L'idea di cimentarmi con i filtri passa/basso,passa/alto,passa/banda per radiofrequenza mi è venuta come al solito chiacchierando con un amico swl che lamentava interferenze in una data gamma Vhf disturbata da emissioni ritmiche molto forti.Come tutti sapete i filtri passa/basso si utilizzano per attenuare tutte le frequenze superiori a quella che decidiamo sia di taglio, pertanto ad esempio se vogliamo calcolare un filtro passa/basso per i 50 MHz una volta realizzato troveremo alla sua uscita tutte le frequeze da 0 a 50 MHz senza attenuazione mentre ogni ottava superiore a quella fondamentale subirà un'attenuazione di un certo tot di decibel. I fltri passa/alto invece vengono utilizzati per attenuare tutte le frequenze inferiori a quella che decidiamo sia di taglio,quindi se ad esempio calcoliamo un filtro passa/alto per i soliti 50 MHz ritroveremo alla sua uscita tutte le frequenze superiori ai 50 MHz senza alcuna attenuazione mentre ogni ottava inferiore alla frequenza di taglio o fondamentale subirà un'attenuazione di un certo tot per decibel . I filtri passa/banda invece si utilizzano quando abbiamo bisogno di far passare solo un ristretto range di frequenze attenuando sia quelle inferiori che superiori alle due frequenze di taglio, infatti i passa/banda sono composti da un filtro passa/alto che dovremo calcolare sulla frequenza più bassa che vogliamo far passare e da un filtro passa/basso che calcoleremo sulla frequenza più alta che vogliamo far passare senza attenuazione e questi due filtri sono collegati in serie tra di loro formando una "cella".Una precisazione per i passa/banda è di stare attenti alla larghezza di banda che vogliamo far passare in quanto se calcolata troppo stretta verranno attenuate parzialmente anche le frequenze che ci interessano, pertanto è bene calcolarli in modo di avere una larghezza di banda di almeno 13/16 MHz per stare sul sicuro.Anche per i passa/basso e passa/alto è bene dare un piccolo scarto alle frequenze di taglio dato che avremo a che fare con una serie di capacità parassite dovute ai circuiti stampati ,quindi se utilizziamo la solita frequenza di esempio usata prima,i 50 MHz, per il calcolo aumentiamola o diminuiamola di 1 Mhz almeno a seconda del filtro usato per stare sul sicuro.Questi filtri singolarmente costituiscono una "cella" che nella realtà non supera un rendimento di attenuazione in tensione e potenza di 18 dB per ottava ma se colleghiamo in serie due o tre celle possiamo arrivare ad avere attenuazioni di 36 / 54 dB per ottava ovvero per i multipli e i sottomultipli della frequenza di taglio o fondamentale su cui sono costruiti .Bene finita questa premessa veniamo al programmino che mi sono deciso a fare per poter calcolare questi tipi di filtri senza ammattire a ricordarsi le formule. Il programma che si chiama Filtri-RF volevo farlo con Access 2007 ma poi ho ripiegato a farlo con Excel 2007 visto che è più diffuso il pacchetto di Microsoft Office che comprende Excel rispetto a quello che comprende anche Access. Come al solito potrete richiedermelo tramite e-mail (all'indirizzo: maurizio-diana@tiscali.it) e ve lo invierò in formato zip che dovrete scaricare e dezippare sul vostro pc, unica raccomandazione visto che nel programma sono implementate delle macro quando lo lancerete nella schermata di apertura iniziale ricordatevi di cliccare sul pulsante "Opzioni" che Excel vi visualizzerà in alto subito sotto la finestra del browser e poi nella finestrella che si aprirà mettete il segno di spunta sulla voce "Attiva il contenuto" dando poi Okay, altrimenti se le macro non saranno attive il programma non funzionerà.
