Uwaga: Na forum proszę rejestrować się pełnym znakiem, inne nicki będą blokowane. Następnie należy się przedstawić pisząc kilka słów o sobie, swoich zainteresowaniach...
 | Strona: 1 / 1 strony: [1] |
Sposób na tanie wykonanie obudowy ekranującej urządzenia wysokiej częstotliwościNa przykładzie filtru pasmowoprzepustowego LC |  |
| | | | SQ1GQC | 15.05.2020 20:42:37 | 
Grupa: Użytkownik
Posty: 368 #5458336
Od: 2014-2-18
Ilość edycji wpisu: 1 | Bardziej chciałbym się chwilowo skupić na koncepcji i wykonaniu obudowy którą zaprojektowałem niż na samym filtrze (który dopiero powstanie). Do jednego z projektów poszukiwałem filtra z falą powierzchniową o częstotliwości środkowej 94 MHz i paśmie przepustowym 4 MHz. Poszukiwania skończyły na niczym, więc postanowiłem wykonać filtr pasmowo-przepustowy LC w miejsce tego SAW-a. Wiadomym jest, że aby filtr miał dobre parametry (duże tłumienie poza pasmowe) wymaga dobrego ekranowania. W warunkach amatorskiego warsztatu nie zawsze jest to łatwe do wykonania. Ale czemu nie korzystać z możliwości oferowanych nam przez postęp techniczny? Najbardziej oczywistą technologią wykonania obudowy takiego filtra zapewniającą zarówno możliwości mechanicznego zamocowania jak i ekranowanie jest frezowanie. Postanowiłem jednak wykorzystać technologię nie najbardziej oczywistą a najpowszechniejszą i najtańszą. Mianowicie wycięcie obudowy wycinarką laserową. Usługi cięcia laserem są dość powszechnie dostępne i przystępne cenowo. Spowodowane to jest rozwojem światłowodowych źródeł laserowych (głównie przez firmę IPG Photonics), które bez mała zrewolucjonizowały branżę. Więc trzeba z tego korzystać. Projekt od strony technologicznej i logistycznej dostosowałem do ograniczeń wybranej technologi. Po wstępnym wyborze topologii filtra i dobraniu elementów przystąpiłem do równoległego projektowania tak płytki drukowanej jak i konstrukcji mechanicznej. Ze względu na niską częstotliwość wybrałem dwuwarstwową płytkę FR4 o grubości 0,6 mm (pasowała mi szerokość linii 50 Ohm)wykonaną przez JLCPCB z pokryciem miękkim złotem na niklu. Złota przewidziałem dość sporo, we wszystkich miejscach stykających się z obudową. Chodziło mi o zapewnienie kontaktu elektrycznego pomiędzy płytka a obudową, co nie było by możliwe przy pokryciu soldermaską. Ze względu na ilość złota zastanawiałem się, czy wytwórca nie będzie miał obiekcji, ale dzielnie zniósł "próbę złota". Taka jest struktura tego filtru:
TYLKO ZAREJESTROWANI I ZALOGOWANI UŻYTKOWNICY WIDZĄ ZDJĘCIA. DARMOWA REJESTRACJA
Płytkę zaprojektowałem w taki sposób:
