Domanda:
Perché i ricetrasmettitori odierni utilizzano filtri LC anziché filtri a cristalli?
Adam Davis
2014-02-01 02:46:05 UTC
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Esaminando una serie di schemi per i ricevitori odierni (Elecraft KX3, per esempio) ho notato che la maggior parte utilizza circuiti LC per il filtraggio. L ' articolo di wikipedia per Crystal Filters suggerisce, tuttavia, che i filtri a cristalli vengono utilizzati in ricevitori di alta qualità:

Un filtro a cristalli si trova molto spesso nella frequenza intermedia (IF ) stadi di ricevitori radio di alta qualità. I set più economici possono utilizzare filtri ceramici ... o circuiti LC sintonizzati.

Quali sono gli svantaggi dei filtri a cristalli che rendono i filtri LC più popolari per i ricetrasmettitori radioamatori?

Solo una supposizione: costo.
Potrebbe essere. Sospetto che anche le dimensioni possano avere un ruolo da svolgere in alcuni ricevitori. Ma dal momento che sono all'inizio del viaggio per capire i circuiti, mi chiedo se ci sia di più.
Vale la pena notare che l'affermazione che citi non è citata. L'unica fonte citata in quel paragrafo è * Horst Stader e Jack A. Hardcastle, "Crystal Ladder Filters for All", QEX, pp.14-18 nov-dic 2009 *, che anche se non l'ho verificato a fondo non sembra fornire una citazione per l'affermazione citata. Detto questo, domanda interessante.
Quattro risposte:
makomk
2015-11-15 04:48:47 UTC
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Come dice Phil Genera, il KX3 utilizza un diverso tipo di ricevitore che richiede un diverso tipo di filtro. Un ricevitore supereterodina tradizionale, che è quello che si trova nella maggior parte delle radio più vecchie, utilizza un mixer per convertire il segnale desiderato in un IF fisso di, diciamo 10,7 MHz e quindi utilizza un filtro passa banda molto stretto a quella frequenza per selezionare solo quel segnale. I filtri Crystal sono particolarmente adatti qui perché sono filtri passa banda estremamente stretti e stabili, molto più stretti e più stabili di quanto si possa ottenere con i filtri passa banda LC. I filtri ceramici sono molto simili ma più economici, meno stretti e meno stabili.

Il KX3 non funziona così. È un ricevitore a conversione diretta in quadratura: invece di convertire il segnale in IF, lo converte in una coppia di segnali I e Q intorno alle frequenze audio, quindi utilizza una coppia di filtri passa-basso per filtrare tutte le altre frequenze, il che può facilmente essere implementato come filtri LC standard. (Anche se guardando lo schema, quelli non sono gli unici filtri - c'è anche un filtro attivo nei seguenti stadi dell'amplificatore. Vedi i condensatori nei loop di feedback dell'amplificatore operazionale? Questi trasformano gli amplificatori in filtri passa-basso aggiuntivi. Questo è un modo molto comune ed efficace di filtrare i segnali di frequenza audio.)

C'è anche una fase di filtraggio software successiva che è molto più nitida e più regolabile dei filtri hardware, ma questo non è specifico per i progetti di conversione diretta - Esistono moderni ricetrasmettitori per radioamatori che utilizzano ricevitori supereterodina tradizionali con un filtro IF standard, seguito da filtri software regolabili.

Quindi potresti chiederti, perché utilizzare una frequenza intermedia così alta se rende più difficile la costruzione di filtri? Rifiuto dell'immagine. Il mixer non si limita a convertire la nostra frequenza desiderata in IF, ma fa anche lo stesso con una frequenza di immagine esattamente il doppio dell'IF di distanza dalla frequenza che vogliamo. Dal momento che non possiamo realizzare filtri RF sintonizzabili che siano vicini al nostro filtro IF a frequenza fissa, dobbiamo rendere l'IF abbastanza alto da poter impedire alla frequenza dell'immagine di raggiungere il mixer usando un filtro di ingresso relativamente ampio. L'uso di segnali I e Q separati rende possibile distinguere i segnali alle frequenze desiderate e dell'immagine e rende pratica la conversione diretta, ma solo se tutte le fasi dopo la conversione IQ vengono eseguite nel software anziché nell'hardware.

Gert-Jan Dam
2014-09-29 19:02:12 UTC
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Il ricevitore KX3 è un SDR radio definito dal software. I filtri IF sono realizzati nel software. Poiché i filtri IF software sono più ripidi dei filtri a cristallo, i filtri a cristallo non sono più necessari. Un altro vantaggio è che la larghezza del filtro IF SDR è regolabile in modo continuo. Ma i filtri di banda e i filtri audio sono ancora filtri LC come in passato. Questo non è cambiato. L'IF del KX3 è alle frequenze audio. Non è realmente una conversione diretta ma è simile. Queste frequenze audio vengono solitamente inviate a una scheda audio e quindi il computer esegue la demodulazione del filtro IF, ecc. È un'ottima radio. Non lo venderò mai.

Ulteriori informazioni: http://en.wikipedia.org/wiki/Software-defined_radio

"Il KX3 è la prima radio definita da software che non richiede un computer esterno." Citazione necessaria?
Considerando che il KX3 è il primo SDR che non richiede un computer esterno, può essere o meno il primo in assoluto, ma è sicuramente il primo SDR di successo commerciale senza bisogno di un computer esterno. In realtà, in un certo senso, hai bisogno di un computer esterno. Gli aggiornamenti del software / firmware vengono effettuati tramite un computer host, ma ovviamente non è necessario durante il funzionamento. Sono un altro proprietario di KX3 che non venderà mai. In effetti, possiedo praticamente tutto ciò che Elecraft ha mai realizzato.
Phil Genera
2014-02-13 08:54:38 UTC
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Nel KX3, i filtri funzionano a frequenze audio, non IF (poiché non c'è IF in un progetto di conversione diretta).

Questo è un fatto interessante, ma non vedo come risponde alla domanda. * Quali sono gli svantaggi dei filtri a cristalli che rendono i filtri LC più popolari per i ricetrasmettitori radioamatori? *
Clement Ronald
2015-11-20 14:53:55 UTC
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La selezione di un set di cristalli con quasi la stessa frequenza richiede di testare molti più cristalli rispetto al numero richiesto per quel circuito. Ad esempio, per selezionare un set di cinque cristalli bisognerebbe acquistarne almeno 20 e testarli ciascuno.



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 3.0 con cui è distribuito.
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