Bau 8-Band Tiefpass-Filter

  • Hallo,


    inspiriert durch das Thema Tiefpassfilter 40m - Abweichung Theorie und Praxis habe ich mir jetzt vorgenommen ein Tiefpass-Filter für meinen zukünftigen SDR-Transceiver (RedPitaya) nicht zu kaufen, sondern selbst zu bauen.

    Hier meine Randbedingungen:

    - Leiterplatte nicht größer als 100x160mm, evtl. passend in vorhandenes Weißblechgehäuse (ca. 72x147)
    - Leiterplatte 4-lagig, wenn es Vorteile bringt

    - Leistung max. 50W, T50-x Ringkerne

    - Koaxanschluss SMA

    - Filter für 80/40/30/20/17/15/12/10m und steilen Flanken

    - Unterdrückung Oberwelle/Nebenwellen > 40dB, damit gesetzliche Forderungen sicher eingehalten werden


    Im Internet findet man einen Artikel von W6PQL. So ähnlich stelle ich mir meinen Aufbau vor.

    Muss ich beim Aufbau/Layout etwas dringend beachten??
    Gibt es Stolperfallen??

  • Vielleicht reichen dir die Filterkurven des K2 von Elekraft. Die Schaltpläne findest du auf der Seite von Elecraft.

    Messungen in einer meiner Basteltagebücher zum K2 auf den Seiten 23ff in Kapitel 3.8.

    HB9VQQ Callsign Page
    HB9VQQ personal biography
    www.qrz.com

    Die Anordnung passt. Ich würde dir raten die einzelnen Filter zuerst auf einer Kupferplatte (Platine) aufzubauen.

  • inspiriert durch das Thema Tiefpassfilter 40m - Abweichung Theorie und Praxis habe ich mir jetzt vorgenommen ein Tiefpass-Filter für meinen zukünftigen SDR-Transceiver (RedPitaya) nicht zu kaufen, sondern selbst zu bauen.


    Bist du sicher, dass 8-Band-Tiefpassfilter gemeint sind und nicht Bandpassfilter? Tiefpassfilter unterdrücken Oberwellen der Sendefrequenz. Um ein Empfänger-Frontend von Summensignalen zu entlasten sind eher Bandpassflter angesagt.


    Im Falle von Bandpassfiltern kann bei dem Preselektor von Heinz Stampfl und Ernst Kirschabaum hier Anregungen holen:


    Welcome to WSPR Live


    73

    Günter

    "For every complex problem there is an answer that is clear, simple, and wrong" (H.L. Mencken)

    2 Mal editiert, zuletzt von DL4ZAO ()

  • Ich hatte mich mal an solchen Filtern (mit Längskondensatoren) versucht, habe es aber aufgegeben, da ich sie nicht exakt berechnen konnte. Probleme für mich waren die Einhaltung einer niedrigen Durchlaßdämpfung bei geringer Welligkeit und Treffen der Sperrfrequenzen. (Die Filter waren für jeweils 2 benachbarte Bänder gedacht). Auffallend war, daß infolge der Kondensatoren parallel zu den Spulen sich die Sperrdämpfung außerhalb der Resonanzstellen deutlich verschlechterte. Andererseits erreicht z.B. der BCR mit dieser Schaltungstechnik die geforderte Unterdrückung. Und nicht zuletzt hängt die erforderliche Oberwellendämpfung davon ab, wie oberwellenreich das Signal aus der Endstufe ist. Der Hinweis von DK7JB zum Probeaufbau ist recht hilfreich.

