Calculando um diplexer

Bloguetrónica

Um vídeo onde calculo um diplexer para as bandas dos 2 m e 70 cm, a ser usado para trabalhar com satélites de baixa órbita. Apenas com o objectivo de manter a relação de ondas estacionárias (ROE ou SWR) a um nível mais ou menos previsível, os filtros calculados no decurso deste exercício não são muito selectivos, mais são o suficiente para a aplicação em causa. Adicionalmente, faço o cálculo  dos indutores a serem empregues nos filtros do diplexer.  Calculadora de filtros: https://markimicrowave.com/technical-resources/tools/lc-filter-design-tool/  Brochura técnica da Amidon: https://www.amidoncorp.com/product_images/Amidon-Tech-Data-Flyer-v19.pdf  Calculadora de indutores no site Changpuak: https://www.changpuak.ch/electronics/amidon_toroid_calculator.php  Calculadora de indutores no site do VK3CPU: https://miguelvaca.github.io/vk3cpu/toroid.html  Blogue: http://www.bloguetronica.com/  Data: 22 de Março de 2026

Transcript

00:01Viva! O meu nome é São Elorenço, decidi fazer aqui um exercício que basicamente é o cálculo de um

00:09Deeplexer. E o que é que é um Deeplexer? É um dispositivo que tem três portos que vai permitir

00:17trabalhar em duas bandas diferentes. Portanto vai ter aqui um porto comum que é este aqui

00:23e depois vai ter mais dois portos, cada um dedicado à sua banda. No caso deste vídeo eu pretendo fazer

00:34aqui um Deeplexer, portanto para duas bandas, uma delas a de 70 cm e outra a de dois metros.

00:44Portanto terei aqui então um porto dedicado aos 70 cm, que é uma banda do HF, e outro porto que

00:58é dedicado à banda de dois metros.

01:06Em teoria, eu posso usar o Deeplexer de duas maneiras, posso ter aqui uma antena e trabalhar com dois rádios,

01:15portanto em cada um dos portos ter um rádio que me vai permitir receber e transmitir exclusivamente numa banda.

01:25só que aí, portanto teria que ter aqui um critério muito apertado em termos de separação de filtros.

01:31No meu caso, eu vou dimensionar o Deeplexer, portanto com um critério mais baixo.

01:39Basicamente vou ter aqui um rádio, que me vai transmitir numa banda e receber noutra.

01:46e vou ter então aqui duas antenas, neste caso em particular, duas antenas Yagi montadas no mesmo boom,

01:55para poder trabalhar satélites, portanto vai ser algo assim deste género.

02:02Portanto vou ter aqui uma antena VHF,

02:08e depois vou ter uma antena do VHF,

02:12portanto com uma diferença de polarização de 90 graus,

02:17relativamente à antena de VHF,

02:19portanto com o efeito são duas antenas diferentes,

02:22mas estão montadas no mesmo boom.

02:25Portanto, no meu caso, o critério de seletividade não vai ser assim tão apertado,

02:30eu só preciso garantir uma separação de 10 decibéis, por volta disso,

02:36isto só para manter a relação de ondas estacionárias mais ou menos consistente.

02:42Portanto, se eu tiver aqui duas cargas de 50 ohms,

02:47portanto cada uma em seu porto,

02:50eu preciso ver aqui uma relação de ondas estacionárias mais ou menos constante,

02:55portanto isto mesmo até na zona de transição do Deeplexer.

03:01Portanto, o meu Deeplexer vai então ter aqui dois filtros,

03:09vai ter aqui um ramal onde está um filtro passe-alto,

03:20portanto este filtro vai servir então a banda de 70 centímetros,

03:33e depois vou ter aqui um filtro no outro ramal,

03:43que vai servir a banda de dois metros,

03:47portanto este filtro será um filtro passe-abaixo,

03:53portanto dois metros, ou seja, que é uma banda de VHF,

03:58e relativamente a estes filtros,

04:01eu decidi então que quer que os dois filtros tenham a mesma frequência de corte,

04:09e que sejam ambos butterwords, portanto sendo ambos butterwords,

04:15e tendo ambos a mesma frequência de corte,

04:17isto vai-me garantir também uma separação igual das potências aqui na frequência de corte,

04:24portanto basicamente o filtro passe-abaixo vai ter uma resposta deste tipo,

04:30portanto com o FC aqui, o filtro passe-alto vai ter uma resposta deste tipo,

04:37e esta resposta será aqui a menos 3 decibéis,

04:43portanto menos 3 decibéis,

04:46o que me vai garantir aqui uma distribuição igual de potência,

04:51portanto para os dois ramais.

