Harmonische demping van bandpass filter.


Frederick E. Terman

Golden Member

maar het vreemde is dat wanneer ik de resonantie frequentie van de afzonderlijke kringen in dit filter bereken, de resonantie frequentie 1700kHz is. En dus niet ergens in het midden van de doorlaatband ligt.

Wat deze calculator 'cutoff' noemt, wordt berekend als het midden van de doorlaatband. 'Bandwidth' ligt daar dan omheen.
De pagina gebruikt een vrij ouderwetse manier van berekenen, de 'image parameter'-methode. De code die ze gebruiken heb ik hier bijgevoegd. Alleen om eens in te kijken; niet meer gebruiken! Is achterhaald.

Ik begrijp niet precies hoe je de specificaties bedoelt van je filter. Het is niet mogelijk tot 1700 kHz door te laten, en dan boven 1700 kHz met 45 dB te onderdrukken.
Bij een zo grote band van werkfrequenties hen je daarom meerdere filters nodig.
Bandfilters zul je bij zenders eigenlijk nooit zien: het signaal op f bevat immers geen lagere frequenties dan f; alleen hogere. De onderkant van een bandfilter heeft dus niets te doen.
Je kunt je geld daarom beter besteden aan de bovenkant van de doorlaatband; een laagdoorlaatfilter dus, zoals hierboven al correct opgemerkt.

Bij een symmetrische uitgangspuls heb je trouwens al praktisch geen tweede harmonische.
Door de vorm van de pulsen goed te kiezen, kun je ook de derde harmonische onderdrukken.
De golfvorm moet dan zijn: 33,3% hoog, 16,7% nul, 33,3% laag, 16,7% nul, enzovoorts.

code:


 ------            ------
-      ---      ---      ---      --
          ------            ------

Als je Electron zou lezen, zou je gezien hebben dat dit allemaal (golfvorm en filters) een tijdje geleden in een degelijk artikel behandeld is. :)

Cauer en andere (elliptische) filters moet je niet aan beginnen. Veel te ingewikkeld, je krijgt het nooit afgeregeld, en omdat je frequentie toch onbekend is, zijn ze zinloos - de notch valt niet op een harmonische.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

Ha Martin V,

Ik zou nog terug komen op het elliptisch filter maar eerst je vragen in volgorde van stellen.
Zoals ik al aangaf is een Elliptisch filter een mogelijk maar vergeet niet hoe complexer en/of hoe meer secties hoe nauwkeuriger de waarden van de componenten en de kwaliteit (Q) van de componenten.
Het filter is dan wel steiler maar vervolgt de demping karakteristiek en wordt dus ook niet dieper op afstand.

Ik bereken de filters aan de hand van de tabellen uit mijn boek Handbook of Filter Synthesis van Anatol I. Zverev dit boek dit heb ik zo'n 40 jaar geleden gekocht kost nu €550,- bij Amazon.

Het berekenen van de afzonderlijke resonantie frequenties in een lader is niet relevant.
Door de lader zelfs met gelijke secties wordt de Fo beinvloed door de combinatie en is nooit de waarde van de afzonderlijke kring.

De S.R.F. is de Self Resonance Frequency van de spoel bij grote waarde en een relatieve hoge frequentie is de spoel geen spoel meer :o

Het niet kunnen gebruiken van een actief filter dat is duidelijk maar... zoals ik al in een korte reactie aangaf je kunt wel in de eindtrap iets doen.
Ik weet niet of het een balanstrap is zo ja dan kan je de fase onderling zo instellen dat de harmonische redelijk onderdrukt worden. In mijn experimenten van een jaar of wat geleden bereik ik -40dB voor de 3e en de 7e harmonische.
Maar het is mogelijk om de 3e en de 5e te onderdrukken even spelen met fourier ;)
Nu werk ik niet met zenders maar met schakelvoedingen maar ook je audio klasse D versterker is met een pre-vervorming mooi schoon te maken.

Het filter ziet er als volgt uit de componenten zijn voor de spoelen 5% en voor de condensatoren 10% en standaard waarden.

