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成功制作出 跟仿真结果一样的 晶体滤波器! [复制链接]

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离线蔡红雷
 
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82
只看楼主 倒序阅读 0楼 发表于: 2007-05-31
捣鼓了好久,终于把滤波器的实际特性做得跟仿真结果几乎一样了

很多朋友都对diy ssb或cw用晶体滤波器很有兴趣,但是我相信很多朋友一开始可能跟我一样,无法控制滤波器的各项参数,做出来的晶体滤波器由于没有仪器也不知道其性能究竟几何。不过,我也相信,通过下面的内容,可能可以给大家带来一点信心,那就是:只要每一步都认真仔细,最后做出来的滤波器没有理由跟仿真结果不一样。

好,咱先废话少说,看下面的图片:

图一是滤波器的照片,很普通的四晶体下边带滤波器,设计带宽2.7khz,带内波动0.5db。

图二是滤波器的仿真结果,中心频率8.997398mhz,扫频宽度50khz。
图三是滤波器的实测结果,横轴与纵轴的设置均与图二相同。

图四是滤波器带内波动的仿真结果,中心频率为8.997691mhz,扫频宽度为3khz.
图五是滤波器带内波动的实测结果,横轴与纵轴的设置均与图四相同。

可以发现,除图二与图三在阻带衰减上稍有差别外,图三与图四几乎完全吻合。
而通过分析我们可以知道,图二与图三的差别应该是由以下两个原因引起:
1、网络分析仪的动态范围限制(8753es的动态范围为110db);
2、由于晶振的静态并联电容co引起的阻带衰减特性的劣化。

所以,总结下来我们似乎可以认为,通过认真地测量晶振的参数,并运用所获得的参数进行仿真,我们就可以相信仿真所得的晶体滤波器的各项参数和指标。

小弟水平有限,发表此帖只为抛砖引玉,如有谬误还望各位高手指点。
关于本例中晶振参数(lm、cm、q等)的计算测量和晶体滤波器的匹配等其他细节,我会找时间一一说明。
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离线kenny21
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472
只看该作者 1楼 发表于: 2007-05-31
坐着沙发慢慢看!
离线huashao128
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4017
只看该作者 2楼 发表于: 2007-05-31
不错的说。
离线ahhui
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7429
只看该作者 3楼 发表于: 2007-05-31
请问楼主用的什么软件?
离线蔡红雷
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82
只看该作者 4楼 发表于: 2007-05-31
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请问楼主用的什么软件?
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是凌特的pspice仿真软件secadiii,lxy之前转贴过,原文《晶体滤波器之仿真》在:
http://www.wxdjs.com/cn/advert.php?sublnk=html&html=mzg3xzexl2luzgv4lmh0bww=

软件的下载地址:
http://ltspice.linear.com/software/swcadiii.exe

其实用rfsim99也可以,只是rfsim99仿真时支持的点数太少(最多501点),而且元器件的参数只能保留两位小数,这样的话仿真精度就比较差了。尤其是电感值,不支持mh为单位,而用来做滤波器的晶振的等效串联电感一般在十几mh的样子,这样在用h作单位时就会产生很大的误差。
上一个用rfsim99仿真的结果:
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离线BD4VNF
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1208
只看该作者 5楼 发表于: 2007-05-31
这种方法过时了,已经有直接输出但边带的混频集成块了
离线bg9hu
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2062
只看该作者 6楼 发表于: 2007-05-31
软件怎么下不了呀!
离线digiko
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309
只看该作者 7楼 发表于: 2007-05-31
其实很多软件都可以用来仿真这个阶梯网络滤波器,例如multisim 9.不过这种滤波器对输入输出阻抗很敏感,关键是要做好阻抗匹配才能得到期望的特性.
离线蔡红雷
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82
只看该作者 8楼 发表于: 2007-05-31
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软件怎么下不了呀!
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刚刚试过应该是可以的,直接右键另存就可以了。
要不可以去这个页面再试一下:
http://www.linear.com.cn/designtools/software/switchercad.jsp
应该是不用注册就能下载的。
离线bg9hu
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2062
只看该作者 9楼 发表于: 2007-05-31
估计是我这边网络的限制,谢谢了!
离线蔡红雷
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82
只看该作者 10楼 发表于: 2007-05-31
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这种方法过时了,已经有直接输出但边带的混频集成块了
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不知道您说的是不是max2452之类的正交调制芯片呢?
如果是的话,那么我想大家可能都知道,移相法的那一大堆音频移相用的电阻电容是相当麻烦的,而生成的单边带信号也很难令人满意(载波抑制很难达到40db)。
当然,移相法也是个很好玩的玩法,我也做过,还望以后能多多交流哦
如果不是此类芯片的话,还请老大指教。有性能出众,又能够很方便直接输出单边带信号的芯片的话,我想大家都会喜欢的。
离线ba7ib
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4569
只看该作者 11楼 发表于: 2007-05-31
好是好,就是这种晶体一般衰减太大,如果装到成品机里最好加一级放大
离线蔡红雷
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82
只看该作者 12楼 发表于: 2007-05-31
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好是好,就是这种晶体一般衰减太大,如果装到成品机里最好加一级放大
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呵呵,咱是做着玩的,连成品电台都没有呢,更别提装成品机里去了~
与成品晶体滤波器相比,2.6db的插入损耗确实不咋地,不过似乎也算不上“太大”吧
那10个多db的衰减可是由匹配电阻(两个11.3ohm的电阻)引起的,图四有说明。

