Schaltung des 80m Tiefpassfilters:
das Filter ist als 7-pol PI-Filter aufgebaut und wurde nach Chebyshev berechnet weil dieses steiler ist als Butterworth Filter. Dabei wurde die Welligkeit sehr klein eingegeben, weil dadurch die Anpassung des Eingangs besser wird.
Durch die Serienschaltung von je 2 Kondensatoren erhöht sich nicht nur die Spannungsfestigkeit (was aber nicht wichtig ist, es sind sowieso 1600V Kondensatoren) sondern man kann auch Zwischenwerte kombinieren um sich an das ideale Filter besser anzunähern. Der N-Wert bei den Ringkernen ist die Windungszahl. Die erforderliche Induktivität erreicht man bei enger und gut verteilter Wicklung recht genau. Ein Abgleich durch Verschieben der Windungen am Ringkern ist möglich wenn auch nicht unbedingt erforderlich.
Diese Annäherung ist hier besonders gut gelungen, wie folgende Analyser-Bilder zeigen:
Durchgangsdämpfung S21:
Ich habe das Filter nicht ganz knapp an 3,8MHz gesetzt sondern oben etwas mehr Platz gelassen, das erleichtert die Abstimmung. Da das Filter nur das 80m Band abdecken soll hat man auch keine Not extrem eng zu filtern.
Die Durchlassdämpfung im 80m Band ist max. 0,13dB. Wieviel Leistung wird dadurch im Filter sinnlos verbraten ? 1kW sind +60dBm, nach dem Filter kommen also 60 - 0,13 = 59,87dB heraus, das sind 970,5 Watt. Im Filter verbleiben daher 29,4W. Trotz der fast perfekten Durchlassdämpfung kommt hier einiges zusammen. Die gewählten Kerne verkraften das aber klaglos und werden im SSB Betrieb kaum wärmer als 35 Grad. Wer Dauerstrich machen will sollte evt die T137 oder T200 Kerne nehmen, die jedoch erheblich größer sind.
Die erste Oberwelle bei 7 MHz wird um 34 dB gedämpft, mit der bereits vorhandenen Absenkung aus der PA kommt man spielend über 40dB Dämpfung, den gesetzlich vorgeschriebenen Wert auf Kurzwelle.
Wichtig ist die dreifache Frequenz, da hier LDMOS PAs relativ hohe Oberwellen erzeugen. Diese wird schon um 53dB abgesenkt.
Reflexionsdämpfung S11:
Dieser Wert gibt die Anpassung des Eingangs an. Hat der Ein-/Ausgang des Filters keine 50 Ohm, so beginnt das Filter zu transformieren, der PA werden keine 50 Ohm Last mehr angeboten. Dadurch ändert sich die Ausgangsleistung und die Filterkurve, beides sollte man vermeiden und eine Reflexionsdämpfung von weit über 20dB haben.
Gemessen wird diese mit einem SWR Messkopf und einem Spektrumanalyser, hier die Messung obigen Filters:
diese Werte sind ziemlich optimal, auch dank der eingesetzten FKP1 Kondensatoren.
Das Minimum (im Bild bei 3,63 MHz) kann man durch stauchen oder auseinanderziehen der Windungen auf den Ringkernen verschieben und so genau in Bandmitte bringen.
Das Filter hat also ca. 30dB Reflexionsdämpfung was einem SWR von 1 : 1,06 entspricht, mit dem Wert kann man gut leben.
Das Ausgangsspektrum bei Anschluss des Filters an die PA:
hier kann ich keine Bilder liefern, da alle Oberwellen so klein sind dass man im Spektrum fast nichts mehr sieht. Also mindestens 70dB kleiner als die Nutzfrequenz. Das heißt bei 1kW Leistung sind die Oberwellen kleiner als 100 Mikrowatt, das kann sich sehen lassen.