Abstract
Despite the great trend to switch to a down- conversion receiver or hybrid receiver design we have with up-conversion receiver design much better suppression of image interference.( Dr. Ulrich L.Rohde N1UL,DJ2LR- QEX), that the importance of good second -order IMD performance can be in Europe more important than the third-order IMD product.!!! ( A typical 49m broadcast signals mix with signals near 8MHz generating ghost broadcast signals)
The down-conversion receiver may not perform on 14,10 and 7MHz as well as on other bands because of images.
The up-conversion receiver moves the image range into the VHF which a 30MHz low pass front end filter easily removes !
In the past in up-conversion receiver design VHF crystal filters weren,t available in the
narrow widths and with the steep skirts that enabled the high dynamic range
up-converting transceivers. The big change is the use of narrower roofing filter to
bring the up-conversion rig to current standars for top IMD3 performing transceiver. Such narrow filter are now possible in the 50 to 75MHz
range to fit the up-converting architecture
Most mid range radios have roofing filters that are to wide for serious contest. My narrow 1,4kHz CW and 2,4kHz SSB Roofing 50 Ohm Filter design can be with minor changes used for up conversion receivers with first intermediate frequency (IF) between 50 in 75 MHz like :
ICOM IC : 756, 765, 775,7200,7400, 7410, 7600,7700, 7850, 7851, 9100
Kenwood TS: 450, 480, 850, 870, 950, 2000
Yaesu FT : 450,847, 897, 920,950,991, 1000D, 1000MP, 2000, 9000
Some tips,how to make your own Roofing filter ( Use Google translate )
I am not responsible for any hardware failure. You made this mods on your own risk.!
Nekaj nasvetov , kako narediti dober roofing filter za Up conversion sprejemnike.
Down conversion sprejemniki so imeli pri produktih 3. reda IMD3 in recipročnem mešanju RMDR prednost pred up conversion sprejemniki , ker se nedavno na VHF frekvencah še ni dalo narediti ožjih filtrov od 3kHz. Inradovi roofing filtri širine 5-6kHz so bili za CW teknovanja preširoki , ožji NS 2,4kHz filtri, ki jih je za FT 2000 in FT 950 prodajal Jeff AC0C pa so bili dražji od 300€..
Up conversion sprejemniki pa imajo zlasti v Evropi prednost , ker so bolj odporni na produkte 2. reda IMD2 ( f1+f2 , 2x f1- f2,..... na primer 7,1MHz +7,2MHz =14,3MHz ali pa 2 x 11,95MHz - 9,7MHz = 14,2MHz ) - črički ( birdies and spurs) zaradi broadcasting postaj , ki jih pa Rob Sherwood ne testira.
V spodnjem diagramu je jasno vidno, da so broadcasting signali,ki so vzrok motenj bistveno močnejši od amaterskih postaj. Zato so down conversion in SDR sprejemniki na frekvencah med 7 in 15 Mhz lahko bolj občutljivi na motnje od sprejemnikov s prvo medfrekvenco nekje med 60 in 70Mhz.
Slika 1: Jakost broadcasting postaj v dBm med 7 in 15MHz merjena na mojih antenah
Zato sem se odločil, da poiščem kvalitetnega proizvajalca kristalov ,da izboljšam IMD3 ter RMDR in sam naredim poceni CW roofing filter 1,4 kHz,ki je primerljiv z filtrom proizvajalca ICOM za IC 7851. https://www.strictlyham.com.au/icom-ic-7851.
Za izdelavo kvalitetnega roofing filtra za VHF področje podajam nekaj nasvetov.
Poiščite kvalitetnega proizvajalca kristalov ter pri njem naročite kristale z pribljižno sledečimi karakteristikami.;
Kristal za 3. overtonsko frekvenco npr 70 455 kHz ( primer FT 1000MP)
Kristal naj ima za SSB širino filtra 2,4kHz serijsko resonanco okrog 1000 Hz višjo Fs = 70 456 kHz
Kristal naj ima za CW širino filtra 1,4kHz serijsko resonanco okrog 1400 Hz višjo Fs = 70 456,4kHz
kapacitvnost C0 manjša od 4pF
Upornost Rs manjša od 16 Ohm
kapacitivnost Cm= manjše od 1,5 If
toleranca manjša od +/-5 ppm
Priporočam ohišje HC 49/u
Za izdelavo roofing filtra ne potrebujete več kot 4 kose kristalov.
