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Forum: HF, Funk und Felder Mischer mit Verhältnis 1:1e9


Autor: Claudia (Gast)
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Hallihallo!!

Ich bin gerade auf der Suche nach einer Möglichkeit aus einem 1Ghz 
Signal einen 1-100Hz Frequenz-Shift herauszufiltern. Ich weiss nicht, ob 
das jetzt total abwegig ist... Hat jemand Erfahrung damit? Ich habe mich 
etwas über Superheterodyne receivers gelesen, weiss aber nicht, ob sie 
solche Auflösung haben. Wie lange würde dann so eine Messung dauern? 
Wegen !Hz eine Sekunde?
Vielen Dank schon mal an Euch!!

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Claudia

Man könnte das Signal erst mit einer Festfrequenz von sagen wir mal 
100KHz höher runtermischen auf 100 KHz. Und ann mit den üblichen FM 
Demodulatoren oder Phasendedektoren demodulieren.

Aber bedenke, das, wenn du nur 1Hz Frequenzhub dedektieren willst,
1. der Localoszillator mindestens um eine Zehnerpotenz stabiler sein 
müßte, als der minimale Frequenzhub. Das wären in deinen Falle 0,1Hz bei 
1GHz. Das sind immerhin 10exp-10 Stabilität. Das ist nur mit einem 
Rubidiumfrequenznormal als Leitfrequenz zu reallisieren.

2. Muss das Localoszillatorsignal entsprechend rauscharm sein.
Du willst ja ein Signal auswerten, welches sich nur 1Hz neben den 1GHz 
befindet. Das ist schon eine sehr sportliche Herausforderung.

Vielleicht erzählst du uns aber einfach mal was du vor hast, bzw, was du 
bauen willst.

Vielleicht ergeben sich ja dann wesentlich praktikablere Lösungen.

Ralph Berres

Autor: Claudia (Gast)
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Hallo Ralph!
Vielen Dank für Deine Antwort! Ich hate schon befürchtet, dass es nicht 
ganz einfach ist :-) Wegen der Frequenzstablität mache ich mir keine 
Sorge, da Referenzfrequenz und Sendefrequenz aus dem gleichen Oszillator 
kommen. Das ausgesendete Signal erfährt den Frequenzshift und wird ca. 
1us später detektiert. In der Zeit sollte der Oszillator nicht weit 
gewandert sein. Ein anderer Punkt sind die Seitenbänder, das habe ich 
nicht bedacht. Das Signal ist alles andere als ein Sinus also habe ich 
auch viele Oberwellen drauf. Das empfangene Signal wird auch eine 
deutlich andere Form haben als das Referenzsignal....
Puh... war halt nur so eine Idee. Über die eigentliche Anwendung kann 
ich hier leider nicht reden.
1000 Dank nochmal!

Autor: Claudia (Gast)
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Hi, noch ein kleiner Nachtrag. Das klingt jetzt vielleicht total 
dämlich, aber könnte ich nicht einfach Counter nehmen, den ich über die 
Referenz triggere (1e9 runtergeteilt, also jede Sekunde) und dann über 
einen entsprechenden Diskriminator die Empfangsfrequenz messen? Mir 
reicht es jede Sekunde den Shit zu bestimmen.

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Hallo Claudia

Das Projekt scheint ja sehr geheim ztu sein.

Ist das eine Diplomarbeit? Oder bist du irgendwo in der Entwicklung 
tätig?

1usek nach Aussendung..... Das klingt mir irgendwie so ein bischen nach 
Radar oder ähnliches.

Wenn es weiterhelfen sollte. Es gibt ein Dopplerradarverfahren.
Da wird die Sendefrequenz , welches als Dauersignal anliegt gleichzeitig 
als Localoszillatorsignal verwendet um das empfangene Signal ins NF 
Gebiet runterzumischen. Wenn das reflektierte Signal von einen bewegten 
Objekt stammt, verändert sich die Frequenz des reflektierten Signales 
durch den Dopplereffekt. Aus dem Mischer erscheint dann die 
Differenzfrequenz die im NF Bereich liegt und sich recht gut auswerten 
läßt. So arbeiten die ganzen Bewegungsmelder und die 
Geschwindigkeitserfassung von Verkehrssündern.

Diese Geräte arbeiten aber alle im 10GHz Bereich oder höher. Da hat man 
eine Gun-Diode direkt in den Hohlleiter gesetzt. Diese hat als Sende und 
Empfangsdiode gleichzeitig funktioniert.

Vielleicht ist das ja ein Lösungsansatz für dich.