TYLKO ZAREJESTROWANI I ZALOGOWANI UŻYTKOWNICY WIDZĄ ZDJĘCIA. DARMOWA REJESTRACJA
TYLKO ZAREJESTROWANI I ZALOGOWANI UŻYTKOWNICY WIDZĄ ZDJĘCIA. DARMOWA REJESTRACJA
Struktura obudowy wygląda następująco:
TYLKO ZAREJESTROWANI I ZALOGOWANI UŻYTKOWNICY WIDZĄ ZDJĘCIA. DARMOWA REJESTRACJA
TYLKO ZAREJESTROWANI I ZALOGOWANI UŻYTKOWNICY WIDZĄ ZDJĘCIA. DARMOWA REJESTRACJA
TYLKO ZAREJESTROWANI I ZALOGOWANI UŻYTKOWNICY WIDZĄ ZDJĘCIA. DARMOWA REJESTRACJA
TYLKO ZAREJESTROWANI I ZALOGOWANI UŻYTKOWNICY WIDZĄ ZDJĘCIA. DARMOWA REJESTRACJA
TYLKO ZAREJESTROWANI I ZALOGOWANI UŻYTKOWNICY WIDZĄ ZDJĘCIA. DARMOWA REJESTRACJA
Zasadniczą grubością elementu "kanapki" którą wybrałem, to 3 mm. Blacha aluminiowa. Można zlecić na laser, można też na waterjet. Otwory pod śruby M4. Wybrałem M4, ze wzgledu na ograniczenia laserów co do małych średic otworów. Punkty usługowe często nie chcą ciąć otworów o średnicy mniejszej niż 0,8..1 x grubość blachy, gdyż ze wzgędu na kształt wiązki lasera ścianki takich otworów nie są prostopadłe o płaszczyzny blachy. W najniższej warstwie kanapki zaprojektowałem otwory gwintowane M4 których na laserze się nie zrobi. Więc są otwory fi 3,2 mm które ręcznie nagwintowałem. Górna pokrywka została zaprojektowana z blachy o grubości 1 mm. Ze względu na konstrukcję planarną nieco uwagi poświęcić należy wyborowi złącz i możliwości ich montażu. Ja wybrałem złącza SMA Johnson 142-0701-201, które zachowując dość dobrą szczelnosć (okrągły przekrój korpusu) umożliwiają jednocześnie zmontowanie kanapki. Kilka dni temu przyszły płytki, dzień był słoneczny więc odblask złota poraził 
TYLKO ZAREJESTROWANI I ZALOGOWANI UŻYTKOWNICY WIDZĄ ZDJĘCIA. DARMOWA REJESTRACJA
Dzisiaj odebrałem detale aluminiowe. Są one surowe i wybagają przeszlifowania i ogratowania oraz nagwintowania. Na szybko, wstępnie przeszlifowałem (jeszcze nie ostatecznie) i nagwintowałem jeden komplet, aby zmontować i potwierdzić słuszność założeń. Po drodze też zmieniłem założenia co do cewek i zamiast fabrycznych cewek Coilcrafta, nawinę samodzielnie drutem srebrzonym o średnicy 0,8 mm. Kondensatory filtra to ATC600S o wielkości 0603, o bardzo małym tangensie kąta strat i napięciu 250 VDC. Zestaw "zrób to sam" wygląda tak:
TYLKO ZAREJESTROWANI I ZALOGOWANI UŻYTKOWNICY WIDZĄ ZDJĘCIA. DARMOWA REJESTRACJA
Poszczególne fazy montażu:
TYLKO ZAREJESTROWANI I ZALOGOWANI UŻYTKOWNICY WIDZĄ ZDJĘCIA. DARMOWA REJESTRACJA
Uważny obserwator zauważy, że płytkę położyłem "do góry nogami". Zauważyłem jak położyłem następną warstwę kanapki i zajrzałem przez okienko i zamiast soldermaski zobaczyłem złoto.