04:55Outro critério de seleção do filtro,

04:58prende-se também com o primeiro aumento de cada filtro,

05:03portanto eu quero que em ambos os casos,

05:06no caso do filtro passe-abaixo e no caso do filtro passe-alto,

05:09o primeiro aumento esteja em série,

05:12porquê?

05:13Porque se o primeiro aumento estiver em paralelo,

05:16se estiver chante,

05:18vai basicamente na frequência de corte de um dos filtros,

05:23apresentar-se como se fosse um curto-circuito,

05:26e vai então impedir que a potência vá para o outro filtro,

05:32portanto vai manuar a potência para o outro filtro na prática.

05:36Portanto,

05:37eu quero então que o primeiro aumento seja sempre o aumento em série,

05:45portanto terá então,

05:47no caso do filtro passe-alto,

05:49um condensador em série,

05:52depois vai ter aqui uma bobina,

05:56em paralelo à massa,

05:59e vai ter aqui um outro condensador em série,

06:03portanto,

06:04isto aqui já agora é um filtro de terceira ordem,

06:08portanto tem três elementos,

06:09no caso do filtro passa-baixo,

06:12vou ter aqui o primeiro aumento em série,

06:15mas desta vez vai ser uma bobina,

06:18vou ter um condensador em paralelo e ligado à massa,

06:24e vou ter aqui uma outra bobina em série,

06:30portanto este será aqui o meu filtro passa-baixo.

06:33Para a escolha da frequência de corte,

06:36eu decidi consultar aqui o anexo 6 do CNAV,

06:38portanto o CNAV é o quadro nacional de atribuição de frequências,

06:42e interessa-me ver aqui duas frequências,

06:45portanto interessa-me ver a frequência máxima que está alocada para a banda dos 2 metros,

06:51e a frequência mínima que corresponde à banda dos 70 centímetros,

06:58portanto a banda dos 2 metros acaba em 146 MHz,

07:02e por sua vez a banda dos 70 centímetros começa em 430 MHz,

07:09portanto vão ser estas duas frequências que eu irei utilizar para determinar qual é a frequência de corte,

07:17portanto o FC está aqui.

07:21Portanto, eu vou escolher aqui FC de modo a que esteja proporcionalmente equidistante estas duas frequências,

07:30o que é que eu quero dizer com isto?

07:32Quero dizer que 430 MHz sobre FC vai ser igual a FC sobre 146 MHz,

07:57e isto equivale a FC ao quadrado,

08:02visto que FC a passar para o outro lado vai passar a multiplicar,

08:08então é igual a 146 MHz,

08:14vezes 430 MHz,

08:19o que por sua vez vai ser igual então a 62.770 MHz,

08:33isso quer dizer que FC vai ser a raiz quadrada de 62.780 MHz,

08:47o que dá aproximadamente 251 MHz.

08:57Portanto, esta vai ser a frequência de corte dos dois filtros,

09:01vai ser igual para os dois filtros,

09:03visto que eu vou aqui escolher filtros alinhados a Butterworth,

09:09portanto com a frequência de corte a menos 3 dB.