Nekaj EU dobaviteljev kristalov :
www.omig.com
www.andyquarz.de
www.pupin.rs
www.krystaly.cz
Slika 2: Primer izbire kristala za CW filter FT 1000MP frekvence 70.455 ( 70456,4) kHz proizvajalca Krystaly
Program za izračun : Crystal Ladder Filter Calculator " DISHAL" by Horst DJ6EV http://warc.org.uk/wp-content/uploads/2014/01/eDishalHelp-1.pdf
Za izračun CW filtra uporabite tip filtra Butterworth za izračun SSB filtra pa tip Chebyshev.
S spreminjajem B3dB parametra in PB ripple parametra v programu Dishal se poskušajte čimbolj približati impedanci filtra 50 Ohm. V primeru,da konstruirate filter za drugačno impedanco ga morate
impedančno prilagoditi!
Na vhodu filtra obvezno predvidite diplexer,ki prilagodi impedanco filtra v širokem območju na izhod mešalnika. Uporabite diplexer calculator ( Bridged Tee)
Kvaliteta Q na frekvencah 50 -70 MHz naj bo 1-3
https://www.changpuak.ch/electronics/calc_16a.php
V postaje vgrajeni originalni filtri so običajno prilagojeni na impedanco 50 Ohmov zato je primerno izdelati 50 Ohmski roofing filter in ga z obstoječim filtrom vezati v kaskado. Tako pridobimo tudi večje končno dušenje celotne verige filtrov.Prvemu kristalu je paralelno vezana induktivnost s katero kompenziramo Cp in s tem izboljšamo simetrijo filtra.
Zaradi dušenja filtra okrog 8dB v prepustnem pasu sem na izhodu dodal nizkošumni ojačevalnik z veliko dinamiko PGA103+, ki se mu z attenuatorjem prilagodi ojačenje tako, da celotna veriga nima večjega ojačenja od 1, sicer lahko pokvarimo IMD3 !!!
Slika 3: Primer - Shema roofing filtra za frekvenco 68,330 kHz ( FT 897D, FT 857.. )
Slika 4: Primer PCB tiskanine
Po vgradnji boste v primeru, da lahko preklopite med različnimi roofing filtri,kot je to npr . primer v postaji FT 2000( 15 kHz, 6 kHz, 3 kHz) pri vključenem novem roofing filtru zaznali bistveno manjši šum,
kar je normalno !!!!
Karakteristiko filtra najlaže izmerite z VNA mostičem. Na spodnjih slikah podajam primer izmerjenega 2,1 kHz SSB filtra. za FT 2000 izmerjeno z NanoVNA .
Slika 5: Karakteristika 2,1kHz roofing filtra ( Logmax, SWR, Smith )
span 15kHz
Slika 6: 2,1KHz SSB filter prenosna karakteristika na - 6 dB / 2,1kHz
( NanoVNA WebUSB Client - v1,4 android 10 )
Slika 7 : 2, 1kHz SSB filter prenosna karakteristika na - 65 dB / 10,5 kHz
( NanoVNA WebUSB Client - v1.4 android 10 )
Nekaj nasvetov,kako z NanoVNA merimo kristalni filter :
https://www.youtube.com/watch?v=3uRA1p6OotA
Kako lahko sami izmerimo parametre kristalov :
https://www.youtube.com/watch?v=G9zZRNzhsEE
https://www.youtube.com/watch?v=rVIHVi-7brs
Kako simuliramo filter :
https://www.youtube.com/watch?v=Y0_H8e4QTy8
Načrt celotnega vezja je objavljen na mojem blogu : YAESU FT 950 SSB 2,4kHz roofing filter.
Opomba: Vgradnja v postajo na lastno odgovornost. Priporočam le izkušenim z tehniškim znanjem. Za eventuelne napake ne odgovarjam.
