Neosidkerne und SMD Kondensatoren fuer 4m-Tiefpassfilter?

    Hallo Leute,


    ich moechte einen Tiefpass-Filter fuer 70 MHz bauen (vielleicht spaeter auch einen fuer 6m). Ich moechte die zweite Harmonische (140MHz) mehr als 35 dB daempfen, und die dritte mindestens 60 dB. Ausserdem moechte ich moeglichst wenig Daempfung auf der Grundwelle haben. Die Ausgangsleistung meines Transverters ist 25W.


    In "The VHF/UHF DX Book", Hrsg. Ian White G3SEK (jetzt GM3SEK), habe ich einen sieben poligen Filter gefunden, der die entsprechenden Eigenschaften verspricht: Drei Spulen in Serie mit vier Kondensatoren zur Erde:


    ===== L ===== L ===== L =====
    ....C..........C............C...........C....
    =========================




    Alle Spulen sind 110 nH. C1 47 pF, C2 und C3 82 pF. Vielleicht muss ich noch C2 durch einen 140 MHz Saugkreis ersetzen (55 nH parallel zu einem 22 pF Kondensator oder einem 5-35 pF Trimmer).


    Meine ersten beiden Versuche mit Mica Kondensatoren und T37-12 Ringkernen sind unbefriedigend. Wenn z. B. die Antenne nicht genau resonant und 50 Ohm ist, kann ich nichts nachtrimmen. Natuerlich koennte ich Luftspulen wickeln, aber die sind schwer abzugleichen. Am liebsten wuerde ich Spulen mit Abschirmgehaeuse nehmen, dann brauche ich mir auch keine Gedanken um stoerende Kopplung der Spulen machen. Gibt es da passende Neosidspulen, oder Spulenkerne? Selbstwickeln ist kein Problem. Allerdings steige ich nicht durch die Webseite von Neosid durch, und finde die entsprechenden Daten nicht. Welche Kerne kann ich nehmen, und wie muessen die gewickelt werden? Oder ist die Guete einer abgeschirmten Spule mit Ferritkern nicht hoch genug?


    Ist es ueberhaupt eine gute Idee, Mica Kondensatoren zu nehmen, oder waeren SMDs besser?


    Falls es jemanden interessiert: fuer 6m sind es 160 nH, und 68 bzw. 120 pF. Und 110 nH mit 5-35 pF fuer den Saugkreis.


    Viele Gruesse, Daniel M0ERA, Oxted Surrey.


    Edit: Zeichnung angehaengt.

    Lbr Daniel,


    zu deinen Ausführungen schreibe ich einige Anmerkungen in deinen Text:


    Zitat


    > ich moechte einen Tiefpass-Filter fuer 70 MHz bauen (vielleicht
    > spaeter auch einen fuer 6m). Ich moechte die zweite Harmonische
    > (140MHz) mehr als 35 dB daempfen,


    Eigentlich sollen Sender über 30 MHz eine Oberwellendämpfung (auch der zweiten Harmonischen) von mindestens 60 dB haben. Du mußt also wissen, welchen Oberwellengehalt deine 70-MHz-Endstufe hat.


    und die dritte mindestens 60 dB. Ausserdem moechte ich moeglichst wenig Daempfung auf der Grundwelle haben. Die Ausgangsleistung meines Transverters ist 25W.



    Das Filter müßte ich erst analysieren, um dazu etwas sagen zu können. Alle diese Änderungen, die du hier vorschlägst, haben auch Einfluß auf die Anpassung des Filters.


    Zitat


    > Meine ersten beiden Versuche mit Mica Kondensatoren und T37-12 Ringkernen sind unbefriedigend.


    Das kann ich verstehen. Du hast ja nichts zum abgleichen. Für 25 Watt Senderleistung halte ich die T37-Kerne für zu knapp. Bei der Leistung wirst du Luftspulen brauchen!

    Zitat


    Wenn z. B. die Antenne nicht genau resonant und 50 Ohm ist, kann ich nichts nachtrimmen.


    Es ist nicht die Aufgabe eines Oberwellenfilters, Fehler in der Antennenanpassung auszugleichen! Die Antenne muß richtig abgestimmt sein und das Oberwellenfilter muß für die Kabelimpedanz richtig dimensioniert werden. Nur so paßt beides richtig zusammen.

