Hallo! Ich will einen Downconverter von 1.42 GHz auf wenige MHz (im Schaltbild etwa 5 MHz) mit dem LT5560 bauen. Am Eingang verwende ich einen 1:1-Balun aus Koax-Kabelstücken, am Ausgang einen "Lumped Element"-Balun, wie im Datenblatt [1] auf Seite 23 beschrieben. Wenn ich jetzt als LO 1400 MHz mit etwa +3 dBm und als Input zum Beispiel 1405 MHz mit +0 dBm in die Schaltung schicke, kriege ich am Ausgang auch schön (abgesehen von ein paar Obertönen) das erwartete Mischprodukt -- allerdings mit viel zu kleiner Amplitude. Ich sehe etwa 15 mV rms, das sind mindestens 20 dB weniger als erwartet. Für ein kleineres Input-Signal (LO konstant) bleiben die ca. 20 dB Abstand zum erwarteten Pegel konstant. Hat jemand das Teil schonmal benutzt und / oder eine Idee, woran das liegen könnte? Ich bin ziemlich ratlos. Ich habe sogar zwei von den Schaltungen aufgebaut, die zweite ist für 30 MHz Output entworfen und benutzt einen 16:1-Transformator am Ausgang als Balun. Diese zeigt genau dasselbe Verhalten. Die Lötstellen habe ich inzwischen schon recht sorgfältig kontrolliert alle. Inklusive der LED fließen ca. 17 mA Strom in die Platine rein, was denke ich belegt, dass auch der Verstärker in dem Chip an ist. Ich bin für jeden Hinweis oder jede Idee, was man noch nachmessen könnte dankbar. Viele Grüße, Sven ______ [1] Hier ist das Datenblatt von dem Teil: http://www.farnell.com/datasheets/1717059.pdf
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Hallo Sven Was mir auf die Schnelle auffällt, C7 und C8 sind nicht für die hohen Frequenzen geeignet. In den Applikationen wird immer ein 1nF Kondensator parallel geschaltet. Für über 1 GHz würde ich den Zweiten noch deutlich kleiner machen. Ist C8 überhaupt notwendig? > einen 1:1-Balun aus Koax-Kabelstücken Ist die Funktion verifiziert? Ich hätte dazu nicht die Messmittel. Das funktioniert vermutlich nur ziemlich schmalbandig. Ist der Verkürzungsfaktor des Koaxkabels eingeplant? > einen 16:1-Transformator am Ausgang als Balun Die Applikation sagt 16:1, ich vermute, die meinen das Impedanzverhältnis. 1100 Ohm / 16 = 68 Ohm. Dann würde ein Windungsverhältnis von 4:1 oder 5:1 einigermaßen passen. Es gibt zu viele Fehlermöglichkeiten. Kannst du nicht mal vorerst einen Übertrager auf Doppelloch- oder Ringkern wickeln? Später, wenn alles funktioniert, wieder zurückbauen. Gruß, Bernd
Hi Bernd, danke für deine Antwort! Du hast Recht, C8 ist tatsächlich nicht notwendig -- das ist ja DC eh an GND gekoppelt. Den werde ich mal wegmachen. Ich kann auch versuchen, neben C7 noch einen kleineren Entstörkondensator zu quetschen. Ich berichte dann über das Ergebnis. Ich glaube mich aber zu erinnern dass ich im Rahmen meiner erfolglosen Fehlersuche C8 auch schon einmal überbrückt hatte und das nichts geholfen hat. Die beiden Baluns habe ich vermessen und die funktionieren soweit. So arg toll sind sie nicht, aber weniger als 10dB Return Loss haben beide bei den verwendeten Frequenzen. Sorry, mit dem 16:1 meinte ich schon das Impedanzverhältnis. Die Windungen sind 4:1 geteilt. Ich habe den auf der einen Seite mit 800 Ohm (16 x 50) terminiert und dann den Return Loss gemessen, und der war bei 32 MHz etwa -13dB. Das war allerdings, bevor ich ihn in die Schaltung eingebaut habe. > Kannst du nicht mal vorerst einen > Übertrager auf Doppelloch- oder Ringkern wickeln? Später, wenn alles > funktioniert, wieder zurückbauen. Wo würde ich diesen dann einbauen ...? Viele Grüße, Sven
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Ich konnte jetzt endlich mal mit dem Spectrum Analyzer nachmessen, was da eigentlich genau rauskommt. Im Anhang das Ergebnis. Das ist für etwa -22dBm Input bei 1380 MHz und +4dBm LO bei 1404 MHz. Vor dem SA ist noch ein 10dB externer Attenuator, also muss man überall etwa 10dB dazuzählen. Das LSB liegt also gerade wieder etwa die genannten 20dB unter dem erwarteten Level. Im ersten Bild sieht man ziemlich viel Kram -- die beiden größten Peaks, den oben und den unten, interpretiere ich mal als LSB und USB des Mischprodukts (von der Frequenz her passt es ja). Der große direkt links neben dem mit dem Marker müsste der LO Feedthrough sein. Den finde ich schonmal viel zu groß. Der müsste 40dB unter dem USB liegen, nicht 12 oder so. Der Rest sind wohl irgendwelche Mischprodukte höherer Ordnung, aber die sind ja alle sehr klein, von daher ist das wohl okay. Im zweiten Bild sieht man das LSB gezoomt, mit den ganzen Harmonischen. Das sieht eigentlich sehr hübsch aus, finde ich. Der 4. von links ist kein Peak vom Mischer, das ist das Radiosignal :) Vielleicht wird man ja hieraus schlauer? Besonders interessant erscheint mir die Information, dass der LO viel zu stark am Ausgang zu sehen ist, auch wenn ich selber damit nicht auf eine Fehlerursache rückschließen kann. Grüße, Sven
