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.
|
 |
|
|
|
|
|
|