09:14para o cálculo dos filtros vou usar a ferramenta que se está a ver neste momento,

09:19cujo link está aqui e irei colocar o mesmo na descrição do vídeo,

09:25portanto vou começar então por carregar a ferramenta,

09:30e vou calcular então o filtro passo abaixo,

09:33em primeiro lugar,

09:35portanto escolho aqui resposta passo abaixo,

09:38o tipo de alinhamento será Butterworth,

09:43a topologia,

09:46portanto Series First,

09:47quer dizer que vai ter o primeiro elemento em série,

09:51ordem 3,

09:55portanto a frequência de corte vai ser 251 MHz,

10:00conforme determinámos anteriormente,

10:02em termos de impedância de entrada e de saída,

10:06mantemos estes valores a 50 Ohms,

10:09e vamos escolher aqui valores de standard,

10:12em termos de componentes,

10:14portanto,

10:16relativamente ao valor dos condensadores,

10:18eu quero escolher aqui condensadores na escala E12,

10:21se bem que eu normalmente escolho condensadores com 5% de tolerância,

10:27no valor,

10:28e relativamente aos indutores,

10:31vou escolher aqui,

10:33vou os dentes a escala E96,

10:36visto que irei bobina-os à mão,

10:38então o meu interesse é ver qual é o valor mais próximo àquilo que eu quero,

