Hallo
Bei dem Programm AADE Filterdesign 4.5 verstehe ich etwas nicht.
Wenn man hier z.B. ein Coupled-Resonator-Bandpass-Filter als
Chebyshev-Charakteristik entwirft, werden die Ein- und
Auskoppelkondensatoren unterschiedlich groß berechnet.
Da das Filter auf beiden Seiten mit 50 Ohm abgeschlossen ist, müssten
diese Kondensatoren meiner Meinung nach genau gleich groß sein.
Im Anhang sieht man eine Skizze dazu.
Bei der Simulation fällt auf, dass der Durchlassbereich leicht schief
ist. Das verschwindet, wenn man für Dipole11 den Wert von Dipole3
übernimmt.
Macht man es umgekehrt, wird es noch schlimmer als vorher.
Ist das nun ein Bug im Programm?
Und gibt es mittlerweile modernere Programme zur Filterberechnung? Über
Empfehlungen würde ich mich freuen.
Rolf schrieb:> Da das Filter auf beiden Seiten mit 50 Ohm abgeschlossen ist, müssten> diese Kondensatoren meiner Meinung nach genau gleich groß sein.
Ja, die Filterhälften müssten spiegelbildlich gleich sein. Die Kurve
passt allerdings zu den krummen Werten, inkl. der sehr hohen
Durchgangsdämpfung.
Ich habe mal die Blindwiderstände nachgerechnet, für die Schwingkreise
mit 1nF und 220nH sind beide 13-15 Ohm. Die Koppelkondensatoren von 5pF
sind demgegenüber wesentlich hochohmiger, das 200-fache. Die
Unterschiede der Einkopplung verstehe ich auch nicht. Die hohe Dämpfung
könnte aus der Wahl der Darstellung liegen, AADE rechnet je nach
Einstellung den 2*50 Ohm Spannungsteiler mit.
Wie hier schon erwähnt, ist so ein Filter symmetrisch aufgebaut. Keine
Ahnung, woran der Fehler bei AADE liegt.
Die Kreis-Koppel-Cs sind bei typischen Tschebychev- oder
Butterworth-Filtern übrigens unterschiedlich groß.
Bei kapazitiver Hochpunktkopplung ist die Filterkurve grundsätzlich
etwas asymmetrisch (hochfrequente Flanke ist flacher).
Allerdings wäre eine angenäherte Rechteckkurve ohnehin kaum
realisierbar, da hier die Spulengüte mit 1000 angesetzt wird. Anbei
Kurven (Designbandbreite 150kHz, r=0,5db) mit Güten von 1000 und 200.
MfG, Horst
Vielen Dank für die Programm-Empfehlungen!
Eric schrieb:> http://www.tonnesoftware.com/elsiedownload.html
Elsie (LCinstall285.exe) sieht ansich gut und sehr umfangreich aus. Kann
man dort bei der Filterberechnung auch eigene Spulengrößen und sowohl
z(in) als auch z(out) selber vorgeben? (also wie bei AADE)
Bisher habe ich nur gesehen, dass man dort z(in) frei wählen kann.
Rolf schrieb:> Kann> man dort bei der Filterberechnung auch eigene Spulengrößen und sowohl> z(in) als auch z(out) selber vorgeben? (also wie bei AADE)
Ich meine JA, kann man , Du meinst sicher Werte von Spulen und deren
Güte
Und ich meine auch die Zin&out kann man wählen...bin aber nicht ganz
sicher
Eric
PS: die Version ist ja frei und du kannst es selbst ausprobieren
HST schrieb:> Allerdings wäre eine angenäherte Rechteckkurve ohnehin kaum> realisierbar, da hier die Spulengüte mit 1000 angesetzt wird. Anbei> Kurven (Designbandbreite 150kHz, r=0,5db) mit Güten von 1000 und 200.
Vielen Dank auch an Horst für die Simulation!
Da geht mir ein Licht auf.
Von mir berechnete und gebaute Band-Filter:
ein 160m-Bandfilter, an den Bandenden sehr steilflankig
ein 80m-Bandfilter, an den Bandenden steilflankig
ein 40m-Bandfilter, an den Bandenden noch halbwegs steilflankig
ein 30m-Bandfilter, Filterkurve stark verrundet
ein 20m-Bandfilter, Filterkurve stark verrundet
Habe lange überlegt, woran die Verrundung bei 30m und 20m liegen könnte.
Bei steigender Frequenz hat hier wahrscheinlich die Spulengüte
nachgelassen und zur Verrundung geführt.
eric schrieb:> Eric> PS: die Version ist ja frei und du kannst es selbst ausprobieren
Danke Eric! Habe es schon installiert und ausprobiert, sieht wirklich
gut aus, sehr fettet Programm. Habe nur die Optionen zum
Werte-Selber-eingeben noch nicht gefunden für I und z(out).
Rolf schrieb:> Habe nur die Optionen zum> Werte-Selber-eingeben noch nicht gefunden für I und z(out).
na, das sieht man doch gleich vorn
siehe die Bilder
eric
Hallo Rolf,
hier noch ein paar Anmerkungen, falls du dich für weitere Details zur
Berechnung von guten L/C-Bandpässen interessierst.
Eric hat dir ja genügend Tips für die Anwendung von "Elsie" gegeben.
Noch ein Hinweis: Elsie erzeugt auch komplette .asc-Files für LTSpice
und sog. S2P-Files. Aber auch Elsie verwendet für die Berechnung
verlustlose Filterkoeffizienten, was bei schmalen Bandfiltern eben zu
der starken Verrundung bei den üblichen Kreisgüten führen kann.
