A ktualizováno v listopadu 2019
Dolní propust
Úvod a cíl úlohy Cílem úlohy je změřit dolní propust. Konkrétně útum, koeficient odrazu, impedanci a přizpůsobení na vstupu Použité přístroje: 1. Vektorový analyzátor (v příkladech použit nano VNA). Použitý konektor: CH0 (TX) a CH1(RX) Použité adaptéry: SMA krátké propojovací jednostranně okonektorované kabely, měřená dolní propust Zobrazované typy grafů: charakteristiky S11 a S21 Měřené veličiny: průběh útlumu filtru v závislosti na kmitočtu, průběh koeficientu odrazu RL (nebo VSWR) v závislosti na kmitočtu Software - design: Smith V4.1 Software - měření: https://github.com/mihtjel/nanovna-saver/releases
Základní zásady při práci a základní nastavení 1. Měřený obvod je připojen podle schématu vpravo. 2. Filtr tvoří jedna z dolních propustí dle vlastního zjednodušeného návrhu ve Smith. diagramu. 3. Dolní propusti jsou navržené pro vstupní a výstupní impedanci Z = 50 Ohmů. 4. V každém případě se vyplatí měřit hodnoty použitých malých indukčností. Lze to např. takto. |
Naměřené výsledky
Závěry 1. Přestože byla dolní propust navržena pouze výpočtem, a to včetně hodnot indukčností, vykazuje naměřený výsledek dobrou shodu s návrhem. Jednalo se o typ dolní propusti L-C-L-C-L-C-L. U propusti nebylo dosaženo nejlepšího VSVR na kmitočtu 432 MHz, ale na kmitočtu 394 MHz. Na tomto kmitočtu je RL téměř -40 dB. Na kmitočtu 500 MHz již propust potlačuje s útlumem kolem 10 dB a na kmitočtu 600 MHz s útlumem téměř 25 dB. 2. Hodnoty indukčností jsem neměřil. Proti výpočtu vykazují vyšší hodnoty a propust má nejlepší koeficient odrazu na kmitočtu o cca 5%, tj. o 25 MHz nižším. Pokud by měla být tato propust použita v reálném zařízení, rozhodně bych zvyšoval mezeru mezi závity indukčností z cca 0.5 mm na 1 mm a indukčnosti bych nějakou vhodnou metodou před použitím změřil.
3. U této dolní propusti si všimněte, že ve Smith. diagramu prochází jeden bod středem. V takovém bodě má DP nejlepší VSWR (minimální odraz). Ne vždy tomu tak musí být. Např. trochu víc pošahaná dolní propust nemá na vstupu správnou impedanci a průběh vypadá jako na obrázku vpravo. 4. Měření dolních propustí je jednoduché. Jde nám o tyto vlastnosti: - základní vlastností dolní propusti je nízký útlum v propustném pásmu, zde jsme měřili od 300 MHz - propust musí potlačovat kmitočty nad provozovaným pásmem. To ověřujeme v diagramu S21 Gain. - propust musí mít dobré přizpůsobení (minimální odraz) na pracovním kmitočtu (S11 RL, S11 VSWR) - průběh impedancí je zřejmý ze Smithova diagramu 5. Pokud jsou dolní propusti LC tvořené indukčnostmi a kapacitami, je dost dobré pamatovat na to, abychom mohli u prototypu indukčnost snadno vyměnit. |
TU 73, Mira, ok1ufc