Pomiary rezonatorów i filtrów kwarcowych

[SQ7GVU]

Witam. Jak tak naprawdę wykonać można prawidłowy pomiar charakterystyki filtru kwarcowego? Zakładam, że filtr jest dopasowany. Kiedy robiłem pomiary z NWT-7 i sygnałem sterującym około 0dBm, charakterystyka wychodziła inna niż z sygnałem sterującym powiedzmy -20dBm i za badanym filtrem wzmacniacz szerokopasmowy. Kalibrowałem NWT ze wzmacniaczem, ale mierzyłem z tłumikiem załączonym, jako że charakterystyka wypadała ponad górę ekranu. Ogólnie walczę o różnicę między 1.8 a 1.55 we współczynniku kształtu i nie wiem jak dokonać miarodajnego pomiaru.

Marcin

[SQ4AVS]

Marcinie wszystko o czym piszesz to właśnie błąd w Twoim założeniu, że wzmacniacz jest dopasowany, załączając tłumik poprawiasz dopasowanie. Jakie wzmacniacze masz w swoim nwt (era, mar czy inne), jaki wzmacniasz szerokopasmowy stosujesz po filtrze. Te wzmacniacze nie są dokładnie 50 omowe a pewnie jeszcze inaczej będzie w rzeczywistym układzie.

[SQ7GVU]

Hej Rafale.

NWT jest wg. SQ8Z i nie ma wzmacniacza. Jest tylko transformator na wyjściu, potem tłumiki. Poziom wyjściowy 0dBm, ustawiony wg watomierza w NWT. To chyba nie jest problem dopasowania, ponieważ charakterystyka filtru wychodzi plaska, bez zafalowań, co znaczy ze dopasowanie jest w normie. Konfiguracja pomiarowa wyglada tak: NWT > filtr > wzmacniacz > NWT detektor. Po prostu kiedy mierzę w tej konfiguracji, uzyskuję większą dynamikę pomiaru (widać nawet do -90dB, przy czym wierzchołek charakterystyki jest blisko 0dB) ale np. współczynnik kształtu wychodzi mi inny, mniejszy niż wtedy gdy używam samego NWT bez dodatkowego wzmacniacza. W pierwszym przypadku filtr jest sterowany sygnałem około -20dBm, w drugim około 0dBm. Jestem ciekaw, który pomiar jest bliższy prawdy.

[SQ4AVS]

-20 dBm bo lepsze dopasowanie parametr tłumienie odbicia poprawiony o 20dB. Co do opisu nwt to się trochę nie zgadza bo po filtrze jest lpf (normalnie izolowany przez wzmacniacz co poprawia dopasowanie ale powoduje z kolei więcej śmieci -jak w życiu coś za coś - u mnie za filtrem jest wlutowany na stałe tłumik 12dB) jak przesymulujesz filtr z nwt to od razu zauważysz że jego dopasowanie nie jest idealne. Ogólnie końcowy pomiar powinieneś przeprowadzić w układzie docelowym.

[SQ7GVU]

Hmm, ok. Zapomniałem o filtrze dolnoprzepustowym. Zgadza się, jest tak w NWT po transformatorze. Spróbuje jeszcze raz porobić te pomiary z zewnętrznym wzmacniaczem i bez i wrzucę tu na forum.

[SQ5KVS]

Witam.
W wątku "miernik/skala częstotliwości na AVR" opisałem zaczynki w.w. konstrukcji HM, wczoraj w 10 minut na pozostałych dwóch bramkach z 74HC00 dorobiłem generator do testowania kwarców, wg schematu:

