Entwurf Bandpaßfilter

    Hallo Forum.


    ich möchte einige schmalbandige Bandpaßfilter berechnen unter Verwendung von Spulen mit vorgegebener Induktivität und Güte.


    ich habe nun versucht ein Entwurfsverfahren zu finden mit dem sich alle anderen Glieder der Bandpaßfilter berechnen lassen, gefunden habe ich 2 Beschreibungen aber leider schweigt sich bei der ersten, mit dem G6LBQ seine Bandpaßfiltergruppe berechnet hat, bei der Berechnung der Koppel-c´s aus.
    Das zweite Verfahren welches von HB9CEJ in den UKW-berichten 4/1997 veröffentlicht wurde ist leider mit einigen Fehlern behaftet die ich leider nicht vollständig lösen kann.UKW-Berichte zuckt leider auf eine Anfrage nicht, ob sie das original Manuskript noch mal prüfen können, oder mir eine Möglichkeit zur kontaktaufnahme mit HB9CEJ geben können.


    Nun suche ich eine Möglichkeit solche Filter(am besten 3-kreisige Butterworth) mit Praxis tauglichen Formeln berechnen zu können.


    vy 73 Reiner
    DL4SXS

    vy 73 DL4SXS
    Reiner

    Hallo Reiner,


    zwischen der rein theoretischen Rechnung und praktischen Resultaten können durchaus Diskrepanzen auftauchen, da man üblicherweise mit unendlicher Güte der Spulen und ohne parasitäre Blindelemente (Eigenresonanz der Spulen usw.) rechnet. Daher halte ich es aus der Sicht eines erfahrenen Entwicklers für viel sinnvoller, solche Filter mit Schaltungssimulation zu entwerfen und sich nicht unbedingt auf die Rechnung zu verlassen. Das geht mit etwas Übung auch viel schneller!


    Außerdem solltest Du berücksichtigen, dass man doch je nach Anwendung unterschiedliche Bandpassfilter benötigt, also solche mit z. B. symmetrischer Filterkurve oder solche mit steilerer unterer oder oberer Flanke. Solche Filter lassen sich mit Schaltungssimulation sehr schnell entwerfen, während man die eine oder andere Konfiguration rechnerisch nur mit extrem hohem (zeitlichen) Aufwand erhält.


    Selbst mit einem so uralten Designprogramm wie dem vor vielen Jahren von der ARRL vetriebenen "RADIO DESIGNER", einer stark abgemagerten Version von Supercompact, kann man hervorragend Schaltungen simulieren. Das mache ich so seit Jahren und meine unzähligen Filterstrukturen wurden mit ausgemessenen Bauelementen aufgebaut und haben auf Anhieb alle errechneten Daten gezeigt.


    Auf meiner Webseite http://www.mydarc.de/dk4sx kannst Du unter "Projekte" eine kleine Abhandlung über diverse Strukturen von Bandpässen finden. Lass Dich mal inspirieren. Eine einfache Software wie den Radio Designer kann man auch heute noch von den Funkamateuren bekommen.


    73, Uli, DK4SX

    Hallo Rainer,


    auch ich überlege mir im Moment den Aufbau von Bandfiltern und TX-Tiefpassfiltern für alle 9 KW-Bänder.


    Bei den Tiefpassfiltern sind die Randbedingungen relativ einfach: 1. Oberwelle -40dB oder besser.

    Bei den Bandfiltern ist es aus meiner Sicht schon schwieriger zu entscheiden, ab wann es zu keiner Empfangsverbesserung mehr kommt. Reicht 3-polig oder mindestens 5-polig ?


    Ansonsten lasse ich mich von den vielen Schaltungsvarianten im Internet inspirieren. Diese Schaltungen werden dann simuliert (z.B. mit AADE).
    Das schöne an der Simulation ist, dass man einzelne Werte verändern kann. Dadurch sieht man recht schnell, welche Werte kritisch sind, also eine enge Toleranz haben müssen.
    Sehr gerne nehme ich die Simulationssoftware ELSIE. Hier kannst du vorgeben, was für ein Filter du willst (siehe Bild).
    Wie Uli schon erwähnt hat, kann es in der Praxis ganz anderst aussehen.
    Viel Spass beim Entwickeln und berichte von deinen Ergebnissen.

