Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Filtr aktywny dolnoprzepustowy do generatora.

kamil22011 13 Gru 2008 01:24 4912 25
  • #1 13 Gru 2008 01:24
    kamil22011
    Poziom 18  

    Witam,

    Potrzebuję zbudować filtr aktywny dolnoprzepustowy który będzie przenosił bez zniekształceń sygnał w paśmie 1Hz-25MHz a tłumił przynajmniej na poziomie -50dB częstotliwości wyższe niż 35MHz. Zupełnie nie wiem jak za to się zabrać. Może koledzy podpowiedzą skąd zaczerpnąć wiedzę na ten temat, albo podadzą jakiś przykład takiego filtru. Tak jak napisałem jest on potrzebny do generatora.

    0 25
  • #2 13 Gru 2008 10:48
    Rzuuf
    Poziom 43  

    Witam!
    Zrobienie filtru aktywnego na tak szerokie pasmo, a zwłaszcza pracującego powyżej 25MHz, wymagało by użycia wzmacniaczy operacyjnych o wzmocnieniu conajmniej kilkadziesiąt - kilkaset dla częstotliwości 25 - 35MHz. Mało realne jest zdobycie takich elementów w jakiejś rozsądnej cenie.
    Zamiast tego proponuję zastosowanie wieloczłonowego filtru biernego LC, ew. z "pułapką" na 35MHz.

    0
  • #3 13 Gru 2008 13:52
    kamil22011
    Poziom 18  

    Witam,

    Ale chodzi mi o filtr który będzie przenosił od 1Hz-25MHz a powyżej wszystko obcinał, a taki z pułakpką będzie środkowo zaporowy. Czyli wyższe będzie przenosił. Kolego Rzuuf czy zaproponowany przez Ciebie spełni moje oczekiwania? Może filtr pasywny o takich parametrach?

    0
  • Pomocny post
    #4 13 Gru 2008 14:23
    Rzuuf
    Poziom 43  

    Filtry łączy się kaskadowo, więc ich transmitancja jest iloczynem transmitancji składowych.
    Jeśli dasz kaskadowo połaczone filtry typu "gamma", a w łańcuchu "wtrącisz" człon selektywny szeregowy LC, zwierający do masy (bo jest pasmowo - przepustowy), to dla tej częstotliwości masz biegun tłumienia, którego głębokość jest ograniczona dobrocią "Q" tego członu.
    Jeśli masz jakiś program symulujący, np. PSPICE, to możesz taki filtr "przećwiczyć".
    Wzory obliczeniowe do filtrów są na Elektrodzie tutaj: http://www.elektroda.net/download/pafiledb.php

    0
  • #5 13 Gru 2008 15:37
    kamil22011
    Poziom 18  

    Dziękuję kolego Rzuuf. Jeszcze jedno pytanie. Czy w takiej konfiguracji jak piszesz da się uzyskać takie parametry jak wyżej opisane i czy koszt tego filtru będzie nie za duży? Właśnie zrobiłem symulację filtra LC typ PI po którym dałem filtr środkowo-zaporowy. Według obliczeń w programie wyszło ok. Jak zmienić wartości żeby uzyskać rezystancję wejściową 50ohm(75ohm) i czy taki filtr wystarczy w rzeczywistości?


    Filtr aktywny dolnoprzepustowy do generatora.

    0
  • Pomocny post
    #6 13 Gru 2008 16:39
    Rzuuf
    Poziom 43  

    W filtrze założyłeś (albo były wartości domyślne) R1=1k i R2=1k. Zmień w założeniach: R1=50 ohmów i R2=50 ohmów (lub 75, jesli chcesz).
    Koszt filtru LC dla Twoich częstotliwości jest praktycznie groszowy, pojemności kondensatorów po kilkaset pF to są grosze, a cewki - parę zwojów drutu ...
    W linku, który Ci dałem, są programy do liczenia cewek (jednowarstwowych). Przyjmij, że cewki będziesz nawijał drutem o średnicy 1mm, na średnicy karkasu 10mm.
    W warunkach rzeczywistych należy zadbać o to, aby miedzy cewkami nie było sprzężenia, a więc odpowiednia odległość, ekranowanie i osie sasiednich cewek prostopadłe do siebie.

