Bygga bandpass filter i området 2400-2600Mhz

[JoX^]

Har kollat runt och ser snabbt att utbudet är stort och priserna höga, var hittar man de bästa priserna?
Är det ens någon idé att försöka sig på att bygga själv?

[Micke_s]

För dessa låga frekvenser så är det inte något problem (2400-2600 millihertz)
Jag tror färdiga filter är det bästa här.

[xxargs]

Har kollat runt och ser snabbt att utbudet är stort och priserna höga, var hittar man de bästa priserna?
Är det ens någon idé att försöka sig på att bygga själv?

Om du inte vill investera en stor del av din tid och med levande intresse de närmaste åren samt har tillgång till spektrumanalysator (SA), vektornätverksanalysator (VNA) samt mekanisk fräs och kretskortslabb, så är det enklaste att köpa färdigt och det är bara att svälja dom höga priserna.

Skall du hitta billigare alternativ så är det att titta på keramiska filter i dom riktigt stora tillverkningsvolymerna - gissar att det sitter sådana på alla Wlan-korten som font end till deras LNA resp slutstegsutgångar. (jag antar att du menade 2400 - 2600 MHz och inte 2400 - 2600 milliHertz)

Skall du ens försöka själv hemma - så är det förmodligen microstrip och stripline-lösningar som gäller (med ganska låg prestanda) - men fortfarande så måste du ha en VNA som minimum för att kunna verifiera lösningarna och karaktärisera tex. använd PCB av teflon eller Arlon-typ i aktuell batch då de fysiska måtten och materialets dielektricitetskonstant har väldigt stor inverkan på resultatet - och det är spridningen av detta i produktionen som är det stora problemet...


Att tillverka filter är en mästerskap att hålla alla mekaniska mått i 3 dimensioner väldigt precist och ingående material väldigt lika, och göra det gång på gång på gång.... därav prislappen.

[JoX^]

tack för svaret xxargs, ska hålla mig till stora bokstäver i framtiden, dock med vissa undantag

Dessa filter finns inte att få tag på som surplus eller liknande?

[grym]

brukar finnas på ebay, kollar var dag efter filter där
finns nu nr 200115948502


xxarg, du hadde hållt på med sådant?

är det rimligt att försöka sig på det om man har spektrumanalysator?
har börjart prova mig fram på lite lägre frekvenser och det har inte gått så lysande

annvänder brusgenerator och kollar frekvenssvaret och har då inte kolla på dom andra parametrarna

[grym]

ebay
nr 200115517934
nr 230135884763

[xxargs]

brukar finnas på ebay, kollar var dag efter filter där
finns nu nr 200115948502


xxarg, du hadde hållt på med sådant?

är det rimligt att försöka sig på det om man har spektrumanalysator?
har börjart prova mig fram på lite lägre frekvenser och det har inte gått så lysande

annvänder brusgenerator och kollar frekvenssvaret och har då inte kolla på dom andra parametrarna

---

hmm, Jo, jag har hållit på med en del passiva filter i mitt jobb, dock kanske inte så höga frekvenser med just 2.4 GHz utan har hållit mig mera från 70 MHz till i sällsynta fall 2.2 GHz. - det är därför jag säger att VNA med polär/smitchart är närmast ett måste om man själv skall bygga filter och inte ägna större delen av utvecklingstiden åt gissningar som man får med skalära nätverkare eller SA med trackinggenerator och direktionella kopplare... - de sistnämda kan man använda för trimning i nödfall om man är van filtertrimmare och redan känner filtret ifråga - men inte för nydesign eller som nybörjare.

vilka frekvenser jobbar du med?.

aktiva eller passiva filter?

Hur mycket filter har du kört/designat innan ??

---

Brus är vanskligt då det är lite energi per Hz och det kräva mycket stark brus och långa accumulerande mättider per Hz om du du skall få till en filterkurva med säg 60 dB mellan passband och spärrband. Mycket bättre att svepa med en testsignal, just för att få bättre signal/brusförhållande

Du har händelsevis inte någon trackinggenerator på din Spectrumanalysator (SA) - har du inte detta men en RF-signalgenerator så kan du prova att sätta SA på max hold på kurvan och med signalgeneratorn - ställd på tex 0 dBm och steppa i 10-100 kHz steg från underkant till överkant av önskade frekvensområde och där får en ganska hyffsad uppskattning till en transmissions/överföringskurva. (OBS: denna metod duger inte om du skall trimma filter, filtertrimmning kräver snabb och kontinuerligt uppdaterande kurva i minst 2-3 ggr i sekunden - helst mer än 10 ggr i sekunden, vilket innebär minst SA med trackinggenerator och ännu hellre Vektor nätverksanalysator (VNA) )

Kan ju säga att trackinggeneratorn på SA underlättar oehört och är minst halva SA:s värde i användbarhet... kommer du över en hp8594 med trackinggenerator (du kanske kan hitta sådana för runt 100000:-) så har du kommit mycket stor bit avseende mätutrustning för RF. - kan också säga att nyare saker inte alltid är bättre här - bl.a har man prutat på trackinggeneratorns dynamik och användbarhet till i stort sett oanvändbarhet i många nyare och hyffsat billiga modeller...

