. : New eShop! - Mobilní verze - Pandatron.cz - Pandatron.sk - Diskuzní fórum - Zakázkový vývoj : .
 
Návrh krystalového filtru
4. listopadu 2013 - 8:38 | Pandatron | Návrh krystalového filtru | Komentářů: 2  

Návrh krystalového filtru

Návrh jednoduchého krystalového filtru pro zajištění čistého harmonického signálu. Díky potlačení druhé harmonické až o 70 dB je obvod vhodný i pro kalibrační vstupy.

Řada elektronických zařízení, jako jsou především měřicí systémy, komunikační zařízení a jiné, vyžadují při své kalibraci velmi čistý (nezkreslený) vstupní sinusový signál. I malé zkreslení kalibračního signálu může být zdrojem hned celé řady problémů.

Pokud se zkreslený signál použije pro kalibraci vstupních obvodů, bude ve všech dalších krocích měření docházet k nežádoucímu odečítání hodnoty od měřeného signálu. Rovněž je zkreslený signál zdrojem i řady harmonických kmitočtů, které mohou v zařízení vytvářet falešné hodnoty a opět zkreslovat měřený výsledek.


Obr. 1: Blokové schéma a rozmístění pinů obvodu HFA1112

K tomuto účelu se obvykle používají kalibrační signálové generátory, které poskytují velmi čistý sinusový signál. Jejich nevýhodou, kromě poměrně vysoké ceny, jsou především jejich velké rozměry, hmotnost a z toho vyplývající těžkopádnost použití v jednoduchých aplikacích. Z toho důvodu vznikl následující krystalový filtr, který se zapojuje mezi jakýkoliv levný sinusový generátor a měřenou aplikaci. Ačkoli se jedná o velice jednoduché a levné zapojení, omezuje velikost druhé harmonické až o 70 dB. Na výstupu obvodu byl použit HFA1112, což je typický buffer s výstupní impedancí 50 ohmů a schopností provozu až do frekvence 850 MHz. Obvod je běžně dostupný skladem například ve Farnellu to v ceně od 50 Kč.


Obr. 2: Schéma zapojení krystalového filtru

Hlavní součástkou obvodu je ale krystal – Q. Jelikož se jedná o součástku citlivou na přetížení, je zapojen v ochranném obvodu PI. Z toho také plyne podmínka, že použitý krystal musí být schopný kmitat v paralelní rezonanci. Z technické dokumentace daného krystalu můžeme dále vyčíst typickou hodnotu zatěžovací kapacity (CL) a maximální vstupní výkon (PMAX). Velikost sériového odporu R, který omezuje výkon krystalu, je možné získat z následující rovnice. Jedná se sice pouze o přibližný výpočet, ale pro naše účely nabízí dostatečně přesný výsledek.

Při VT = 3,3 V a PMAX = 5 mW

Kombinace součástek R a C1 tvoří dolnofrekvenční filtr, který omezuje vliv vysokých frekvencí a snižuje výstupní šum. Bod zlomové frekvence filtru R a C1, tedy pokles charakteristiky na -3 dB, by měl být určen pro jednu desetinu nominální frekvence krystalu. V našem případě tedy 5 MHz/10 = 500 kHz.

Velikost kondenzátoru C1 je možné získat z následující rovnice.

Změna zatěžovací kapacity má obvykle tendenci ovlivňovat chování krystalu, proto je v obvodu použit kondenzátor C3, u kterého platí čím vyšší kapacita, tím menší procento změn. Konkrétní hodnota C3 se obvykle volí zhruba trojnásobkem hodnoty C1. V obvodu na obr. 1 bude mít C3 kapacitu 510 pF. Sériová kombinace kapacit C1, C2 a C3 musí odpovídat specifické hodnotě CL daného krystalu, u nás tedy 32pF.

Ze vzorce nám vyšla hodnota kondenzátoru C2 = 44,2 pF, takže vybereme nejbližší z řady: 43 pF. S hodnotami součástek uvedenými ve schématu je šířka pásma 144 Hz (pro pokles -6 dB), což odpovídá krystalu s Q 45,000.

Podmínkou dobrých výsledků je navržení krystalového filtru s použitím umělé země a dalších typických vysokofrekvenčních technik. Pokud nám vlivem výrobních tolerancí nesedí frekvence filtru na požadovanou hodnotu, můžeme ji upravit zhruba o 0,1 % přidáním další kapacity v rozmezí od 10 do 20 pF paralelně k C2. Tímto rozsahem je možné kompenzovat běžné výrobní tolerance.

Odkazy & Download:
HFA1112 - 850MHz, Low Distortion Programmable Gain Buffer Amplifier
Datasheet HFA1112







GooglePlus1 FaceBook Twitter del.icio.us DiGG Google StumbleUpon Google Buzz Email RSS PDF Tisk

Komentáře (2):

Zobrazit starší 30 dnů (2)...

host
2. Dne 02. 01. 2016 v 14:14 zaslal host
Bez titulku
Tak nevím zda toto není nějaký spam


Název příspěvku: Vaše jméno: host
                 
  Zakázat formátování [Zakáže kódování a nahrazování smajlíky.]
Připojit soubory
reklama:
PUSBIO1R - Multifunkční relé s USB rozhraním
Multifunkční relé s USB rozhraním - PUSBIO1R patří do skupiny nové řady USB – relé a USB – I/O převodníků. Moduly jsou vybaveny výkonovými relé a izolovanými vstupy. Pro ovládání slouží aplikace PUSBIO – Control Software.
Skladem od 345 Kč

Informace uvedené v článcích jsou platné v době jejich vydání a samotné články jsou určeny pouze jako zdroj informací. Autor článku ani správce webu nenesou žádnou zodpovědnost za případné újmy na majetku a zdraví. Názvy společností a výrobků, loga a další multimediální materiál mohou být ochrannými známkami příslušných společností.
RSS kanály: | |
+420 723 846 377
info@pandatron.cz
Všechna práva vyhrazena | mobilní verze | © Copyright 2000 - 2016 ISSN 1803-6007