Мощность фильтра

[Слесарь]

Здравствуйте!
Помогите рассчитать какую мощность сигнала можно пропустить через диапазонный фильтр на DIP индуктивностях мощностью 1Вт?
Как рассчитать какая мощность выделится на каждой индуктивности фильтра при подаче внеполосных сигналов?

Такая схема:

Вложения

BPF.JPG

(12.85 KiB) Скачиваний: 247

[сэм]

Впервые слышу чтобы в реактивных элементах ВЫДЕЛЯЛАСЬ мощность. Видно, я отстал от жизни.

[vlasovzloy]

Мало данных

[Слесарь]

сэм писал(а):

Впервые слышу чтобы в реактивных элементах ВЫДЕЛЯЛАСЬ мощность. Видно, я отстал от жизни.

Не существует чисто реактивных элементоа.

[сэм]

В магазине- не существует. На схеме- - все чисто реактивные.

[Morroc]

Внеполосные сигналы в основном отражаться будут. Посмотрите график КСВ по входу. Посчитать то что вы хотите непросто даже имея точные данные из даташита компонентов, на китайских безымянных считать смысла нет - надо делать и проверять.

[Слесарь]

Но тогда хоть в теории, сколько мощности обычно теряется на типичных индуктивностях? 5% ? Как у сетевого трансформатора около 3% ?

Добавлено after 6 minutes 41 second:
Не могу понять, для передачи 10Вт мощности радиочастоты, какой тип индуктивностей лучше и рациональней применить, 1Вт в DIP исполнении или в SMD CD54 исполнении?
SMD CD54 мне вроде как удобней использовать, можно если что лишние витки отмотать, а в DIP исполнении смотрятся симпатичней, но уже ничего не смотаешь...

[КРАМ]

Слесарь писал(а):

сколько мощности обычно теряется на типичных индуктивностях?

У всех дросселей есть параметр - ESR. То есть эквивалентное последовательное сопротивление.
При расчете фильтра (а лучше при его СИМУЛЯЦИИ) нужно определить амплитуду ТОКА через эту индуктивность. Ну и далее по закону Джоуля-Ленца, с учетом синусоидальной формы тока определяется ВЫДЕЛЯЕМАЯ НА ДРОССЕЛЕ АКТИВНАЯ МОЩНОСТЬ: I^2*R/2
Вот и все.
ЗЫ. В догон. Нужно четко понимать, что ESR очень сильно зависит от частоты по причине скин-эффекта и эффекта близости в проводнике. Поэтому из даташита на индуктивность нужно найти ESR примерно на используемой частоте. Или из графика, или из таблицы.

[khach]

Существует такой параметр как добротность элемента (Q) или как вариант dissipation factor(D) . Правильный RLC мост умеет это измерять автоматически. Добротность включает в себя все варианты потерь, не только от ESR.
Из добротности можно рассчитать потери при заданной мощности а из них перегрев элемента. Из перегрева рассчитываем допустимую мощность. Не забываем о резонансах в контуре- тогда токи-и и напряжения могут намного превышать входные и спалить элемент. Можно тупо собрать макет и тепловизором посмотреть зависимость перегрева элементов от мощности на входе.

[сэм]

Ничего вы точно не посчитаете, т.к все характеристики по потерям носят нелинейный характер. Можно только приближенно оценить

[КРАМ]

сэм писал(а):

нелинейный характер.

Для ВЧ дросселей с карбонильным железом в пределах тока насыщения потери совершенно линейны. Впрочем, для феррита - тоже, с учетом рабочих частот.
Так же есть воздушные дроссели, например у Coilkraft, там всегда все линейно.
Расчет потерь в дросселях ВЧ фильтров не требует прецизионности. Погрешность образуется уже из-за примерного интегрирования формы тока.

Добавлено after 4 minutes 2 seconds:

khach писал(а):

Добротность включает в себя все варианты потерь, не только от ESR.

