Pomiary rezonatorów i filtrów kwarcowych

[SQ4RNF]

Do symulacji filtrów polecam bardzo dobry, darmowy program AADE Filter Design:
http://www.aade.com/filter32/download.htm#download

Z początku trochę upierdliwa obsługa, ale możesz symulować co tylko chcesz więc da się przyzwyczaić

Aby dobrze zasymulować filtr potrzebujesz znać dokładne parametry kwarcu tj Cs, Cp, Fs, Fp, Rs, Bw lub Q.

[SP2QCA]

(04-01-2011 0:16)wojtas napisał(a):  Zawsze zastanawiało mnie czy wartości kondensatorów c1,c4,c6,c9 czyli 10nF są prawidłowe? W drabinkach spotyka się raczej pikofarady a nie nanofarady.

10 nF na 100% NIE SĄ prawidłowe.
Pomiary wartości parametrów kwarców opisał K8IQY (link na dole strony):
http://k8iqy.com/testequipment/pvxo/pvxopage.htm

73! Artur sp2qca

[SP4HKQ]

Kondensatory 10nF, w miejscu wskazanym przez kolegę "wojtasa" to po prostu zwykły "drut". Nie mają wpływu praktycznego na filtr, a konstruktor filtru użył ich z niewiadomych mi powodów. Nie można też powiedzieć, że są na 100% nieprawidłowe. Kondensatory szeregowe z kwarcami w filtrze drabinkowym o pojemnościach od 30 do 200pF przesuwają w górę częstotliwość środkową filtru (im mniejszy kondensator tym więcej). Ma to znaczenie, gdy dopasowujemy własny filtr drabinkowy do posiadanego filtru fabrycznego i bramki obu filtrów muszą się pokrywać.

[SP2QCA]

Masz rację - nie spojrzałem w schemat filtru. Sądziłem że to są te które są do masy.

73! Artur sp2qca

[SQ8GUM]

Poniżej w załączniku pomiary filtru kwarcowego, na prędce skleconego z czterech kwarców 5MHz, wybranych pod kątem częstotliwości, dobroci i tłumienia.
Pomiary bez dopasowania i z dopasowaniem rezystancyjnym.

Na schemacie jest błąd, rezystor ma być 670 om zamiast 560 - Admin - brak przycisku aktualizuj załącznik... Dzięki za Twoją pracę!

[SQ7GVU]

Witam Kolegów.

Próbuję określić parametry kwarców do filtru drabinkowego metodą 3dB, ale mam problem z określeniem stosunku Uout/Uin potrzebnego w programie Dishal. Pomiary wykonuję NWT-7 z dopasowaniem do 12.5 ohm i wzmacniaczem przed detektorem. Nie wiem, jak z pomiaru NWT wyznaczyć ten stosunek, tzn które wartości wziąć do obliczeń. Proszę o łopatologiczne wyjaśnienie.

Marcin

[3Z6AEF]

(20-06-2013 16:30)SQ7GVU napisał(a):  [...] mam problem z określeniem stosunku Uout/Uin potrzebnego w programie Dishal [...] Proszę o łopatologiczne wyjaśnienie. [...]

"Łopatologicznie" to będzie tak:
1. Odczytaj wartość tłumienia rezonatora w punkcie częstotliwości rezonansu szeregowego: różnica pomiędzy poziomem kalibracji NWT7, a poziomem przy częstotliwości "max" na wykresie
2. Wprowadź tę wartość do pola "dB" (zielone) na zakładce "dB->1:n" w programie "mini dB-Calculator" DL5SWB
3. Odczytaj wartość z pola "voltage" i pomnóż przez 100
4. Wpisz do okienka "Uout/Uin[%]" w programie "Dishal " DJ6EV

Przykład.
Mamy wykres NWT z pomiaru rezonatora 5 MHz:

  kwarc-5MHz.pdf (Rozmiar: 14.7 KB / Pobrań: 1659)

Poziom kalibracji NWT: -10 dB (włączony tłumik 10dB dla zmniejszenia poziomu sterowania rezonatora podczas pomiarów)
Dla częstotliwości "max" poziom jest -11.07 dB, a więc tłumienie: -1.07 dB (mocy).
Odpowiada to stosunkowi 1:0.88 (napięcia) czyli: 88%
Dla tej wartości program DISHAL wylicza: Rm=13.6 omów.