    73 Reiner

  • Reiner, am besten kann man diese elliptischen Filter vorher mit SPICE probieren. z.B. mit dem Programm LTSpice. Die Laengsresonanzen lassen sich aber nachher ohne Abgleich kaum genau genug einhalten, weil Ringkerne, Spulen und Kondensatoren meist eine hohe Toleranz von 10% und mehr haben. Bei Luftspulen kann man das mit "Hinknetern" abgleichen, also die Windungen mit Holz-Esstaebchen oder aehnlichem auseinanderdruecken. Bei Ringkernspulen muss man die Kondensatorwerte variieren, was muehsamer ist. Ich habe es oft klassisch mit dem Dipmeter gemacht. Manchmal auch heute noch, weil mir eine Messung mit dem Network Analyzer dafuer zu dekadent vorkommt :)


    73, Joerg

  • Hallo,

    ja, ich habe ein Tiefpassfilter gemeint. Es wird für Empfang und Senden benutzt. Mit dem Redpitaya-SDR sollen zusätzlich die Rundfunkbänder (AM) empfangen werden. Sonst hätte ich ein Design nach W3NQN genommen. Ob das Tiefpassfilter bei Empfang ausreicht wird die Praxis zeigen.

    Wenn man nicht allzu dicken Draht bei den Ringkernen benutzt kann man die Induktivität durch Zusammendrücken oder Auseinanderziehen auch "hinknetern". Einen VNA/NWT möchte ich hier zum Abgleich nicht mehr missen.
    Als Kondensatoren sind SMD C0G/NP0 mit 1% Toleranz vorgesehen.

  • Hallo Uli,


    du möchtest ein 5poliges Filter machen . Du könntest auch bei einem Ringkern pro Band mehr , ein 7poliges Filter aufbauen. Schaue dir mit RFSImm erst alles genau an , auch mal

    alles mit realen ( verlustbehafteten) Bauteilen simulieren lassen . Als Kondensatoren die von Spule nach Masse gehen , gibt es bei Reichelt 500V Keramik Kondensatoren , diese habe

    ich auch schon für ein Oberwellenfilter/Tiefpassfilter nach einer 100W PA benutzt , du möchtst zwar nur 50W HF machen was nur gute 50V an HF bedeutet , aber die verwendeten

    Kondensatoren sollten die Leistung ab können .

    Bei dem 5pol Filter legst du die 3fache Sperrfrequenz auf die Seite der PA hin , zur Antennenseite sperrst du die 2fache Frequenz , hast dann weniger Probleme als andersrum .

    Wirst es beim Abgleich mit dem NWT merken , die Ringkerne über einen Winkel von 270grd bewickeln , dann lässt sich auch gut abgleichen.


    73 de

    Manfred , dl3arw

  • Hallo,

    Danke für die Tipps und Hinweise.

    So ähnlich wird die Platine aussehen (100x160):



    Alle Kondensatoren sind auf der Unterseite. Platz für jeweils 2 Kondensatoren parallel ist vorgesehen. Max. Baugröße 1210.

    Bei der Fertigung soll in diesen Bereich kein Lötstoplack.


  • ja, ich habe ein Tiefpassfilter gemeint. Es wird für Empfang und Senden benutzt.

    Da bin ich mal gespannt, wie der Red Pitaya an einer guten Antenne damit zurecht kommt, ohne unerwünschte Mischprodukte zu produzieren. Wenn z.B. das 10m Tiefpassfilter eingeschaltet ist belasten alle Summensignale von VLF bis 30 MHz gleichzeitig den A/D Wandler. Selbst SDR mit hochlinearen teuren ADC brauchen zusätzlich Bandpassfilter zur Preselektion, um nicht überfahren zu werden.


    73

    Günter

    "For every complex problem there is an answer that is clear, simple, and wrong" (H.L. Mencken)

  • Hallo Uli,


    du wirst sicherlich auch bei dem Red-Pitaya beide Filtertypen (Tiefpass und Bandpass) in irgendeiner Art und Weise einsetzen müssen. Klassischerweise verwendest du nach der PA das Tiefpassfilter und im Empfangszweig das Bandpassfilter. Komfortabler Weise steuert man beide Filter nach dem gleichen Prinzip an, z.B. über BCD-Code. Ohne das Bandpassfilter wirst du spätestens am Abend Probleme mit der dann nicht vorhandenen Selektion bekommen.

    vy 73 de Dirk, DH4YM

  • Hallo Uli.

