Mechanische 200kHz ZF-Filter vermessen

[Dieter R. (dieterr)]

Hallo!

ich habe hier ein paar mechanische 200kHz ZF-Miniaturfilter auf kleiner 
Platine welche ich gerne ausmessen würde. Ich habe es auf der Arbeit mal 
mit einem Scope mit Frequenzganganalyse versucht und mit einem VNA. Am 
Eingang der Filterschaltung habe ich einen 2k Serienwiderstand 
eingefügt, am Ausgang für die Messung mit dem VNA einen 2k7 
Serienwiderstand und für die Messung mit dem Scope einen 2k7 
Abschlusswiderstand (weil 1M Eingang). Allerdings sehen die Messungen 
unterschiedlich aus. Wie wäre ein korrekter Messaufbau um gültige 
Ergebnisse zu bekommen? Danke.

Dieter

[Cartman E. (cartmaneric)]

Vermutlich hast auch die Kondensatoren weggelassen. ☺

Die mechanischen Filter die ich kenne, haben den exakten Wert
für diesen Kondensator aufgedruckt, bzw. lag er den Filtern bei.
Die Güte der Filterkomponenten ist sehr hoch. Man darf die
Filterkurve nur sehr langsam abfahren.

Die Impedanz die die Filter an Ein- und Ausgang sehen wollen,
steht wohl im Datenblatt, dass du vermutlich auch nicht hast.
Ob deine Messschaltung dem entspricht?

[Christoph db1uq K. (christoph_kessler)]

Steht irgendetwas aufgedruckt?

Ein paar Fundstellen mit ausführlicheren Daten, anscheinend vor allem 
DDR-Typen:

https://www.funkamateur.de/tl_files/downloads/hefte/2006/mechanische_Filter.pdf

https://banfield.de/Elektronik/webfiles/MF200_Anpassung-2.pdf

https://www.radio-bastler.de/forum/index.php?thread/27572-mechanische-filter-rft-200-201-khz-abzugeben-bereits-verkauft/

https://www.qsl.net/d/dh7uaf/forum/VIEWTOPIC7D27.HTM

https://www.qrpforum.de/forum/index.php?thread/8906-verkaufe-200khz-mechanische-filter-72-5mhz-quarzfilter/

http://stephan.win31.de/groups/weltempfaenger/files/Mechanische%20Filter%20Telefunken/mechfilter-ausbildung.pdf

https://de.wikipedia.org/wiki/Mechanisches_Filter

[Dieter R. (dieterr)]

Hallo.

Erstmal danke für die Antworten. Ich kenne die Filter und ich kenne das 
Datenblatt. Das gibt es zum Beispiel hier:

http://stephan.win31.de/groups/weltempfaenger/files/Mechanische%20Filter%20Telefunken/mechfilter-mini-kat-80er.pdf

Die Filter sind auf einer kleinen Platine mit den passenden Cs und Rs 
verbaut, siehe Anhang. Dank.

Dieter

[Dieter R. (dieterr)]

Passt mein Aufbau zu den Anforderungen der Filterplatine? Warum erhalte 
ich unterschiedliche Messergebnisse? Danke.

[Cartman E. (cartmaneric)]

Die Filterflanken sind bei mechanischen Filtern sehr steil.
Beteiligte Filterkomponenten schwingen also auch lange nach.
Um die in voller Schönheit dargestellt zu bekommen, muss man
die Kurve sehr langsam aufnehmen.
Das schrieb ich ja eigentlich schon.
Mir scheint, dass da zu grosse Hast am Werk war.

Die Impedanzanpassung hast du ja eingehalten.

[Cartman E. (cartmaneric)]

Die Durchlasskurve mit dem "runden Huckel", könnte doch auch einen
Impedanzfehler schliessen lassen. Wenn du kannst, solltest du
die Impedanz die das Filter sieht, vielleicht einmal nachmessen.

[Dieter R. (dieterr)]

Hallo, danke für deine Hinweise. Die Sweep-Zeit war relativ hoch, ich 
hab es nicht mehr genau im Kopf, aber am Scope hat der Sweep ~2min 
gedauert und am VNA ~1min. Was verstehst du unter langsam? Ansonsten 
werde ich mir deinen letzten Punkt nochmal anschauen.

