Preselector para HF con ancho de banda variable

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J.Luis
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Re: Preselector para HF con ancho de banda variable

Mensaje por J.Luis » 22 Dic 2014 21:44

Jack escribió:Pensando en el tema del microstrip ¿Tu sabrías diseñar un filtro microstrip con diodos varicap para rangos de 110 a 2000 MHz? Evidentemente no todos el rango en un solo filtro, sino utilizando varios rangos, como de 110 a 400, de 400 a 800, de 800 a 1600, etc...
.

Ufff!! Yo ahí no llego .No te lo puedo asegurara al 100%,pero me parece que no va a poder hacerse.

En una Microstrip las bobinas y condensadores están distribuidos en la microcinta .La inductancia y la capacidad son resultado
de la constante dieléctrica,del espesor del dieléctrico,la anchura y la longitud del Microstrip.

En frecuencia por debajo de los 200 MHz las dimensiones de la microcinta son considerables,por ello se usan componentes discretos,
la microcinta puede trabajar muy bien hasta mas allá de los 70 GHz.

Podría intentarse la construcción de un banco de filtros conmutados con diodo PIN ,basado en BPF Microstrip para cubrir desde los 300
hasta los 2000 MHZ.Eso si me parece factible.
Las frecuencias por debajo 300 serian BPF de componentes discretos.

Estoy haciendo pruebas con un filtro paso de banda para cubrir desde 5 MHz hasta 30 y con una sola parte movil (condensador
variable) ,por ahora los resultados no son buenos.

Los mejores resultados que obtuve hasta el momento para un filtro paso banda sintonizable para HF,fue el basado en 2 condensadores variables
unidos por un eje común ,pero aislados electricamente + bobinas conmutados o bien una sola bobina variable
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J.Luis
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Re: Preselector para HF con ancho de banda variable

Mensaje por J.Luis » 22 Dic 2014 22:00

J.Luis escribió:
Jack escribió:Pensando en el tema del microstrip ¿Tu sabrías diseñar un filtro microstrip con diodos varicap para rangos de 110 a 2000 MHz? Evidentemente no todos el rango en un solo filtro, sino utilizando varios rangos, como de 110 a 400, de 400 a 800, de 800 a 1600, etc...
.

Ufff!! Yo ahí no llego .No te lo puedo asegurara al 100%,pero me parece que no va a poder hacerse.

En una Microstrip las bobinas y condensadores están distribuidos en la microcinta .La inductancia y la capacidad son resultado
de la constante dieléctrica,del espesor del dieléctrico,la anchura y la longitud del Microstrip.

En frecuencia por debajo de los 200 MHz las dimensiones de la microcinta son considerables,por ello se usan componentes discretos,
la microcinta puede trabajar muy bien hasta mas allá de los 70 GHz.

Podría intentarse la construcción de un banco de filtros conmutados con diodo PIN ,basado en BPF Microstrip para cubrir desde los 300
hasta los 2000 MHZ.Eso si me parece factible.
Las frecuencias por debajo 300 serian BPF de componentes discretos.

Estoy haciendo pruebas con un filtro paso de banda para cubrir desde 5 MHz hasta 30 y con una sola parte movil (condensador
variable) ,por ahora los resultados no son buenos.

Los mejores resultados que obtuve hasta el momento para un filtro paso banda sintonizable para HF,fue el basado en 2 condensadores variables
unidos por un eje común ,pero aislados electricamente + bobinas conmutados o bien una sola bobina variable

Jack
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Re: Preselector para HF con ancho de banda variable

Mensaje por Jack » 22 Dic 2014 22:17

J.Luis escribió: Estoy haciendo pruebas con un filtro paso de banda para cubrir desde 5 MHz hasta 30 y con una sola parte movil (condensador
variable) ,por ahora los resultados no son buenos.

Los mejores resultados que obtuve hasta el momento para un filtro paso banda sintonizable para HF,fue el basado en 2 condensadores variables
unidos por un eje común ,pero aislados electricamente + bobinas conmutados o bien una sola bobina variable
¿Cual es el ancho de banda para una frecuencia fc determinada?

J.Luis
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Re: Preselector para HF con ancho de banda variable

Mensaje por J.Luis » 23 Dic 2014 22:01

Voy a probar algo diferente....