    0
  • #7 13 Gru 2008 18:09
    kamil22011
    Poziom 18  

    Czy mogę dać na wyjście filtru bufor złożony z dwóch inwerterów połączonych szeregowo? Chodzi o stabilizację napięcia na wyjściu? Co do odpowiednich odległości i ekranowania jak można jakieś bliższe dane bo technika wielkich częstotliwości jest mi strasznie odległa. Może ktoś ma jakieś artykuły o bardziej praktycznej części tego działu bo nigdzie nie znalazłem takich opracowań. Czy np. ekranowanie przy samej płytce drukowanej to duże pole masy wokół elementu w.cz.? a co z ekranowaniem w powietrzu, tzn czy tak jak w tel. komórkowych muszę stosować blachy zakrywające elementy na samej płytce czy tylko jako moduł w metalowej zmasowanej obudowie?

    Jeszcze jedno, czy taki filtr na pewno będzie dobry do generatora funkcyjnego gdzie właśnie potrzeba dolno-przepustowo odfiltrować przebiegi w zakresie 1Hz-25MHz? Generator pracuje w takim zakresie. Podobno powyżej mogą się przenosić częstotliwości i zakłócać sygnał.

    0
  • Pomocny post
    #8 13 Gru 2008 18:36
    Rzuuf
    Poziom 43  

    Dla takiego generatora filtr, który zamierzasz zrobić, będzie prawie bezużyteczny: jeśli częstotliwość generowana jest 1Hz, to harmoniczne, które należy odfiltrować, aby był "ładny" sinus, to są: 2Hz, 3Hz, 4Hz, 5Hz ..., więc filtr, który "wycina" dopiero 35MHz jest już bez znaczenia!
    Odpowiednio, dla częstotliwości generowanej 100Hz, to co trzeba odfiltrować, to jest: 200Hz, 300Hz, 400Hz ...
    Rozwiązaniem jest filtr przestrajany równolegle z generatorem.

    Zastosowanie inwerterów (cyfrowych) po filtrze jest też nieporozumieniem, bo inwerter zrobi prostokąt z sinusa, a więc "dodaje" wszystkie możliwe harmoniczne, i to w dość dużej zawartości (3 harmoniczna >30%, piąta - 20% ...).

    O ile dla częstotliwości akustycznych zastosowanie filtra aktywnego jest sensowne, gdyż gabaryty takiego filtra są mniejsze, niż odpowiadajacego mu filtra pasywnego, o tyle dla częstotliwości powyżej 100kHz zaczynają się podstawowe trudności: wzmacniacz operacyjny o paśmie 1MHz przy 100kHz da tłumienie najwyżej 20dB dla pasma zaporowego.

    Ekranowanie polega na umieszczaniu elementów indukcyjnych wewnątrz obudów wykonanych z materiału przewodzącego, np. Cu lub Al.

    0
  • #9 13 Gru 2008 19:02
    kamil22011
    Poziom 18  

    Kupiłem zestaw AVT-5155 Tazm jest dokładny opis do czego ten filtr jest potrzebny. Niestety teraz nie mam dostępu do tego zestawu. Prawdopodobnie będę miał dopiero po 23 grudnia. W tedy dokładnie napiszę co autor chciał przekazać i wyjaśniał przy opisie funkcjonowania tego gewneratora i przy okazji filtru dolnoprzepustowego. Generator był opisany w ostatnich numerach Elektroniki Praktycznej. Niestety nie posioadam tego czasopisma. Dziękuję kolego Rzuuf i proszę o dalszą pomoc kiedy wszystko będę dokładnie wiedział. Pozdrawiam

    0
  • #10 13 Gru 2008 21:01
    me_super
    Poziom 29  

    Rzuuf napisał:
    Witam!
    Zrobienie filtru aktywnego na tak szerokie pasmo, a zwłaszcza pracującego powyżej 25MHz, wymagało by użycia wzmacniaczy operacyjnych o wzmocnieniu conajmniej kilkadziesiąt - kilkaset dla częstotliwości 25 - 35MHz. Mało realne jest zdobycie takich elementów w jakiejś rozsądnej cenie.