Elliptisch filter

Een doorlaat (Bodeplot) van het filter

Ik heb de flank zo gekozen dat de stop bandbreedte op 3MHz ligt dit kan dichter er op maar dan wordt het filter kritisch in de bouw.

Een opmerking ik weet niet welk vermogen je gaat gebruiken maar let op de condensatoren!

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
eross

Golden Member

Op 7 april 2019 10:53:38 schreef Martin V:
Hallo eross,

Een laagdoorlaat filter op zeg 1700kHz doet weinig meer op pak een beet, een frequentie van 500kHz.
Aangezien het aangesloten signaal een blokspanning is moet deze wel goed worden gefilterd om er weer een sinus spanning van te maken..
Stel dat ik een laagdoorlaat filter op 1700kHz heb, en daar een blokspanning op aansluit van 600kHz, dan zal er achter dit filter, wel een soort van sinus spanning staan,
zei het dan wel een vervormde sinus spanning.
Een band doorlaat filter daar in tegen werkt ook vanaf de laagste werk frequentie en is dus veel efficiënter als een laagdoorlaat filter.
Dit is mede afhankelijk natuurlijk over de (grote) bandbreedte waar over dit filter werkt.

Dag Martin, sorry dat ik het nog altijd niet goed begrijp. Maar als je een blokgolf van 600kHz door een bandfilter van 500/1700kHz stuurt worden de 2e harmonische niet en de 3e amper gedempt als je geen andere maatregelen neemt (zie electron920 en FeT)Wat is het nut van dit filter dan?
Voor ontvangst kan ik het begrijpen, maar voor zenden niet. Je legt het kantelpunt van het filter dan toch dicht bij de zendfrequentie zodat de demping buiten het filter maximaal is.

Ha eross,

Ja dat was dan ook mijn vraag naar @Martin V of het signaal is zo breed.
Als het een gebruikelijk audio spectrum is en je genereert een signaal op 600kHz dan is 1700kHz bijna 2 octaven verder :S
Misschien kan @TS hier duidelijkheid geven.
Ik ben nog even bezig met de ringkernen hoe deze het best te wikkelen en welke draad diameter.
ook de constructie rechtopstaand of plat op de print en de positie van de condensatoren/afscherming.

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.

Hallo eross en electron,

Mijn keuze om een bandfilter te gebruiken is omdat ik dit ook zie in professionele ontwerpen van Nautel en andere.
Hieronder zien jullie het bandfilter van een 1kW eindtrap:

Het signaal komt binnen via de transformators T1 en T2 en is hier een Wilkonson power divider, daarvan daan gaat het signaal naar rolspoel L1 en C1 welke een banddoorlaat filter vormen.
C2 en C2 en L2 en L3 zijn een parallelkring welke ook de derde harmonische onderdrukken.

Vervolgens gaat het signaal naar rolspoel L4 en C3 welke ook weer een seriekring, bandfilter vormen. Over deze inductie van L4 staan de capaciteiten C4, C5 en C6 welke een sperkring vormen voor de tweede harmonische. Daarvan daan gaat het signaal naar de uitgang.

Nu is dit filter een smalband filter waar de serie en parallel kringen in resonantie met de gebruikte frequentie worden afgestemd, het is dus geen breedbandig filter.

Ik was dus van mening ook zo iets dergelijks te kunnen maken, zei het dan in een wat breedbandiger versie. Het gebruikte vermogen is overigens erg laag, maximaal 80 a'90 Watt.

"tijd is relatief"

Een bandfilter van 520kHz tot 1700kHz zal met een blok van 600kHz geen goede onderdrukking van de 3e harmonische geven. ;)

Als je een zender wilt gaan bouwen voor tussen 520kHz en 1700kHz dan moeten er meerdere filters komen. Elk van die filters heeft een stukje van dat gebied. Bijvoorbeeld laagdoorlaatfilters 700kHz, 930kHz etc..

Ha Martin V,

In het schema wet je laat zien worden ook keuzes gemaakt althans wat ik kan volgen.
Ik denk door middel van jumpers en de keuze van C1,C2,C3 want hier staan geen waardes bij.