Komplettera detta med 1 st RF-effektmätare, 2 RF-signalgeneratorer (krävs för 2-ton mätningar vid intermodulationstester mm.) och en hp8753 VNA så har du i prinsip en fullutrustad RF-utvecklingsplats (ja och en bunt kablar, splittar och adaptrar förståss)

Skall du bara jobba med passiva RF-filter etc. så är en hp8753 look a like vektor nätverksanalysator det först du skall starta på - lägg inte några pengar på skalära nätverkare eller nätverkare som _inte_ kan producera S-parametrar för RF-simulator användbar format. För filtertrimmning skall svepet gå så fort som möjligt, typ absolut minimum minst 2-3 ggr i sekunden, helst över 10 då filtertrimmining är en realtidshandling gentemot visad kurva.

---

Simuleringsverktyg är också önskvärda - men hjälper inte så mycket när det skall realiseras i verkligheten - det är här VNA är viktig för att tex kunna ta upp S-parametrar på olika delkomponenter - stoppa in blocken i simulator och jobbar med detta - dra lite slutsatser - modifierar eller trimmar den fysiska enheten igen, ta nya S-parametrar - och så håller man på tills det närmar sig det man vill ha. Man kommer förvånansvärt långt med open source nätverksimulatorn 'Vipec' med passiva analyser då de kommersiella alternativen kostar multum och ännu mycket mera (Microwave Office, Ansoft, ADS etc.) - vi pratar här om från halv till flera miljontals kronor per licens bara för mjukvaran...


Du kan hämta Vipec här:

http://sourceforge.net/project/showfile ... p_id=19792

(utvecklingen av trädet 3.1.3 fungerar lite dåligt i min versionen av firefox, men fungerar under IE)

välj 3.1.3 - zip-arkivet då det är den sista versionen som har stöd för windows - resten är för linux

och en snabbt fixad exempelkod för just 2400 -2600 MHz andra ordningens filter hittar man här:

www.algonet.se/~toek/filter.ckt

en otrimmad variant:

www.algonet.se/~toek/filter_2.ckt

---

Packa upp zip-arkivet och installera allt där under en directory, starta (klicka) vipec.exe inne i directoryt - och där inne öppna ovanstående hemtankade 'filter.ckt'

tryck på den gröna 'pil-knappen' och ett par diagram dyker upp, bl.a en smithchart. Kurvan reprecenterar då passbandfilter 2400-2600 MHz baserat på induktanser med ca 75 i Q-värde (typiskt för coilcraft-drosslar) och i diagrammet ser man både transmissionen 'S21' och reflektionen sedd från port 1 'S11' - man kan i diagrammet lägga in transmissionen från port 2 till 1 (betecknas 'S12', i filtersammanhang ger identisk kurva som 'S21') och reflektionen från port 2 sett 'S22' om man vill, men är inte gjort i exemplet

För att leka runt lite kan man prova under meny 'tools' och därefter 'tuner' - bocka för 'autosweep' och sedan dra på spakaran och du ser hur kurvorna uppdateras i nära realtid allt eftersom du skruvar.

Prova att 'dra' på Q1 och du ser snart varför man vill ha så hög Q-värde det bara går - speciellt i filter med smal bandbredd C2 - här ihopkopplade men i verkliga filter är det som man trimmar separat mha. skruva i ändarna på filtret. C1 kan man ofta inte varierar (interdigitala filter eller comb-line) utan hör till grunddesignen eller man har en port med portskruv mellan två kaviteter (kavitetsfilter med resonatorstavar) - det är det här som genererar många kilo med bortfrästa aluminiumspån från stora aluminiumblock i filterutvecklingen, även om man med moderna - och svindyra - EM-simuleringsprogram kan komma undan med några vändor mindre i utvecklingsprocessen...

C3 är kopplingskondensatorer till in/utgångarna - som i verkliga filter inte alltid är kondensator utan inkoppling mha. transformator i form av mer eller mindre krökta trådslingor, anslutna till en punkt nära stavbotten - det är här man behöver 'båtshakar' och pincetter att böja runt tills det ser bra ut.

Du kan prova att skruva på 'otrimmade' filter_2.ckt - L, C1 och Q1 är samma som filter.ckt - och när du varierar de andra värdena så är reaktionern ungefär som när man skruvar på ett verkligt filter, här dock mycket större frihetsgrader än verkliga filter på tex. C3 och C4 (kopplingsfaktorn till stavarna) samt resonansen på stavarna själva med C2 och C5.

På tuning-fönstret så kan du se vilka värden det handlar om - i pF och nH, och hur svårt det är att hitta diskreta komponeter med dessa värden om man ens funderar på någon lumpad version av filtret...


