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首次尝试制作晶体滤波器 [复制链接]

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离线张冲锋
 
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只看楼主 倒序阅读 0楼 发表于: 2022-07-25



使用市售的两毛钱一个的11.000M石英晶体搭的6晶振梯形晶体滤波器
[ 此帖被张冲锋在2022-07-25 13:45重新编辑 ]
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离线张冲锋
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195
只看该作者 1楼 发表于: 2022-07-25
按照此页面进行的测量设计
https://www.giangrandi.org/electronics/crystalfilters/xtalfilters.shtml 直接点可能转不进去,复制打开即可
[ 此帖被张冲锋在2022-07-25 15:50重新编辑 ]
离线张冲锋
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只看该作者 2楼 发表于: 2022-07-25
使用nanovna矢网,按照网页所示的方法,(我发现串了电阻之后无法测量,所以并没有使用任何电阻,而是直接通过排母座将晶振连接至网分)分别测出每颗晶振无电容时的串联谐振频率F3,串联30pf时的谐振频率F2,串联10p电容时的谐振频率F3,以及并联谐振频率FP(并联谐振频率FP在直连,或者串联30p,10p电容情况下都可以测量,不会随串接电容而产生可观变化),
然后每个晶振分别做好标记,并将每颗晶体的各项数据记录在表格中。然后在网页输入各项数据,计算出晶振内部等效串联电容CS,也记录在表中
测试时扫宽开大一些,频率只需精确到20赫兹就足以满足一般情况下的梯形晶体滤波器的设计。注意测量时晶振外壳不要接触任何物体,否则对并联谐振频率会有khz级别的显著影响。我并没有将外壳接地,直接用圆孔插座测试
晶振的挑选很简单,只需着重挑选串联谐振频率在100赫兹以内的晶体就行,越接近做出来的效果越好。我测试了60颗市售普通11.000M晶振,实际证明即使是这样的廉价晶体,串联谐振频率相差也并不大,在四百赫兹范围内。做6晶振滤波器,可配对出多组晶振。最好多买一些,可显著提高晶振配对的精度和晶振的利用率,买一二百颗晶振,至少90%的晶振都可以利用
容量的选取尽可能的接近计算出的数值,计算得出的容量一般都是非标准容量,可以使用多个小电容并联尽可能接近计算得到的容量。一般差1-3pf无伤大雅。尝试使用陶瓷可变调节各个电容的容量,可能会调出更理想的曲线,但会更加繁琐
电容推荐使用NPO/C0G高频贴片电容,物美价廉,误差小,性能优越,极其适合高频电路制作。当然,带黑点的高频瓷片效果也是一样的好

[ 此帖被张冲锋在2022-08-15 16:09重新编辑 ]
离线张冲锋
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只看该作者 3楼 发表于: 2022-07-25
阻抗匹配对于测试晶体滤波器是至关重要的,晶体滤波器的阻抗与仪器50Ω端口没有进行正确匹配的情况下,对滤波器带宽没什么影响,对带内波动和插损影响是很大的。所以,要得到正确的传输曲线,必须要做好阻抗的匹配。
一般晶体滤波器的阻抗在200-800Ω左右,使用1:4,1:9或者1:16传输线变压器比较方便,使用两线,三线,四线绞合,然后在高频磁环上绕制6-10匝即可制成上述变比的宽带传输线变压器。推荐使用-43材料的铁氧体磁环。
我是使用双线绞合在FT-37-43上绕6匝制成的1:4传输线变压器,可以把把晶体滤波器的200欧左右的阻抗变换到仪器端口的50Ω
暂时没有变压器的也可以通过串联电阻匹配来调试,只是损耗大一点。一般而言串联的电阻值+50欧,基本就是滤波器的大致阻抗,继而再使用变压器按照此阻抗进行匹配。
也可以使用一个电感和电容构成的L型匹配网络,相关资料也很多,由于通常情况下用得较少,此处不再赘述
[ 此帖被张冲锋在2022-07-25 13:23重新编辑 ]
离线张冲锋
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只看该作者 4楼 发表于: 2022-07-25
晶体滤波器至少需要兼顾带宽,带内波动,矩形系数,插入损耗等关键指标,一般来说带内波动和矩形系数比较难兼顾,级数少的晶滤难以做到陡峭的衰减曲线,级数多的能做到较高的矩形系数,不过调试会比较麻烦。此次制作的6晶体梯形滤波器,带内波动比较明显,插损4db多也不是钛理想,矩形系数也超过了2,有些不尽人意,不过也可能和使用的晶振Q值有关。
这种梯形晶体滤波器在高端的衰减曲线更陡峭,比较适合过滤出下边带信号。用于上边带信号的过滤,对载频与下边带的抑制要差一点
第一次制作,以上皆为最浅显的个人经验之谈,有不合理之处还望指正,同时也希望起到抛砖引玉的作用,大家一起发表一下自己的秘诀,也好让菜鸟们的制作之路更平坦一些
[ 此帖被张冲锋在2022-07-30 09:19重新编辑 ]
离线BD6QOQ
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6857
只看该作者 5楼 发表于: 2022-07-25
这么烦厂家成品滤波器咋调试的?
呼号:BG6UA/方克魁 (BD6QOQ)
用过的机器短波类:DIY/QRP B2D XDD925 XDD950 FT757GX2 TS450S IC-725A XG5105 FT891
PS:谈理想谈人生也谈风月,不谈爱情。。。。。
离线张冲锋
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195
只看该作者 6楼 发表于: 2022-07-25
回 BD6QOQ 的帖子
BD6QOQ:这么烦厂家成品滤波器咋调试的? (2022-07-25 14:48) 