[Günter L. (Firma: Privat) (guenter_l)]

von Dieter R. schrieb:
>Wie wäre ein korrekter Messaufbau um gültige
>Ergebnisse zu bekommen? Danke.

Der Messaufbau ist dann korrekt, wenn das Filter an
Ein- und Ausgang den Widerstand sieht der im
Datenblatt angegeben ist. Wenn die Quelle und die
Last so schon diese Impedanz hat, braucht man nichts
weiter zu machen. Wenn nicht, muß man das mit zusätzliche
Widerstände korrigieren, oder mit Übertrager transformieren.
Wenn man das nicht macht, hat man im Durchlassbereich
eine starke Welligkeit. Bei richtiger Anpassung ist
die Welligkeit am geringsten. Das gilt so auch bei
andere Filter, Piezo-Filter oder auch Spulenfilter
wenn da mehrere Schwingkreise hintereinander sind.

[Günter L. (Firma: Privat) (guenter_l)]

Bei Mechanische Filter müssen auch noch die Zusatzkapazität
an Ein- und Ausgang stimmen. Die Werte sind auf dem Filter
aufgedruckt.

[Axel R. (axlr)]

Günter L. schrieb:
> Bei Mechanische Filter müssen auch noch die Zusatzkapazität
> an Ein- und Ausgang stimmen. Die Werte sind auf dem Filter
> aufgedruckt.
Was, wenn nicht? Bekommt man die korrekten Werte irgendwie heraus?

[Jens G. (jensig)]

Axel R. schrieb:
> Was, wenn nicht? Bekommt man die korrekten Werte irgendwie heraus?

Dann musst du ins Datenblatt gucken, oder die Widerstände+Kapazitäten 
selbst austesten ...

[Dieter R. (dieterr)]

Cartman E. schrieb:
> Man darf die Filterkurve nur sehr langsam abfahren.

Was genau verstehst du unter langsam. Mein Sweep dauerte mind. 1min, das 
sollte doch ausreichend langsam sein, oder?


Günter L. schrieb:
> Bei Mechanische Filter müssen auch noch die Zusatzkapazität
> an Ein- und Ausgang stimmen. Die Werte sind auf dem Filter
> aufgedruckt.

Das sollte passen, die Filter sind auf Platinen mit den entsprechenden 
Cs und Rs verbaut, siehe Schaltbild oben. Ich verstehe dass so, dass das 
Filter (oder besser gesgt die Filterplatine) eine Quelle mit dem 
Innenwiderstand von 2k sehen möchte und ausgangsseitig mit einem 
Lastwiderstand von 2.7k abgeschlossen sein möchte.

Dieter

[Ulrich P. (uprinz)]

Was Günther L. Dir sagen möchte ist, dass dein VNA vermutlich 50 Ohm 
Impedanz hat und dein Scope 1 MOhm. Die Filter möchten aber am Eingang 
2k und am Ausgang 2,7k Ohm als Impedanz sehen. Ich denke nicht, dass ein 
2k Serienwiderstand an einer 50 Ohm Quelle ausreichend ist. Eine 2,7k 
Terminierung an einer 1M Ohm Sink könnte gehen, aber der VNA hat auch da 
50R, was definitiv nicht geht.

Aber korrigiert mich, wenn ich jetzt daneben liege.

[Dieter R. (dieterr)]

Danke, deswegen frage ich ja. Weiter oben wurde geschrieben:

Cartman E. schrieb:
> Die Impedanzanpassung hast du ja eingehalten.

[Robert M. (r0bm)]

Dieter R. schrieb:
> Die Filter sind auf einer kleinen Platine mit den passenden Cs und Rs
> verbaut, siehe Anhang. Dank.

Das sieht nach einem ZF-Filter aus einem E1800 RX aus. 2k 
Quellwiderstand und 2.7k Lastwiderstand schließen das eigentliche 
Filter, zusammen mit der auf der Platine schon vorhandenen Beschaltung, 
korrekt mit 2k||xxpF ab.

