Domanda:
Sostituiscono i filtri ceramici a 455 kHz nei nuovi design
Jason R. Moore
2019-03-14 10:42:54 UTC
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Sto cercando di progettare un ricevitore FM / misuratore di potenza a doppia conversione per la caccia alla t simile allo sniffer MK4 che utilizza 10,5 MHz e 455 kHz IF. Nella mia ricerca sembra che i produttori abbiano smesso di produrre filtri ceramici a 455 kHz. Sono negli Stati Uniti e l'unica cosa che riesco a trovare ancora in produzione è in Inghilterra.

La mia domanda è cosa può / viene utilizzato per un filtro Q if molto alto (Q di circa 45 = 455 kHz / 10 kHz) a 455 kHz in assenza di filtri / discriminatori ceramici.

Cercando io stesso una soluzione, mi sono imbattuto nella tua domanda riguardante lo stesso problema con i filtri ceramici a 455 KHz. Mi chiedevo se sei venuto per risolvere questo problema e forse quale soluzione hai trovato in alternativa? Ho un problema molto simile con un ricevitore supereterodina che richiederà come ultimo stadio IF di filtrare un 455KHz con un passa banda di circa 30KHz. I produttori più comuni di queste parti hanno ormai tutti tranne alcuni pochissimi hanno interrotto questo tipo di parti. Scusa ma avrei taggato questo come un commento ma non avendo guadagnato abbastanza punti browney su questo sito (sinc
Tre risposte:
Marcus Müller
2019-03-14 18:14:16 UTC
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Poiché questa piattaforma considera le domande che richiedono prodotti fuori tema, interpreterò la tua domanda come:

Ho un ricevitore IF, ma non ci sono buoni filtri per IF piuttosto basso utilizza (455 kHz). Cosa fare?

Se stai facendo un nuovo progetto, scegli semplicemente un IF che funzioni con i filtri che puoi ottenere.

Questo, e praticamente nient'altro, è ciò che definisce ciò che IF viene scelto nei rivelatori commerciali. Il tuo analizzatore di spettro ad alta sensibilità lo fa. Il tuo ricevitore radio FM economico lo fa.

D'altra parte: se stai solo rielaborando un superhet in cui lo stadio finale del ricevitore è fallito, considera perché hai bisogno del filtro IF:

Il suo scopo è isolare lo spettro desiderato da tutte le cose indesiderate, in modo che il rumore e le interferenze abbiano un'influenza minore sul ricevitore. Ecco perché vuoi che il filtro IF sia nitido; ed è per questo che useresti un IF per adattare il tuo filtro (e non il contrario). Regolare un oscillatore su una diversa frequenza LO è facile, costruire un buon filtro per una banda di frequenza arbitraria non lo è.

Ora, e se ti dicessi che 455 kHz è "praticamente in banda base" nel 2019. Se tu , ad esempio, crea un filtro passa-basso molto rilassato che lascia passare da 0 a 550 kHz e un passa-alto molto rilassato che lascia passare da 400 a $ \ infty $ kHz, e quindi digitalizzato a più di 300 kS / s, quindi è possibile eseguire l'elaborazione IF con filtri digitali (nel software!), e questi possono essere abbastanza arbitrariamente ripidi. Puoi modificarli a tuo piacimento (ad esempio, per tenere conto della forma effettiva dello spettro del segnale o delle imprecisioni LO), e questo non costa nulla e non ha il rischio di non funzionare.

L'argomento classico delle persone è che un buon filtro IF è fondamentale per ricevere segnali deboli tra e soprattutto vicini a quelli forti, ma non è un problema per un ricevitore digitale, cioè finché la gamma dinamica dell'ADC può ancora " vedere "il segnale più debole senza tagliare quello più forte.

Quindi, supponiamo di voler essere in grado, senza nemmeno usare il sovracampionamento¹, di rilevare un segnale che è diciamo 80 dB più debole del suo vicino. Il tuo ricevitore Superhet con un buon filtro IF richiederebbe un filtro IF con una soppressione di almeno 83 dB se vuoi che il tuo SNR sia ancora 3 dB, cioè il crosstalk sia potente solo la metà del segnale di interesse. In realtà, probabilmente avresti bisogno di una maggiore attenuazione del filtro.

Dubito che l'MK4 raggiunga quella selettività (non ho trovato grafici di test a due toni per questo), ma supponiamo che lo abbia fatto e che tu voglia ottenere lo stesso.

Il tuo ADC dovrebbe quindi essere in grado di non sovraccaricare il segnale più forte di 80 dB e avere ancora una gamma dinamica di 3dB da risparmiare sulla risoluzione di quello più debole; un ADC a 18 bit lo fa volentieri (e molto di più) e viene a meno di 10 USD.

Se puoi accettare solo un DR di poco più di 60 dB (che sarà, per la caccia alla volpe e simili, più che sufficiente), un ADC su chip di < 20 USD scheda di valutazione del microcontrollore lo farà semplicemente. Quel microcontrollore stesso è così veloce nel fare i calcoli che applicare anche un filtro medio su un paio di kHz di segnale non è un grosso problema.