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Ich hab' mal noch etwas herumgemessen (insb. den Return Loss an den einzelnen Ports) und habe den Eindruck, dass die Impedanzanpassungen quasi überall ziemlich falsch sind. Besonders schlimm sieht es am Input aus. Ich komme auch wenn ich den Schaltkreis, den ich da aufgebaut habe für das Matching (aus dem Datenblatt!) simuliere nicht zu dem Ergebnis, dass der da irgendwie eine vernünftige Anpassung vornimmt. Ich habe ihn durch einen selbst entworfenen ersetzt, der geht allerdings genausowenig (S11 verläuft ziemlich genau gleich), obwohl er in der Simulation gut aussieht (s. Anhang). Sehr merkwürdig. Wie geht man vor, wenn man sowas entwerfen will?
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Aus dem LT5526 Datenblatt The external inductance is split in half (1.4nH), with each half connected between the pin and C1 as shown in Figure 4. The inductance may be realized with short, high impedance printed transmission lines, as in Figure 3, which provides a compact board layout and reduced component count. A 1:1 transformer (T1 in Figure 3) converts the 50Ω differential impedance to a 50 Ω single-ended input. Das Problem ist der Balun. MAl das DAtenblatt lesen . Auch vom LT5526 Egal was für ein Übersetzungsverhältnis , es muss von 50 ohm single ended auf differential transformiert werden. Also Trafo mit Mittenanzapf nehmen Richtig dimensioniert, gehts hervorragend. Auch auf den LO Pegel achten Martin
Hallo, mir fallen gleich mehrere Dinge auf: - Widerstände nach GND reduzieren Strom in Gilbertzelle - Keine doppelseitige Leiterplatte für ein Design im GHz-Bereich? - Leitungsimpedanzen? Parasitäre Kapazitäten, Induktivitäten?
Hallo! Danke für die Antworten erstmal. > Das Problem ist der Balun. Hmm. Ich habe den Balun am Ausgang aber mit Größen, die im Datenblatt vorgeschlagen waren, aufgebaut. Meinst du den Balun am Eingang oder am Ausgang? Ich habe eine zweite Platine mit einem Trafo mit Mittelanzapfung (für eine höhere IF) statt dem Lumped-Element-Kram am Ausgang. Die zeigt dasselbe Verhalten :( > - Widerstände nach GND reduzieren Strom in Gilbertzelle Danke, die hab' ich inzwischen entfernt beim rumbasteln, hat leider nicht geholfen. > - Keine doppelseitige Leiterplatte für ein Design im GHz-Bereich? Ist doppelseitig, aber die Rückseite ist komplett GND und deshalb nicht so interessant. Vias hab ich überall hingebohrt. > - Leitungsimpedanzen? Parasitäre Kapazitäten, Induktivitäten? Das ist mir jetzt auch gerade aufgefallen, dass das insb. am Input-Port wohl nicht gut ist. Ich hab' das mal mit einer Bastel-Lösung deutlich kleiner gemacht und es hat jetzt auch mehr Return Loss (ca. 7dB, ich weiß, immer noch ziemlich mies aber sollte ja eigentlich reichen). Leider hat es am Ergebnis nichts geändert. Siehst du sonst noch einen Punkt, wo die parasitären Kapazitäten / Induktivitäten ein Problem sein könnten? Viele Grüße, Sven
Ah! Ich hab' den Balun am Ausgang falschrum aufgebaut (Reihenfolge von L/C vertauscht). Dann funktioniert er (laut qucs) wohl nicht mehr richtig. Morgen baue ich eine neue Platine, wo ich all diese Fehler korrigiere. Vielleicht geht die dann.
Hallo, sind das am Eingang wirklich 680nH gegen Masse oder täuscht das nur? 680nH Drosseln sind auf 1.4GHz keine Drossseln mehr, weil die Eigenresonanz schon weit überschritten ist. Ansonsten die HF-Leiterbahnen gerade führen und als coplanar waveguide, wenn oben schon größflächig Masse sein soll. Die Masse oben dann zwischen Eingang und Ausgang trennen Die Vias sind mit Nieten oder mit Draht gemacht?