Jou idee om een bandfilter te gebruiken is op zich niet verkeert maar dan moet de doorlaatband kleiner als een octaaf zijn, dit geldt ook voor een laagdoorlaatfilter.
Ik heb een schema

a. Center Frequency (Fo)
b. BandWidth (BW) at (-3)dB
c. Insertion Loss (IL) from Level 0 to Fo
d. Sensitivity value at low band (@Fo- ( )MHz)
e. Sensitivity value at high band (@Fo+ ( )MHz)

Aan de hand van dit schema kan je het bandfilter bepalen.
Als ik hier een signaal in teken op 600kHz met een 2e harmonische op 1200kHz dan zie je dat deze vrolijk in de doorlaatband valt.
Zo'n filter heeft dus geen effect op de demping misschien voor de aanpassing :+

Je kunt je filter opsplitsen in een aantal bandjes kleiner dan 1/octaaf.
Beginnen van af 540kHz tot 900kHz en vanaf 900kHz tot 1400kHz en als laatste vanaf 1400kHz tot 1700kHz.
Dus met 3 filters kan je keurig je band bestrijken en overal -40dB 2e orde onderdrukking bereiken.

De uitvoeren van zo'n systeem kan op verschillende manieren invulling krijgen.
Je kunt 3 bandfilters ontwikkelen en het complete filter als black box schakelen.
Maar je kunt ook 1 filter gebruiken en componenten schakelen.
Het voordeel van een smal filter is dat de resonantie kringen direct gekoppeld kunnen worden en daar zie ik veel voordelen.
Dat is denk ik wat er in het schema gebeurt wat je laat zien.

De eindtrap die je gaat gebruiken is dit een power doubler dan kan je mooi een fasenetwerk in een van de trappen zetten (all-pass filter) met het juiste netwerk kan je alleen al -40dB harmonische onderdrukking bereiken :9

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
eross

Golden Member

Dag Martin,
zo'n fltersysteem kan je volgens mij niet breedbandig maken. Daarom hebben de professionals ook smalbandige filters gebruikt .Ik zie geen sturing van de rolspoelen en denk dat dit soort filterunits op 1 frequentie of een heel smalle band gebruikt wordt. Om het op meerdere frequenties te gebruiken zal je volgens mij ook de condensatoren regelbaar moeten maken om de filterkarakteristiek te behouden. Overigens denk ik dat het geen rolspoelen zijn maar instelbare spoelen met vast condensatoren, vast afgeregeld op één frequentie.

groeten,
Etienne

Frederick E. Terman

Golden Member

Bij deze zender wordt het filter inderdaad in de fabriek afgeregel voor de bestelde frequentie.
Als het goed is bevat het installation manual er ook geen procedurebeschrijving voor.
In de nieuwste uitvoering is trouwens nog een extra trap toegevoegd.

Je kunt ervan op aan dat zo'n fabrikant de eenvoudigste oplossing gebruikt om aan de eisen te voldoen. Het is niet gemakkelijk zomaar iets simpelers te bedenken; dan zou dat wel gebruikt zijn.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

In dat geval zou een laagdoorlaat filter toch één van de simpelste methoden zijn. Ik heb de mogelijkheid om automatisch voor iedere frequentie een apart filter te kunnen kiezen, namelijk door de binaire code in de PLL.
Ik dacht aan een stuk of drie aparte laagdoorlaat filters of één filter welke omschakelt door de C's en L's te overbruggen dan wel te kiezen.
wellicht is dit een goede optie, graag jullie mening hierover.

"tijd is relatief"

Meerdere laagdoorlaatfilters is prima. Omschakelbare condensatoren en spoelen is lastiger. Het aantal filters hangt af van de gewenste demping en de orde van de filters.

Eén filter gaat niet. Twee filters is moeilijk dus drie of vier filters. ;)

Frederick E. Terman

Golden Member

In zelfgebouwde zenders zie je vaak het 'half wave filter'. Dat is gemakkelijk te maken en niet kritisch in onderdelenwaarden.

code:


---+--L--+--+--L--+---
   C     C  C     C
---+-----+--+-----+---

XL = XC = Z (meestal 50 ohm)
Voor de 2 C's in het midden mag je natuurlijk ook één condensator van 2C nemen. Ik heb het alleen zo getekend om de verwantschap met twee 'quarter wave sections' te laten zien.
Er worden altijd complete filters omgeschakeld; geen componenten.