    Zitat


    Natuerlich koennte ich Luftspulen wickeln, aber die sind schwer abzugleichen. Am liebsten wuerde ich Spulen mit Abschirmgehaeuse nehmen, dann brauche ich mir auch keine Gedanken um stoerende Kopplung der Spulen machen.


    Da kennst Du anscheinend die Verhältnisse bei UKW noch nicht.

    Zitat


    Gibt es da passende Neosidspulen, oder Spulenkerne? Selbstwickeln ist kein Problem. Allerdings steige ich nicht durch die Webseite von Neosid durch, und finde die entsprechenden Daten nicht. Welche Kerne kann ich nehmen, und wie muessen die gewickelt werden? Oder ist die Guete einer abgeschirmten Spule mit Ferritkern nicht hoch genug?


    Die Bauteile von Neosid sind meines Erachtens für diese Leistung nicht gedacht.
    Ich fürchte, die Verluste solcher Spulen sind bei VHF und 25 Watt Durchgangsleistung zu hoch.


    Zitat


    > Ist es ueberhaupt eine gute Idee, Mica Kondensatoren zu nehmen, oder waeren SMDs besser?


    Das beste wären meines Erachtens Luft-Trimmer von Tronser oder Jackson Brothers in den UK.
    Üblich in diesem Frequenzbereich sind Oberwellenfilter, die in einzelne versilberte Metall-Kammern unterteilt sind. Dann können die Spulen ohnehin nicht aufeinander koppeln. Das Abgleichen der Luft-Spulen ist sicher nicht einfach und sicher langwierig, evtl wird auch mit versilberten Metallkernen abgeglichen. Du solltest einmal in eine technische Bibliothek gehen und nach Fachliteratur über Oberwellenfilter im VHF-Bereich suchen, um zu sehen, wie die aufgebaut sind. Oder auch in alte Taxifunkgräte etc hineingucken. So viele Einzelheiten sind hier auf dem Server schwer zu vermitteln.


    Welche Meßmöglichkeit hast Du überhaupt, um das Durchlaßverhalten und die Anpassung des Filters abzugleichen bzw zu überprüfen? Einfach nach Schaltung zusammenbauen geht nicht.

    Zitat


    >
    > Falls es jemanden interessiert: fuer 6m sind es 160 nH, und 68 bzw. 120 pF. Und 110 nH mit 5-35 pF fuer den Saugkreis.


    Nein, das interessiert mich zunächst nicht, das würde ich zunächst analysieren, auch ist die Filterschaltung allein nicht alles, es kommt sehr auf den mechanischen Aufbau an.

    Zitat


    >
    > Viele Gruesse, Daniel M0ERA, Oxted Surrey.


    HW?


    73 Ha-Jo, DJ1ZB


    >

    DL0AQB - Transfer Listserver <> Forum

    Hallo,
    hier meine Erfahrungen, nicht ganz wissenschaftlich. Ursache der Aktivität: Ich legte in Oranienburg den DVB-T Empfang völlig lahm, über 70m Entfernung und auch mit nur 5W auf 10 und 14MHz (mit DX70). Ein Oberwellentest mit FT980 (Home) ergab bei Sendung auf 29MHz (ca 20W, Horizontaldipol) auf 145MHz (Vertical) ein Signal S5 (Die Antennen waren etwa 20m voneinander entfernt, dazwischen das Haus). Ich habe mir dann einen Tiefpass (35MHz) mit 3xL, 4xC aufgebaut in Kammerbauweise, lt. RFSIM 40dB Dämpfung. Kondensatoren NPO, immer mindestens 2 parallel, und Luftspulen, mit Dipper und Kondensator vor Einbau "abgeglichen".
    Ergebnis: Kein Ausschlag am S-Meter aus 145MHz, aber noch deutlich hörbares Signal, Oberwellendämpfung um 30dB, Durchgangsdämpfung gering. Aber jede Nachlässigkeit, wie Spalt im Deckel auf den Filterkammern, minderwertiges Kabel ...usw führte sofort zu einem deutlichen Anstieg der 145MHz-Oberwelle. Seit Verwendung dieses Filters habe ich keine DVB-T Störmeldungen mehr bekommen.
    Ok, der Beitrag beantwortet die Frage nicht richtig.Aber meine Meinung: Kammerbauweise, allseitig HF-dicht verschließen, Kondensatoren spezielle VHF-Ausführung oder zumindest mehrere parallel, Luftspulen (Draht nicht zu dünn, ca 1mm), alle Verbindungsdrähte absolutes Minimum, dann könnte es klappen. Durchgangsdämpfung kann man gut mit einem Wattmeter prüfen, Sperrdämpfung kann man nur mit einem Empfänger minimieren, wenn man keine speziellen Meßgeräte hat.
    PS: Wie richtig bemerkt wurde, soll das Filter dicht am Sender liegen und dann auch 50 Ohm sehen, wenn es dafür dimensioniert ist. Anpassglieder müssen zwischen Filter und Antenne, Abstimmen "übers Filter" geht nicht.