    AD8009 ma pasmo 1 GHz i jest do kupienia w sklepie za gorsze

    0
  • #11 13 Gru 2008 21:56
    Rzuuf
    Poziom 43  

    me_super !
    Masz rację! Tylko że wzmocnienie tego układu dla częstotliwości 35MHz jest ok. 30, więc maximum tłumienia w pasmie zaporowym można osiągnąć 30dB, a autor tematu chciał 50dB! Poza tym, czy liczyłeś, jakie wartości wychodzą dla filtra aktywnego RC na 35MHz?

    Przeglądnąłem, co jest w sieci na temat tego generatora. Po pierwsze, brak bardziej szczegółowych informacji o konstrukcji, a po drugie - jest infermacja, że nie działa ...

    0
  • #12 15 Gru 2008 23:10
    kamil22011
    Poziom 18  

    Witam,

    Mam już opis tego generatora. Zacytuję zaraz autora projektu opisującego potrzebny filtr do tego generatora. Więcej informacji mogę każdemu zainteresowanemu pomocą wysłać na maila.


    "Sygnał wyjściowy, oprócz sygnału o częstotliwości podstawowej fwy generowanej przez przetwornik, zawiera też składniki o częstotliwościach fwe (a częstotliwość podawana na wejście MCLK AD9834), fwe-fwy oraz powielone wartości tych częstotliwości. Żeby sygnał wyjściowy był pozbawiony tych zakłócających składników, to powinien być odfiltrowany dolnoprzepustowo. Jeżeli maksymalna częstotliwość wyjściowa ma wartość 25MHz to filtr powinien przenosić bez zniekształceń sygnał w paśmie użytecznym, a tłumić przynajmniej na poziomie -50dB częstotliwości wyższe niż 35MHz. Filtr powinien być symetryczny bo sygnał z wyjścia przetwornika jest symetryczny. Zbudowanie filtru aktywnego wymagałoby odpowiednich elementów, trudno dostępnych i wymagających dużego doświadczenia. Wydaje się że najodpowiedniejszym byłby tutaj filtr RLC..."

    0
  • #14 16 Gru 2008 10:20
    kamil22011
    Poziom 18  

    Kolego Rzuuf czy w takim razie Dobrze zrozumiałem temat. Autorowi chodzi o filtr który wyeliminuje szkodliwe częstotliwości, które zawierają się w fwe - fwy. Jeżeli fwe jest 50MHz a max fwy 25MHz to szkodliwe częstotliwości przenoszone będą od 25MHz do 50MHz i ich wielokrotności czy inaczej? W takim wypadku rzeczywiście nie potrzeba budować filtru aktywnego, wystarczy pasywny, który obetnie po prostu wszystko powyżej tych 25MHz. Czy dobrze to rozumiem?

    0
  • Pomocny post
    #15 16 Gru 2008 10:53
    Rzuuf
    Poziom 43  

    Tak, rozumiesz dobrze. Jeśli na wyjściu nie pojawiają się częstotliwości szkodliwe poniżej 25MHz, to filtr powinien "ciąć" to, co jest powyżej tej częstotliwości.
    Z Twoich wcześniejszych postów nie wiedziałem, jaki jest to układ generatora, ale po zapoznaniu się z "Datasheetem" myślę, że filtr pasywny o takiej strukturze, jak projektowałeś, powinien być OK. Musisz go tylko przeprojektowac na inne oporności dopasowania.

    0
  • #16 16 Gru 2008 11:31
    kamil22011
    Poziom 18  

    Kolego Rzuuf poniżej zamieszczam schemat tego urządzenia. Na schemacie Rezystory R2 i R6 są 75 omów i są podłączone równolegle do linii sygnałów. Teraz żeby dopasować oporność filtrów (każdy na osobną linie i będą montowane między złączani J3 i J2) muszę dać rezystor wejściowy (szeregowy) filtru 75ohm i wyjściowy (równoległy) też 75 ohm? Czy może w ogóle nie dawać rezystorów wejściowych w filtrach, ani rezystorów R2 i R6 ze schematu tylko zastosować rezystory równoległe za filtrami? Za pobranie pliku zwrócę punkty.