Een half wave filter ontworpen voor de zendfrequentie verzwakt de tweede harmonische met 25 dB, de derde met 45 dB.
Bij een symmetrische blok uit de eindtrap zal dat voor kleine vermogens genoeg kunnen zijn, omdat daarin de tweede harmonische al niet groot is.
Eventueel kun je een van de spoelen nog resoneren als 'trap' (sper) op de 3e harmonische. Maar dan komt de grafiek 'verderop' wel weer omhoog; je filter laat dan meer HF-troep toch weer door.

Voor hogere vermogens is het bijna niet te doen met één filter alles voldoende 'op te knappen'. Daarom heeft de Nautel aparte harmonic traps. Die worden als eerste afgeregeld nadat de bestelde zendfrequentie bekend is. Daarna wordt het filter verder afgeregeld op juiste aanpassing. De traps hoeven niet meer nageregeld te worden.

Ook bij een frequentiewijziging worden eerst de traps apart afgesteld; daarna het filter ingesteld.

--
Overigens zal een handig ontworpen antenneafstemeenheid ook nog wat harmonischenonderdrukking kunnen geven.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

Op 7 april 2019 16:16:27 schreef Frederick E. Terman:
Het is niet mogelijk tot 1700 kHz door te laten, en dan boven 1700 kHz met 45 dB te onderdrukken.
Bij een zo grote band van werkfrequenties hen je daarom meerdere filters nodig.
Bandfilters zul je bij zenders eigenlijk nooit zien: het signaal op f bevat immers geen lagere frequenties dan f; alleen hogere. De onderkant van een bandfilter heeft dus niets te doen.
Je kunt je geld daarom beter besteden aan de bovenkant van de doorlaatband; een laagdoorlaatfilter dus, zoals hierboven al correct opgemerkt.

Bij een symmetrische uitgangspuls heb je trouwens al praktisch geen tweede harmonische.
Door de vorm van de pulsen goed te kiezen, kun je ook de derde harmonische onderdrukken.
De golfvorm moet dan zijn: 33,3% hoog, 16,7% nul, 33,3% laag, 16,7% nul, enzovoorts.

code:


 ------            ------
-      ---      ---      ---      --
          ------            ------

Cauer en andere (elliptische) filters moet je niet aan beginnen. Veel te ingewikkeld, je krijgt het nooit afgeregeld, en omdat je frequentie toch onbekend is, zijn ze zinloos - de notch valt niet op een harmonische.

Dat is een goed idee F.E.T, ik ga proberen die duty cycle in mijn ontwerp te implementeren.
Wat betreft eliptische filters kan ik die volgens jou beter niet gebruiken. Wat ik wel ga gebruiken zijn twee Chebyshev filters één voor 1100kHz en één voor 1700kHz in overwegende dat ik niet veel last zal ondervinden van de tweede en derde harmonische.

Ik heb al een tijdje niets meer van electron gehoord, electron mocht je dit lezen dan ben ik benieuwd naar jou mening en of opmerkingen aangaande het ontwerp.

[Bericht gewijzigd door Martin V op 11 april 2019 22:08:34 (12%)]

"tijd is relatief"
eross

Golden Member

Dag Martin,
ondertussen ben ik toch wel heel nieuwsgierig geworden wat je daar aan het maken bent. Het vermoeden is er wel , maar graag wat meer uitleg.

groeten,
Etienne/ON7UI

Frederick E. Terman

Golden Member

Het 'half wave filter' kan trouwens ook met L beginnen:

code:


---L--+--L--L--+--L---          ---L--+--2L--+--L---
      C        C         ofwel        C      C         XL= XL= Z0
------+--------+------          ------+------+------

Het is grappig de waarden te vergelijken met die van je Tsjebysjevfilter.