Kannst mir ja mal berichten wie dein Erfolg ist.

Ralph Berres

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Claudia schrieb:
> aber könnte ich nicht einfach Counter nehmen, den ich über die
>
> Referenz triggere

Der Counter müßte extrem schnell sein ( Auflösung 12 Stellen/ Sek ).

Die gibt es zwar von Agilent. Aber da tritt das Problem der 
Triggerunsicherheit des Counters auf. Insbesonders wenn das Signal 
welches der Counter zählen soll nicht unglaublich steile Flanken hat.

Zudem ist ja bei einem Zähler prinziepiell das letzte Digit unsicher.
Der Zähler müßte also auf 0,1Hz auflösen. Weiterhin müstest du aus 
deinen 1 GHz Sendefrequenz die 10MH´z Referenzfrequenz für den Counter 
ableiten.

Das wäre prinziepiell mit einen Teiler machbar.

Wenn das zu dedektierende Signal Seitenbänder hat, kommt das nächste 
Problem. Du must dein zu dedektierendes Signal aus dem Signalgemisch 
rausfiltern. Filter haben eine Einschwingzeit die um so länger sind , je 
schmaler die Bandbreite des Filters ist.

Wenn man die Frequenz weiss die man dedektieren will könnte ein Login 
Demodulator zum Ziel führen. Siehe vorherigen Bericht von mir mit dem 
Dopplerradar. Das ist so eine Art Loginverstärker.

Wenn du das nicht öffentlich machen willst kannst du mich ja auch per 
Email erreichen. R-Berres at Arcor,de

Ralph Berres

Autor: Claudia (Gast)
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Dank Dir, das war schon mal ein super Tip! Ich werde mal gucken, ob ich 
die Frequenz vielleicht ins 10GHz Band schieben kann, um dann solche 
etablierte Technik zu nutzen. Das ist ja immer einfacher als das Rad neu 
zu erfinden ;-)

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Claudia

Für Alarmanlagen gibt es auser Bewegungsmelder die die 
Temperaturdifferenzen Umgebeung Mensch dedektieren auch Bewegungsmelder 
die mit diesem Dopplerradarverfahren arbeiten. Diese sind erschwinglich 
, schätzungsweise so um 100-200 Euro.

Da ist der komplette HF Teil drin. Die werten auch nur das NF Signal 
aus.

Wenn die Ansprüche nicht extrem hoch sind, wäre das eventuell 
zielführend, ohne gleich sich in die HF Technik reinknien zu müssen. So 
hohe Frequenzen was zu bauen ist alles andere als trivial, und erfordert 
neben Erfahrung auch die entsprechende Messtechnik, die dann schon 
richtig teuer wird.

Ralph Berres

Autor: Lvizz (Gast)
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nur so ein Gedankengang ...
Wenn ich ein Signal:

1Ghz + 1.000000001Ghz
  mit einem
1Ghz
  mische bekomme ich ja unter anderem das niederfrequente 1Hz Signal.

1Ghz + 1.000000001Ghz
  mit einem
1Ghz + 1.000000001Ghz

  mische, müsste dann doch auch das 1Hz Signal entstehen.

Also könnte ich ja:

(1Ghz + 1.000000001Ghz)²
bilden, das Eingangssignal also Quadieren.

.... oder ich verzerre es an einer nichtlinearen Kennline.

Also ein HF Transistor mit (un)günstigem Arbeitspunkt.

Autor: Uwe Bonnes (Gast)
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Wir mischen hier 3 und 6 GHz Signale direkt ins Basisband um dann 
Abweichungen in I/Q an supraleitenden Beschleunigerstrukturen 
auszuregeln. Damit das ganze aber funktioniert, muss der Local 
Oscillator (LO) passen. Der muss ruhig stehen und geringes 
Phasenrauschen haben.

Das LO und Signal aus der gleichen Quelle stammen, ich nicht 
ausreichend, wenn z.B. ueber die Mikrosekunde die Quelle sich aendert, 
aendert sich auch das Empfangssignal auch schon ohne Aenderung des 
restlichen Systemes.

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Lvizz schrieb:
> 1Ghz + 1.000000001Ghz
>
>   mit einem
>
> 1Ghz
>
>   mische bekomme ich ja unter anderem das niederfrequente 1Hz Signal.

Genau das passiert in einen Dopplerradar. Wobei die 1Hz Frequenzversatz 
in dem Fall durch die Geschwindigkeit des reflektierenden Objektes 
entsteht.