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Re: Preselector para HF con ancho de banda variable

Mensaje por J.Luis » 23 Dic 2014 23:32

A este si se le pueden substituir los 2 condensadores variables simétricos por diodos varactor.

Es posible diseñar el mismo tipo para VHF y UHF,naturalmente en UHF el rango de sintonia será superior a 600 MHz

No es posible mantener un ancho de banda constante en un filtro sintonizable,el ancho varía con la frecuencia.Esto significa
,en una frecuencia determinada la f de corte a -3dB dista de la frecuencia central una magnitud y en otra frecuencia dista una
magnitud diferente.

Te repito :
No es posible hacer un FIR con bobinas y condensadores y si lo es yo NPI de como hacerlo
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J.Luis
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Re: Preselector para HF con ancho de banda variable

Mensaje por J.Luis » 24 Dic 2014 00:35

Perseus.jpg
Perseus cubre desde VLF a 32 MHz .

Utiliza un simple pasa bajos para MF LF y VLF,el resto es un banco de filtros pasabanda conmutados con relés,diseñar
algo así no es difícil,pero piensa que necesitarás para el banco de filtros....

20 relés
20 diodo
20 condensadores
1 conmutador

Y para los BPF
45 bobinas mínimo
20 condensadores mínimo

Y con esto cubres desde 120 KHz hasta 32 MHz

Tu quieres cubrir desde 120 KHz hasta 2000 MHz y quieres usar solo 4 filtros sintonizables,ademas que dichos filtros
presenten un ancho de banda constante en todo el margen de frecuencias e igual distancia en f.corte a -3dB :(

Joer Jack.Si yo supiera hacer eso ,me harían la ola en Agilent ;)

Bueno,a lo que vamos...
Creo que si se pueden cubrir 2000 MHz con 4 ó 5 filtros sintonizados, la mayoría de ellos con varactores.

Las frecuencia de corte a -3 dB y los anchos puntuales en cada sector de sintonia serán medio aleatorios.

La construcción no será fácil .

El deterioro de prestaciones del filtro ocasionado por los varactores aún no lo tengo verificado
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Jack
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Re: Preselector para HF con ancho de banda variable

Mensaje por Jack » 24 Dic 2014 01:23

J.Luis escribió: Utiliza un simple pasa bajos para MF LF y VLF,el resto es un banco de filtros pasabanda conmutados con relés,diseñar
algo así no es difícil,pero piensa que necesitarás para el banco de filtros....

20 relés
20 diodo
20 condensadores
1 conmutador

Y para los BPF
45 bobinas mínimo
20 condensadores mínimo

Y con esto cubres desde 120 KHz hasta 32 MHz

Tu quieres cubrir desde 120 KHz hasta 2000 MHz y quieres usar solo 4 filtros sintonizables,ademas que dichos filtros
presenten un ancho de banda constante en todo el margen de frecuencias e igual distancia en f.corte a -3dB :(

Joer Jack.Si yo supiera hacer eso ,me harían la ola en Agilent ;)

Bueno,a lo que vamos...
Creo que si se pueden cubrir 2000 MHz con 4 ó 5 filtros sintonizados, la mayoría de ellos con varactores.

Las frecuencia de corte a -3 dB y los anchos puntuales en cada sector de sintonia serán medio aleatorios.

La construcción no será fácil .

El deterioro de prestaciones del filtro ocasionado por los varactores aún no lo tengo verificado
No exactamente, con cuatro filtros es imposible. El plan es intentar montar un preselector para la banda de HF, para limpiar intermodulaciones, recibir señales débiles en presencia de otras fuertes y demás acrobacias. El último filtro (evolution) tiene buena pinta para el caso de querer aislar una señal en concreto, luego puede combinarse con un banco como el del perseus para un modo de amplio espectro. Esta señal de HF (120 KHz a 30 MHz) se alimentaría directamente a la entrada de un ADC sampleando a 100 MS/s. Una vez digitalizado la señal pasaría a procesarse por un FPGA tipo Xilinx Spartan 3 utilizando una placa digilent Nexys de bajo coste.