    73 Reiner


    73 Reiner

    2 Mal editiert, zuletzt von DL8LRZ ()

    Hallo Ha-Jo, hallo Reiner,


    vielen Dank fuer die Antwort. Es ist also nich so einfach, wie ich gehofft hatte :) Mein Problem ist, dass ich einen selbstgebauten (Kit) Transverter habe, den ich gerne im VHF National Field Day eingesetzt haette. Die Leute von der 144 MHz Station in 20m Entfernung beschwerten sich aber ueber die Stoerungen. Mein Tiefpassfilter, das auf Ringkernen basierte, behob das Problem, hatte aber ein zu hohes SWR (2.3), was auch daran lag, dass die Antenne nicht gut angepasst war (SWR=1.5).


    Also, ich muss das Problem aufteilen: die Antenne abstimmen oder eine Matchbox dazwischen haengen (ich weiss, das ist nicht gut, aber besser als nix), damit das Filter 50 Ohm sieht. Und einen besseren Filter bauen.


    Ich werde mich dann mal auf die Suche nach versilbertem Weissblech machen. Oder gibt es irgendwo geeignete Kammergehaeuse zu kaufen?


    Viele Gruesse, Daniel M0ERA

    Daniel, M0ERA, Oxted, Surrey, UK

    Hallo,


    ich habe als Gehäuse doppelt kaschierte glasfaserverstärkte Leiterplatten genommen, da kann man sich ohne große Werkstattbasis was zusammenlöten und es ist auch relativ stabil.


    73 Reiner

    Hallo Daniel, bei dieser Frequenz und der relativ hohen Leistung kommen eigentlich
    wegen der geforderten geringen EINFÜGEDÄMPFUNG nur Bauelemente höchster
    Qualität in Frage. Also Luftspulen und Kondensatoren aus Keramik. Bitte keine
    Spulen mit Ferritkernen verwenden. Die Drahtstärke würde ich bei 0,8...1mm
    ansetzen. Ansonsten gilt das, was andere oms schon über die Mechanik ausgesagt
    haben. Verwendest Du verlustbehaftete Bauelemente, werden Deine 25 Watt nur
    in Wärme umgesetzt anstatt zur Antenne zu gelangen.
    73 Olaf, DL7VHF

    Hallo,


    es gibt doch eine Faustregel, die den Mindestabstand von einer Luftspule zu den Waenden der Filterkammern angibt: so nach der Art "mindestens 1.5 mal Spulenlaenge und 0.8 mal Spulendurchmesser". Leider kann ich diese Information nicht mehr finden. Koennt Ihr mir helfen?


    73 Daniel M0ERA

    Daniel, M0ERA, Oxted, Surrey, UK

    Hallo, Daniel,


    die Faustregel ist alt, aber ich kenne auch keine Quelle seit über 35 Jahren HF-Technik. Grund sind die Wirbelströme des magnetischen Spulenfeldesin den Kammerwänden, die auf die Spule zurückwirken und deren Induktivität vermindern. Bei größerem Abstand nimmt der Effekt ab. Übrigens: Je besser die Leitfähigkeit der Kammerwand (z.B. versilbert), desto geringer sind auch diese Kopplungsverluste, die Induktivitätsminderung nicht. Allerdings ist der Unterschied zwischen Silber und Kupfer nicht so großartig, bei Alu wird es mehr und über Stahl/Nickel usw. kann man nicht mehr diskutieren ;-). Früher gab es gelegentlich auch Spulenkerne aus Alu statt aus Ferrit, um die Induktivität abzugleichen: Grund war, dass bei hohen Frequenzen damals (so 1965) keine ausreichend hochwertigen Ferrite für z.B. > 50 MHz verfügbar waren.


