Butterworth Filter designen

Magnus OP #7835763

Hallo zusammen

Ich hab mir das Video vom Prof Danner https://www.youtube.com/watch?v=9rWztYL1IKQ angeschaut und seine Formeln in ein Python Script gepackt.

Er berechnet erst Minute 4:20 eine Tabelle mit unskalierten Prototyp-Werten (Z=1 Ohm, f=1Hz?? )

dann ab Minute 6:47 erklärt er wie daraus Werte für eine gegebene Frequenz und Impedanz zu ermitteln sind.

Ich habe den Rechenweg in ein Python-Skript gepackt und komme auf die selben Ergebnisse beim Beispiels (10kHz / 50 Ohm) ab 8:48.

Was mich nun wundert: Die damit ermittelten Werte passen nicht zu dem, was diverse Radioamateure verwenden. Wenn ich mit der Frequenz soweit hoch gehe, das die Induktivitäten gleich sind, habe ich immer nur etwa halb so große Kapazitäten. Was wird da anders gemacht?

Z. B. schlägt der VK3YE folgendes Ausgangsfilter für 40m vor: (Minute 1:10 https://www.youtube.com/watch?v=I-_T0U9Xy9A)

1
 
---1uH---1uH---

2
 
 |     |     |

3
 
390pF 820pF 390pF

Damit mein Skript auf 1uH kommt, muss ich f_c=12 MHz setzen, dann habe ich bei den Kondensatoren allerdings 164pF 530pF 164pF

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Hippelhaxe Gast #7835821

Magnus schrieb:

Ich habe den Rechenweg in ein Python-Skript gepackt und komme auf die selben Ergebnisse beim Beispiels (10kHz / 50 Ohm) ab 8:48.

Was mich nun wundert: Die damit ermittelten Werte passen nicht zu dem, was diverse Radioamateure verwenden.

Das ist doch Murx.

Vergleiche doch Deine Werte wenigstens mit den Resultaten, die andere Filterberechnungstools ausspucken -- und nicht mit realen Filtern, die Praktiker vielleicht nach der Methode "Pi mal Fensterkreuz" dimensioniert haben...

Außerdem würde ich versuchen, Grenzfrequenz und Impedanz immer vergleichbar zu halten und nur die Werte für L und C zu vergleichen -- andernfalls sieht man ja überhaupt nicht mehr durch, was eigentlich stimmt und was abweicht.

Offensichtliche Fehler sind mir in Deinem Script nicht aufgefallen -- aber ich bin auch kein Crack...

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Magnus OP #7835843

Udo K. schrieb:

Die Werte stimmen nicht. Für einen 50 Ohm Butterworth mit 12 MHz siehe Bild.

Ah ja, danke, genau so hat mein Skript das ja auch berechnet, nur in dem Video vom VK3YE waren es ganz andere Werte. Ob er auf 12MHz cut-off abgezielt hat, weiß ich nicht, ich hatte nur solange herumprobiert, bis ich etwa die selben Induktivitäten hatte.

Demnach würde mein Skript ja ordentlich funktionieren? Dann werde ich das bald mal mit Oscilloskop und Dummyload testen.

Für 12MHz sagt mein Skript: 163.94pF 1.07μH 530.52pF 1.07μH 163.94pF

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Hp M. #7835881

Magnus schrieb:

Helmut -. schrieb:

Und woher weißt du, dass beide Filter vom Butterworth-Typ sind?

Selbe Anordnung der Bauteile, Symmetrie bei den gewählten Werten.

Symmetrie ist kein hinreichendes Kriterium für Butterworth. Man kann sogar fast jedes Filter symmetrisch aufbauen.

Und was die Funkamateure angeht, so legen die vllt mehr Wert auf steile Flanken (Tschebyscheff) als auf lineare Phase (Butterworth). Als relativ schmalbandiges Ausgangsfilter ist es evtl sogar möglich, dass das Filter maximale Dämpfung nur für die von der Endstufe erzeugten Oberwellen des benutzten Bandes hat.

https://de.wikipedia.org/wiki/Butterworth-Filter https://de.wikipedia.org/wiki/Tschebyscheff-Filter

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Horst S. (Firma: Chaos Ltd) #7836351

Das TP-Filter für 7MHz von VK3YE ist durchaus sinnvoll dimensioniert, obwohl die Grenzfrequenz mit ca. 9MHz eigentlich verschenkte Oberwellenunterdrückung ist. Da ist ja auch keine Rede von Butterworth und fc=12MHz (die noch höhere fc wäre auch blödsinnig). Hier die resultierende Kurven für 60db und 6db. Es ist ein angenähertes Tschebycheff-Filter. Ich habe auch die Güten mit realistischen QL=150 und QC=2000 angesetzt - die bei den üblichen einfachen Formeln immer als unendlich angesetzt werden. Das VSWR bei 7MHz liegt übrigens unter 1:1,2.

Berechnet mit "Elsie" - als kostenloses Programm erhältlich.
MfG, Horst Korinthenkacker-P.S.: Butterworth hat keinen linearen Phasenverlauf - hier gibt es auch GLZ-Verzerrungen.

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