bandfilter für 30 Mhz berechnen ?

pit28 schrieb:

Ich benötige einen Bandfilter für einen FM Empfänger für 30 Mhz mit der Bandbreite ca. 1 Mhz. Mit welchen passiven Bauteilen kann ich so etwas realisieren ?

Da braucht's schon noch ein paar mehr Angaben:

• Eingangsimpedanz? (50[Ohm], 75[Ohm] oder ein anderer Wert?)
  
• Ausgangsimpedanz? (50[Ohm], 75[Ohm] oder ein anderer Wert?)
  
• Zulässige Durchgangsdämpfung in [dB]?
  
• zulässige Welligkeit im Durchlaßbereich in [dB]?
  
• Steilheit der Flanken außerhalb der Filtergrenzen? (-6[dB] / -60[dB]).
  
• Erforderlich Sperrdämpfung?
  
• Sind Phasenbedingungen / Gruppenlaufzeitanforderungen zu beachten?
  

Ich gehe hierbei davon aus, daß es sich bei Deinem Wunschfilter um ein Bandfilter mit 30.0[MHz] Mittenfrequenz mit einer -3[dB] Bandbreite von +/-500[kHz] handelt.

Grüße

Herbert

Hallo,

Eingangsimpedanz: 50 Ohm
Ausgangsimpedanz: 75 Ohm

Die restlichen Angaben sind wahrscheinlich eher unkritisch.
Ich möchte mit einem Radio IC TDA 7021 Signale im Bereich um 30 Mhz empfangen. Die Applikationen hierfür sind alle für den UKW Bereich ausgelegt. Der Baustein arbeitet aber von 1,5 MHz bis 110 MHz. Ich brauche den 30 Mhz Bereich zur Blitzdetektion.
Wäre nett, wenn Sie mir weiterhelfen könnten !

pit28 schrieb:

Hallo, Eingangsimpedanz: 50 Ohm Ausgangsimpedanz: 75 Ohm Die restlichen Angaben sind wahrscheinlich eher unkritisch. Ich möchte mit einem Radio IC TDA 7021 Signale im Bereich um 30 Mhz empfangen. Die Applikationen hierfür sind alle für den UKW Bereich ausgelegt. Der Baustein arbeitet aber von 1,5 MHz bis 110 MHz. Ich brauche den 30 Mhz Bereich zur Blitzdetektion. Wäre nett, wenn Sie mir weiterhelfen könnten !

Ok, bevor ich mal so ein Filter mit einem Filterdesign-Programm entwerfe und die Ergebnisse hier reinstelle, eine kurze Frage:

Ist das Selbstwickeln von Luftspulen und der HF-gerechte Aufbau des Filters ein Problem? Wie sieht's meßtechnisch mit Abgleichmöglichkeiten aus? Hintergrund der Frage ist das Resultat einer ersten Schnellschußsimulation eines solchen Filters (ohne jede Optimierung und "Spielen" mit den Bauelementewerten) mit folgenden Daten:

• Zin = 50[Ohm].
  
• Zout = 75[Ohm].
  
• Butterworth Filter dritter Ordnung.
  
• f(c) = 30[MHz].
  
• BW (-3[dB] = 1[MHz]
  

Dabei kommen Induktivitäten in der Gegend um 9[nH] raus, das bedeutet Luftspulen mit ca. 2...3 Windungen bei einer Spulenlänge von ca. 5[mm] und einem Spulendurchmesser von ca. 3[mm]. Die Kapazitäten liegen in der Gegend um 3[nF] (Schwingkreis C's, hier sind parallele Trimmkondensatoren Pflicht). Die Koppelkondensatoren liegen in der Gegend um 75[pF]. Die L/C-Verhältnisse dieses Filters sind also einigermaßen extrem, da am Eingangs- und Ausgangs-L keine Anzapfung zur Impedanztransformation verwendet wurde.

Mit diesem Filter werden folgende Simulationsdaten erreicht:

• Durchgangsdämpfung ca. 3[dB].
  
• Sperrdämpfung 20[MHz] ca. 93[dB].
  
• Sperrdämpfung 13[MHz] ca. 120[dB].
  
• Sperrdämpfung 50[MHz] ca. 83[dB].
  
• Sperrdämpfung 100[MHz] ca. 100[dB].
  

Andere Ansätze für den Entwurf solcher Filter sind möglich, aber, wie gesagt, nur sinnvoll (da zeitaufwendig), wenn auch die Möglichkeiten für sauberen HF-Aufbau (inklusive Spulenwickeln) und Abgleich bestehen.

Grüße

Herbert

So, hier ist er also, der Beispielbandpass:

Das Schaltbild:


Der Amplituden-/Phasengang von 10[MHz] bis 110[MHz]:


Der Amplituden-/Phasengang von 20[MHz] bis 40[MHz]:


Der Amplituden-/Phasengang von 25[MHz] bis 35[MHz]:


Der Amplitudengang ist bei den obigen Plots die dick ausgezeogene Linie mit der Bezugsskalierung auf der linken Y-Achse des Plots, der Phasengang ist die dünn ausgezogene Linie mit der Bezugsskalierung auf der rechten Y-Achse des Plots.

Hierbei handelt es sich um ein Butterworth-Bandpaßfilter dritter Ordnung mit einer Mittenfrequenz von 30[MHz], kapazitiv gekoppelt, mit induktiver Impedanzanpassung auf 50[Ohm] Eingangs- und 75[Ohm] Ausgangsimpedanz. Die Einfügungsdämpfung bei 30[MHz] liegt in der Gegend von 2.8[dB], die -3[dB] Bandbreite liegt bei +/-500[kHz] um die Mittenfrequenz.

Die theoretischen Idealwerte der einzelnen Bauelemente (auf denen die Analyse und die Plots basieren) sind:

• L1, L2, L3: 176.839[nH].
  
• Parallelschaltung aus C1, C2, C3: 155.404[pF].
  
• C4: 3.75132[pF].
  
• Parallelschaltung aus C5, C6, C7: 151.652[pF].
  
• C8: 3.75132[pF].
  
• Parallelschaltung aus C9, C10, C11: 155.404[pF].
  

Die Impedanz des Bandpasses am Hochpunkt der Ein- und Ausgangsschwingkreise beträgt 1000[Ohm].

Die Spulenwickeldaten befinden sich im Schaltbild, mit dem Spulendurchmesser ist der Innendurchmesser der Spulen gemeint (also der Durchmesser des Dornes, auf welchen die Spulen gewickelt werden). Um die aus den Plots zu ersehenden Sperrdämpfungswerte auch wirklich zu erreichen, ist der Einbau des Bandpasses in ein HF-dichtes Metallgehäuse mit drei Kammern erforderlich.

Ich hoffe, diese Informationen helfen weiter.

Grüße

Herbert