UR5FFR

Радиолюбительские конструкции и программы
It is currently 22 Jun 2018, 05:18

All times are UTC + 2 hours




Post new topic Reply to topic  [ 2 posts ] 
Author Message
PostPosted: 21 Apr 2018, 22:36 
Offline
Site Admin

Joined: 21 Apr 2012, 21:00
Posts: 370
Location: Odessa
Позывной: UR5FFR
Давно хотел автоматизировать процесс отбора резонаторов для кварцевых фильтров. А тут еще и попались недорого старые карболитовые кварцы от РСИУ. Так что закатал рукава и за два вечера накодил апгрейд софта для своего анализатора.

Как я показывал в [1] достаточно легко делается QER кварцевый фильтр из китайских резонаторов взятых из одной партии без какого-то нибыло отбора по параметрам. Со старыми кварцами времен эсесер, разных партий и годов выпуска, а тем более с карболитовыми от РСИУ такой "фокус" не проходит. Причина - существенный разброс характеристик и наличие паразитных резонансов расположенных в резонансном интервале либо очень близко к нему [2]. Например вот АЧХ трех карболитовых кварцев на 8.320 MHz.

Attachment:
2017-12-25 at 14-32-23.png
2017-12-25 at 14-32-23.png [ 63.69 KiB | Viewed 509 times ]


Из таких резонаторов построить кварцевый фильтр без отбора по параметрам невозможно. Классическая литература по фильтростроению рекомендует отбирать кварцы по близости частот последовательного/параллельного резонансов. Для измерения параметров кварца рекомендуется собрать схему простейшего генератора. К сожалению эти все рекомендации не будут работать в случае резонаторов с большим количеством паразитных резонансов.

Attachment:
karbolite.jpg
karbolite.jpg [ 111.07 KiB | Viewed 509 times ]


На какой частоте будет генерировать измерительный генератор и какие параметры мы в результате получим для "красного" и "синего" кварца - неизвестно. То есть простыми методами тут обойтись не получится. Но если у нас есть Network Analyzer [3,4,5] то вполне логично задействовать его для целей отбора кварцевых резонаторов с близкими параметрами.

Для этого была произведена доработка программы. Последовательность действий следующая:
1. Подключаем кварц между выходом и низкоомным входом
2. Выбираем диапазон чтобы видеть резонансный интервал кварца
3. Открываем окно для измерения параметров резонаторов (кнопка Info->Crystal Measure)
4. По очереди подключаем резонаторы и для каждого нажимем кнопку "Measure". При этом добавляются строки в таблицу

Attachment:
2018-04-21 at 23-44-16.png
2018-04-21 at 23-44-16.png [ 34.58 KiB | Viewed 508 times ]


Сохраняем результаты измерений на диск (кнопка "Save"). В дальнейшем можно работать с ними не проводя повторные измерения (можно даже вообще не подключать анализатор к компьютеру).
В таблице указываются частоты последовательного/параллельного резонансов, резонансный интервал и затухание на частоте последовательного резонанса.
Для отбора резонаторов по параметрам создаем группу (кнопка "Create group")

Attachment:
2018-04-21 at 23-50-12.png
2018-04-21 at 23-50-12.png [ 57.08 KiB | Viewed 508 times ]


Указываем количество резонаторов в группе и наименование группы. Программа постарается выбрать из списка резонаторы не входящие в другие группы по принципу наименьшего отклонения АЧХ.

Attachment:
2018-04-21 at 23-52-58.png
2018-04-21 at 23-52-58.png [ 40.63 KiB | Viewed 508 times ]


Правый клик мыши на таблице позволяет отобразить графики АЧХ резонаторов из выбранной группы и осуществить другие операции.