    Zitat von DK4SX

    Selbst mit einem so uralten Designprogramm wie dem vor vielen Jahren von der ARRL vetriebenen "RADIO DESIGNER", einer stark abgemagerten Version von Supercompact, kann man hervorragend Schaltungen simulieren


    Den Nachfolger des Radio Designer, den "Ansoft Designer" kann man auf der Seite von Gunthard Kraus mit seinem von ihm erstellten deutschen Tutorial kostenlos runterladen http://www.gunthard-kraus.de/A…0Designer%20SV/index.html


    73, Günter

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

    Hallo,


    Danke für die Antworten,die gehen aber leider an meiner Fragestellung vorbei da ich mit vorgegebener Induktivität und Güte die Berechnung durchführen möchte das das dann noch mal simmuliert werden sollte betrachte ich als selbstverständlich,schon um etwaige Rechenfehler aufzuspüren.


    vy 73 und schönen Sonntag
    DL4SXS
    Reiner

    vy 73 DL4SXS
    Reiner

    Das war deine Fragestellung

    Zitat von DL4SXS

    Nun suche ich eine Möglichkeit solche Filter(am besten 3-kreisige Butterworth) mit Praxis tauglichen Formeln berechnen zu können.


    Wenn man dich so interpretieren soll, dass du unbedingt mit Formeln von Hand rechnen willst, dann mag die Empfehlung eines Tools in der Tat an deiner Fragestellung vorbeigehen. Dann solltest du aber mit der aufwändigen Ermittlung von Filterkoeffizienten nach Butterworth Polynomen sehr vertraut sein. Beispiele hier: https://home.zhaw.ch/~kunr/ASV…09_Filtertheorie_2009.pdf


    Wenn du aber mit vorgegebener Induktivität und Güte ein dreikreisiges Butterworth Filter ermitteln willst, geben dir die genannten Tools die erforderlichen Werkzeuge hierzu an die Hand.


    73, Günter

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

    Hallo,


    ein Filter mit definierter Mittenfrequenz, definierter Bandbreite und definierter Anpassung (!) dürfte mit vorgegebenen Spulenwerten nicht zu realisieren sein, da durch die Vorgabe der Induktivitätswerte die Berechnung überbestimmt ist.
    Im Übrigen haben bereits vor 40 Jahren die HF-Ingenieure ihre Filter mit dem Filterkatalog "berechnet", weil eine Berechnung "zu Fuß" viel zu aufwändig war. Und wenn man dann mit den Norton-Transformationen die erwünschte Konfiguration ermittelt hatte, kamen Spulenwerte im mH-Bereich und Kondensatoren in fF heraus. Das geht wirklich einfacher!



    73, Uli, DK4SX

    Hallo Rainer,


    für kapazitiv kopfgekoppelte Bandfilter (Double Tuned Circuit) gibt es ein vereinfachtes Berechnungsverfahren für bekannte Filterkoeffizienten. Das ist z.B. in dem ARRL Buch "Experimental Methods for RF Design" in Kapitel 3.3 beschrieben. Nimmt man die vorgegebenen Filterkoeffizienten, werden die Designgleichungen recht einfach (Bild).


    Auf der dem Buch beiliegenden CD findet sich das Programm DTC von Wes Hayward, das das Design vereinfacht. Dazu gibt es auch ein Youtube Video, das die Anwendung zeigt: http://www.youtube.com/watch?v=lz5dAuk5ONA


    73, Günter

    Hallo Günter,


    Danke für dieses vereinfachte Berechnungsverfahren, ich glaube G6LBQ verwendet für 3kreisige Filter das gleiche Verfahren, das kann ich aber erst im laufe der Woche prüfen.
    Ich hänge den Link zu der BPF-Baugruppe vonG6LBQ an. Er beschreibt zu jedem Band wie die Berechnung erfolgte, aber eben leider ohne Koppel-C Berechnung.
    http://groups.yahoo.com/group/…%20-%20Bitx/BPF%20Module/

    vy 73 DL4SXS
    Reiner

    Hallo Reiner,


    Von Wes Hayward, einem der Mitautoren des oben genannten Buches "EMRFD" gibt es aus QEX March/April 1998 noch einen ergänzenden Artikel: "Extending the double tuned Circuit to three Resonators".
    Bei Bedarf PN.


    73, Günter

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

    Hi,


    wenn ich jetzt böse wäre, würde ich noch bemerken, dass diese kapazitiv hochpunktgekoppleten Filter zwar sehr weit verbreitet sind, aber aufgrund ihres extrem unsymmetrischen Frequenzgangverlaufs für viele Anwendungen (z. B. Spiegelselektion in Empfängern) absolut ungeeignet sind. Da hilft dann die vereinfachte Berechnung auch nicht weiter. Siehe hierzu meinen Artikel in der CQ DL 8/2011: "Entwurf praxisorientierter LC-Filterschaltungen".


    73, Uli, DK4SX