  UoutUin.jpg (Rozmiar: 48.36 KB / Pobrań: 3377)

I jeszcze rady z Helpa:
- w czasie pomiarów nie należy przekraczać dopuszczalnych dla rezonatora poziomów mocy
- jeśli jest znana wartość Rm rezonatora (bo np. wyznaczona metodą K8ZOA), to należy wpisać do pola "Uout/Uin[%]" taką wartość, żeby Rm odpowiadało tej znanej wartości :-)

[SQ7GVU]

Witam i dziękuję za odpowiedź. Filtr już wykonałem - rezultaty w załączniku. Pierwszy wyszedł za szeroki, przeprojektowałem więc na węższy i z niego jestem już bardziej zadowolony. Nietypowa częstotliwość, jako ze udało mi się kupić niskie kwarce dość tanio za 100 sztuk.

Dziękuję jeszcze raz i pozdrawiam, Marcin

[3Z6AEF]

(23-06-2013 0:59)SQ7GVU napisał(a):  [...]Filtr już wykonałem - rezultaty w załączniku. Pierwszy wyszedł za szeroki, przeprojektowałem więc na węższy [...]

I pięknie! Pasmo, tłumienie i shape-factor niczym dla KFL3A-2.8K w K3 Elecrafta! :-)
Marcin, jaka impedancja we/wy filtru wyszła i pokaż, jak dopasowywałeś do pomiarów
- bo z tym większość Kolegów ma problemy i może być ciekawe edukacyjnie...

Aha, ta projektowana i potem inna zmierzona szerokość filtru może być związana z warunkami w jakich były wyznaczane parametry, a innymi w praktycznym wykonaniu - chodzi o "umasienie" obudowy rezonatorów kwarcowych. Do pomiarów i "trymowania" można wykorzystać "patent" ze spinaczami do bielizny ;-)


  K8ZOA-XTAL-test-fixture.jpg (Rozmiar: 52.79 KB / Pobrań: 3148) - K8ZOA XTAL test-fixture

[SQ7GVU]

Witam,

Filtr ma impedancje 360ohm.

Najpierw wyznaczyłem parametry kwarców i wybrałem do filtra 8 najbardziej pasujących sztuk używając NWT-7 i prostego tłumika dopasowującego wymuszającego impedancję pomiarową 12,5ohm.

  Kwarce tlumiki.jpg (Rozmiar: 668.34 KB / Pobrań: 3082)

Uśredniłem wszystkie parametry i podstawiłem do programu Dishal zakładając 2kHz pasmo przenoszenia. Wynik symulacji poniżej:


  Dishal screen.jpg (Rozmiar: 111.09 KB / Pobrań: 3027)

Schemat filtra do posiadanych kwarców poniżej:

  2kHz filter 8 pole.jpg (Rozmiar: 27.97 KB / Pobrań: 2401)

Następnie obliczyłem układ dopasowujący typu L w programie RFSim99 i dodałem go z obu stron filtra w celu przetransformowania impedancji filtra 360ohm na 50ohm do NWT-7.

  L match.jpg (Rozmiar: 27.53 KB / Pobrań: 1726)

Filtr zmontowałem na płytce z wyskrobanymi polami lutowniczymi i na tej samej płytce umieściłem z obu stron układ dopasowujący L (cewkę obliczyłem w kalkulatorze AMIDON online i nawinąłem na rdzeniu T37-6 uzyskując indukcyjność 2uH). Po obu stronach płytki widać dwie cewki ukłądu dopasowującego.


  Filtr elementy.jpg (Rozmiar: 715.42 KB / Pobrań: 2009)

Gotowy filtr testowy podłączyłem do NWT i pomierzyłem charakterystyki zamieszczone w moim poprzednim poście. Tak wygląda filtr:

  Filtr gora.jpg (Rozmiar: 636.71 KB / Pobrań: 1691)

Teraz docelowo kwarce zostaną zamontowane na blasze i poszczególne sekcje rozdzielone dla uzyskania maksymalnego tłumienia pozapasmowego. Powalczę jeszcze z uzyskaniem symetrycznych zboczy jak opisane w poście:

http://sp-hm.pl/thread-153-post-5956.html#pid5956

Pozdrawiam,
Marcin