Elegir entre el filtrado de opamp activo o un filtro LC

Lo primero que se debe hacer cuando se busca diseñar un filtro para una señal es obtener el espectro de la señal. Esto se puede hacer de diferentes maneras. Por ejemplo, puede medir o capturar la señal con un alcance. La mayoría de los ámbitos modernos pueden calcular un FFT de datos capturados y dar un espectro.

Sin embargo, para un diseño, es bueno crear una forma de onda idealizada y luego escribir la serie de Fourier. De esta manera, solo obtienes la señal y no cosas no deseadas, y así obtienes un espectro limpio que solo será el coeficiente de los armónicos. Luego puede truncar o alterar el contenido armónico (amplitudes de coeficiente) de acuerdo con algún tipo de filtro. Reconstruya una señal filtrada a partir de esos coeficientes alterados y los efectos del filtro serán evidentes.

De los comentarios de tener una portadora de 5 MHz con ~ 1 MHz BPSK, es probable que se necesiten muchos armónicos si se desea una buena representación de la señal original. No sería sorprendente si se necesitaran de 20 a 40 armónicos para una buena representación. Eso sería un filtro que comenzó a rodar en > 20MHz, o tal vez 40MHz. Eso es solo 2 o 3 octavas de la banda de 2 metros (~ 150MHz). Un filtro con el primer pedido no funcionará. Necesitará un filtro con al menos un rendimiento de 3er orden para algo así. Es posible obtener un rendimiento de segundo orden de un filtro de paso bajo Sallen-Key de una sola etapa.

En cuanto al diseño que se muestra en el esquema, parece que los amplificadores están bien para lo que se les pide. Los filtros LC son sensibles a la terminación. El mejor rendimiento es cuando se terminan en su impedancia característica. El LC que se muestra tiene \ $ Z_o \ $ de 45 Ohms, y cuando se usa solo muestra un lóbulo resonante de aproximadamente 6dB. Puede ver los efectos de la coincidencia de impedancia en el caso 4 cuando el LC termina en U2 con 100 ohmios. Para una mejor coincidencia, los valores de R8 y R7 podrían reducirse a la mitad, o L1 podría duplicarse y C5 podría reducirse a la mitad.

Generalmente, cuando se usan filtros activos, los inductores no. Esto se debe a que los inductores no son necesarios para obtener polos complejos y altas caídas de Q, la ganancia del amplificador (y algunas veces una pequeña retroalimentación positiva, como en Sallen-Key) da eso. Los filtros pasivos son buenos si el filtro estará en un lugar donde no haya voltaje de polarización, o donde las frecuencias y / o el orden del filtro sea alto.

El filtro más efectivo para recibir la parte magnética del espectro EM con una antena de bucle es un condensador de sintonización justo a través de la bobina de entrada. Es: -

• Minimiza las señales grandes no deseadas que se amplifican
• Mejora la relación señal a ruido porque puede "aumentar" la sintonización en la entrada
• funciona rechazando por encima y por debajo de su área de operación de 5 MHz deseada
• Se puede controlar fácilmente con una resistencia para ajustar el pico / rechazo de las señales fuera de banda.
• Probablemente se puede sintonizar con un diodo varactor en unos pocos cientos de kHz.

También podría ser conveniente agregar más filtros en el camino, pero considere primero el filtro de entrada.