Lvizz schrieb:
> 1Ghz + 1.000000001Ghz
>
>   mit einem
>
> 1Ghz + 1.000000001Ghz
>
>
>
>   mische, müsste dann doch auch das 1Hz Signal entstehen.

Nein dann entsteht 0Hz.

Lvizz schrieb:
> Also könnte ich ja:
>
>
>
> (1Ghz + 1.000000001Ghz)²
>
> bilden, das Eingangssignal also Quadieren.
>
>
>
> .... oder ich verzerre es an einer nichtlinearen Kennline.
>
>
>
> Also ein HF Transistor mit (un)günstigem Arbeitspunkt.

Mischen ist nichts anderes als 2 Signale miteinander multiplizieren.

Das kann man prinziepiell an jeder krummen Kennlinie.

Wenn man 2 Frequenzgleiche Signale miteinander multipliziert, also 
mischt, kommt eine Summen und eine Differenzfrequenzfrequenz raus. Die 
Summenfrequenz ist demnach 2* Eingangsfrequenz und wird z.B. in einem 
Diodenverdoppler ausgenutzt, die Differenzfrequenz ist 0 Hz und hat nur 
noch einen Gleichspannung, deren Höhe von der Phasendifferenz der beiden 
Eingangsspannungen abhängt. Wird im Phasenvergleicher z.B bei einer PLL 
ausgenutzt, kann aber auch bei einen FM Demodulator ausgenutzt werden, 
in dem man die Phase des zweiten Eingangs um 90° verschiebt.

Ralph Berres

Autor: Lvizz (Gast)
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hmmmm ....

grübel


A = sin(2*pi* 1.GHz)
B = sin(2*pi* 1.000000001GHz)

(A+B)² = A²+B²+2*A*B

wobei das A*B ganz rechts ja das Mischprodukt aus 1GHz und 
1.000000001GHz, also 1Hz ist.

Autor: Claudia (Gast)
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Hallo zusammen!!
1000 Dank für die vielen interessanten Antworten! Ich bin noch in der 
Planungsphase von meinem Experiment und Ihr konntet mir schon sehr 
weiterhelfen. Ich werde eine neue Frage zum Thema "Dopplerradar" posten. 
Vielleicht wieder nur eine total beknackte Idee von mir, aber Ihr könnt 
ja mal einen Blick drauf werfen :-)
***

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Uwe Bonnes schrieb:
> 1Ghz + 1.000000001Ghz
>
>   mit einem
>
> 1Ghz + 1.000000001Ghz
>
>
>
>   mische, müsste dann doch auch das 1Hz Signal entstehen.

Es sind aber beides die gleichen Frequenzen. Nämlich 2.000000001 GHz.

Du hattest ja vorher beide Signale 1.000000001Ghz mit 1 GHz gemischt.

Aus beiden Termen  kommen 1Hz + 2.000000001Ghz raus.

Wenn du die wieder mischst. Kommen 1. 2.000000001Ghz + 2.000000001Ghz
= 4.000000002Ghz und 2.000000001Ghz - 2.000000001Ghz = 0 Hz raus

plus das Signal 1Hz + 1Hz = 2 Hz und 1Hz -1Hz = 0Hz. Diese 2 Hz stammen 
aus den beiden vorher gemischten Signale, weil dort jeweils 1Hz auch 
rauskommen.

Oder reden wir jetzt komplett aneinander vorbei?

Ralph Berres

Autor: Lviss (Gast)
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Ich hab's grad mit Excel/Calc durchgerechnet.
Da kommt ua. 1Hz raus.

Bild 1 (Spalte B) ist Sinus 1GHz
Bild 2 (Spalte C) ist Sinus 1.1GHz
Bild 3 (Spalte D) ist Summe, also 1GHz + 1.1GHz, also das eigentliche 
Frequenzgemisch.


Bild 4 (Spalte E) ist nur das Signal quadriert.
Bild 5 (Spalte F) ist das Signal gefiltert (Mittelwert aus 30 Zeilen)

Man sieht: es hat eine Frequenz, die 10mal so klein ist wie die aus 
Bild1, also 0.1GHz. In unserem Fall wäre das dann das 1Hz Signal.

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Zunächst habe ich dich mal falsch verstanden. Ich war von ausgegangen 
das
die 1Ghz + 1.000000001Ghz ein Mischprodukt sind. Du meinst aber 
sicherlich eine Überlagerung der beiden Frequenzen?

Hmm da könntest du recht haben. Aber erstens wird man ein Ergebnis mit 
18 Nullen nicht mehr elektrisch händeln können, und 2tens ist es da viel 
einfacher direkt zu mischen.

Ralph Berres

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