Lanciato il programma nella pagina iniziale "Index" (figura 1)vedrete che vi sono i pulsanti per accedere ai calcoli dei vari tipi di filtri. Cliccando sui passa/basso andrete alla relativa pagina di calcolo dove troverete la configurazione sia a "Pi-Greco" che a " T". Per il passa/basso a Pi-Greco (figura2) dovrete solo immettere la frequenza di taglio in MHz nella relativa cella azzurra e poi cliccando sul pulsante "Calcola" vedrete i valori di L e C apparire nelle rispettive celle gialle e pure nello schema grafico a fianco dei relativi simboli .Nella figura ad esempio vediamo come calcolare il passa/basso per attenuare le frequenze superiori ai 14 MHz immettendo come valore 15 MHz (per quanto prima detto) e avremo un valore di L = 1,06 microHenry e di C = 212 picoFarad. Ora visto che dovrete adattare i valori ottenuti a quelli standard che troverete in commercio al posto di 212 picoFarad potrete mettere un condensatore da 220 Picofarad e nella sottostante zona di verifica immettendo i valori effettivi che userete avrete come reale frequenza di taglio quella di 14,72 MHz che va benissimo. Sulla destra di questa schermata immettendo la frequenza reale di taglio potrete calcolare le ottave superiori.I pulsanti con scritto "Aggiorna dati" servono per pulire dai dati immessi e metterne dei nuovi. Inoltre ricordatevi che solo le celle colorate di azzurro sono abilitate alla scritture mentre tutte le altre sono bloccate altrimenti rischiate di modificare le formule che vi sono implementate.
In figura 3 invece avete l'esempio di un passa/basso configurato a "T" dove calcolandolo per la solita frequenza di taglio avremo un valore di L=0,53 microHenry e un valore di C= 424 picoFarad, naturalmente anche qui dovremo adattarci ai valori standard mettendo in parallelo due condensatori,uno da 330 e uno da 100 pF ottenendo così 430 pF che una volta applicati nella zona di verifica ci daranno una reale frequenza di taglio a 14,89 MHz che ci va benissimo in quanto volevamo attenuare dai 14 MHz in su.
Passando ai filtri passa/alto nella relativa pagina di calcolo (figura 4)nella configurazione a Pi-Greco se vogliamo attenuare per esempio le frequenze inferiori ai 107,5 MHz utilizzando come dato i 108 MHz avremo valore di L=0,07 microHenry e di C=14,72 picoFarad, anche qui adattandoci per C con il valore standard di commercio di 15 pF avremo in zona verifica una reale frequenza di taglio a 109,86 MHz che ci va benissimo. Sulla destra anche qui potremo calcolare le ottave inferiori alla fondamentale reale. Per i passa/alto configurati a "T" (figura 5) vediamo che con la solita frequenza di taglio avremo come valore di L=0,04 microHenry mentre per C=29,44 pF che adattandolo ai valori commerciali potremo usare in parallelo due condensatori,uno da 22 e l'altro da 4,7pF ottenendo così con C=26,7pF nella verifica una frequenza reale di taglio a 108,93 MHz che ci va benissimo.
Passando alla pagina dei passa/banda (figura 6) non vi sono calcoli ma solo una rappresentazione grafica di questo tipo di filtro in quanto i calcoli delle varie celle che lo compongono si fanno con quelli relativi ai passa/basso e passa/alto e poi basta collegarli appunto in serie.Procedendo ancora nel programma nella pagina dedicata alle "Armoniche/Attenuazioni" se vogliamo sapere di quanto viene attenuata una data armonica di cui conosciamo la potenza in Watt , nella schermata "Attenuazioni watt in uscita"(figura 7),nel caso di esempio 3 watt,potremo calcolarne l'attenuazione a seconda se si usa un filtro a 18,36 o 54 dB .Inoltre potremo anche calcolare nella schermata "Attenuazione tensione di un segnale in entrata"(figura 8) di quanto sarà attenuato in tensione un segnale in entrata che ci disturba sempre a seconda se si usa un filtro a 18,36 o 54 dB. Insomma penso che questo programmino sia di aiuto a quanti vogliono cimentarsi nell'autocostruzione dei filtri per radiofrequenza fornendo uno strumento utile alla realizzazione dei calcoli teorici per la loro realizzazione e lasciando ai singoli ."solo" la fatica della realizzazione pratica.
