Filtro analogico passa alto 1kW

[GaAsFET]

Forse dalle tre gobbe in banda passante è del sesto ordine.

Azz e io che pensavo fosse solo il ripple in banda passante...
beata ignoranza

Il problema è gestire potenze impulsate dell'ordine del 1kW @ da 100ms con 5% duty cycle.

corrisponde a una potenza media di 50 watt.
Supponendo perdite enormi del 5 %, all'interno del filtro viene dissipata una potenza termica di 2,5 watt, non mi pare elevata.
Occorre verificare che alla potenza impulsiva la tensione ai capi dei condensatori non superi la rigidità dielettrica del dielettrico (ceramica o aria ?).
Partirei dal filtro più semplice a " T " calcolando teoricamente le prestazioni, se sono insoddisfacenti passerei a filtri di ordine superiore.

Bene, provo a buttar goù uno schema " T " L/C/L e vediamo quali valori mi vengon fuori.
Le induttanze le avvolgerò in aria con filo di rame da almeno 1mm di diametro, per i condensatori devo pensarci. Ho qualche KIT ATC ma temo siano tutti da 500V max...

Il kilowatt si riferisce alla componente a frequenza superiore ai 224 MHz?

Per ricapitolare: devo costruire una serie di filtri per gli incroci di frequenza tra i vari trasmettitori per RM.
Il più semplice direi potrebbe essere un LP per per 224 MHz, che blocchi la componente a 71 MHz.
Il treno di impulsi è a 224 MHz, la componente a 71 MHz deve essere eliminata efficacemente perché potrebbe essere presente come armonica di trasmissione e non deve disturbare le misure.

Le componenti a 71 e 176 MHz che potenza hanno?
Oppure ti rivolgi a fornitori professionisti ?

Fino ad ora acquistavo i kit dal venditore di strumenti analitici, ma adesso ha costi proibitivi (ordine di grandezza: da alcune migliaia di euro a decine di migliaia di euro...) e vorrei sviluppare qualche propotipo in casa.

Immagino che il risparmio possa essere consistente.

Ho a disposizione un VNA, oscilloscopi, generatori di segnale... per fare un tuning delle frequenze di taglio anche a banco. Ma non sono (più) ferratissimo in RF...

[TITAN]

Quote :

Fino ad ora acquistavo i kit dal venditore di strumenti analitici, ma adesso ha costi proibitivi (ordine di grandezza: da alcune migliaia di euro a decine di migliaia di euro...) e vorrei sviluppare qualche propotipo in casa.

Immagino che il risparmio possa essere consistente.


Non preoccuparti siamo abituati a dividere i dolori ma se sono gioie tanto meglio

[lelerelele]

Sto ragionando tra me e me.

Forse dalle tre gobbe in banda passante è del sesto ordine.

Il problema è gestire potenze impulsate dell'ordine del 1kW @ da 100ms con 5% duty cycle.

corrisponde a una potenza media di 50 watt.
Supponendo perdite enormi del 5 %, all'interno del filtro viene dissipata una potenza termica di 2,5 watt, non mi pare elevata.

Non ho idea di cosa sia, magari faccio domande a vanvera, quindi essendo un filtro completamente reattivo, diciamo che non dissipa energia, quindi andrà ad introdurre una elevata impedenza tra cio che genera a monte e cio che carica a valle, nessun problema per il generatore a monte, "suppongo".

Il discorso del kW, quindi, è relativo, in quanto non viene dissipato nulla, ovvio che conseguentemente alla potenza mi andrò a trovare delle "tensioni" anche molto elevate, e questo sarà lo scoglio da considerare per le induttanze, nonchè per i condensatori, oltre che i nuclei magnetici e il disaccoppiamento tra gli induttori, non creda sia semplice, specie a queste frequenze.

Mi dispiace averti fatto perdere tempo, ma non ho proprio idea di come aiutarti.

saluti.

[GaAsFET]

Sto ragionando tra me e me.
Il discorso del kW, quindi, è relativo, in quanto non viene dissipato nulla, ovvio che conseguentemente alla potenza mi andrò a trovare delle "tensioni" anche molto elevate, e questo sarà lo scoglio da considerare per le induttanze, nonchè per i condensatori, oltre che i nuclei magnetici e il disaccoppiamento tra gli induttori, non creda sia semplice, specie a queste frequenze.

Mi dispiace averti fatto perdere tempo, ma non ho proprio idea di come aiutarti.

saluti.

Nessuna perdita di tempo, ci mancherebbe!
Direi che le correnti nelle bobine devono scorrere senza resistenza (da cui discende il diametro del filo) e i condensatori devono sopportare le tensioni in risonanza, che potrebbero essere dell'ordine delle centinaia/migliaia di V...

Quindi immagino di dover utilizzare un bel filo e dei bei CAP...

[MarcoD]

Bene, provo a buttar goù uno schema " T " L/C/L e vediamo quali valori mi vengon fuori.

Ma un LCL a T non è un passa basso ?

Le induttanze le avvolgerò in aria con filo di rame da almeno 1mm di diametro, per i condensatori devo pensarci. Ho qualche KIT ATC ma temo siano tutti da 500V max...

cosa è un kit atc ?
Trovato American Technical Ceramics ! si impara sempre qualcosa.

MarcoD ha scritto:
Il kilowatt si riferisce alla componente a frequenza superiore ai 224 MHz?

Per ricapitolare: devo costruire una serie di filtri per gli incroci di frequenza tra i vari trasmettitori per RM.
Il più semplice direi potrebbe essere un LP per per 224 MHz, che blocchi la componente a 71 MHz.