Ovanstående är ett mycket enkelt filter - och mycket lättrimmat - vill man ha brantare flanker (stoppband) så måste man ha fler resonatorer och fler trimpunkter där alltihop är beroende av varandra - du kan lätt införa fler resonatorer i exemplen ovan och därefter försöka trimma dessa. Det är ganska vanligt med 5-7 resonatorer i den här typen av filter och dessutom brukar man ha lite nollställen för att försöka få det ännu brantare på vissa ställen - givetvis är allt mer eller mindre beroende av varandra..

Folk som gör keramiska filter använder tandläkarborr (och kanske laser vid maskintrimmning för tillverkningsmässigt mycket väl processade och analyserade filter i jättevolymer) och ett drag för mycket så är det bara att skicka filtret till återvinningen,,, - därför görs dessa filter nästan utenslutande i asien med låga löner.
---

Det fins hur många teorier och fin matematik som helst för att skapa den optimala filtret med hur många värdesiffror som helst på alla kopplingskofficienterna - men när det kommer till verkligheten så är det fortfarande skickligheten hos den som håller i mejseln och pincetten samt förmågan att läsa kurvorna på VNA under arbete och förstå dess osynliga regler mha. hur slinga ålar sig som bestämmer slutresultatet. Polär/smitchart-vyn är här mycket viktig då den skalära vyn kan ge samma visning för massor av olika kurvor i den polära vyn.

[grym]

tackar för ett utförligt svar

jag har inte hållt på mycket med saker över 100Mhz innan, och det bara som labbande utan riktiga instrumen och för skojs skull

bara passiva

hf, inget , inget vettigt i vaarjefall

ingen trackinggenerator
bara signalgenerator upp till 1Ghz, ska den är gpib styrbar så kanske man kan ordna lite därifrån, allternativt att man kan ta lo på spektrumananlysatorn och mixa ner den och ha den , vet inte om det är praktiskt möjligt


ska kolla upp programmet, kommer ha dåligt med tid ett tag framöver och samlar egenteligen kunskap och prylar till kommande vinter då man förhoppningsvis kan göra en relativ seriös koll på saker och ting
få se om jag inte har igång en linuxmaskin för skojjsskull då kan jag ta den nyare versionen

kommer inte ha råd med allt som man skulle vilja ha, det är väl en nolla eller två för mycket i priset på prylarna, men man får prova ändå

[xxargs]

oj, jobbig läge OK. Det är alltid bäst att starta sin lärkurva på riktiga maskiner - och ju mer man lär sig så klara man med allt 'sämre' utrustning och ändå klara uppgiften.

tyvärr är dessa maskiner svindyra om man inte som jag har förmån att arbeta med dessa på jobbet.

vet dock att det fins en eller flera VNA-bygprojekt baserade microcontroller, minicircurit-prylar och AD:s RSSI-kretsar med faskomparatorer. dock oftas under 1 GHz.

(en hp8753 skulle inte vara helt fel att ha hemma om man gillar snida passiva RF-prylar...)


---

vipec är lätt att komma igång med - med dom exemplen jag länkade så kan du 'dra' i potarna och studera kurvorna ålande redan inom 30 sek efter du har startat vipec - det till skillnad från de svindyra komersiella simuleringsprogrammen där det känns som 6 månader heltid innan man får något vettigt ur dom - dessa program är bygga för storföretag ala amerikansk topologi med projekt etc. innan man ens kommer i närheten av första induktansen - ghaaa...

[Mindmapper]

Har man vant sig vid riktiga grejor, känns det oftast inte så kul att använda primitiva saker. Men som du säger så lär man sig bäst på riktiga grejor, så länge det finns parametrar att påverka.

[grym]

jo , visst vore det kul att hålla på ordentligt, men som det är nu så är det något man vill prova för skojs skull och sedan har jag en eller två saker som ska göras med spektrumanalysatorn, att testa filter är helt klart överkurs

dom dära diy analysatorerna har jag gluttat lite på men ingen har fallit mig i smaken, men det kanske finns bättre än dom jag såg, man kan kanske vänta något år, för det verkar vara i ett tekniksprång

jag gör som jag alltid brukar göra, provar mig fram, har nog kommit en liten bit fram på vägen om 20 år

men annars håller jag med dig till fullo, det är så mycket lättare att lära sig om man har bra prylar, sedan kan man komma ganska lång med lite enklare saker

[ashsama]

Vad kallar du acceptabelt pris då?
Just sånna saker jag håller på och utvecklar här.
Men det är ingenting jag vill slänga ner flera dar på för en hundring liksom
Vad har du för parameter krav, vad är applikationen till?
Med eller utan casing och/eller kontakter? N? SMA? Eller nåt annat...

[grym]

acceptabelt pris är ju hur mycket jag har råd att köpa mätinstrument för

jag har lite saker som jag vill göra men det ligger i framtiden, det viktigaste är för min del att lära sig och kolla om man kan få pli på prylarna

som det ser ut nu så ska man kunna tillverka en sak med måttliga tekniska prestanda, men ihopbygt med en hel del annan elektronik, , men det är något jag helst vill klara själv, för som du säger, ska man lämna bort det så kostar det en hel del

[ashsama]

Jag frågade iofs trådskaparen JoX^ angående ursprungsfrågan.

[grym]