Si noti che sono un ragazzo SDR - lo so davvero per i filtri a banda stretta in circostanze favorevoli implementati quando i componenti hardware analogici sono finiti. Hai ancora bisogno di fare il tuo filtro anti-aliasing, ma seriamente, invece di sperare di poter calibrare il tuo filtro analogico in modo che sia accettabilmente ripido e stabile, filtro digitale. I microcontrollori sono abbastanza veloci per le larghezze di banda che utilizzi.


¹ È possibile aumentare l'SNR dei segnali campionando più velocemente del necessario. E questo sarà accaduto in modo drammatico dopo il tuo filtro digitale.
Per evitare l'aliasing non avresti bisogno di almeno 920 kS / s per 455 kHz + -5 kHz invece di 300 kS / s? Inoltre stavo cercando di mantenerlo nel dominio analogico per consentire un loop di controllo automatico del guadagno per estendere la dinamica portata ed evitare di dover progettare un sottosistema DSP poiché le mie competenze DSP incorporate sono trascurabili.
Sottocampionamento passa banda! Quindi: l'idea è che mentre, sì, tu alias, non è un problema: hai solo meno della metà della frequenza di campionamento * in larghezza di banda *, quindi niente "ripiega" su qualsiasi altro segnale. Quindi, 400-450 kHz finiscono in 100-150 kHz in banda base (vale a dire, essendo matematicamente alias di $ -f_ \ text {sample} $) e 450-550 kHz finiscono a 0-100 kHz (cioè, essendo alias matematicamente fino a -150 kHz essendo spostato di $ -2f_ \ text {sample} $, e poi rendendosi conto che per i segnali a valore reale, lo spettro è 0 Hz-simmetrico).
All'inizio sembra brutto (perché è brutto - una versione spostata circolarmente dello spettro che vuoi osservare), ma può essere corretto in digitale moltiplicando il segnale con una sinusoide complessa $ e ^ {j2 \ pi \ frac {\ Delta f} {f_ \ text {sample}} t} $ - mescolando bene in modo che la metà finisca a 0Hz, la metà inferiore a $ [- \ frac {f_ \ text {sample}} 2; 0] $ e la metà superiore a $ [0; \ frac {f_ \ text {sample}} 2] $ in banda base complessa.
Tuttavia, saresti libero di scegliere una frequenza di campionamento superiore a 300 kHz - in questo caso, 400 kHz sarebbe piuttosto intelligente, perché questo alias l'estremità inferiore della nostra banda 400 kHz – 550 kHz a 0 Hz, e potresti a la spesa per gestire una frequenza di campionamento leggermente maggiore funziona senza alcuno spostamento della frequenza digitale :)
Quindi, l'aspetto del controllo del guadagno è che non ne hai davvero bisogno se il tuo ADC ha una gamma dinamica> 60 dB per cominciare, e il tuo software potrebbe benissimo regolare il guadagno di un amplificatore analogico, (o, come molti dispositivi lo fanno, un amplificatore fisso ad alto guadagno e basso rumore, seguito da un attenuatore regolabile) in base a ciò che vede :)
Ma sì, quella ** è ** una grande immersione quella che sto facendo qui. Direi davvero: scegli un IF diverso, in modo da poter utilizzare i filtri più belli che puoi effettivamente acquistare. Dopo tutto, l'utilizzo di un buon filtro per tutte le frequenze RF è la motivazione centrale per un superhet!
Brian K1LI
2019-03-15 17:53:28 UTC
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Murata produce la linea CERAFIL (R) di filtri ceramici, alcuni dei quali sono progettati per essere utilizzati a 455kHz e 450kHz. Ad esempio, SFPLA450KD1A-B0 ha una larghezza di banda di -6dB di 10kHz, progettata per l'uso con ricevitori stereo AM. Una ricerca su eBay per "filtra se 455" mostra unità come l'AVX Kyocera KBF455R, che potrebbero essere adatte al tuo progetto.

A seconda dei tuoi obiettivi, potresti prendere in considerazione la costruzione dell'elenco AM / FM-108CK kit ricevitore. È un design superhet, sebbene non raggiunga l'elevata selettività di un filtro ceramico o meccanico. Questo kit è un eccellente progetto educativo pratico, essendo il fulcro dei prodotti Elenco, e potresti imparare molto simulando il design con LTSpice gratuito di Analog Devices.

Se il tuo obiettivo è un portatile , ricevitore FM a basso consumo - invece di riprodurre un'architettura arcana per valore storico o nostalgico - sono d'accordo con una risposta precedente che consiglia di utilizzare un moderno approccio a circuito integrato per un nuovo design. Ci sono molti articoli pratici online che mostrano di tutto, dalle unità alimentate a batteria autonome agli "scudi" per l'attuale generazione di computer a scheda singola.

Trovo la mia risposta travisata: il punto principale che ho fatto è stato: scegli il tuo IF per abbinare i filtri di cui hai bisogno, non il contrario. Se non puoi scegliere, non filtrare in analogico.
I filtri ceramici in questa gamma stanno effettivamente diventando scarsi. Probabilmente puoi recuperarne uno da una vecchia radio AM / FM. Non ne progetterei uno in un nuovo prodotto oggi a meno che non sia assolutamente costretto a farlo. I filtri a cui fa riferimento Brian sono buoni e probabilmente rimarranno disponibili ancora per qualche anno. Il token ha anche alcune offerte attuali: http://www.token.com.tw/filter/index.html Guarda sotto "For Communications"


Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 4.0 con cui è distribuito.
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