Durchlassbereich in der realisierbaren > Größe oder gibt es Möglichkeiten der Theorie etwas näher zu kommen z. B. > mit Glimmer Kondensatoren? Parasitäre Kapazitäten, Induktivitäten und Serienwiderstände in der Simulation würden dem Machbaren ein ganzes Stück näher kommen. Dwianea hirnschaden
Welcher Typ von Kondensatoren wurde verwendet? Für HF-Anwendungen in Resonanzkreisen/-filtern sollte nur Class-1-Keramiken, also NP0/C0G oder eben Temperaturkompensationstypen in Spezialfällen verwendet werden. Die ganzen Class-2 Materialien wie X7R, Z5U, Y5P etc. sind ungeeignet wegen des zu hohem Verlustfaktors und der Temperatur- und Spannungsabhängigkeit der Kapazität. Sie sind nur für Abblock- und Koppelzwecke brauchbar. Diese Erfahrung musste ich bereits mehrfach machen, selbst als Rückkoppelkondensatoren in einem simplen Clapp-Oszillator verhinderten "680pF Keramik" das Schwingen, mit korrekten NP0/C0G (die auch eine mehr als doppelte Baugröße hatten, bei 100V statt 500V Spannungsfestigkeit..) hat es sofort funktioniert. Silver-Mica wäre die Edelversion, ist aber bei kleinen Leistungen denke ich nicht notwendig, NP0/C0G sollte genügen.
Hallo Leute, ich bin begeister! Es waren die Kondensatoren. Bisher habe ich mir nie besondere Gedanken um die Qualität gemacht. Bin schlicht davon ausgegangen, dass Keramikkondensatoren sich nicht so stark unterscheiden. Habe sie also immer da gekauft, wo sie gerade günstig waren. Besonders schlechte Qualität scheint ein bei mir bisher zum Einsatz kommendes, älteres Sortiment vom großen C zu haben. Ich hatte noch ein kleines Sortiment ausgewiesener NP0 Kondensatoren. Das wurde von QRPproject aber mit allen Werten in einem unsortierten Beutel geliefert, so dass ich sie bisher nicht weiter verwendet hatte. Nach Euren Hinweisen habe ich sie jetzt zum Einsatz gebracht. Und was soll ich sagen, die Dämpfung liegt bei 7 MHz bei ca. 0.2dbB. Alles gut. Nun gehen statt knapp 2W HF-Leistung fast 3W richtung Antenne. Nicht das man mich nun besser hören würde, aber es ist dennoch schön zu wissen. Ein großes Dankeschön an die helfende Runde! Bleibt noch die Fragen offen: In welcher Reihenfolge gleiche ich die einzelnen Stufen eines LPF mit welchem Ziel ab? Von links nach rechts auf Form der Filterkurve, von außen nach innen... irgendwelche Tips dazu? Gruß Siegfried
Siegfried W. schrieb: > Nun gehen statt knapp 2W HF-Leistung fast 3W richtung Antenne. Nicht das > man mich nun besser hören würde, aber es ist dennoch schön zu wissen. Heißt ja insbesondere auch, 1 W weniger Wärme bzw. nicht in die Oberwellen gesteckt. > In welcher Reihenfolge gleiche ich die einzelnen Stufen eines LPF mit > welchem Ziel ab? Abgeglichen habe ich sowas nie, nur aufgebaut und gemessen, dass es passt. Primäres Ziel bei einer Klasse-E-PA dürfte die Erreichung der geforderten Oberwellenunterdrückung sein.
Siegfried W. schrieb: > Bin schlicht davon > ausgegangen, dass Keramikkondensatoren sich nicht so stark > unterscheiden. Habe sie also immer da gekauft, wo sie gerade günstig > waren. Besonders schlechte Qualität scheint ein bei mir bisher zum > Einsatz kommendes, älteres Sortiment vom großen C zu haben. "Schlechte Qualität" ist hier ein falscher Ausdruck, es gibt einfach verschiedene Typen ... Class 1: Eher geringe Permittivität, diese dafür allerdings feldstärkeunabhängig, frei von Hystereseeffekten und damit geringer Verlustfaktor und definierter Temperaturkoeffizient (bei NP0 eben 0, es gibt aber auch P100 und N750 oder so, auch wenn diese heute eher schwer erhältlich sind). Class 2: Ferroelektrische Keramiken mit hoher Permittivität, diese allerdings sehr feldstärke- und temperaturabhängig, auch treten (verlustbehaftete) Hystereseeffekte und Mikrophonie auf. Dafür deutlich höhere Kapazität in gleicher Bauform (Faktor 100-1000 ist drin). Diese sind ist gut für Abblock- und Koppelanwendungen, wo die Verluste sich sogar positiv auswirken da durch sie Resonanzen mit Leitungsinduktivitäten stark bedämpft werden. Typisch: X7R, Z5P .... Man muss einfach wissen welchen Typ man wofür verwendet, NP0 für Abblockzwecke sind unnötig groß und haben damit auch wieder höhere parasitäre Induktivität und durch ihre Verlustarmut wirkt die sich auch noch stärker aus .. X7R in Resonanzkreisen, zu denen Filter gehören, funktionieren aber wegen der parasitären Effekte nicht. Gruß, Christian
Hallo BerndW, vielen Dank für den Hinweis auf das Video. Habe ich gerade erst bemerkt. Ich habe mir mittlerweile einen NP0 Kondensatorbestand über Mouser zugelegt, nachdem ich bei den üblichen Bezugsquellen in D entweder keine genauen Angaben oder nur eine beschränkte Werte-Auswahl gefunden habe. Meine Filter funktionieren nun wie erwartet. Ich verwende 7polige Tchebychev-Varianten. Damit bekomme ich die Dämpfung der Oberwellen gut hin. Nachdem ich bei meinen Experimenten schon ganze Familien parallel betriebener BS170 gemördert habe, setze ich nun einen FDT86256 ein. Der ist leichter zu kühlen und gibt in meinem Aufbau für die 2 minütige WSPR Ausstrahlung jeweils auf 40m oder 30m 5W HF in Richtung Antennen. In dem Video wird von „schlechten“ 60% Wirkungsgrad an der Antenne gesprochen. Die immer wieder benannten 90%+ bekomme ich auch nicht hin, ehe so um die 65% bei Ausgangsleistung nach Filter zu Gesamteingangsleistung. Ich denke, dass viele Bastler die 90% nur „nachplappern“, weil sie das irgendwo mal gelesen haben. Im ursprüngliche Artikel von Sokal in der QEX von 2001 wird der Wirkungsgrad in dieser Größenordnung ohne Berücksichtigung von Ansteuerungleisung und Filterverlusten ermittelt - das wird gerne übersehen. In dem angegebenen Video wurde die Berechnung auch nicht so genau vorgenommen. Aber das ist ein ganz anders Thema und hat mit meinem ursprünglichen Filterproblem nichts zu tun. Gruß Siegfried
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