De onderdrukking van de Tsjebysjev in de stopband is ca. 2 dB slechter dan die van het half-wave filter.
Maar in de doorlaat is de Tsjebyshev wel netter, met zijn kleinere rimpel en (dus) minder reflectie.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

Ha Martin V,

Ja ik ben er nog :) ik zie dat je een filter heb gekozen en er ligt ook een oplossing van @FET eerst het idee/voorstel van @FET.
Hier is een oplossing met het simpelste filter veelal meer als voldoende dit half-wave filter waar je uitgaat van Zin=Zuit= Xl=Xc is een benadering.
De karakteristiek is ongeveer gelijk aan een Chebyshev I wat op zich niet slecht is er treed alleen een kleine opslingering bij het einde op.
Omdat de toepassing van dit half-wave filter altijd afgeregeld wordt (maximale output) zullen de uiteindelijke waarde (in de praktijk) gelijk zijn aan een Chebyshev.

Jou laatste voorstel wat een Chebyshev I waarvan je een plot heb gemaakt is net als het 180° filter niet steil genoeg.
Om aan jou ontwerp criterium te voldoen zal je een Elliptisch filter moeten gebruiken.
Geen paniek de filters welke ik berekend heb hoef je niet af te regelen alleen de componenten testen.
De toleranties zijn dus danig groot dat het bijna altijd werkt.

Het ontwerp criterium.... laat ik eerst het response diagram van een laagdoorlaatfilter tonen

Je ziet drie gebieden:
A de doorlaatband.
B het overgangsgebied.
C de stopband.

Als ik jou Chebyshev I filter neem dan zie je dat voor een 5e orde met een Fc van 1700kHz de demping voor de 2e harmonische -36.5dB is.
Het half-wave filter bij de zelfde condities (standaard waarden) -25.5dB.
Maar...... en nu komt het in de doorlaatband van het laagdoorlaatfilter kan het voorkomen dat je een frequentie van 1100kHz in gebruik neem het bandje voor dit filter loopt immers van 1100kHz....1700kHz.
De 2e harmonische van 1100kHz is 2200kHz als we nu naar de steepness van de flank kijken dan heb je in jou configuratie -12.5dB demping.
Met het half-wave filter is dit -6dB.

Ik heb een set van 4 filters berekend waarmee de stopband gegarandeerd -40dB is zonder complexe afregeling en met standaard componenten waarden.
Ook met twee Elliptische filters haal je niet het ontwerp criterium en heb je er 4 nodig.
Of dit nodig is weet ik niet het is een vraag van jou kant :D als je uitgaat van een blokgolf dan heb je geen even harmonische en is onderdrukken van af de 3e harmonische prima.
Ga je daarin tegen er een puls van maken dan hebben we weer wel met even harmonische te maken :(
Gebruik je daarin tegen een pre-vervorming dan verander je alleen de vorm van de flank op deze manier kan je bijna wat je wil onderdrukken :P
Ik zal morgen de 4 filter uploaden met wat plotjes en schema.

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
Frederick E. Terman

Golden Member

Als ik jou Chebyshev I filter neem dan zie je dat voor een 5e orde met een Fc van 1700kHz de demping voor de 2e harmonische -36.5dB is.

Hé, hier gaat iets fout. Hoort je grafiek wel bij hetzelfde ontwerp als @TS gebruikt?
In je post van 7 april hoorde immers de plot ook niet bij het schema waar het bij stond.

@TS en ik leggen 1700 kHz bij het laatste rimpelpunt; in dit geval dus 0,01 dB demping. En bij het half-wave filter is 1700 kHz het laatste 0 dB-punt.
Voor beide filters is de demping op 3400 kHz dan ca. 25 dB. Verderop in de stopband dempt het half-wave filter nog ca. 2 dB beter, maar dat betaal je dus met een grotere rimpel in de doorlaat.
(Het half-wave filter bestaat eigenlijk vooral doordat het gemakkelijk te maken is, en met maar weinig verschillende onderdelenwaarden.)

Ga je daarin tegen er een puls van maken dan hebben we weer wel met even harmonische te maken

Zolang de puls symmetrisch blijft, heb je geen even harmonischen.

En elke harmonische waarvan de periode een oneven aantal keren in de (plus- of min-) pulstijd past, wordt ook onderdrukt. Zie het voorbeeld hierboven (pulstijd 33,3%), waarin vanwege de symmetrie alle even harmonischen wegvallen, en door de pulstijd de derde harmonische en alle oneven veelvouden daarvan (9, 15, 21 ...)

