fácil de construir filtro de paso bajo o paso de banda de FM

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Supongamos que quiero filtrar una salida digital GPIO de Raspberry Pi (u otra similar) (con pifm o rpitx o similar) para que esté lo suficientemente limpia como para no salpicar los armónicos de RF fuera de la Parte 15 de la FCC (o equivalente para otros países) sin licencia RF derechos de emisión. ¿Cuáles podrían ser algunos diseños adecuados de filtros de paso bajo o de paso de banda de transmisión de FM que podrían construirse a partir de los componentes y materiales más fáciles de adquirir y manipular (por ejemplo, algo adecuado para el proyecto de un niño, nada de montaje superficial pequeño, etc.) ¿Es esto posible?

    
pregunta hotpaw2

3 respuestas

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Si no te importa la construcción voluminosa y desordenada, un filtro de bricolaje hecho con bobinas enrolladas a mano y revestidas de cobre es el camino a seguir. Obtenga un cable de esmalte y un kit de condensadores de cerámica de ebay.

Sin embargo, en mi opinión, no incluya el filtro de paso de banda doblemente afinado que sugiere una de las respuestas, al menos no la forma mostrada. El filtro mostrado acopla los resonadores usando solo condensadores, esto introduce un "cero" en la respuesta de frecuencia. En pocas palabras, el filtro para frecuencias mayores a la frecuencia de resonancia es terrible, por lo que no es una opción sensata para la supresión armónica. Además, alinearlo sin condensadores variables (¡caro!) Es difícil. (Sin embargo, el filtro es una excelente opción para un filtro IF)

Construya un filtro de paso bajo Butterworth de séptimo o noveno orden utilizando técnicas similares, se comportan mucho mejor y son más fáciles de construir.

Aquí construí un LPF de noveno orden. El ancho de banda es de 100Mhz y a 200Mhz obtengo > Atenuación 70dB.

Use la calculadora que se encuentra aquí: enlace

EDITAR: Cómo enrollar los inductores:

En estas frecuencias, los inductores son lo suficientemente pequeños como para ser núcleo de aire y cuerda manual. Entonces comience con un poco de alambre de esmalte, enrolle unas cuantas vueltas alrededor de algo como una pluma y mida la inductancia producida. Esto le dará un estándar para referirse en términos de inductancia por turno para un cierto diámetro. Ahora tómalo de allí. No necesita estar en el lugar correcto, solo acercarse lo suficiente y luego ajustar la inductancia variando la separación de la bobina. Así es como lo hice.

Es posible que no tengas un medidor LCR capaz de medir inductancias tan pequeñas (yo tampoco tenía una). Simplemente, cree una onda cuadrada de borde rápido (o use la salida TTL de su generador de señal barato) e introdúzcalo en un circuito de prueba con un capacitor conocido y un inductor desconocido. Sondéelo con una sonda X10 y mida la frecuencia de llamada y calcule la inductancia. Tenga cuidado con la longitud del cable coaxial que utiliza en la configuración anterior, ya que tendrá una capacidad comparable a la de su circuito de prueba.

EDITAR: El cable que he usado tiene un diámetro de 0,6 mm y el diámetro de la bobina es de aproximadamente 7 mm. Por lo tanto, este es un buen punto de partida que puede utilizar para construir inductores para este rango de frecuencia.

    
respondido por el Adil Malik
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Para las frecuencias que más le interesan ( Bandas de transmisión de FM probablemente significa algo así como 87 MHz - 108 MHz, dependiendo de donde viva), los filtros pasivos hechos de inductancias discretas y condensadores deberían funcionar bastante bien, es decir, bobinas con núcleo de aire enrolladas a partir de un simple cable de cobre, y tapas estándar de película / cerámica o de espacio de aire (espacio de aire principalmente si necesita hacer cosas ajustables). devttys0 hizo un video sobre esos; Sus filtros se ven así:

Personalmente,notengoningunadudadequepodría,conunpocodeconocimientodediseñodeRF,tambiéndiseñarfiltrosquefuncionenmuybienenPCBdedoblecapaestándarcontapasdecerámicaSMDypequeñosinductoresdisponiblescomercialmente.NocomprocompletamenteCraigmediceque"no se pueden comprar inductores con Q alta", considerando que el factor Q de una inductividad es solo la relación de reactancia a resistencia óhmica, entonces, \ $ \ frac {\ omega L} {R} \ $ at la frecuencia \ $ f = \ frac {\ omega} {2 \ pi} \ $ que le interesa, y las inductividades con baja resistencia pueden comprarse muy bien.

Para el rango de GHz de un dígito, se pueden comprar filtros SAW que son realmente increíbles, también en términos de supresión por dólar que compre.

Para requisitos de supresión de mayor frecuencia o más fuertes, a menudo las cosas se ponen un poco peludas, mira los resonadores de cavidad.

Así que sí, hay muchas opciones viables para los filtros que pueden suprimir los armónicos de una onda cuadrada (que son solo en cada impar múltiplos de la frecuencia fundamental, por lo que tienes el doble de ancho de banda entre cada paso - y stopband), ¡y probablemente puedas construir algo que funcione lo suficientemente bien para la ley!

    
respondido por el Marcus Müller
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Usted querría un filtro con banda de paso en la banda de FM (aproximadamente 100 MHz) con un ancho de banda de aproximadamente 75 - 150 kHz. Si bien sería fácil para un fabricante fabricar un filtro de onda acústica de superficie (SAW) o un filtro de cerámica, un análisis rápido de los proveedores no muestra resultados.
Una alternativa serían los filtros LC que construyes y alineas. La alta Q requerida de un filtro hace que esta opción sea difícil. La construcción es bastante posible, pero la alineación requiere procedimientos complejos y equipo de prueba: filtro de paso de banda VHF

    
respondido por el glen_geek

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