    Für die oberen Bänder reichen 5polige, wobei man auch Bänder zusammenfassen kann.

    zB ein TP für 10/12m, 15/17m


    Unter 20m habe ich 7polige Filter genommen um die nötige Dämpfung der OW zu erreichen.


    Einfach mal mit Simulationen rumspielen.


    Elliptische Filter sehen in der Simulation gut aus, aber in der Praxis am Analyzer oft nicht.

    Deswegen habe ich diese verworfen.


    73, Jörg

  • ...Elliptische Filter sehen in der Simulation gut aus, aber in der Praxis am Analyzer oft nicht.

    Deswegen habe ich diese verworfen.


    73, Jörg

    Hallo Jörg,


    Warum sehen sie in der Praxis nicht gut aus? Wo sind die Ursachen/Fehler?

    Ich möchte aus den Erfahrungen anderer lernen. Sie sollen dann in mein Leiterplatten-Design einfliessen.

  • Hallo Uli.


    Wegen Bauteiltoleranzen und Streukapazitäten.

    Man kann zur Not zwar TrimmCs einsetzen und bei Luftspulen rumquetschen, aber bei den für die unteren Bänder benötigten Kringel geht das nicht gut.


    Achja, noch ein Design Tip:

    Das 10m TP auf möglichst geringe Durchgangsdämpfung designen und immer fest im Signalweg halten.

    Also hinter der Filterbank, so dass es für alle Bänder im Signalweg ist.


    Die verwendeten Kleinsignalrelais haben alle ein kapazitives Übersprechen was so ab 40MHz am Wobbelmessplatz deutlich sichtbar wird.

    Das wird durch das dauerhaft eingefügte 10m TP entschärft.


    Für 6m dann einen eigenen Pfad aufbauen mit eigener Antennenbuchse.


    In der SW HPSDR Thetis kann man für jedes Band und für RX und TX getrennt die Filterbänke wählen.

    Für RX dann überall das höchste Band (10m, 6m is ja getrennt) auswählen wenn man mehrere Bänder gleichzeitig beobachten möchte (SO2R Mode)


    Das klappt ufb bei meinen beiden Hermes. Obs beim Redpitaya auch zufriedenstellend funktioniert weiss ich leider nicht. Ich habe mit der HW noch nicht experimentiert.


    Preselektor Bandpässe benötige ich normal nicht.

    Man kann aber fürs Gewissen einen HP in den RX zweig einbauen der starke MW und LW Rundfunksignale vom RX fernhält.


    Die vom Pascal erwähnten Filter habe ich schon (auf T50 Kernen) nachgebaut und sie funktionieren sehr gut als Preselector bei einem anderen Gerät.


    73! Jörg

  • Preselektor Bandpässe benötige ich normal nicht.

    Wie schon gesagt, da bin ich beim Red-Pitaya (Blockschema im Anhang) als SDR genutzt, skeptisch gespannt. Zumal dessen Eingang auch noch hochohmig ist und normalerweise über einen 1:9 Trafo angesteuert wird, weil ansonsten zu unempfindlich. Insbesondere an langen Drahtantennen oder an einer breitbandigen Aktivantenne stehen Abends und Nachts brachial starke Signale an, die ohne ausreichende Vorselektion direkt auf einen ADC geführt diesen schnell überfordern.


    73

    Günter

    "For every complex problem there is an answer that is clear, simple, and wrong" (H.L. Mencken)

  • Hallo,

    ich würde eine Hochpaß-Tiefpaß-Kombination in den Antennenpfad schalten und diese auch bei Empfang verwenden.
    Damit kommt ein SDR-Rx unbedingt klar. Es gibt verschiedene Red Pitaya Ausführungen, der ursprüngliche Fragesteller hat eine
    Platine mit 50 Ohm-Eingängen. Da ist hinter dem nackten DA-Wandler des Senders unbedingt ein Tiefpaß nötig.

