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.
|
|
|
|
|
|
|