    In Deiner Anwendung würde ich übrigens SMD-Kondensatoren einsetzen, möglichst mehrere pro C parallel, um die Serieninduktivitäten klein zu halten und die HF-Ströme aufzuteilen. Bei normalen Kondensatoren sind die Drähte viel zu induktiv: Ein dünner Draht hat ca. 1 nH/mm, das gibt schöne Resonanzkreise ;) und das Filter lässt dann bei hohen Frequenzen wieder alles durch... Ein Gehäuse aus Leiterplattenmaterial ist gut geeignet.


    73
    Günter

    Einmal editiert, zuletzt von DL7LA ()

    Hallo Guenter,


    vielen Dank fuer die Hilfe. Ich habe zwar schon Silber-Mica Kondensatoren gekauft, aber ich werde Deinen Rat beherzigen und mir SMDs besorgen.

    Uebrigens, ist die von mir zitierte Faustregel die gleiche, die Du kennst, oder benutzt Du andere Grenzwerte fuer den Abstand von den Spulen zu den Abschirmwaenden?


    Viele Gruesse, Daniel M0ERA

    Daniel, M0ERA, Oxted, Surrey, UK

    Hallo, Daniel,


    zum Abstand: Olle Gundlach, bei dem ich studiert habe (sehr lange her), empfahl immer den Spulendurchmesser axial und radial zu nehmen. Damit werden die Gehäuse natürlich ganz schön groß. Bei suboptimalen Spulen (l >> d) streut das Magnetfeld seitlich ziemlich. Es gibt inzwischen einen Haufen Arbeiten über das Thema, speziell, wenn man helical resonators entwerfen muss. Man kann auch zwei Spulen in eine Kammer tun, wenn man es schafft, dass man sie unter 90° anordnet, dass sie nicht so stark koppeln.


    WAs die Kondensatoren betrifft: Glimmer hat ein Epsilon um 5...6, also erscheinen die Dinger elektrisch um ca (5,5)^^-1/2 ~ Faktor 2,5 länger in ihren Abmessungen. Wenn also so ein Dielektrikum 5 mm dick wäre, ist der Kondensator elektrisch 12,5 mm lang. Das dürfte auch bei 1 GHz dann noch als quasistionär zu betrachten sein. Sonst sind sie natürlich prima, das sieht man ja schon am Preis ;) und so doch die bessere Wahl.


    Viel Erfolg
    Günter

    Hallo,


    ich moechte mich fuer die hilfreichen Antworten bedanken. Ich habe das Filter jetzt mit Silber-Micas und Luftspulen gebaut (als Weihnachtsprojekt). Das Gehaeuse ist vollstaendig aus Leiterplatten-Material zusammengeloetet und besteht aus 3 Kammern. Die Kondensatoren sind 47pF (C1 and C5) und 82pF (C2 und C3).


    Die Spulen sind Luftspulen aus 1.6mm CuL mit 10mm Innendurchmesser. Geplant war, die Spulen so zu strecken, so dass sie 110 nH haben. Mit MFJ Antennenanalysator und Dummyload ausgeruestet habe ich dann an den Spulen rumprobiert, bis das Filter ein SWR von kleiner als 1.2 bei 70.5 MHz hatte.


    Interessanterweise musste ich die Spulen vollstaending zusammendruecken, so dass sie jetzt Windung an Windung gewickelt sind. SWR ist 1.2 (oder etwas weniger) im 4m Band 70-70.5 MHz und 3 bei 74 MHz.


    Ich habe versucht, das Filter in dem Programm ELSIE 2.01 aus dem ARRL Handbuch zu simulieren. Bei L=191nH habe ich ziemlich genau den SWR Verlauf, den ich auch mit dem Analyser messe (SWR=1 bei 30MHz, 2.3 bei 63 MHz, 1.1 bei 70.5 MHz und 3 bei 74 MHz).