厂家滤波器不知道啥样的。只要有专门的设备和工位,流水化生产是十分容易的事
离线bh5ehq
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272
只看该作者 7楼 发表于: 2022-07-25
点进来之前还以为老板要精密切割晶体,然后居然是组合焊板
离线大傻
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786
只看该作者 8楼 发表于: 2022-07-25
回 BD6QOQ 的帖子
BD6QOQ:这么烦厂家成品滤波器咋调试的? (2022-07-25 14:48) 

元件都事先筛选过
离线bi4sqm
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466
只看该作者 9楼 发表于: 2022-07-25
nanovna刷dislord的固件,内置了晶体测量的功能,简单的做一个治具板就可以了。

可以看一下我的视频。
【NanoVNA dislord固件直接测晶振参数-哔哩哔哩】 https://b23.tv/wT0FXCf
【NanoVNA测量DIY的晶体滤波器-哔哩哔哩】 https://b23.tv/jNXgkK0
离线张冲锋
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195
只看该作者 10楼 发表于: 2022-07-25
前几天看到你的两个视频了,我的是最老款的,不知能刷不
离线bg0cq
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1151
只看该作者 11楼 发表于: 2022-07-25
满满的干货!可否试试时刻老师的方法:从中心点开始,每隔两个晶体对地接一个电容,看看是不是参数更好哦!还有就是串变容管的可变带宽模式……
地址:新疆库尔勒市841000
Email:bg0cq@163.com
离线张冲锋
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195
只看该作者 12楼 发表于: 2022-07-25
我也只是按照网页提示来制作的,也不懂滤波器理论,最多也就简单的靠经验调试。时刻老师的那种电路结构似乎也用在了多个套件中,以后也会尝试一下。变容管调带宽还需要实验
离线张冲锋
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195
只看该作者 13楼 发表于: 2022-07-25
哈哈,切割晶体不会,切割外壳No问题
离线张冲锋
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195
只看该作者 14楼 发表于: 2022-07-25
其实对那种六个八个晶振全部直接串联,对地电容全部使用同一容量的晶体滤波器更有兴趣,应该叫科恩晶体滤波器,似乎更加容易制作,但没找到相关制作资料,希望有大绅能介绍一下
离线bg2raq
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3944
只看该作者 15楼 发表于: 2022-07-26
楼上说的晶体滤波器的形式和制作方法可以参考BG6RDF的签名网站和BILIBILI的相关视频  他再群里的ID 是migsoft
T:棕灰黑灰灰蓝蓝绿灰橙橙
离线张冲锋
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195
只看该作者 16楼 发表于: 2022-07-26
好的!主要是很多老贴的滤波器制作工具的下载链接都失效了。BG6RDF的签名网页可以直接浏览器搜索到吗
离线bg2raq
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3944
只看该作者 17楼 发表于: 2022-07-26
这个是他自己的网站 不用搜索 直接点开即可
T:棕灰黑灰灰蓝蓝绿灰橙橙
离线bi4sqm
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466
只看该作者 18楼 发表于: 2022-07-26
回 张冲锋 的帖子
张冲锋:前几天看到你的两个视频了,我的是最老款的,不知能刷不 (2022-07-25 19:39) 

一般只要不是Nanovna-F,都可以刷的,选择对应的固件就好了。
离线张冲锋
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195
只看该作者 19楼 发表于: 2022-07-26
回 bi4sqm 的帖子
bi4sqm:一般只要不是Nanovna-F,都可以刷的,选择对应的固件就好了。 (2022-07-26 09:15) 

好的。你视频中的vna的是新款的,光标移动很流畅,不知曲线刷新率怎么样?我手上的很慢。如果新版的使用感受可以,打算换个新的用