Jump to content

    

Узкополосный фильтр на кварцевом резонаторе

Ну если задача модератора в том, что бы генерировать сообщения в форуме, тады ой... )))

Share this post


Link to post
Share on other sites

Сходите на CQHAM Кварцевый фильтр - это просто!

Будет понимание, что это не просто. Будет и отбор кварцев по параметрам, и подстроечные высокодобротные конденсаторы. И АЧХ-метр понадобится. Хотя сейчас китайский NanoVNA очень облегчил задачу.

Share this post


Link to post
Share on other sites
6 часов назад, khach сказал:

Не надо )) Не в упрек радиолюбителям, но многие собирают без понимания принципов работы и методики измерения. Встречаются и грамотные специалисты, но долго прогонять через себя поток информации и отсеивать 10%.

 

16 часов назад, Xenia сказал:

А можно попросить вас рассчитать на вашем инструменте мост чистом виде:

Перерисовал схему в другом виде, чтобы резонаторы подключались к выходам, в предыдущем варианте были опасения по возбуждению. U1 работает в качестве повторителя с КУ=1, U2 - в качестве инвертора с КУ=-1. Вместе два усилителя образуют аналог полного дифференциального усилителя. Предполагается, что сопротивление нагрузки, порт 2, должно быть высоким, больше активного сопротивления резонаторов, а емкость - сравнима с емкостью электродов резонатора (~1-2пФ). В противном случае, желательно поставить промежуточный буфер. Конденсаторы С1-С4 разделяют по постоянной составляющей, ~1мкФ керамика. R1 нужен, чтобы выход U1 нагружался также, как выход U2. Резисторы R4 и R5 убирают постоянную составляющую на резонаторах, ~5МОм, так на резонаторы можно подать больше мощность. Источник V1 задает среднюю точку для работы усилителей при однополярном питании (резистивный делитель VCC/2 с большой фильтрующей емкостью).

 

455638908_BPFDoubleQuartz150kHz.thumb.png.d6cf8f2b229d0289d60e9d06e9370502.png

 

Такой вариант включения удобен тем, что емкости электродов взаимно компенсируют друг друга, с учетом того, что резонаторы из одной партии. Частоты должны немного, но отличаться. Допустим один резонатор отличается по частоте на +10Гц, тогда АЧХ будет выглядеть так:

 

 

2110893098_BPFDoubleQuartz150kHzFR.thumb.png.625c0879337dfeb00c97c159109cb938.png

 

Хар-ка безусловно будет меняться по ширине и пульсациям в полосе в зависимости от разности частот. Но, к сожалению, поскольку коэфф. связи зависит от эквивалентных параметров (L и C), то он всегда фиксированный, соответственно с расширением полосы пульсации в полосе прозрачности (неравномерность) будут расти (двугорбая кривая). Можно в небольших пределах регулировать центральные частоты, если добавить последовательно к каждому резонатору подстроечный конденсатор.

 

Функциональным аналогом является такая схема:

 

image.png.80691e82f9deaac63e9ef2b5a5353bb5.png

 

16 часов назад, Xenia сказал:

Обвязку ОУ не рисовала - сделайте ее такой, какой посчитаете нужной, но мне бы хотелось, чтобы этот ОУ работал в режиме, близком к повторителю, а не усиливал сигнал в десятки раз (у меня на это напряжения не хватит). Однако резисторы во входную цепь желательно не совать - они мне фазу портят.

 

Как уже правильно заметили, на частоте резонанса сопротивление становится чисто активным (по информации на конкретный китайский резонатор - это около 35кОм) и КУ = -R1/Rрез - это по предыдущей схеме. Самое худшее, что добавят резисторы, - это тепловые шумы. Если фаза и будет меняться, то только из-за температурного ухода самого резонатора.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Xenia. У Вас частоты не очень большие. Может лучше применить синхронный фильтр(ы) на переключаемых конденсаторах?

Тем более что из МК можно будет "вытащить" нужные частоты. В крайнем случае можно применить комбинацию ППФ+ПРФ.

Тогда подавление можно сделать ну оооочень серьёзным...

Share this post


Link to post
Share on other sites
On 2/22/2020 at 5:28 PM, Xenia said:

Дано: Контроллер генерит своими двумя ЦАПами две гармоники - одну с частотой 153.0 КГц, другую с частотой 153.6 КГц, одинаковой амплитуды. Сами частоты могу сдвигать на 10-20% в любую сторону, но разность между ними в 600 Гц должна соблюдаться жестко и пересмотру не подлежит. Обе частоты суммируются на резисторном делителе и поступают в виде суммы на АЦП того же контроллера.

Вопрос: Как собрать фильтр, располагаемый перед входом на АЦП, чтобы задавить одну из частот в суммарном сигнале? Было было бы достаточно, если бы после фильтра амплитуды этих гармоник отличались не менее, чем в 20 раз. Или, другими словами подавленная гармоника не превышала 5% в суммарном сигнале.