Hi! Das sind wirklich 680nH, das täuscht nicht -- danke für den Hinweis, ich nehme was kleineres. Würdest du oben weniger Masse empfehlen? Die Vias sind mit Kupferdraht gemacht, der oben und unten festgelötet wird. Ich weiß, dass das nicht ideal ist, aber mir fällt nix besseres ein was gut umsetzbar ist. Grüße, Sven
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Ich bau' jetzt nochmal ein neues Board, für das ich alle Matching-Schaltkreise recht sorgfältig simuliert habe und was auch so eng geroutet ist, wie ich es von Hand nacher auch noch irgendwie gebaut kriege. Außerdem habe ich einen Attenuator für den LO hinzugefügt, ich glaube, das Level war ein bisschen zu hoch. Die Simulationen hab ich auch mal alle angehängt, vielleicht sieht ja da jemand einen Fehler. Wenn das jetzt nicht funktioniert, dann weiß ich auch nicht.
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Hallo, zu deinen Fragen: wenn oben Masse und coplanare waveguide oder microstrip und dann einzelne Massefelder mit Durchkontaktierungen zur Groundplane Berechnung http://www.microwaves101.com/encyclopedias/326-coplanar-waveguide-calculator oder Appcad von Agilent Vias -> Hohlnieten, der Draht ist wegen des Skineffektes für UHF nicht mehr brauchbar. Und von den CU Nieten dann viele. Simulation, auch deine 47nH sind in dem Bereich keine 47nH mehr, sondern irgendwas kapazitives, ich nehme überlicherweise Fastron 0805 und da haben 47nH ca. 500MHz Eigenresonanz. Damit stimmt die Eingangssimulation nicht mehr. wenn laut dem Datenblat eher 3.3nH oder 2.7nH. Kann Qucs nur ideale Bauelemente?
Danke für die Infos! Soweit ich weiß kann qucs nur ideale Bauelemente, ich benutze das aber erst seit kurzem für nichttriviale Sachen, kann also sein dass ich das nur nicht kenne. Für Waveguides ist das leider alles zu klein auf dem Material. Das ist 1.4mm FR4 (das einzige, was ich zu kaufen gefunden habe? Gibt es irgendwo anderes Material zu kaufen, oder zumindest dünneres FR4?) -- da sind 50 Ohm Tracks 2.9mm breit. Und der Track vom Stecker zum Input ist ja nur 2mm lang, und auf dem Weg sind 3 Bauteile. :( Die 3mm sind auch deutlich kürzer als eine zwanzigstel Wellenlänge -- ist die Impedanz der Leitung da nicht relativ egal? Vias habe ich jeden halben Zentimeter in das Material gebohrt, wo Platz war. Das mit den Nieten kann ich jetzt leider nicht testen -- ich habe keine :( Ist der Draht wirklich so schlecht, wenn man den so seitlich anlötet, dass er ein Stück weit flächig auf der Platine aufliegt und innerhalb des Loches nicht von Zinn bedeckt ist? Denkst du, dass sich der beobachtete Fehler durch schlechte Vias erklären lässt? Wenn ich 3nH in die Simulation einbaue macht mir das das Matching kaputt, das scheint zu klein zu sein als Choke ... was kann man da machen? -- Ich habe jetzt mit dem neuen Board etwas rumgespielt, und folgende Ergebnisse gefunden: Der Input-Port hat bei 1.42 GHz einen Return Loss von 9dB, der LO-Port hat 16dB bei 1.415 GHz, und der Output hat 16dB bei 5.7 MHz. Das ist uuungefähr ™ das was ich simuliert hatte. Jedenfalls finde ich alle Werte gut genug um zu sagen "es sollte funktionieren" -- tut es aber nicht. Das LSB ist immer noch ~10dB schwächer vorhanden als erwartet (immerhin keine 20 mehr). Das Output-Signal ist jetzt auch sehr schön sauber, anders als vorher, da waren immer relativ starke Obertöne drin. Hilft aber leider nix :) Wie ist das eigentlich, ist die zu erwartende Ausgangsleistung von so einem Mischer die Summe aus LSB und USB oder je Band? Viele Grüße, Sven
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Duh, jetzt geht es. Ich habe auf dem neuen Board den LO Attenuator, den ich eingebaut habe, mit einem Stück Draht überbrückt. Dann stimmt der Pegel am Ausgang. Verstehe ich aber alles nicht. Der ADF4350, den ich als LO benutze, liefert laut Datenblatt bei der Einstellung bei dem ich ihn habe ungefähr 0dBm. Wenn ich nachmesse, sind es aber eher +10dBm (was schonmal sehr komisch ist). Also habe ich einen Attenuator eingebaut, damit der Mischer die +0 kriegt, die er will. Dann geht aber der Mischer nicht (bzw. liefert zu wenig Output). Lasse ich den Attenuator weg, dann geht der Mischer, obwohl der LO-Pegel ganz am obere Ende dessen sein müsste, was der überhaupt verträgt laut Datenblatt und deutlich über dem was er gern haben will. Hä? ;)
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