Voorbeeld: fc= 1 MHz; onderdrukt: 2,4,6,... en 3,9,15,... MHz)

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

Hallo Henk,

Je bent nog bezig met het ontwerp, waarvan een elliptisch filter en ik wacht dat rustig af waarmee je komt,.
Ook FET ik heb jouw post gelezen. @eross, je vroeg je af waar dit ontwerp zijn toepassing voor heeft.
Dit betreft een laagdoorlaat of bandfilter voor een am omroepzender, welke door een opdrachtgever van mij is besteld.

Hier even een reactie van mij tussen door met een vraag.
Wat ik ook wel eens tegen kom bij professionele ontwerpen is een bandfilter, serie LC kring in serie met een laagdoorlaat filter.
Om even duidelijker te zijn heb ik deze tekening gemaakt:

L2,L3, C2 t/m C4 vormen hier een Chebyshev filter (of een ander type filter zoals een Cauer filter).
De bandpass sectie vormen L1 en C1, waarvan de waarde voor C1 dezelfde waarde is als die van C2.
Nu is mijn vraag is dit een efficiënte manier om harmonische te onderdrukken?
Mijn gok is dat de bandpass sectie toch wel een 24dB aan extra demping voor de harmonische toevoegt.
De LC serie kring heeft een impedantie van nul ohm voor de eerste harmonische, dan zou deze toevoeging geen enkel probleem moeten zijn om dit in serie met een filter op te nemen.
De regelbare spoel L1 voer ik uit als een ringkern met om iedere winding een aftakking met daarop een relais en een stappenschakelaar om de relais te bekrachtigen.

Wat vinden jullie van dit idee, een goed of slecht idee, ik hoor het graag wat jullie mening is.

"tijd is relatief"

Ha Martin V,

Een nieuw ontwerp die is niet verkeerd maar hoe ga je die gebruiken in jou idee om niets af te stellen.
Eerst even een antwoord op de vraag/opmerking van @FET.
Ik heb het bandfilter nog een keer nagerekend en die klopt wel je heb er niets aan want die is groter dan 1 octaaf.
Wel het filter daarboven dat was om te laten zien dat een 3e orde niet toereikend is.
Als je geen 2e orde vervorming heb dan is de opmerking van @FET in theorie een goede als je een bipolair signaal gebruik.
Gebruik je een monopolair signaal dat is dan pech gehad en heb je wel 2e orde vervorming.
Omdat je een AM signaal opwekt zullen er altijd spurs en intermodulatie producten zijn deze artefacten zullen door het hele spectrum aanwezig zijn daar ontkom je niet aan.
Dus filtering blijft een noodzaak.

Nu je nieuwe combinatie in jou openingspost heb je het al even genoemd of het niet beter is een bandfilter te gebruiken!
De opmerking was algemeen onder je Fc heb je geen harmonische het is nu duidelijk wat je wil maken.
En de opmerking is niet helemaal waar je heb dan wel geen harmonische maar wel de zaken die ik net noemde en ook nog eens een DC component :o
Je schakelaars hebben tijd nodig en zullen nooit helemaal naar nul schakelen dit levert een component rond de 0Hz (DC) tevens vallen er ook intermodulatie producten onder de draaggolf en dat wil je niet naar je antenne voeren dat is een.
Hier helpt een laagdoorlaatfilter niet maar ook wil je de fase nabij de flank netjes laten verlopen.
Het laagdoorlaatfilter hier kan je alleen de Fc verlegen maar de fase gaat net zo hard mee.
Met een bandfilter welke je gebruikt als J-inverter (admittance) kan mooi rond de Fc wiggelen en de fase netjes corrigeren dat is twee.
Let wel zo'n bandfilter geeft hele kromme waarden grote spoel in de mH en een kleine condensator in de pF het aankoppelen van het laagdoorlaatfilter gebeurt dan ook via een Norton transformatie.