Es gibt aber eine Designmethode, die es in Grenzen erlaubt, trotz der
Kreisverluste auch bei schmalen BFs einen Flat-Top zu erreichen -
allerdings auf Kosten einer etwas erhöhten Dämpfung. Sie verwendet die
sog. "Predistorted k & q parameters". Diese Parameter wurden von A.
Zverev schon vor >50 Jahren in entsprechenden Tabellen publiziert (im
Buch "Handbook of Filter Synthesis").
Da die Berechnung damit ziemlich mühsam ist, hatte ich vor Jahren
Excel-Arbeitsblätter zur bequemen Berechnung solcher Filter für
verschiedene Topologien erstellt (3 und 4-polige Filter für Butterworth
und Tcheby 0,1db). Jörn Bartels, DK7JB hat die z.T. noch etwas
überarbeitet und eine deutsche Kurzanleitung geschrieben. Du kannst dir
den Kram ja unter diesen Links ansehen:
https://www.bartelsos.de/dk7jb.php/anleitung-bandpaessenhttps://www.bartelsos.de/dk7jb.php/bandpaesse-horst-dj6ev
Jörn hat auch solche Filter für die Amateurbänder in seinem Projekt "TRX
2012" akribisch berechnet, simuliert, aufgebaut und durchgemessen:
https://www.bartelsos.de/dk7jb.php/selbstbau-trx-2012
(Eric, das ist schon wieder 7 Jahre her!)
Sorry für die Länge - ich hoffe, dass das für dich von Interesse ist
MfG, Horst
Hallo zusammen, hallo Rolf.
Ich kann meine Ansicht weder begründen noch erklären.
Horst ist da ein viel grösserer Experte.
Das Filter ist in sich nicht symmetrisch; also gibt es für Ein- und
Ausgang
unterschiedliche Cs für die Anpassung.
In meinem Bastelleben habe ich mich immer für 3-, 5-, 7-polige
Anordnungen
entschieden, es war irgendwie immer einfacher. Mit den gradzahligen war
es
immer umständlicher. Vielleicht liegt es an den mathematischen Modellen,
die hinter Butterworth und Chebyscheff stecken; ich weiss es nicht.
Rechne doch mit z.B. 'RFSimm99' das Filter einfach mal nach.
Oder 'bau' dir doch mal mit AADE oder ELSIE ein 3- oder 5-poliges und
vergleiche.
Vielleicht ist auch ein viel?-poliger Tiefpass ausreichend.
Rechnen.., rechen.
Ich hoffe. du willst das nicht mit SMD... machen.
'RFSimm99' findet man noch überall im Netz.
Einfach, aber ausreichend!
Viel Glück
73
Wilhelm
Hallo,
ein kleiner Exkurs zur Klarstellung:
Bei Tief- und Hochpassfiltern erfordern geradzahlige Polzahlen
unterschiedliche Impedanzen für Ein- und Ausgang - bei ungeradzahligen
ist Zin=Zout.
Bei Bandfiltern sind Zin und Zout immer gleich, unabhängig von der
Polzahl (Butterworth und Tchebychev) - wobei verlustlose Resonatoren bei
der Berechnung vorausgesetzt werden. Bei realen Verlusten treten dann
eben eine erhöhte Dämpfung und mehr oder weniger starke Verrundung auf.
Bei speziellen Filtern, wie z.B. Linear-Phase, Legendre, Gauss usw. sind
Zin und Zout ungleich.
Wenn beim Design von Buttw & Tcheby die Verluste berücksichtgt werden
("predistorted parameters"), wird Zin ebenfalls ungleich Zout.
Ich habe mal ein Bild mit den k&q Parametern für ein 4-poliges Filter
angehängt. Dort sieht man in der ersten Zeile für verlustlose
Komponenten, dass die Verteilung der Koppelfaktoren symmetrisch ist (und
damit auch Zin=Zout). Bei den weiteren Zeilen mit realen Qu werden sie
aber unsymmetrisch, wobei bei steigenden Verlusten das Verhältnis
Zin/Zout immer weiter ansteigt (und natürlich auch die Dämpfung "I.L.").
Der Bau von guten mehrpoligen LC-Filtern mit Bandbreiten <10% ist
durchaus möglich, aber kein Selbstläufer, wie die Beschreibungen im o.g.
Link von DK7JB ("TRX2012", Band 3) zeigen.
MfG, Horst
Hallo zusammen, hallo Horst.
Danke für die Aufklärung, wieder etwas schlauer geworden.
Die Sache mit den 'predistorted Filters' von Herrn Zverev kannte ich,
hab ich mir aber erspart. Auch mit theoretischen Werten erreicht man mit
guten
Bauteilen ordentliche Werte. Ich muss damit kein Geld verdienen; und
wenn es dann nicht ganz genau passt, auch egal.
Ich habe mir auch das Zverev Buch geleistet, nachdem es nicht mehr 400$
kostete. Ist für einen Laien schon Hardcore. Drauf gekommen durch Wes
Hayward 'Introduction to RF-Design'. Hier ist ja schon nur das Kapitel
über Filter mehr als das ganze Buch wert. Man braucht schon einen guten
Taschenrechner
und viel Geduld, um die Beispiele nachvollziehen zu können.
Am besten ist seine 'Tack Hammer' Methode, um Filter u. ä. nachrechnen
zu können. Diese Methode wurde schon in den 70er Jahren im 'Ham Radio
Magazin' beschrieben. Nachgerechnet auf HP97, nachprogrammiert auf Sharp
PC1245 (1304 Basic-Bytes! free). Manch schöne Stunde mit rechnen
-lassen- verbracht. Viel gelernt und nicht dümmer geworden.
Heute gibt es RF-Sim99, wieviel einfacher doch alles.
73
Wilhelm
AADE_filterdesign4_5.png
(22 KB)