TYLKO ZAREJESTROWANI I ZALOGOWANI UŻYTKOWNICY WIDZĄ ZDJĘCIA. DARMOWA REJESTRACJA
TYLKO ZAREJESTROWANI I ZALOGOWANI UŻYTKOWNICY WIDZĄ ZDJĘCIA. DARMOWA REJESTRACJA
Efekt końcowy jeśli chodzi o część mechaniczną prezentuje się tak:
TYLKO ZAREJESTROWANI I ZALOGOWANI UŻYTKOWNICY WIDZĄ ZDJĘCIA. DARMOWA REJESTRACJA
TYLKO ZAREJESTROWANI I ZALOGOWANI UŻYTKOWNICY WIDZĄ ZDJĘCIA. DARMOWA REJESTRACJA
Ja zamówiłem sobie kilka sztuk, gdyż mam zamiar zsyntezować sobie także filtry na 144 MHz w tych obudowach. Jak wygląda sprawa od strony kosztów? Przy zamówieniu 10 kompletów takich obudów wraz z materiałem jedna sztuka kosztowała 35 PLN. Dość drogo, ale zależało mi na czasie. Bez pośpiechu, można znaleźć ofertę za 25 PLN za sztukę. Drut srebrzony na jedną cewkę wychodzi 0,15 PLN jeśli kupimy go na portalu aukcyjnym. Plus przesyłka, więc nie kupiłem na 5 cewek, tylko rolkę 22 m. Kondensatory to sprawa indywidualna, ja stosuję zestawy startowe ATC. Złącza sprowadziłem sobie z ebaya w większej ilości wcześniej, do tego projektu podpasowały. Z przesyłką i opłatami wyszły po 3,18 PLN za sztukę ale ja wziąłem sztuk tyle, że przesyłka nie przeważała choć to i tak pół ceny złacza. Za 20 sztuk płytek wraz z przesyłką i opłatami dałem 45,92 USD, w tym same płytki 27,00 USD.
Prawdziwą weryfikacją będą pomiary charakterystyki gotowych filtrów, ale mimo że wszystko mam na biurku, to zajmę się po powrocie z podróży służbowej w którą się za chwilę wybieram, tym bardziej że nadzór sanitarny raczej nie odpuści podarowania mi dwóch tygodni nadzorowanych wakacji w czterech ścianach mojego domu przy powtórnym przekraczaniu granicy PL. Jest szansa, że będę miał czas to skończyć i opublikować wyniki. Wizualnie jestem bardzo zadowolony. Dobrze wyglądający efekt za bardzo umiarkowaną cenę.
_________________
Paweł | | | | | Electra | 18.04.2024 19:28:30 | 
 |
| | | | | SQ5RWU | 15.05.2020 20:55:03 | Grupa: Użytkownik
Posty: 19 #5458339
Od: 2013-6-1
| Ciekawa koncepcja. Czekam na Twój powrót i wyniki pomiarów! | | | | | SP6FPH | 15.05.2020 21:23:00 | 
Grupa: Użytkownik
Posty: 27 #5458353
Od: 2012-11-19
| Witam
Podaj aders gdzie zleciles ciecie laserem na wymiar proszę,dziekuje .
Jozek,sp6fph | | | | | SP6FPH | 15.05.2020 21:27:08 |
Grupa: Użytkownik
Posty: 27 #5458357
Od: 2012-11-19
| Znalazlem w tekście, po przeczytaniu drugi raz pierwszego wpisu.
Dziekuje. | | | | | SQ1GQC | 15.05.2020 23:16:46 |
Grupa: Użytkownik
Posty: 368 #5458403
Od: 2014-2-18
| SP6FPH pisze:
Podaj aders gdzie zleciles ciecie laserem na wymiar proszę,dziekuje .
W tej kwestii nie jestem w stanie pomóc, wykonawca nie bierze zleceń "z ulicy". Ale to żaden problem! Każdy portal ogłoszeniowy zawiera ogłoszenia o usługowym cięciu laserem czy waterjet'em. Barierą dla osób które wcześniej nie korzystały z takich usług może być kwestia przygotowania dokumentacji. Standardem są pliki dxf. Ale pewnie któryś z kolegów zawsze może pomóc. To format wspierany chyba przez każdego MCAD'a od wielu lat, więc zawsze się znajdzie ktoś znajomy pracujący na AutoCAD'zie czy podobnym programie.
