¿Cómo filtrar las señales de RF para obtener el valor promedio?

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Estoy diseñando un sistema que utilizará un detector de frecuencia de fase con señales de 400-450 MHz. Se requiere un filtro en la salida del detector de frecuencia de fase para obtener un valor promedio (es decir, filtro de paso bajo).

Primero estaba planeando usar un filtro de paso bajo activo con solo un amplificador operacional básico, pero puedo ver que el ancho de banda del amplificador operacional es un problema.

En la respondiendo a una de mis preguntas , Mark me recomendó usar un filtro LC pero dijo:

  

Un problema que debe considerar es la impedancia de entrada del LC   filtrar. Tendrá que tenerlo en cuenta a la hora de decidir cómo tratar   La línea de transmisión entre el (los) filtro (s) y el IC.

Además, el detector de frecuencia de fase tiene 4 salidas (D,! D, U y! U). Inicialmente, solo estaba planeando usar D y U y hacer referencia a tierra, pero creo que sería mejor usar el par diferencial.

El IC especifica que se desea una impedancia de 50 ohmios. Lo ideal sería que el filtro me proporcionara un promedio de aproximadamente 1 segundo, por lo que todo lo que se requiera para eliminar todo el ruido de conmutación y proporcionar el promedio.

Planeo enviar la señal promediada a un ADC diferencial (pero puedo ir con un solo extremo).

El tamaño y el costo no son restricciones enormes en el proyecto, pero la alta calidad es una necesidad.

¿Qué se debe hacer para asegurarse de que esto se haga correctamente?

    
pregunta Kellenjb

1 respuesta

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Según tengo entendido, debe filtrar una señal de 400-450 MHz para encontrar una señal de frecuencia mucho más baja superpuesta en ella. La señal tiene una impedancia de 50Ω, y usted está buscando que la señal lenta cambie solo en la escala de tiempo de un segundo. Si esto es incorrecto, edite su pregunta para que sea más específica.

Este es un problema muy simple. Ya que tiene una relación tan alta entre la señal que desea bloquear (400 MHz como mínimo) y la señal que desea pasar (unos pocos Hz). Un simple filtro pasivo funcionará muy bien. Asumiré que el A / D del micro quiere que las señales de entrada tengan 5KΩ o menos. Diferentes partes tienen diferentes restricciones. Esta sería la suite de muchos. Puede ajustar los valores en consecuencia si necesita diferentes.

Probablemente usaría 2KΩ en serie, 10uF a tierra, otro 2KΩ en serie y otra 10uF a tierra. Realmente no necesita dos polos de filtro de paso bajo debido a su relación de alta frecuencia, pero estoy pensando que puede haber otras cosas en esa señal u otro ruido que sería bueno pisar. La señal al micro tendría una impedancia de 4.05 KΩ y las frecuencias de hasta unos pocos Hz se pasarían sin molestar. Después de eso empiezan a atenuarse. 1 KHz ya se habrá reducido en más de 80 dB con cosas por encima de ese otro 12 dB cada octava.

Añadido:

Como señala Kortuk en los comentarios, a estas frecuencias pueden importar inductancias y capacitancias parasitarias. Esa es otra razón por la que quiero dos polos en lugar de uno, a pesar de que un solo polo atenuaría los 400 MHz bastante bien en teoría. Tampoco estaba planeando entrar en este nivel de detalle (tengo una vida y necesito hacer las cosas. Cada respuesta solo puede tener una cantidad finita de detalles. Como voluntario, debo tener derecho a decidir cuántos detalles Estoy dispuesto a meterme) hasta que Kortuk esencialmente me llamó.

Estoy de acuerdo en que este filtro se debe implementar con partes SMD y se debe diseñar cuidadosamente para minimizar el acoplamiento capacitivo parásito de entrada a salida. También debe estar físicamente cerca del pin de salida que produce la señal a filtrar. No tiene que preocuparse de que la salida esté a 50Ω y que la primera resistencia no coincida, ya que la traza está diseñada para tener solo unos pocos mm de longitud.

El "down por más de 80 dB" que cité para 1 KHz sigue siendo válido. Ninguna de las cosas perdidas va a importar a 1 KHz. La señal caerá desde allí otros 12 dB por octava durante bastante tiempo, al menos hasta bien dentro del rango de MHz. Eventualmente, la capacitancia parásita a través de la resistencia y la inductancia de la serie parásita del capacitor y los cables al mismo harán que el filtro funcione menos bien, y su ganancia comenzará realmente a retroceder con la frecuencia. Tendría que mirar hojas de datos de partes específicas para tener una mejor idea, pero con partes decentes y un diseño decente, esperaría que la parte inferior esté en algún lugar (factor de dos fácilmente posible) alrededor de 100 MHz. La ganancia en ese extremo es tan baja que el aumento en la ganancia desde allí a 450 MHz aún debería ser bien tolerable, y el resultado es lo suficientemente bueno. Estas cosas son difíciles de predecir con certeza, por lo que para obtener números reales, es casi necesario construirlos y ver lo que se obtiene.

Sin embargo, me sorprendería mucho si lo que describí no fuera lo suficientemente bueno para el trabajo con un margen significativo.

    
respondido por el Olin Lathrop

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