    0
  • Pomocny post
    #17 16 Gru 2008 12:00
    Rzuuf
    Poziom 43  

    Sygnał wyjsciowy pojawia się na wyjściu Vout (noga 10) układu AD8321. Dzielnik oporowy R7/R13 możesz potraktować jako miejsce włączenia filtru dolnoprzepustowego po oporniku R7 - zatem oporność WEJŚCIOWA filtru bowinna być R7, a obciążeniem filtru jest R13 - i taka ma być oporność wyjściowa filtru.
    Jesli założenie jest, że Twój generator ma mieć oporność wyjściową 50 ohmów (lub 75), to obie wartości dajesz 50 ohmów (lub 75) i filtr liczysz bez transformowania oporności, z jednakowymi opornościami na wejściu i wyjściu.

    0
  • #18 16 Gru 2008 14:32
    kamil22011
    Poziom 18  

    Pogubiłem się strasznie w tym wszystkim. Autor pisze że trzeba wykonać filtr symetryczny bo wyjście z przetwornika jest symetryczne, na co wskazywało by że trzeba dać filtr na wyjścia IUOT i IOUTB z AD9834. Z drugiej strony na zdrowy rozum filtr daje się na wyjście układu, tylko że opis który zamieściłem w (Mój post 15 Gru 2008 23:10) mówi o symetrycznym filtrze a na wyjściu przecież nie zrobi się symetrycznego. Spróbuję skontaktować się z autorem projektu o co mu chodziło w tym opisie. Gdzie on miał zamiar umieścić ten filtr i dlaczego myślał o aktywnym a nie pasywnym. Jak się coś dowiem to napiszę. Bardzo proszę kolego Rzuuf o dalszą pomoc w najbliższym czasie.

    Dodano po 2 [godziny] 3 [minuty]:

    Autor projektu odpisał na pytanie gdzie trzeba wpiąć te filtry i jak z zastosowaniem asymetrycznego filtru na wyjściu.

    "Filtr byłby wpiety tak jak na rysunku w załaczniku - pomiedzy wyjscie z AD9834 i wejście rgulatora AD8321. Filtr w załczniku jest z innego urzadzenia na wyższe czestotliwości - moze ta topologia byłaby dobra tylko trzeba by było przeliczyc wartości.
    Moze rzeczywiście mozliwe byłoby zastosowanie asymetrycznego filtra na wyjsciu generatora, ale nie wiem jak bedzie np z dopasowaniem wyjscia - trzeba by było sprawdzić."


    Zadałem pytanie jeszcze następującej treści:

    "Jeżeli na wyjściu mogą pojawić się częstotliwości fwe - fwy czyli 50MHz - 25MHz(fwy max) i 50MHz - 1Hz (fwy min) Tak naprawdę te szkodliwe częstotliwości będą zawierać się od 25MHz powyżej ponieważ pisze Pan że będą ich wielokrotności. Czy w takim wypadku nie wystarczy filtr pasywny obcinający powyżej 25MHz. Czy jednak mogą się pojawić częstotliwości (szumy) poniżej tych 25MHz i zakłócać sygnał z wyjścia?"

    Autor odpisuje:

    "Sygnał z generatora o częstotliwości np 20MHz powinien zawierać tylko składową 20MHz - jeżeli zawiera inne składowe to przebieg nie jest sinusoidą tylko przebiegiem odkształconym i tak jest w tym przypadku. Składowe o częstotliwości wyższej niż 20Mhz zmieniają kształt sygnału podstawowego i dlatego trzeba je odfiltrować."

    Czy to znaczy że filtr pasywny symetryczny na liniach IOUT i IOUTB będzie dobry czy nie? I jak z tym filtrem z załącznika czy będzie lepszy konstrukcyjnie od tego z postów wyżej czy nie? Jeśli tak to jak wyliczyć wartości do tego celu?


    Filtr aktywny dolnoprzepustowy do generatora.

    0
  • Pomocny post
    #19 16 Gru 2008 17:08
    Rzuuf
    Poziom 43  

    Zwróć uwagę, że wyjście symetryczne jest z kości AD9834, a ja proponuję dać filtr po AD8321, gdzie sygnał jest niesymetryczny, więc wystarczy filtr na 1 torze (drugiego nie ma!).
    Generalnie, taki filtr powinien Ci wystarczyć.

