de radio amateur logo

Eenvoudig PI filter reken tool

 

 

 

Eenvoudig PI-filter reken tool

 

Een eenvoudig PI-filter reken tool 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 vind je hem nu hier in een apart menu bij enkele andere tools. Je hoeft niet zelf te rekenen. De tool rekent alles voor je uit.

 

 

Goed om te weten bij dit Pi Filter reken hulpmiddel

Het is goed om te weten dat als de Anodespanning op een enkele 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. De piekspanning is dan 1000V!

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 40% 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. In de Amateur wereld wordt er voor berekeningen meestal van uit gegaan dat die Q een waarde van 10 heeft. In de praktijk zit je daar vaak goed mee.

 

Met de Q-factor spelen

Maar, je kunt heel goed met die Q factor spelen.  Neem je bijvoorbeeld Q=14 in plaats van 10  dan zullen de condensatorwaarders in je PI filter groter worden en de spoelwaarde zal kleiner worden.

De onderdrukking van harmonische signalen wordt dan beter. Die grotere condensatoren leiden die harmonische signalen makkelijker af naar aarde. Het kan zijn dat je zender dat nodig heeft om het uitzenden van bijprodukten te voorkomen.

 - Eenvoudig PI-filter reken tool -

 

Werken op hoge frequenties

Werk je op hoge frequenties dan ben je soms verplicht om voor een hogere Q factor te kiezen. Bijvoorbeeld in de 10 meterband (28 MHz) kom je met een eindbuis die 3500 ohm als belasting wil zien voor C1 uit bij 16,2 pF. Gebruik je dan een buis die al 10pF anode capaciteit heeft plus 2 pf voor de bedrading dan heb je nog 4 pF over om in je filter te stoppen. Dat is erg weinig regelruimte.

Comfortabeler is het dan als je een Q van 16 kiest. Dan komt je uit op C1 van 26 pF - (10+2)= 14pF in je pi-filter.  

Let op! bij zo'n hogere kwaliteitsfactor van je filter wordt ook de bandbreedte van dat filter smaller. Op de 10 of 11 meterband hoeft dat niet zo'n probleem te zijn.

Maar op bijvoorbeeld de 80 meterband kan dit wel een issue zijn. Daar kan het gunstiger uitkomen als je een lagere Q factor kiest zodat je met één filter toch de hele band kan bestrijken.

Kortom, een andere Q factor verandert de uitkomst van je rekenwerk.

 - Eenvoudig PI-filter reken tool - 

 

De Q factor van de spoel

Voor het berekenen van de kwaliteitsfactor van je spoel in het pi-filter geld de volgende formule. q factor spoelEenvoudiger gezegd: Deel de Impedantie van de spoel door de omhse weerstand van die spoel en je hebt de kwaliteitsfactor.

Voorbeeld in mijn Middengolf Pi-filter voor de 20Watt zender is de spoel 103µH en de ohmse weerstand 0,044 ohm.

De impedantie bij 675kHz is dan 2ꙥFL= 436 ohm. De kwaliteitsfactor is 436/0,044= 9909.

Maar,

Eerder had ik die spoel gewikkeld met veel dunner draad en had deze een weerstand van 0,98 ohm. De kwaliteits factor was toen 445.

Die kwaliteitsfator heeft zeer gering invloed op de berekening maar wel op het vermogensverlies in het filter.

Heb je geen idee vul dan 5000 in.

 - Eenvoudig PI-filter reken tool - 

 

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.

Je kunt er globaal van uitgaan dat die strooi capaciteit richting 10pf zal gaan. Die 10pf kun je aftrekken van de waarde die voor C1 wordt berekend.

Voor een nadere uitleg en achtergronden kijk je op: https://de-radio-amateur.nl/diy-antenne-tuner

 

 

Het PI Filter reken tool

Kijk jij op een smal schermpje? Dan is onderstaande tabel mogelijk vervormd.Pak er even een PC of laptop bij.

 - Eenvoudig PI-filter reken tool -

 

Vul je eigen operationele waardes in

Vervang in de lichtgroene vakken de vooringevulde waardes
Werk frequentie F[MHz] Q-factor van de spoel. Onbekend? kies 10000 QL Q-factor van het Pi-filter QP Zend vermogen Рin[W]

 

Gevraagde 'load'R1[Ohm] Antenne impedantie R2[Ohm]

 

 

Berekende PI Filter waardes

  De spoel L: [µH]

 

 
Condensator C1: [pF]   Condensator C2: [pF]

 

 

 

 Filteronderdelen beoordelen

Om de operationele eisen die aan je PI-filter worden gesteld te helpen beoordelen zijn onderstaande tabellen toegevoegd aan dit rekenhulpmiddel.

De zender zal effectieve stromen genereren in de spoel en in de condensatoren.

Bij de spoel kun je de draaddikte die je gaat gebruiken inschatten op basis van de stroom die door de spoel gaat lopen. Bij twijfel neem wat dikker draad. Dat komt de kwaliteit van de spoel ten goede.

Voor de condensatoren zie je twee gegevens. De piekspanningen en de VAR. De piekspanning zal duidelijk zijn. De maximale spanning die de condensator mag hebben moet daar ruim boven liggen.

 

VAR, Volt-Ampère reactief

De snelheid waarmee een condensator energie opslaat en terug afgeeft wordt zijn reactief vermogen genoemd.

Reactief vermogen is schijnbaar vermogen. Maar een condensator moet ruim voldoen aan de VAR die de tabel aangeeft.

Vacuüm- en luchtcondensatoren zijn altijd geschikt als ze de piekspanning aankunnen. Ook Mica condensatoren kunnen een flinke VAR hanteren.

Voor alle andere condensatoren geld. Kijk de specificaties van de fabrikant na. Bij ontbreken van dit gegeven is de condensator niet geschikt voor toepassing in een PI-filter met meer dan 5 watt vermogen vanaf de zender.

 

Operationele gegevens van de condensatoren

 

  Schijnbaar vermogen in Condensatoren Piek spanning Umax[V]] Piek stroom Imax[A]
С1
С2

 


 

Operationele gegevens

van de spoel

Pi-filter prestaties

Piek stroom in L [А]: Uitgangs vermogenРout[W]:
Verliezen in L [W]: Efficientie factor %:

 

 

Het Javascript ontwerp voor dit rekentool is beschikbaar gesteld door onze Russische collega: Igor Goncharenko (DL2KQ). Er zijn gelukkig ook nog goede Russen.
-
Koos Overbeeke

 

 

Terug van Eenvoudig PI-filter reken tool naar De Radio Amateur Tools

 

Loading...

Alleen je Vraag en je Voornaam zijn zichtbaar op de site!