    Halbleiter-PAs freuen sich über einen breitbandigen Abschluß, das geht mit einem Splitfilter.

    Viel wichtiger als die meiner Ansicht nach überschätzte Selektion ist das Rauschmaß, was mit dem Red Pitaya ereichbar ist,
    bzw. wie es für den praktische Kurzwellenempfang überhaupt sein muss. Oft sind Dämpfungssteller ausreichend.
    73
    Andreas

    dl5cn

  • Hallo,

    Andreas du warst schneller. Für meinen SDR nehme ich die Version SDRLab122-16. Hier Auszug aus der Produktbeschreibung:

    Er verfügt über zwei 16-Bit-50-Ohm-Eingänge und 14-Bit-50-Ohm-Ausgänge, einen Xilinx Zynq 7020 FPGA für Echtzeitverarbeitungsfunktionen sowie einen 122,88-MHz-Taktgeber mit extrem geringem Phasenrauschen, der die Hardware-Kompatibilität mit HPSDR-kompatiblen Anwendungen erhöht. Die HF-Eingänge sind für minimale Verzerrungen, Rauschen und Übersprechen optimiert, was den Empfang deutlich verbessert und die Auswahl an Antennen erweitert. Übersetzt mit http://www.DeepL.com/Translator (kostenlose Version)


    Weitere Infos hierzu findet man bei ON7YI unter "A few words about the latest red-pitaya 122.88-16 model".

    Da der SDRLab122-16 im Ein- und Ausgang über keinerlei Filter mehr verfügt, können Tiefpässe mit ca. 60MHz Grenzfrequenz (Nyquist-Frequenz) erforderlich werden. Ob mein geplantes Tiefpassfilter bei Empfang ausreicht wird sich in der Realität zeigen. Direkt am Senderausgang (vor der PA) ist Platz für ein 50MHz Tiefpassfilter vorgesehen.

  • Hallo Uli, ist ja eigentlich das gleiche wie Stemlab-16. Da haben die Jungs aus Charly25 ja richtig was

    mit gebaut. Ich fand den RP (meiner war noch 14 Bit) nie schlecht aber der hatte halt Hochomige

    Eingänge.


    Du wirst die Charly25 Seite vermutlich kennen aber hier nochmal für alle anderen:


    Señales | PueblaDX


    Das kleine Platinchen hat noch so richtig Potential.


    Speziell für Dich Uli:


    Hier findest Du u.U. auch einen von C25 der Dich da evtl. auf eine Fährte bringen könnte ....


    7360 @ The Valve Museum

    73´s Jürgen , ALT-512 SDR 10 Wtts, mittlerweile 50m endgespeist an der Luft + TS-790E für VHF/UHF mit Indoor X-30 und

    4-Ele LPDA. Moxon für 6m/4m ebenfalls Indoor .... Xiegu G90 mit Eremit 18 AH LiFePO4 und 12m Spidermast für outdoor.

    Member Log4OM Alpha- & Betatest Team

  • Hallo Jürgen,


    In dem Forum war ich auch lange Zeit. Den 14-Bit redPitaya hatte ich auch und Software pihpsdr auf RaspberryPi. Ist aber alles eingeschlafen und wird jetzt mit neuer Hardware wieder zum Leben erweckt.
    Rentner kommen auf solche Gedanken HI

  • Ja, aber das Forum war einige Zeit weg, So langsam tut sich da wieder was. Insbesondere auch

    mit C25 und auch Thetis. Zur Rente (ich werde am 10.1. 64 Jahre alt) brauch ich noch 2 Jahre, HI.

    73´s Jürgen , ALT-512 SDR 10 Wtts, mittlerweile 50m endgespeist an der Luft + TS-790E für VHF/UHF mit Indoor X-30 und

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