    0
  • #20 16 Gru 2008 21:35
    kamil22011
    Poziom 18  

    Kolego Rzuuf jestem bardzo wdzięczny za pomoc. Przepraszam dlatego że drążę ten temat dalej. Czy symetryczny filtr przed AD8321 nie będzie lepszy? Chodzi mi o to że szkodliwe częstotliwości będą przechodzić przez długie linie sygnałowe. Pomiędzy J3 a J2 jest złącze przewodowe gdzie te przewody robią za anteny. Jeżeli częstotliwości szkodliwe są wielokrotnościami częstotliwości minimum 25MHz to może to zakłócać pracę innych urządzeń. Jeżeli byśmy obcieli dolnoprzepustowo do tych 35MHz na poziomie -50dB to nie było by tych szkodliwych częstotliwości na przewodach co za tym idzie przewody nie robiły by za anteny. Jak pod tym względem oceniasz to kolego Rzuuf?

    0
  • Pomocny post
    #21 16 Gru 2008 21:38
    Rzuuf
    Poziom 43  

    W takim razie te długie przewody powinny być w ekranach. To samo z filtrami, też by je trzeba ekranować - zarówno dla uniknięcia sprzężeń między sekcjami, jak i między torami.

    0
  • #22 16 Gru 2008 23:07
    kamil22011
    Poziom 18  

    Teraz już wiem czemu te generatory firmowe są tak drogie. Hahahaha. Wiedzy nie miara. Kolego Rzuuf podsumujmy temat. Gdzie najlepiej zastosować filtr na końcu (asynchroniczny), na liniach (synchroniczny)? Co dokładnie ekranować i separować od siebie.

    0
  • Pomocny post
    #23 16 Gru 2008 23:17
    Rzuuf
    Poziom 43  

    Filtry nie są synchroniczne, lub asynchroniczne! Filtry mogą być symetryczne, lub asymetryczne. Różnica może niewielka, ale jest.
    Łatwiej jest zastosować 1 filtr, a nie 2, zwłaszcza, że jeśli nie będą one identyczne, to moga wprowadzać różne przesunięcia fazowe i różne tłunienia, przez co symetria sygnału na 2 liniach będzie zakłócona.
    Ja bym zastosował filtr po AD8321.
    Ekranować należy elementy indukcyjne, gdyż pole magnetyczne wychodzące poza cewki może dawać pasożytnicze sprzężenia, zmieniające harakterystykę filtru.

    0
  • #24 16 Gru 2008 23:42
    kamil22011
    Poziom 18  

    Kolego Rzuuf dziękuję bardzo. Teraz już wszystko wiem. Rzeczywiście nie wziąłem pod uwagę różnic wynikających z asymetrii dwóch "symetrycznych" filtrów. Zastosuję asymetryczny filtr na wyjściu dopasowując jedynie oporności. Tak na prawdę żeby zrobić z tego generatora wyśmienity sprzęt trzeba by zaprojektować płytkę dzieląc ją na sekcje i projektując ją z zastosowaniem zasad do wielkich częstotliwości. To jednak wiedza nie do przekazania przez forum. Trzeba się wykształcić i można się bawić. Dziękuję jeszcze raz kolego Rzuuf. Twoja pomoc jest po prostu nieoceniona.

    0
  • #25 16 Gru 2008 23:46
    Rzuuf
    Poziom 43  

    Życzę sukcesów!

    Temat chyba wyczerpany ...

    0
  • #26 23 Cze 2009 08:50
    zuberix
    Poziom 2  

    zrobienie generatora który by dawał czystą sinusoidę zwlaszcza przy wyższych częstotliwościach jest bardzo trudne
    Trzeba zastosować filtr dolnoprzepustowy Ja zrobilem taki z 4 cewek i 3 kondensatorów Jest o niebo lepiej bo bez filtru układ ma dużo harmonicznych o wysokich czestotliwościach które sie powtarzaja co Fwe-Fwy

    Dodano po 44 [sekundy]:

    ma ktos moze listing programu mikrokontrolera zastosowanego w generatorze????

    0