Verktyg för filterdesign

DIPLEXOfta finns det tillfällen när man behöver designa filter av Butterworth-modell. Ett av dessa är till exempel när man bygger en diplexer. En diplexer är i huvudsak två stycken parallella filter, ett högpass och ett lågpass som sitter parallellt med varandra. På det sättet kan man använda två antenner till en radio, alternativt två radioapparater till en antenn. Det är viktigt att bestämma sig för på vilket håll man vill köra sin Diplexer när man designar den. Om man kör en radio till två antenner är dämpningen till den “ej önskvärda” antennen inte så kritisk som om man kör två radioapparater till en antenn. Även ett par Watt radioenergi in på ingången på den ej aktiva radion kan vara förödande.

Ju snävare ett filter behöver vara, desto högre “ordning” behöver det ha. Högre ordning betyder fler komponenter och mer komplicerad tillverkning. För en diplexer mellan HF och VHF behöver är förhållandet ungefär 1:4,5(144/30), och åtminstone 20dB i dämpning är rimligt(mindre än 1W ut på “fel” ingång vid 100W in). I diagrammet kan man då läsa ut att ett tredje ordningens filter ger cirka 35dB i dämpning, vilket är fullt tillräckligt för ändamålet. För högpass-delen är förhållandet det omvända mot diagrammet. Diplexerns “Cross over” frekvens beräknas enklast av Sqrt(30×144) = 66MHz.

Hade man behövt ett filter mellan 2st HF-band, 80/40m, skulle detta behöva vara mycket snävare, och ha betydligt fler komponenter.

Screenshot from 2015-12-31 13-44-51800px-Butterworth_Filter_Orders.svg

Datorprogrammet Elsie är användbart när man behöver räkna fram vilka filterparametrar man behöver. Det fungerar under windows, och är körbart under Wine om man har Linux. I Elsie knappar man helt enkelt in vilken “Cross Over” frekvens man vill ha, samt vilken ordning filtret ska vara, sedan får man presenterat en schematisk bild för hur man ska koppla filtrets komponenter och värdena på dessa. De ingående komponenterna blir 3st spolar(180nH/62nH/88nH) och 3st kondensatorer(32pF/65pF/93pF).

Komponentvalen är lite komplicerade eftersom kondensatorerna behöver klara ganska höga spänningar, kondensatorer av “Silver Mica” modell är därför att föredra. Spolarna lindas enklast själv med lackad 1mm koppartråd.