10:44portanto,

10:45faço Compute,

10:51e cá está,

10:52portanto tenho aqui a resposta do filtro passo abaixo,

10:57a frequência de corte,

10:58portanto,

10:59cujo voo está tipicamente a menos 3 dB,

11:03está dentro daquilo que calculamos,

11:07portanto,

11:08determinámos anteriormente,

11:09não está assim muito esviado,

11:14interessa também determinar qual é a atenuação,

11:17que temos,

11:20por exemplo,

11:20no início da banda do HF,

11:24da banda dos 70 cm,

11:28vamos ver aqui então o valor 430 MHz,

11:33e temos então aqui uma atenuação de cerca de 15 dB,

11:39vou calcular aqui também o filtro passo alto,

11:48portanto,

11:49vou novamente carregar a ferramenta,

11:53a resposta já será passo alto,

11:56mas tudo o resto vai ser igual,

11:58portanto,

11:59Butterboard,

12:00topologia Series First,

12:03ordem 3,

12:05frequência de corte 251,

12:09em pedácia de entrada e de saída 50 ohms,

12:14vou ao Standard,

12:18vou pôr aqui 10% relativamente ao vôor dos condensadores,

12:23e vou pôr aqui na escala N96 relativamente ao vôor dos indutores,

12:30neste caso é só um,

12:31e tenho então aqui a resposta do fio de passo alto,

12:36portanto,

12:36em termos de frequência de corte a menos 3 dB,

12:41o vôor é mais ou menos aquilo que foi determinado,

12:44não está muito desviado,

12:47e,

12:49portanto,

12:50no fim da banda dos 2 metros,

12:51na banda de VHF,

12:55vou ter então,

12:59portanto,

12:59a 146 MHz,

13:08vou ter aqui uma atenuação,

13:11portanto,

13:13aproximadamente também 15 dB,

13:16portanto,

13:17em termos de banda passante,

13:19já agora posso analisar aqui os dois filtros,

13:29portanto,

13:30aqui nos 430 MHz,

13:33tenho uma atenuação,

13:37portanto,

13:380,2 dB de atenuação,

13:41e relativamente ao de filtro,

13:44vou também ver aqui na banda passante,

13:52portanto,

13:53nos 146 MHz,

14:01também tenho aqui uma atenuação de 0,2 dB,

14:040,3 dB,

14:06portanto,

14:07não é assim nada,

14:08nada mal,

14:10portanto,

14:11eu diria que estes filtros de ordem 3,

14:13já são suficientemente seletivos,

14:16para a aplicação do DeepXer,

14:18que pretendo calcular,

14:19para terminar o vídeo,

14:23eu queria fazer aqui um aparte,

14:24no que toca ao cálculo dos indutores,

14:28portanto,

14:28é um aparte,

14:29mas que é importante,

14:32em termos de núcleo,

14:33o material que eu sugiro,

14:35para esta aplicação,

14:37é um material 0,

14:38portanto,

14:38mistura 0,

14:40que é uma mistura que não é magnética,

14:42portanto,

14:42e é apta para frequências,

14:44acima dos 200 MHz,

14:46e posto isto,

14:48vamos então,

14:49calcular o primeiro indutor,

14:51portanto,

14:51o primeiro indutor,

14:52necessita de ter,

14:5315,8 nano R's,

14:58vou então,

14:59colocar aqui,

15:020,0158 micro R's,

15:06o tamanho do núcleo,

15:07vai ser,

15:09o T25,

15:13o material,

15:15portanto,

15:16material 0,

15:18e tem então,

15:19aqui a indicação,

15:20que preciso de um indutor,

15:22com 6 espiras,

15:23portanto,

15:23à volta deste núcleo,

15:24T25,0,

15:26portanto,

15:27se eu for aqui,

15:28a calculadora,

15:29do Vitor Q3,

15:31Charly Papa Uniforme,

15:34posso fazer aqui,

15:35um exercício semelhante,

15:38portanto,

15:38vou escolher aqui,

15:39o material primeiro,

15:41depois aqui,

15:41o tamanho do núcleo,

15:43um T25,

15:45escolho também,

15:46aqui o fio,

15:50portanto,

15:52corresponde mais ou menos,

15:53ao diâmetro,

15:54de 0,6 milímetros,

15:57também é importante,

16:00escolher para os efeitos,

16:01da densidade do fluxo magnético,

16:05portanto,

16:06é importante escolher aqui,

16:07o VRMS,

16:09portanto,

16:10vou escolher aqui,

16:10uma tensão,

16:11RMS,

16:13que,

16:16portanto,

16:19portanto,

16:20que é aplicável,

16:21a uma aplicação,

16:22de 50 watts,

16:26e se eu colocar aqui,

16:296 espiras,

16:31portanto,

16:32vou ver aqui,

16:33já agora,

16:33qual é,

16:35o valor,

16:36de 250 megahertz,

16:41ou 251,

16:48ou 251,

16:49portanto,

16:49a 251 megahertz,

16:52vou ter aqui,

16:53uma indutância,

16:5516,2 nano R,

16:57portanto,

16:57está bastante próxima,

16:59àquela que é pretendida,

17:03claro que posso tirar aqui,

17:05espiras,

17:09portanto,

17:09fica muito a quem,

17:11com 5 espiras,

17:12e com 7,

17:15portanto,

17:15fica muito a lembra,

17:16portanto,

17:17deste valor,

17:18que eu estou aqui,

17:19a ter com 6 espiras,

17:20é bastante próximo,

17:21e em termos de densidade de fluxo,

17:23também não está mal,

17:24portanto,

17:25tenho aqui,

17:2615,6 gauss,

17:29portanto,

17:29na frequência de corte,

17:30aliás,

17:3118,1,

17:32portanto,

17:33não é assim um valor,

17:34para ela,

17:35é um valor aceitável,

17:37portanto,

17:38em relação ao outro indutor,

17:40aos outros dois indutores,

17:42que dizem respeito,

17:44ao filtro passo abaixo,

17:46portanto,

17:46preciso de dois indutores,

17:48de 31,6 nano R's,

17:53portanto,

17:53começo por aqui,

17:550,0316,

18:00preciso,

18:02preciso então,

18:03portanto,

18:04com o mesmo núcleo,

18:05e o mesmo material,

18:07de um indutor,

18:08com oito espiras,

18:11e se eu puser aqui,

18:13oito espiras,

18:16vai mudar aqui,

18:17um valor,

18:17portanto,

18:19a 251 MHz,

18:21portanto,

18:2228 nano R's,

18:24e em termos de densidade de fluxo,

18:26portanto,

18:26o B,

18:26é de 14,2 gauss,

18:29portanto,

18:29não está mal também,

18:31está bastante aceitável,

18:33portanto,

18:33fazendo aqui,

18:34o mesmo exercício,

18:35se eu puser aqui,

18:36mais uma espira,

18:39já tenho aqui,

18:40um valor,

18:40para além,

18:41daquilo que é exigido,

18:44portanto,

18:44realmente,

18:46o valor,

18:47mais próximo,

18:48que eu tenho,

18:49é com oito espiras,

18:52posto isto,

18:53espero que tenha gostado deste vídeo,

18:54espero que o mesmo tenha sido esclarecedor,

18:57se quiser colocar alguma questão,

18:59por favor,

18:59disponha da secção de comentários,

19:01que eu responderei,

19:02assim que puder,

19:03e até uma próxima.

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