Beim mit dem Oszi aufgenommenen Bode-Plot fehlt es etwas an 
Dynamikbereich, ist aber deutlich näher an der Realität dran im 
Vergleich zur Messung mit dem VNA. Man sieht die hohe Selektivität 
mechanischer ZF Filter und den typ. eckigen Amplitudengang. Bedenke aber 
dass die Eingangskapazität eines 1M Tastkopfes mit typ. 120pF die 
Messung etwas verfälschen dürfte.

[Cartman E. (cartmaneric)]

Ulrich P. schrieb:
> dass ein
> 2k Serienwiderstand an einer 50 Ohm Quelle ausreichend ist. Eine 2,7k
> Terminierung an einer 1M Ohm Sink könnte gehen, aber der VNA hat auch da
> 50R, was definitiv nicht geht.
>
> Aber korrigiert mich, wenn ich jetzt daneben liege.

Das nennt sich Serienterminierung. Genaugenommen hätte er 2650 Ohm
nehmen müssen.

> Die Impedanzanpassung hast du ja eingehalten.

Einigermassen: Die 650 Ohm würden aber keinen Buckel erzeugen.
Da muss noch etwas anderes ganz grundsätzlich schief laufen.

[Cartman E. (cartmaneric)]

Für die Messung speziell der Sperrdämpfung des Filters, wäre ein
aktiver kapazitätsarmer Tastkopf empfehlenswert. Den kann man dann
mit 2,7 kOhm parallel terminieren. Der muss aber unter Umständen
die 50 Ohm Eingangsimpedanz des Messgeräts auch treiben können.
Da wird die Dämpfung durch eine Serienterminierung sonst doch zu gross.

Auf der Generatorseite ist die Serienterminierung eher unkritisch.

[Jens G. (jensig)]

Cartman E. schrieb:
> mit 2,7 kOhm parallel terminieren. Der muss aber unter Umständen
> die 50 Ohm Eingangsimpedanz des Messgeräts auch treiben können.

Das wird ja noch mehr Blödsinn.
Das MF will 2,7kOhm an seinem Ausgang sehen, da wären <50Ohm sehr 
kontraproduktiv ...

[Dieter R. (dieterr)]

Ich denke er meint die Filterplatine mit 2k7 abzuschließen und daran 
denn den (hochohmigen, kapazitätsarmen) aktiven Tastkopf. Der muss dann 
aber den Eingang vom VNA treiben können. Oder?

[Cartman E. (cartmaneric)]

Dieter R. schrieb:
> Ich denke er meint die Filterplatine mit 2k7 abzuschließen und daran
> denn den (hochohmigen, kapazitätsarmen) aktiven Tastkopf. Der muss dann
> aber den Eingang vom VNA treiben können. Oder?

Ja, richtig.
Ist mir unklar, wie man das fehlinterpretieren kann. ☺

[Christian E. (cerker)]

Wie hast du den VNA-Messaufbau eigentlich kalibriert?

[Dieter R. (dieterr)]

Da mich nur S21 interessiert hat, habe ich nur eine THROUGH-Cal gemacht. 
Dazu hab ich das Filter überbrückt.

[Jens K. (jensky)]

Für was braucht man denn so alte Filter? AEG ist ja schon lange tot. Das 
man die nicht längst vom Markt entfernt hat ist verwunderlich. Musste 
man die Bauteile nicht gegen Ende 2015 entsorgt haben?

[Dieter R. (dieterr)]

Für was braucht man denn so langweile Antworten? Das man sowas nicht 
einfach lässt ist verwunderlich. Müsste man solche Beiträge nicht vor 
dem absenden löschen?

[Jens K. (jensky)]

Dieter R. schrieb:
> Für was braucht man denn so langweile Antworten

Nun, für Bauteile die cadmiert sind finde ich es jetzt nicht sooo 
langweilig. Vor allem wegen der aktuellen Rechtsprechung solcher Stoffe 
in Privatbesitz.

[Jens G. (jensig)]

Jens K. schrieb:
> Nun, für Bauteile die cadmiert sind ...

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