Filtro para receptores de radio

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Necesito una frecuencia intermedia (filtro IF) para alrededor de 200 Khz como frecuencia intermedia. Sin embargo, conozco el diseño de filtro (aprendí todo eso hace un par de días) y confío en las herramientas de software para que me den los valores del circuito y los componentes.

No hace falta decir que mis expectativas no se cumplen. Este es el último diseño que he probado:

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[Es un filtro de paso alto activo de 6º orden (Butterworth). Los amplificadores operacionales están en cascada, el tercero está en la última imagen; corte siendo 135 Khz. Se habría adjuntado a un filtro de paso bajo para completar el paso de banda si todo estuviera bien]

De los diversos artículos que describen el receptor superhet, creo que el filtro de FI debe ser muy agudo, de lo contrario, la sintonización no es adecuada. Sin embargo, todos los diseños que he probado de filtros activos (comencé desde el segundo orden y seguí aumentando el orden), observo lo siguiente:

1) Incluso en este diseño de sexto orden, no puedo obtener el corte preciso requerido.

2) La salida observada (seno sinusoidal) para este tipo de paso alto comienza a partir de alrededor de 200 Khz. Hay una salida por encima de 100 Khz, pero con la forma de seno distorsionada. Lo que creo que necesito es una salida ATENUADA, no A DISTORTADA (de lo contrario, ¿no creará un problema en la etapa de demodulación?), Para señales que se encuentran fuera de la banda de paso.

3) Los filtros de orden inferior, obviamente dan un rendimiento más pobre.

Aquí hay algunos resultados a diferentes frecuencias:

También probé (nuevamente utilizando herramientas de software) filtros LC pasivos. Sin embargo, tienden a distorsionar mucho la señal incluso en la banda de paso (aunque tienen cortes muy marcados).

Ahora mi pregunta es:

1) ¿Es adecuado el rendimiento que estoy obteniendo de este filtro activo de sexto orden (no estoy interesado en el rendimiento de nivel profesional; solo lo haría el rendimiento adecuado) para el filtro IF?

2) Si no, ¿cuál es la solución? (No creo que aumentar las órdenes solucione esto)

Gracias.

    

2 respuestas

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El LM358 y el LM741 no tienen suficiente ancho de banda para hacer lo que quiere. A 200 kHz, el LM358 solo puede gestionar unos 10 dB de ganancia. También tiene una mala velocidad de giro y un alto cambio de fase en esta frecuencia, lo que resulta en un mal rendimiento del filtro y una salida distorsionada.

Si no tiene acceso a mejores opamps, tendrá que usar un filtro "pasivo". Los amplificadores IF convencionales usan un transformador sintonizado entre cada etapa, con un primario con derivación y un secundario ligeramente acoplado para lograr una Q alta. La desventaja de la Q alta es el ancho de banda estrecho, pero al escalonar la frecuencia central de cada etapa se puede mejorar el ancho de banda general sin comprometer Atenuación de la banda de parada.

Usted podría construir sus propios transformadores desde cero, pero podría ser más fácil recoger algunos de una radio AM antigua y modificarlos para que se adapten (incluso podría dejarlos en la PCB y usar todo el circuito IF como sea) ). Dentro de cada transformador debería ver un pequeño condensador en paralelo con el devanado primario, que crea el circuito sintonizado. El cableado de otro condensador a través de esto reducirá la frecuencia. Para pasar de 455 kHz a 200 kHz, necesita agregar aproximadamente 4 veces más capacitancia (puede ser de 2 ~ 10nF, dependiendo del valor del capacitor original).

El siguiente circuito muestra la parte IF de un radio de transistor típico. He resaltado los condensadores que están en cada transformador IF. Los transformadores a menudo están codificados con un color para indicar en qué etapa se encuentran: - amarillo = 1 °, blanco = 2 °, negro = 3 °.

    
respondido por el Bruce Abbott
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El LM358 ES el culpable: a 100 kHz tiene una ganancia de bucle abierto miserable de aproximadamente 20 dB y será responsable de la distorsión que se ve en las frecuencias a aproximadamente 135 kHz. A 200 kHz, parece que el filtro deja pasar cosas adecuadamente porque el amplificador operacional prácticamente ha dejado de hacer lo que debería estar haciendo a esta frecuencia y cualquier señal que vea se debe al acoplamiento de entrada-salida a través de C1 y R2.

Observe la herramienta que usó; claramente dice que el mínimo de op-amp GBWP debe ser de casi 10MHz en un circuito y 26MHz en otro: -

El LM358 tiene un producto de ancho de banda de ganancia de 1MHz, no es adecuado.

    
respondido por el Andy aka

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