簡易型のXtal Filterの設計
本編は、作り方の基本の為であり、シェープ等の優れたものを目指していません。
4次 ラダー型、チェビシェフタイプ
Xtalを測定して、中心周波数f0と、-3dBの帯域のbandwidth BWが解れば
の式から、QLが求まります。
すると、挿入損失ILが解れば
から、無負荷Quが求まります。
Xtalの等価抵抗Rmは実測しなければなりません。
私の場合、QLは6462.14と計測したので
, 解は:
となります。
中心周波数も計測しました。10.04027MHz
それと、希望する帯域幅は2.7KHzなので
と、求まります。
は、計測値です。
ですから、Lmを逆算します。
, 解は:
CmはこのLmに共振するCですから
の公式より
Cpは、XtalがHC-49なので
と、仮定しました。
ここから計算です。
(これは、直接には必要ない。)
Xtalを4つ直列に繋いでみましょう。
結合コンデンサーを求めます。
今、Butterworthの特性で計算してみます。
4次のButterworthのテーブルを揚げます。
Butterworth
結合係数は
逆正規化(
この内、外部抵抗によるQeは
ですから、外部抵抗(信号源の内部抵抗Rs)は
結合係数を逆正規化します。
すると、結合コンデンサーは、次式で求まります。
以上の計算は、Xtalの内部の並列コンデンサーを考慮していません。
そのせいかも知れませんが、中心周波数が2KHz位あがります。
それから、テーブルは、Butterworthを使いましたが
Chebychevも使うことができます。
この場合、正規化するには、-3dBの周波数が違っていますから
この周波数で、まず、正規化します。
それから、先ほどの計算を行います。
4次のButterworthと、4次のChebychevの設計の結果です。
4次Butterworth
4次chwbychev(0.1dBリプル)
以上を比較すると、Chebychev(0.1dB)のほうが、やはり切れがいいです。
本格的に設計するには、次の記事が素晴らしいです。
QRP
POWER p.5-14 ARRL発行
「Designing
and Building High-Performance Crystal Ladder Filters」
N6NWP
Jacob Makhinson 氏
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