    Die Simulation verspricht > 50 dB Attenuation ab 127 MHz :) Mal sehen, ob ich hier jemanden finde mit besseren Testgeraeten, so dass ich die Oberwellenunterdrueckung auch mal messen kann.


    Jetzt muss ich nur noch sicherstellen, dass die Antenne ordentlich auf 50 Ohm angepasst wird. Notfalls muss ich eine AMU bauen.


    73 Daniel

    Daniel, M0ERA, Oxted, Surrey, UK

    3 Mal editiert, zuletzt von M0ERA ()

    Hei,


    Zitat

    Original von DL7LAdie Faustregel ist alt, aber ich kenne auch keine Quelle seit über 35 Jahren HF-Technik.


    Obwohl ich von 35 Jahren noch weit, sehr weit entfernt bin. :D


    Kann ich sagen, das diese Faustregel versteckt in dem -->


    Warnung! Kirchenanhaenger moegen jetzt bitte nicht weiterlesen! Danke! Warnung Ende.


    heiligen Buch von eben auch Gundlach: Handbuch der Hochfrequenztechnik zu finden ist.


    Ob das nun gleich schon in der 1. Bibel stand oder in eines der spaeteren Ausgaben, kann
    ich leider auch nicht sagen. Alle Ausgaben zusammen, die ich besitze, haben zuviele Seiten und ich hab's mir leider auch nicht gemerkt, wo ich das mal nachlesen konnte. :D


    73de Kai-Erik, DG2IAC _._|_._


    PS: In einem der Buecher aus den 30'-Jahren von der Wehrmacht stand das auch
    mal drinnen. Leider steht das mangels Platz im Elternhaus, wo ich die naechste Zeit nicht herankomme.

    _._|_._
    Det er meget nedslående å leve i en tid da det er lettere
    å sprenge et atom enn en fordom.
    Albert Einstein

    Hallo, Old Men,


    schon gut, ihr habt ja Recht, aber der Akzent sollte ja auf 'Faustregel' liegen. </Nostalgie ein> Als ich bei Gundlach in Berlin meine Prüfung ablegte, war gerade die 3. Auflage der HF-Bibel aktuell. Da gibt es das Kapitel 12 unter Bauelemente (s. S.. 31 unten in der verbesserten Auflage von '68), wo das Thema angeschnitten wurde. Kennt jemand noch aus der Zeit die Philips-Röhrenkisten, wo die Induktivität der 10,7-MHz-Bandfilter durch Drücken des Alu-Abschirmbechsers abgeglichen wurde? </Nostalgie aus>


    Was also sein könnte, Daniel, ist, dass Du mit den Spulen zu nahe am Kupfer der Leiterplatten bist und dadurch die Induktivität etwas niedriger ausfällt.


    73
    Günter

    Hallo, Günter!


    Habe die 2. Auflage (1962) der HF-Bibel. Da steht das auch schon auf Seite 31 unten als Formel 12.14 - also bei der 3. Auflage zumindest bis zu der Seite keine Ergänzung. Sind ja auch immer noch gültige Hinweise, auch wenn inzwischen vieles neu ist, das man damals gar nicht kannte (oder bestenfalls davon träumen durfte).


    Und Kai-Eric:


    Zitat - PS: In einem der Buecher aus den 30'-Jahren von der Wehrmacht stand das auch
    mal drinnen.


    Da wurden die Schwingkreise des Tornister-Empfängers Berta mit der Pistole abgestimmt, :D (Dazu waren nur Chargierte berechtigt!)


    73
    Hans/DJ4AZ

    Einmal editiert, zuletzt von dj4az ()

    Hallo Leute,


    ich habe jemanden gefunden, der mir den Filter durchmessen konnte. Verwendet wurde ein HP8753C in einem professionellen Radiolabor. S11 ist "return loss" oder VSWR und S21 die Daempfung. Der Filter ist besser als ich gehofft habe: nur 0.5 dB Durchlassdaempfung bei 70.5 MHz, und dabei ueber 70 dB Daempfung zwischen 140 MHz (2. Harmonische) und 1.1 GHz. Nochmals vielen Dank fuer Eure Hilfe!


    Angehaengt sind die Messergebnisse als jpg und pdf.


    73 Daniel M0ERA