_________________
Paweł | | | | | SQ1GQC | 17.05.2020 19:26:15 |
Grupa: Użytkownik
Posty: 368 #5458914
Od: 2014-2-18
| Jeszcze nie wyjechałem, znalazłem chwilę czasu i troszkę powalczyłem Zacznę od końca.Pomiar parametrów filtru:
TYLKO ZAREJESTROWANI I ZALOGOWANI UŻYTKOWNICY WIDZĄ ZDJĘCIA. DARMOWA REJESTRACJA
Czyli z pomiaru uzyskałem: 94,17504 MHz/założenie projektowe: 94,0 MHz
Pasmo -3 dB: 9,806455/założenie projektowe: 10 MHz
Straty minimalne w paśmie przepustowym: -3,108 dB
Tak wyglądała charakterystyka z symulatora po całym procesie kolejnych iteracji projektowych:
TYLKO ZAREJESTROWANI I ZALOGOWANI UŻYTKOWNICY WIDZĄ ZDJĘCIA. DARMOWA REJESTRACJA
Tłumienie pozapasmowe. Rewelacja, monotoniczne bez najmniejszego piku na 2f0, 3f0:
TYLKO ZAREJESTROWANI I ZALOGOWANI UŻYTKOWNICY WIDZĄ ZDJĘCIA. DARMOWA REJESTRACJA
Jedyne z czego nie jestem do końca zadowolony, to odbicia w paśmie przepustowym. Ale po powrocie popracuję nad tym. Już zrobiłem pewne eksperymenty i dały zadowalające efekty, więc zaaplikuję do tego filtra.
Metodologia była taka: zmierzyłem każdą cewkę w zamknięciu w przygotowanym z jednej płytki fixture.
TYLKO ZAREJESTROWANI I ZALOGOWANI UŻYTKOWNICY WIDZĄ ZDJĘCIA. DARMOWA REJESTRACJA
TYLKO ZAREJESTROWANI I ZALOGOWANI UŻYTKOWNICY WIDZĄ ZDJĘCIA. DARMOWA REJESTRACJA
Do rzeczywistych wartości indukcyjności i dobroci wyliczyłem kondensatory. Powstał schemat z wartościami elementów wynikających z pomiaru i dobranymi kondensatorami z szeregu.
TYLKO ZAREJESTROWANI I ZALOGOWANI UŻYTKOWNICY WIDZĄ ZDJĘCIA. DARMOWA REJESTRACJA
Na podstawie tego schematu przygotowałem symulację, aby się upewnić że jestem w granicach. Po tym zmontowałem filtr:
TYLKO ZAREJESTROWANI I ZALOGOWANI UŻYTKOWNICY WIDZĄ ZDJĘCIA. DARMOWA REJESTRACJA
TYLKO ZAREJESTROWANI I ZALOGOWANI UŻYTKOWNICY WIDZĄ ZDJĘCIA. DARMOWA REJESTRACJA
I ostatecznie pomierzyłem.
TYLKO ZAREJESTROWANI I ZALOGOWANI UŻYTKOWNICY WIDZĄ ZDJĘCIA. DARMOWA REJESTRACJA
Wyniki pomiarów na początku.
Jak pisałem jestem zadowolony. Można zbudować precyzyjny filtr bez elementów przestrajanych. Niech nie zwiedzie was to, że raz mierzę jednym raz drugim VNA. Tak było mi z pewnych względów wygodnie, aby nie zmieniać fixture i kalibracji. Uważam, że te pomiary są w zasięgu jakiegoś MiniVNA 2 czy czegoś podobnego. Jako kit kalibracyjny in-situ użyłem precyzyjnego rezystora 50 Ohm wielkości 0603 z TME i rezystora 0603 o wartości zero omów. Dopiero do pomiaru wynikowej charakterystyki wyjąłem poważniejszy kit, ale nie jest to niezbędne.
Po powrocie zajmę się dalszą optymalizacją S11 i S22 a potem syntezą wersji filtru na 144 MHz. Pomysł obudowy mnie zadowala, może jakiś projekt z GHz spróbuję zrobić w takiej formie.
CBDU
_________________
Paweł | | | | | Electra | 18.04.2024 19:28:30 |
|
|
 | Strona: 1 / 1 strony: [1] |
| << Pierwsza | < Poprzednia | Następna > | Ostatnia >> |
| Aby pisac na forum musisz sie zalogować !!! |
|