Wat nu te doen eerst zal je een beetje duidelijkheid moeten verschaffen welke schakel methode gebruik je Bipolair of monopolair dus schakel je positieve voedingsrail nul of positieve voedingsrail negatieve voedingsrail.
Verder meten wat het content is onder de Fc dit bepaald de steilheid van de flank en je zult begrijpen hoe hoger de Q van dit filter hoe moeilijker het verstemmen wordt.

Als je wil vast houden aan je ontwerp criterium....... dat kan nog steeds alleen filters schakelen en niets afregelen buiten in het veld maar dan moet je strak ontwerpen.
Geen toeters en bellen vaak hoor ik vragen als je 4 secties nodig heb om aan je ontwerp eisen te komen zullen we er een sectie bij zetten voor de zekerheid maar men vergeet dat elke sectie erbij de kwaliteit van je filter niet ten goede komt door de eindige Q.
Ik ga dus de seriekring er bij voegen.

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.

Hallo Henk.

Een nieuw ontwerp die is niet verkeerd maar hoe ga je die gebruiken in jou idee om niets af te stellen.

Dat wordt gedaan door een LC seriekring welke in resonantie wordt gebracht door aftakkingen op de spoel te kiezen, welke manueel worden ingesteld.
Ik moet dus zeker wel iets instellen, het filter resoneerd nu op de eerste harmonische.
Daar achter volgt dus een 5e orde laagdoorlaat filter.
Het laagdoorlaat filter daar zou ik er 3 of 4 stuks van verschillende voor kunnen toepassen om het gehele bandbereik te kunnen bestrijken.

Als je geen 2e orde vervorming heb dan is de opmerking van @FET in theorie een goede als je een bipolair signaal gebruik.
Gebruik je een monopolair signaal dat is dan pech gehad en heb je wel 2e orde vervorming.

Het verschil tussen een bipolair of monopolair signaal begrijp ik niet, in principe heb ik een duty-cycle van 50%, heeft dat er wellicht iets mee te maken?

Mijn klasse D versterkertje bestaat uit een VMCD amplifier welke bestaat uit een halve brug, met een transformator op de uitgang.
De secundaire wikkeling van die transformator gaat naar het filter.

Ik heb ook nog een ander type versterker een Current Mode Class D amplifier, welke eveneens met een HF transformator op de uitgang werkt. Deze versterker wil ik laten werken in een beperkt frequentie bereik van 1100-1700kHz.
Echter hiervoor gebruik ik voor ieder stukje frequentie bereik een parallel LC kring welke omschakelbaar is.
Hiervoor gebruik ik twee laagdoorlaat filters; met de kantel frequentie van 1400 respectievelijk 1700kHz.

Het eerste ontwerp ging uit van een Voltage Mode Class D amplifier.
Wellicht denk ik verkeerd, en kan ik daarvoor net zo goed een gewoon laagdoorlaat filter gebruiken in plaats van die extra bandpass sectie. Voor dat laagdoorlaat filter zou ik er meerdere moeten gebruiken om de gehele bandbreedte van 520-1700kHz te kunnen krijgen.

"tijd is relatief"

Intussen ben ik alweer een stapje verder gekomen.
De VMCD Amplifier is gekoppeld met een transformator, tussen deze transformator en de versterker is een LC serie kring opgenomen welke werkt als een bandfilter.
Op de secundaire kant van de HF transformator wordt een laagdoorlaat filter geschakeld.

"tijd is relatief"

Ha Martin V,

Duidelijk schema en het circuit een quasi-complementaire spanningsmode klasse-D eindversterker.
Waarbij de gelijkstroomvoeding is aangesloten op de drain van de bovenste FET en de source van de onderste FET aan massa is gekoppeld.

Het aansturen van de FET's gebeurt met een rf trafo weet je hier al iets van?
In ieder geval met de juiste polariteit aan de uitgang zodat het zelfde stuursignaal gebruikt wordt om beide FET's aan te sturen.
Het knooppunt van de FET's voedt een serie kring Lo,Co dan voldoe je aan de DC ontkoppeling.
En het filter wordt gebruikt als bandfilter.... mooi ik zal een voorzet geven maar dan moet ik een aantal aannames maken :P met uw goed vinden.

