Eenvoudig PI-filter reken tool
Een Pi-filters rekentool heb ik als eens in een pagina over een zendertje opgenomen maar ik betrapte mezelf er op dat ik moest zoeken; waar zit hij ook al weer!
Daarom heb ik nu een apart menu-item gemaakt voor tools. Hierbij een compact hulpmiddel voor als je de waardes van een pi-filter wilt berekeken.
Onderstaande afbeelding geeft het hulpmiddel weer in een tabel. Je kunt ook een PDF downloaden met dit rekentool.
Zelf pak ik altijd Excel erbij om dit soort berekeningen te maken. Een rekenapp op je telefoon kan natuurlijk ook.
De ideale belasting, de ‘load’, voor de zendbuis wordt bepaald door het wisslspanning HF vermogen dat de buis produceert.
Goed om te weten bij dit Pi Filter reken hulpmiddel
Het is goed om te weten dat als de Anodespanning op die buis bijvoorbeeld 500 Volt is dat de maximale piek wisselspanning dan 250V is. Alleen bij Anode modulatie in Classe C kan die wisselspanning in een ideale situatie ook 500V zijn.
Bij de Load berekening moeten we de gelijkspanning aan de anode door 2 moeten delen.
Soms minder want bij die deling door twee ga je er van uit dat er 100% modulatie plaats vindt. Dat kan bij CW uitzendingen. In de praktijk is dat onmogelijk bij verzending van spraak of muziek.
Vandaar dat we meestal uit moeten gaan van 90 % modulatie of slechts 80% bij SSB of 60% bij AM in combinatie met low power modulatie.
Enkele belangrijke parameters bij dit eenvoudig PI-filter reken tool
De Q factor
De kwaliteit van dit Pi filter wordt aangeduid met de letter ‘Q‘. Die Q is een belangrijke factor. Voor berekeningen wordt er meestal van uit gegaan dat die Q een waarde van 10 heeft. In de praktijk zit je daar nooit ver mis mee. Maar afhankelijk van vooral de kwaliteit van je spoel kan die Q factor hoger of lager liggen.
Zo’n andere Q factor berandert dan de uitkomst van je rekenwerk.
Strooi capaciteit of Stray capaciteit
De spoel heeft ook een kleine condensatorwerking. Daarnaast heeft de anode een capaciteit ten opzichte van de andere buisonderdelen.
Ten slotte heeft de bedrading van het filter en de buis een capacitieve waarde ten opzichten van massa, het chassis van je schakeling. Die drie waardes samen vormen de strooi capaciteit.
Het PI Filter reken tool
Kijk jij op een smal scherm? Dan is onderstaande tabel mogelijk vervormd. Je kunt ook een PDF downloaden waar deze uitleg en het tool op staan: pi-filter reken tool
1.Formule voor Anode belasting
Ook genoemd The ‘Load’
Anode spanning= Av
Anode stroom= As
Anode belasting= Ra
Fraequentie = F
Voorbeeld waardes:
Av=500V
As=40 mA
Ra=500/(2*40) = 6250 ohm
F= 1 MHz (1000.0000 Hz)
Er zijn 3 Zendbuis situaties mogelijk:
- CW of FM uitzending
- Eindbuis Class C, en Power Modulatie AM
- Eindbuis Class B, SSB
- Eindbuis Class A, low power modulatie AM of een lineair.
De 3 Zendbuis situaties en hun berekening:
RA=AV/(2*As)
Ra=Av/(1,9*As)
Ra=Av/(1,8*As)
Ra=Av/(1,6*As)
Voorbeeld berekeningen:
Ra=500/(2*40)= 6250 ohm
Ra=500/(1,9*40) = 6580 ohm
Ra=500/(1,8*40) = 6944 ohm
Ra=500/(1,6*40) = 7812 ohm
2. De kwaliteit van het pi filter bepaalt berekeningen. Die kwaliteit is niet heel eenvoudig te bepalen maar algemeen wordt een factor 10 aangehouden als werkbare factor.
Q= 10
De-Radio-Amateur.nl
3. PI filter berekeningen
Zie voor Uitleg en achtergrond theorie:
3.1 De condensator C1 berekenen
C1= Load / Q
Van die berekende capaciteit moet je weer de buiscapaciteit en de bedradingscapaciteit aftrekken (Stray Capacitance, strooi capaciteit).
Bij een EL84 is dat bijvoorbeeld 6,5 pF. De bedrading schatten we ook zo in. Samen 13 pf.
Voorbeeld
C1= RA / Q
F=frequentie in MHz
Z= belasting in ohm
S= strooi capaciteit
C1=1000000/2πFZ
C1 wordt C1 - S
Voorbeeld: Z= 6580 ohm
C1=6580/10 = 658 ohm
F= 1 MHz
Z= 658 ohm
S= 13 pf
C1=1000000/6,28*1*658
=241,9 pf
C1 wordt 241,9-13= 228,9 pf
3.2 Berekening C2 volgt uit de gewenste aanpassing.
Stel een lange draad antenne heeft een impedantie/reactantie Za van 600
Voorbeeld
Load/RA= 6580.
Za = 600
Verhouding =Ra/Za 6580/600= 10.96
C2 wordt √10,96*C1
Wortel(10,96) = 3,31
C2 = 3,31*241,9 = 801pf
3.3 Berekening spoel
Voor de berekening van de inductiespoel gebruiken we weer een vuistregel
Voorbeeld
Zs= Impedantie
L=Inductie in µH
Zs= Ra+Za/Q
L=Zs/2π*F
Zs=(6580+600)/10
= 718 ohm
L=718/2π*1= 114,3 µH
Samenvatting: Eenvoudig PI-filter reken tool
Berekening Load (Ra)
B=2 bij CW en FM, B=1,9 bij AM power, B=1,8 bij SSB en B=1,6 bij AM low power
Ra = Av/B * As = ohm
Berekening Condensator C1
Z-C1 = Load/Q = ohm
C1 =(1000000/2πFZ)-S= pF (S=10-15 pF)
Berekening Condensator C2
C2 = √(Ra/Za) * C1 = pF
Zs = Ra+Za/Q = ohm
L =Zs/2π*F = µH
Terug van Eenvoudig PI-filter reken tool naar De Radio Amateur Tools