Pomierzyłem 22 kwarce 6.000MHz (wysokie), które onegdaj zakupiłem w AVT, niestety 7 z nich było z oznaczeniem "PY", reszta "HEIL" (lub podobnie). Te drugie sprawowały się dość przyzwoicie, dając w w.w. układzie oscylacje na 6.000210Hz, z odchyleniem średnim 25Hz (dwa miały odchylenie ok 60Hz). Te drugie (Py) oscylowały na 6.001920, czyli dużo wyżej, miały też trzy razy większy rozrzut.
Pomiary z szeregowym kondensatorem 33pF dały wynik oczekiwany. "Heile" ładnie trzymały oscylacje 950Hz wyżej, a "PY" różnie - od 700 do 1000Hz. Dokładność miernika to 5Hz, błąd systematyczny coś około 200Hz (nie mam dokładnego źródła odniesienia).
Takie to przygody z miernictwem.
I teraz kilka pytań, hi.
Chcę zrobić filtr 4-kwarcowy, drabinkowy.
Jaka dokładność kwarców jest akceptowalna? Myślę że 10Hz jest wystarczające
Schemat z wątku Pomiary rezonatorów i filtrów kwarcowych jest inny od mojego, i wcale nie wiem - czy słusznie założyłem C2 i C3 jako 33pF?
Nie mam też pewności czy w ogóle mój układ nadaje się do wyznaczania parametrów - bo pracuje w rezonansie równoległym (tzn w punkcie odwracania fazy o 180st)?
To co jednak zauważyłem - dla programu LCFD, nie ma większego znaczenia dokładna, bezwzględna wartość rezonansów, a głównie ich przesunięcie. Gdy zmieniałem wartości C2 i C3 w jakiś rozsądnych granicach, wyliczana Lo kwarcu się zmieniała (dla 33p było 39mH), ale - obliczane wartości pojemności do filtru (czebyszew) czterokwarcowego - praktycznie wcale, choć oczywiście Fo filtru była różna - to może mieć znaczenie gdy potrzebujemy drabinki na bardzo konkretną częstotliwość.


PS: Nie dysponuję NWT, ani na tyle dokładnym miernikiem pojemności, więc pomiaru tłumienia kwarców ani Cs dokładnie nie jestem w stanie zmierzyć, założyłem że Cs jest ok. 6pF, jak domyślnie w programie).

Pozdrawiam

[SP2JQR]

Filtr 4-kwarcowy całkiem dobrze będzie pracował przy znacznie większych rozrzutach rzędu 50Hz.

[SQ7GVU]

Witam.

Ja w swoich filtrach używałem kwarców z odchyłką około 80Hz (skrajne wartości) a i tak filtry wyszły całkiem dobre. Okazuje się, ze parametry kwarców są w zasadzie potrzebne do obliczenia pojemności w filtrze. Założenie 6pF jest ok, choć spotkałem się w ramach jednej partii a pojemnością 3pF i niecałe 7pF. Polecam wykonanie miernika pojemności SQ8CBY. Da pojęcie o pojemności kwarców i mniejsze prawdopodobieństwo błędów. Ja stosuje uśrednienie wartości wszystkich mierzonych kwarców.

Filtry obliczałem programem Dishal. Jeśli nie są wymagane konkretne parametry filtrów, to spokojnie można pozwolić sobie na pewne niedokładności w pomiarach. Dodatkowo w moim przypadku szerokość pasma była około 400kHz większa od wyliczonej. Tylko, że ja mierzyłem pojemności przed wlutowaniem w dokładnością do max 10pF. Dlatego miernik się przyda.

W załączeniu przykładowe charakterystyki filtrów 4 i 8 kwarcowego.
Widać wyraźnie, że dobrze jest dołożyć te 4 kwarce a koszt prawie żaden. Jeśli to nie jest urządzenie HI-END to spokojnie można zaakceptować nie zupełnie doskonałą charakterystykę przy rozbieżnościach kwarców rzędu 80Hz.

Pozdrawiam,
Marcin

[SQ5KVS]

Witam,
Dziękuję, Twój filtr wygląda nieźle.
W moim pierwszym poście bardziej chodziło mi o metodykę pomiarów w moim układzie. Czy mierzę dobrze, tzn freq. rezonansu szeregowego, czy równoległego. Po analizie działania tego generatora, wychodzi mi że.. nie wiem do końca, hi, ale raczej mierzę równoległy.. choć jego częstotliwość nie powinna się znacząco zmieniać w funkcji kondensatora szeregowego a zmienia się dość oczekiwanie. Oczywiście sprawdzę to żeby być na 100% pewnym.

Co tyczy się projektowania filtru - tu chyba wolę Dishal'a bo ten program od razu oblicza dwa rodzaje dopasowania - z kondensatorami we/wy równolegle (do masy) i szeregowo z kwarcami, co może być dość istotne przy dopasowywaniu.
I tu znów zagadnienie - dopasowania filtru do reszty radia. Przed i za filtrem są przełączniki na diodach, które przełączają sygnał do/z mieszacza/modulatora. No i teraz "bądź mądry", bo z mojej analizy wynika że w zależności od przełączania raz jest taka a raz inna impedancja, do tego muszę przeanalizować pojemności we/wy..

[SP9FKP]

Zrób dopasowanie już po przełączniku diodowym, indywidualnie dla każdego układu. Trochę to bardziej rozbudowane ale opłaci się dobrym dopasowaniem.