A ktualizováno v listopadu 2019
Dolní propust
Úvod a cíl úlohy Cílem úlohy je navrhnout ve Smithově diagramu jednoduchou dolní propust pro pásmo 432 MHz a změřit koeficient odrazu a útlum v propustném pásmu a útlum ve stopbandu. Dva druhy dolních propustí jsou zřejmé z obrazovek Smithových diagramů. Použité nástroje Software: 1. Smithův diagram, verze V4.1. 2. MMANA, část HF kalkulátoru pro návrh indukčností.
Zjednodušený návrh dolní propusti ve Smithově diagramu Vybereme si jedno nebo druhé provedení (jsou použity buď indukčnosti nebo koaxiální vedení s impedancí 75 ohm). 1. Provedení je tvořeno prvky L-C-L-C-L (viz schéma na obrázku dole). Volíme kruhy Q = 1.6. Při této hodnotě nám vyjdou poměrně vysoké hodnoty indukčností (kolem 30nH a 60 nH) i kapacit C (6.8 pF). Přibližný výpočet indukčností můžeme zkusit kalkulátorem MMANA - obrázky dole. Hodnoty se zdají být realizovatelné (3 záv. a 5 záv., průměr 5 mm). Indukčnosti doporučuji před osazením měřit.
2. Provedení je tvořeno Line75 - C - Line75 - C - Line 75; kruhy Q volím Q = 0.4, pro tuto hodnotu mi vyjde delší vedení z koaxiálu a kapacity C = 3.9 pF
Postup je v obou případech stejný. Začneme pěkně ze středu diagramu (Z = 50+j0) točit indukčnosti (nebo vedení 75 Ohmů) ke křivce Q, potom točíme kapacitu ke spodní křivce Q atd. Poslední indukčnost nebo vedení točíme ke středu diagramu. Tak, jak je to vidět na obrázku. Zapneme si ve Smith. diagramu funkci Sweep a podíváme se, jak se nám vyvíjí průběh impedance před a za pracovním kmitočtem. Body před můžeme ohraničit kroužkem VSWR. V dolním grafu jsem si ho vysvítil zeleně. Na designu jednoduchých dolních propustí získáme důležité dovednosti. Ověříme si, jak nám sedí návrh malých indukčností, umíme je na pracovním kmitočtu přesně změřit. Smithův diagram nám dává možnost konkrétní prvky "ladit". Ověříme si, jak se obvod chová, pokud jsou prvky jiné. Ladění ukážu na nepatrně složitější dolní propusti. Je složitější o jedem LC článek: V každém případě bychom u dolní propusti měli vždy měřit, co jsme navrhli a vyrobili.
Ladění ve Smithově diagramu Dříve, než propust vyrobíme, zjistíme, jaký vliv mají např. hodnoty indukčností na vstupní nebo výstupní impedanci. Na obrázku dole vidíte nepatrně rozladěnou dolní propust. Výstupní impedance již neodpovídá návrhovému bodu Z= 50+j0. Ladění zde uvádím proto, že u každého návrhu, který děláme prvně, je nejdůležitější ověřit, zda vůbec bude realizovatelný. Zda docíléme požadovaných hodnot prvků. Pokud jich nedocílíme, kde a čím máme možnost kompenzovat jejich vliv.
V každém případě bychom u dolní propusti měli vždy měřit, co jsme navrhli a vyrobili. Rekapitulace postupu 1. Zvolíme vstupní a výstupní impedanci na požadovaném kmitočtu. Zde Z = 50 + j0 2. Stanovíme a v diagramu rozsvítíme potřebnou kružnici Q. Já jsem je volil pro propusti LC hodnotu Q=1.4 až 1.6, protože jsem chtěl použít kondenzátory C = 6.8 pF (mám jich mnoho). Pro propusti realizované z koaxiálu jsem volil Q = 0.4. Taková propust je realizovatelná s koaxiálem 75 ohmů a kapacitami C = 3.9 pF. 3. Točíme v diagramu prvky L a C tak, jak je vidět z obrázků.
Závěr V domácích podmínkách a se SW, který nás nezrujnuje na licenčních poplatcích, jsme schopni navrhnout celou řadu užitečných obvodů. Včetně dolní propusti.
TU 73, Mira, ok1ufc