А почему бы просто не вырезать лишнюю частоту цифровым фильтром прямо уже в цифровом потоке с АЦП? Из-за того, что все частоты (как для ЦАПов, так и для АЦП) Вы генерируете одним и тем же контроллером, можно организовать очень хорошее подавление.

Share this post


Link to post
Share on other sites
11 minutes ago, Rst7 said:

А почему бы просто не вырезать лишнюю частоту цифровым фильтром прямо уже в цифровом потоке с АЦП?

Ей на caxape два года назад предлагали такое решение. Но барышня упорно идет своей причудливой тропой. ;)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Методом дедукции, автора интересуют возможности реального кварцевого фильтра, а МК, ЦАП и АЦП лишь как инструмент.

Share this post


Link to post
Share on other sites
21 minutes ago, Plain said:

Методом дедукции, автора интересуют возможности реального кварцевого фильтра, а МК, ЦАП и АЦП лишь как инструмент.

С большой долей вероятности, это продолжение темы: Как сдвинуть меандр на 90 градусов?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Та задача амплитудным детектором решается, т.е. добавкой к АЦП МК диода и конденсатора — автор тогда сказала, что этот способ ей и до всяких форумов был известен, но она от него почему-то отказалась — следовательно, в ТЗ есть ещё какие-то требования, и первый кандидат — календарный план.

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 часа назад, blackfin сказал:

С большой долей вероятности, это продолжение темы: Как сдвинуть меандр на 90 градусов?

Вы совершенно правы - так оно и есть. Ведь я по части электроники - свободный художник, а потому ТЗ мне не указ :), т.к. сама для себя я ТЗ не составляю, а исхожу не из желаемого, а из своих возможностей. А потому, когда у меня появляются либо новые возможности, либо новые идеи, я возвращаюсь мыслями к тому, что было сделано раньше, и примеряю на нем эти новые  идеи и возможности.

 

Меандр на 90 градусов я уже сдвигала, но результатом в полной мере не удовлетворена. Собственно и сам тот меандр был нужен только для того, чтобы запускать АЦП в момент максимума несущей (90 градусов - это максимум синусоиды). Синхронный детектор я на этом принципе построила, но у него есть врожденный дефект - измерять малое на большом сложно, а у меня как раз амплитуда несущей гораздо больше амплитуды модуляции. Электрически выгребать постоянное смещение уже пробовала, но результат плохой - слишком много постороннего шума.

 

И вот сейчас прорабатываю новую идею - измерять сигнал не на максимуме несущей, а на ее нулях (там где она через ноль проходит). Однако в этих точках разностных частот (несущая-модулирующая и несущая+модулирующая) тоже нет, т.к. они взаимно уничтожаются. Но если подавить одну из боковых полос, то разностная частота (она же - частота модуляции) незамедлительно должна появиться. Отсюда и мои потуги на тот счет, чем бы одну из боковых полос вытравить. Потому сейчас и на кварц загляделась.

 

Вообще-то, те, кто знаком с радиоделом, узреют в моих потугах детекцию SSB-сигналов (Single-SideBand - однополосную модуляцию). По сути так оно и есть, только там, где у SSB-модуляции полоса (обычно звука), у меня чистая моночастота, значение которой мне известно и которую я могу изменять волевым усилием. Отсюда и мои мысли не про полосовой фильтр (который много сложнее устроен), а про обычный кварцевый резонатор на эту частоту.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Цитата

Между выходом несущей частоты и землей расположены катушки индуктивности, каким-то образом взаимодействующие с НЧ, благодаря чему и происходит модуляция. Типа трансформатора, намотанного на полой трубке, где на одну обмотку подается ВЧ, а надругую НЧ. А химобразец во внутрь той трубки помещается.

Здесь нет перемножения, а значит и амплитудной модуляции.

Share this post


Link to post
Share on other sites

 

20 minutes ago, Plain said:

здесь нет перемножения, а значит и амплитудной модуляции.

откуда приведенная Вами цитата? если химобразец имеет нелинейные магнитные свойства, то перемножение будет

Share this post


Link to post
Share on other sites

Выходы двух источников сигналов замкнуты друг на друга через индуктивность рассеяния — следовательно, на химобразец поступает всё та же сумма. Откуда берётся приёмный сигнал тоже тайна.

 

Цитата из ссылки парой сообщений выше.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Узкополосные фильтры в до-ДСП-шную эпоху делались на переключаемых конденсаторах. Они и сейчас интересны, когда надо подавить помеху, превосходящую динамический диапазон АЦП. Сейчас кстати намного интереснее использовать таймер микроконтроллера для задания частоты такого фильтра.

 

SwitchCap_ultranarrow filter R&S.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites

...или схема пульта управления радиостанции "маяк"

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now