Laat ik uitgaan dat ik de seriekring in alle redelijkheid belast zodat ik een belaste Q van 10 overhoudt dit geeft een kleine impedantie op de grond frequentie en een hoge impedantie voor de harmonische componenten.

Ontwerp criteria:

Uitgangsvermogen 300 Watt klasse D spanning geschakeld.
Frequentie bereik 540 kHz....... 1700 kHz 1 frequentie.
Voedingsspanning <100 Volt zeg 75 Volt.
Stroom afname <15 Amp.
Filterbank is een combinatie van een bandfilter (seriekring) en een laagdoorlaatfilter schakelbaar zodanig dat alle harmonische -40dBc liggen.

Eerst de berekening en kijken welke MOSFET ik hiervoor kan vinden en vraag aan @TS ligt dit een beetje in lijn of teveel te weinig vermogen enz.

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.

Hallo Henk,

Fijn om weer een reactie te zien.
Allereerst is bovenstaande schema maar een principe schema, het laat alleen de globale opzet zien.
Zo is er achter het filter nog een directional coupler toegevoegd en wat andere dingen, maar dat heb ik allemaal weggelaten in het schema.
Wat er ook niet in vermeld staat is dat ik gebruik ga maken van twee laagdoorlaat filters, waarvan één met een kantel frequentie midden in de band op 1100kHz en de andere op 1700kHz.

De HF transformator heeft tot taak de uitgangs belastingweerstand van 50 ohm naar 12,5 ohm te transformeren, deze belasting 'ziet' de eindtrap dus.

Voor de transistoren wil ik het type IRFB4020PBF gebruiken.
Deze Mosfet heeft goede specificaties zoals een snel schakel gedrag een lage gate lading etc.

De modulatie van de eindtrap is met PWM op de voedingspanning (72V), zodat uiteindelijk ongeveer 32 Volt op de PA. staat gedurende draaggolf.
Dit betekend dat de Mosfets worden aangestuurd met een 50% duty- cycle.
Het uitgangsvermogen moet ongeveer 80Watt zijn dat is 320Watt p.e.p.

Ik heb deze eindtrap nog niet gebouwd of geprobeerd, maar dat zal verder wel lukken.
Maar wel heb ik zoiets dergelijks eerder gebouwd en dat werkte zeer goed, dat is een Current Mode Class D Amplifier, bij 500Watt werd er niets warm, het rendement zal ongeveer 90 tot 95% zijn geweest.
Alleen werkt dit geheel anders als de Voltage Mode Class D Amplifier.

Nog even een aanvulling; de spoel L1 in het schema is geen rolspoel maar een spoel met aftakkingen.
Om precies te zijn gebruik ik een 12 standen schakelaar, waar voor iedere stand één winding op de ringkern van L1 wordt geselecteerd d.m.v. relais.
Dit houd dus in dat L1 12 windingen is, spoel L2 resoneert samen met C1 op 1700kHz.
Spoel L2 wordt echter geschakeld (automatisch) om met C1 in resonantie te komen met de eerste harmonische, L1 dient als manuele fijn afstemming.

Ik ben aan het rekenen geweest om L2 in vier band bereiken onder te verdelen, nogmaals L1 vormt de fijn afstemming van dit bandfilter.
Het blijkt dat wanneer ik voor C1 een waarde tussen de 2 en 3nF kies, ik netjes op deze vier bereiken uit kom.

Nu zijn dit mijn eigen bevindingen maar ik ben benieuwd wat u hier van vindt, is er aanleiding voor verbeteringen, dan hoor ik dat graag.

"tijd is relatief"

Ha Martin V,

Ik denk goed idee als ik het goed begrijp is dit in de basis de bedoeling

Ik zal met deze FET eens rekenen voor het uitgangsfilter.
* aanpassing voedingsspanning.

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.

Hallo Henk,

Inderdaad dat is ongeveer de bedoeling.
Alleen zie ik dat de P.A. in jouw schema wordt gevoed met 72 Volt en dat is hier niet het geval.
De voedingspanning bedraagt 32 Volt ná de Buck converter als PWM modulator.
Ik ben zeer benieuwd naar jouw reactie en ik kijk er naar uit!

Groetjes van Martin

"tijd is relatief"