ps:图一的电路图上少标了匹配电阻,原理图重新画一下吧:
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离线bg8ht
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3394
只看该作者 13楼 发表于: 2007-05-31
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[quote=蔡红雷]不知道您说的是不是max2452之类的正交调制芯片呢?
如果是的话,那么我想大家可能都知道,移相法的那一大堆音频移相用的电阻电容是相当麻烦的,而生成的单边带信号也很难令人满意(载波抑制很难达到40db)。
当然,移相法也是个很好玩的玩法,我也做过,还望以后能多多交流哦
如果不是此类芯片的话,还请老大指教。有性能出众,又能够很方便直接输出单边带信号的芯片的话,我想大家都会喜欢的。[/quote]

max2452的载波抑制只能达到25db左右,芯片不错,也准备试验,能讲讲你的经验吗
离线digiko
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309
只看该作者 14楼 发表于: 2007-05-31
50ohm的阻抗太低,设计成300ohm以上的用在实际的电路中比较方便.
离线蔡红雷
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82
只看该作者 15楼 发表于: 2007-05-31
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max2452的载波抑制只能达到25db左右,芯片不错,也准备试验,能讲讲你的经验吗
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按照我的经验,这个电路成败的关键在于音频移相电路。为了获得较好的边带抑制,话音信号的相位平衡和幅度都很重要。因此电阻电容的值最好是经过挑选的,我当时是用了多圈电阻和大小电容并联的方式来获得准确的元件值的。
一开始在制作的时候只顾了相位平衡,却忽略了幅度的平衡,走了很多弯路,所以在这里严重建议在i和q通道的输入端加入电位器以便调节!

其余的比如本振信号我没有用片内自带的振荡器,而是先直接用了外部信号源作测试,而后做了一个晶体振荡器得到70mhz的本振。

我当时做出来的边带抑制好像是在26db左右。
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离线硅两瓦
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2078
只看该作者 16楼 发表于: 2007-05-31
期待出成品,期待出成品.
离线蔡红雷
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82
只看该作者 17楼 发表于: 2007-06-01
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其实很多软件都可以用来仿真这个阶梯网络滤波器,例如multisim 9.不过这种滤波器对输入输出阻抗很敏感,关键是要做好阻抗匹配才能得到期望的特性.
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你说的很对,其实这类软件的核心都是spice,其仿真的结果可以说都是一样的。在这里给大家推荐凌特的这个其实也仅仅是因为它的软件小巧宜用,方便下载...

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50ohm的阻抗太低,设计成300ohm以上的用在实际的电路中比较方便.
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确实如此 ;)
正如你所说,我们不应该在实际电路中将滤波器的端口阻抗设计成50ohm。这里之所以这么做其实是为了能够与仪器的端口阻抗匹配、正确测试而人为设定的。
在实际电路中,滤波器的阻抗牵涉到太多因素,比如通带的宽度、允许的带内波动等等,很难各个指标都能兼顾。所以最终实际做的时候,我觉得还是先以滤波器的关键参数(通带宽度、矩形系数、带内波动等)为首要考虑因素,当这些条件满足,而设计出来的阻抗过大或过小的时候,我们可以再通过匹配电路将滤波器匹配到其它级。
比如,为了与ne602直接匹配,想要做一个输入阻抗为1500ohm,带宽为2.7khz,带内波动为0.5db的6晶体梯形滤波器我认为可能是比较困难的。
离线bg8ht
发帖
3394
只看该作者 18楼 发表于: 2007-06-01
感谢你的经验,我也补准备用max2452的片内振荡,准备外接一dds试验一下,maxim的笔记上也提到载波抑制的问题,不是太理想
离线coyote
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35
只看该作者 19楼 发表于: 2008-02-29
为啥我multisim(ewb)仿不出这个效果出来呢????????