Para frecuencias más altas, pretendo utilizar un superheterodino de triple conversión, con un ancho de banda pasante de 20 MHz cuya frecuencia intermedia alimentaría el ADC antes citado.

Para las frecuencias de V/UHF lo que me gustaría es algo así como un sintonizador de TV cásico a varactor, lo que sucede es que estos sintonizadores tienen un ancho de banda de 8 MHz y yo necesito 20 MHz o más, por eso pensaba en fitros microstrip con varicap o helicoidales, ya que vi hace tiempo un esquema de un filtro interdigital (barras metálicas paralelas) cuya frecuencia se podía modificar con varicaps. Otra posibilidad serían varios filtros paso banda fijos:

110 a 140 MHz
140 a 200 MHz
200 a 300 MHz
300 a 420 MHz
420 a 900 MHz
900 a 1800 MHz

a partir de 1800 se pueden conseguir filtros YIG de varias octavas en ebay por precios a partir de 100 euros.

Para que te hagas una idea de lo que me gustaría implementar, te dejo un documento donde se describe un receptor digital de 100 Khz a 6000 MHz por poco más de 1000 euros. Yo pretendo mejorar ese diseño para las bandas de HF y sustituir los caros filtros minicircuits por el sistema que he descrito antes ;)
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J.Luis
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Re: Preselector para HF con ancho de banda variable

Mensaje por J.Luis » 24 Dic 2014 04:35

BPF UHF varactor.rar
Es un proyecto de gran envergadura y acabo de aterrizar .Necesito tiempo para adaptarme.


De la antena a los números,dice la canción :!:



El filtro variable para UHF ya estaban terminadas las simulaciones


En la imagen está sintonizado para la banda Tetra
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J.Luis
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Re: Preselector para HF con ancho de banda variable

Mensaje por J.Luis » 24 Dic 2014 04:55

Como habrás visto en las simulaciones ,el fistro sintonizado va desde 266 hasta casi los 1000 MHz,esto si te
sirve ahorra un saco de componentes.

Jack
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Re: Preselector para HF con ancho de banda variable

Mensaje por Jack » 24 Dic 2014 07:08

J.Luis escribió:Como habrás visto en las simulaciones ,el fistro sintonizado va desde 266 hasta casi los 1000 MHz,esto si te
sirve ahorra un saco de componentes.
Perfecto!! Esto es justo lo que buscaba y solo con dos varactores. Es usted un genio, Sr. J.Luis. Ya me veía rompiéndome la cabeza intentando modificar viejos sintonizadores de tv :P

Voy a ver si le voy dando forma al proyecto y podemos ir proyectando, realizando y probando pequeños módulos para ensamblar el receptor. Hace tiempo que busco alguien que sepa programar FPGA, si no lo encuentro me temo que voy a tener que aprender yo mismo para terminar el proyecto de mi vida, jeje.

Creo que lo mejor será diseñarlo todo lo modular que se pueda con diseños alternativos para cada una de las etapas, de esa forma si alguien no puede conseguir un determinado componente, podrá utilizar un diseño alternativo para esa etapa. La tecnología YIG resuelve muchos problemas sobre el papel, pero es compleja de implementar, plantea algunos problemas:

1. El volumen y el peso del receptor, así como su consumo de energía se disparan
2. Para estabilizar los YIG es necesario elevar su temperatura por encima de la temperatura ambiente para que pequeños cambios no afecten a la frecuencia, por lo que necesitan una corriente de filamentos como las antiguas lámparas y un disipador de calor. Naturalmente esto eleva el consumo de energía.
3. Requieren de una doble sintonía, por un lado la bobina principal y por otro la FM o sintonía fina gobernadas por un PLL muy preciso que controle sendas fuentes de corriente para ambos bobinados magnéticos.

Su principal ventaja es que un filtro puede cubrir varias octavas, los estándar que se pueden extraer de un viejo HP 8445B por menos de 200 euros abarcan desde 1,8 a 18 GHz. Los osciladores más comunes van de 2 a 6 GHz y con un multiplicador (diodo + filtro paso banda estrecha) pueden barrer rangos de 2 a 18 o incluso 22 GHz fácilmente. Estos rangos son difíciles de conseguir con dispositivos de estado sólido convencionales.

Iremos haciendo pruebas ;)

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