Attachment:
2018-04-21 at 23-56-19.png
2018-04-21 at 23-56-19.png [ 138.91 KiB | Viewed 508 times ]


После различных операций можно сохранить данный в файл. При этом так же сохраняются имена групп.
При отборе резонаторов по параметрам производится полное сравнение их АЧХ, а не только частот последовательного/параллельного резонансов. Это позволяет выбраковывать резонаторы с большими паразитными резонансами.

Например из коробки с 40-ка резонаторами на частоту 8.320MHz была выбрана группа из 8-ми кварцев только с учетом частот резонансов:

Attachment:
FsFp-group8.jpg
FsFp-group8.jpg [ 155.55 KiB | Viewed 508 times ]


И аналогично была выбрана группа на основе полного сранвения АЧХ:

Attachment:
skv-group8.jpg
skv-group8.jpg [ 111.26 KiB | Viewed 508 times ]


Видно что во втором случае были отброшены некоторые резонаторы с высоким уровненем побочных резонансов.

После формирования первой группы из 8-ми резонаторов были последовательно сформированы группы из оставшихся кварцев:

Attachment:
skv-group8-2.jpg
skv-group8-2.jpg [ 191.72 KiB | Viewed 508 times ]


Attachment:
skv-group8-3.jpg
skv-group8-3.jpg [ 189.66 KiB | Viewed 508 times ]


Attachment:
skv-group8-4.jpg
skv-group8-4.jpg [ 197.98 KiB | Viewed 508 times ]


Видно что чем дальше тем сильнее разброс параметров в группе. Итого из 40-ка резонаторов в лучшем случае удастся построить один качественный кварцевый фильтр на 8-10 резонаторов либо два с меньшим количеством кварцев. Остальные кварцы скорее всего для фильтра непригодны либо из-за большого разброса параметров, либо из-за наличия явно выраженных паразитных резонансов, что в результате приведет к неравномерности АЧХ.

Измерения параметров резонаторов можно с любой версией анализатора - Lite, Std, Pro. Физически подключение резонатора производится двумя короткими жесткими проводами с крокодилами на одном конце и BNC разъемами на другом. Заземление корпуса резонатора не производилось.
Программа версии не ниже 1.5.1. Скачать можно здесь либо в профильных топиках по различным версиям анализатора.

Ссылки
1. Делаем QER SSB фильтр за полчаса
2. Измерение параметров кварцевых резонаторов
3. Si5351 Network Analyzer
4. Si5351 Network Analyzer Lite
5. Si5351 Network Analyzer Pro


Attachments:
Si5351NWT.1.5.1.zip [1.28 MiB]
Downloaded 40 times
Top
 Profile  
 
PostPosted: 21 Apr 2018, 23:46 
Offline
Site Admin

Joined: 21 Apr 2012, 21:00
Posts: 370
Location: Odessa
Позывной: UR5FFR
Старые резонаторы в карболитовых корпусах представляют собой наверное самый худший случай т.к. кварцы разных годов выпуска и разных условий эксплуатации и хранения. Если программа справляется с этим, то современные китайсике "лодочки" должны быть для нее легкой задачей. Взял кучку кварцев с маркировкой 11.0592 MHz.

Attachment:
2018-04-22 at 00-38-03.png
2018-04-22 at 00-38-03.png [ 41.27 KiB | Viewed 508 times ]


Видно, что некий разброс все же присутствует. У некоторых кварцев резонансный интервал в полтора раза уже. Поиск группы из 10 резонаторов с близкими параметрами дал такой результат:

Attachment:
2018-04-22 at 00-39-36.png
2018-04-22 at 00-39-36.png [ 93.15 KiB | Viewed 508 times ]


Top
 Profile  
 
Display posts from previous:  Sort by  
Post new topic Reply to topic  [ 2 posts ] 

All times are UTC + 2 hours


Who is online

Users browsing this forum: No registered users and 1 guest


You cannot post new topics in this forum
You cannot reply to topics in this forum
You cannot edit your posts in this forum
You cannot delete your posts in this forum
You cannot post attachments in this forum

Search for:
Jump to:  
Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group