Cosa intendi per LP Low Pass ? passa basso ?

Il treno di impulsi è a 224 MHz, la componente a 71 MHz deve essere eliminata efficacemente perché potrebbe essere presente come armonica di trasmissione e non deve disturbare le misure.

Qualcosa non mi torna: se la fondamentale è a 224 MHz, le armoniche sono a frequenze superiori.
allora vuoi un filtro passa basso che lascia passare la 71 MHz e attenua la terza armonica a 3 x 71 = 213 MHz ??

Nessuna perdita di tempo, ci mancherebbe!
Direi che le correnti nelle bobine devono scorrere senza resistenza (da cui discende il diametro del filo) e i condensatori devono sopportare le tensioni in risonanza, che potrebbero essere dell'ordine delle centinaia/migliaia di V...

Purtroppo per effetto pelle la corrente scorre solo nello strato superficiale del conduttore della bobina, la resistenza purtroppo non è nulla. Cerca nel web i grafici dell'effetto pelle che moltiplicano la resistenza in DC.

Cerca nel web High-pass filter design, filtri a K costante.

Adopera un simulatore circuitale per calcolare la funzione di trasferimento

[GaAsFET]

Bene, provo a buttar goù uno schema " T " L/C/L e vediamo quali valori mi vengon fuori.

Ma un LCL a T non è un passa basso ?

Si certo, ho fatto confusione: LCL è in PassaB e il CLC un PasaA: ho omesso che dovrei sviluppare i due circuiti simmetrici. Un PB da 71 MHz che taglia le frequenze da 224 MHz (inclusa) in su e l'altro un PA per 224 MHz che tagli le frequenze da 71 MHz (inclusa) in giù.

Il treno di impulsi è a 224 MHz, la componente a 71 MHz deve essere eliminata efficacemente perché potrebbe essere presente come armonica di trasmissione e non deve disturbare le misure.

Qualcosa non mi torna: se la fondamentale è a 224 MHz, le armoniche sono a frequenze superiori.

Il trasmettitore non è perfettamente lineare e il treno di impulsi che codifica la frequenza più alta ha uno spettro armonico anche a frequenze inferiori. Per vari motivi, molte frequenze sono invisibili alla RMN, soprattutto quelle di ordine superiore, ma quelle inferiori rompono le scatole. A 71 MHz sono presenti segnali di estremo interesse chimico-fisico, e non vogliamo che il treno di impulsi a 224 MHz inquini quella banda di frequenza. Serve un filtro PA.

Similmente, il treno di impulsi a 71 MHz potrebbe contenere armoniche superiori che inquinano la banda a 224 MHz, da cui discende la necessità del PB.

Cerca nel web High-pass filter design, filtri a K costante.

Adopera un simulatore circuitale per calcolare la funzione di trasferimento

Esistono free di buona qualità?

[gvee]

Le specifiche in frequenza di un filtro selettivo sono principalmente la banda passante, banda di reiezione ed attenuazioni per ambe due (da cui determini l'ordine del filtro), impedenza di ingresso e uscita (se sono uguali meglio) e ripple di banda (Chebyshev e Cauer/ellittico). Poi bisognerebbe vedere cosa puoi accettare e no (risposta di fase, ritardo etc.).

Esistono le formule esatte che si trovano sulle vecchie bibbie, altrimenti MATLAB o Octave ma non risolvono i coefficienti.

Dovresti prima determinare le specifiche che ti ho elencato, e vedere se trovi un prodotto da un venditore affidabile.

[IsidoroKZ]

Questi sono un passa alto e un passa basso, Chebiceff, 1 dB ripple, con frequenze 75 MHz e 200 MHz, 50 Ω su entrambe le porte, ho considerato un po' di perdite sugli induttori (Q=150). L'attenuazione a 200 MHz per il passa basso e a 75 MHz per il passa alto e` di 40 dB.

GOOD LUCK, perche' gli elementi parassiti cominciano a diventare importanti.

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Sempre che non abbia sbagliato i conti . Meglio dare una verificata con spice.

[GaAsFET]

Ottimo
mi metto all'opera... Ci vorrà un bel po' di tempo perché devo acquistare tutto e la PA su queste spese è un delirio.

Anzi, ne approfitto per chiedere un suggerimento su fornitori di questi specifici componenti per
RF ad, alta tensione.

Potete indicare qualche link, se ammesso?

[MarcoD]

Allego dei calcoli sui filtri a " T " ideali privi di perdite, calcoli sempre da verificare, potrei sbagliarmi.
Se nella applicazione interessa solo la frequenza da fare passare e quella da attenuare, un filtro a " T " , più semplice può essere appropriato, ma per verificare occorrerebbe calcolare la funzione di trasferimento.

Varie domande/promemoria:
I generatori a 70 200 MHz sono protetti da eventuale disadattamento del carico/filtro ? Posso venire danneggiati?

Il carico bobina/antenna? è proprio 50 ohm nominali?

E' disponibile un laboratorio meccanico per il contenitore ?
Contenitore fresato o scatola in alluminio piegata?
Saldature a stagno o con lega migliore?
Usare filo argentato diametro 2 mm ? difficile da piegare?
O tubetto argentato diametro 5 mm ?
Eventualmente realizzare i condensatori con lamine in vetronite FR4 da 1,6 mm per circuito stampato doppia faccia.
Risultano condensatori piani con dielettrico vetronite.