ESR - это интегральный параметр АКТИВНЫХ потерь, то есть это ЭКВИВАЛЕНТНОЕ последовательное сопротивление . Поэтому включает в себя ВСЕ ВИДЫ АКТИВНЫХ ПОТЕРЬ. Даже на излучение. Патамушта невозможно отделить активные потери разного генезиса друг от друга при векторном измерении двухполюсника.

[Слесарь]

Не пойму как делать перестраиваемый фильтр для милливатт мощности.
По быстрому сделал приемлемых размеров фильтр с плавной перестройкой по частоте в три раза, получил -40 дБ подавление второй гармоники сигнала, но технически получается достаточно сложно. Реально ли сделать фиксированный (не перестраиваемый) фильтр с трехкратной по частоте полосой пропускания и подавлением второй гармоники сигнала -40 дБ ?

В общем. пока писал, сам кажется понял что это невозможно...
Но проблема остается....

[КРАМ]

Слесарь писал(а):

понял что это невозможно...
Но проблема остается....

40 дБ - это неплохое подавление для простой реализации. Остальное очень сложно и муторно. Сам по себе фильтр изрядно излучает и то, что показал симулятор еще нужно реализовать в железе. И это конструктивно сложная проблема. Тут и подгонка элементов фильтра, тут и посекционное экранирование, тут и влияние второго на первое...

[Слесарь]

Подскажите как борются с гармониками КПЕ классического колебательного контура на варикапах?
Уровень второй гармоники варикапа от -60 до -30 дБ в зависимости от уровня прикладываемого радиочастотного сигнала.

[КРАМ]

Слесарь писал(а):

Подскажите как

А никак. Просто не нужно подавать сигналы соизмеримые с напряжением управления.
Во входных цепях приемников - можно. А в силовых фильтрах - нет.

[khach]

Ставить пару варикапов во встречном включении и напряжение управления в среднюю точку- гаромники ( четные) намного ниже будут. Примеры фильтров перестраиваемых можно посмотртеь в старых хьюлетпаккардах, до того как весь синтез в цифру ушел.

Типа такого. Это на полосках уже, частоты более 500 мгц но ниже 1000. Можно и на обычных индуктивностях мотаных, но тяжело их настроить на однаковость параметров в широком диапазоне частот, а без них фильтр рассыпается

Вложения

Voltage tuned filter.jpg

(21.63 KiB) Скачиваний: 91

[Слесарь]

Знать бы заранее насколько немного ниже? Если на 5 дБ, то наверное не имеет смысла...

[khach]

Ну это от уровня сигнала зависит, в том числе и внеоплосного, который фильтр отсекает. Если по уму то надо IP3 ( точку интермодуляции третьего порядка) измерять двухтональным методом. Но еще многое от варикапов зависит- если поставить современные низковольтные, то конечно уровень гармоник будет высоким, а если древние высковольтные ( на 28-31В) то еще надо постараться такой сигнал найти чтобы варикапы начали нелинейные свойства проявлять. Частоты то какие? И скорость перестройки? А то может проще обьемный резонатор и перестройку фильтра электромеханикой сделать?

[Слесарь]

Использую варикапы на 30В. Для сигналов -25 дБм работают вроде терпимо, с производством второй гармоники с уровнем -43 дБ относительно основного сигнала. Для внеполосных сигналов вторую гармонику производят очень слабо.
в принципе, для радиоприемного устройства где вторая и другие гармоники не столь важны, может подойти, а вот для передающего уже нет.
Частоты коротковолнового диапазона. Электромеханический категорически нет. Механику не признаю. Тогда лучше делать много октавных фильтров и переключать электронными ключами.

[khach]

Для передатчика на -40 дб после возбудителя можно не обращать внимания- все равно выходной усилитель наплодит второй гармоники намного больше. -40 -60 дб это только для ГСС такие уровни в спецификации всетрчаются, да и то не у всех. Можно еще вторую гармонику резать полосно-заграждающим фильтром ( tunable notch filter), тоже перестраиваемым варикапом. Но тогда желательно самопрослушку организовать на предмет подавления второй гармоники, т.к заграждающий фильтр имеет острую настройку и лучше поискать подстаривая напряжение управления для макс подавления гармоники.