Forum: HF, Funk und Felder Welchen Mixer nehmen?


von Alter Lateiner (Gast)


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Hallo Forum,  ich sitze mal wieder an einer alten Sache, an der ich 
schon mal vor ein paar Jahren saß. Für eine Art Frequenzsynthese will 
ich 2 Frequenzen mischen. In meinem Fall z.B. 100Mhz und 100,001MHz. Ich 
erhalte wie gewünscht die beiden Frequenzen 1kHz (diese wird nicht 
gebraucht ) sowie 200,001MHz. Diese brauche ich.  Könnte so schön 
sein...  Aber leider ist diese auf dem Spectrum Analyzer von einem 
Lattenzaun von Störfrequenzen in 1kHz Abstand umgeben.  Welchen Mixer 
soll ich besser nehmen? Der Mixer den ich habe ist ein 0815 von Mini 
Circuits.

von B e r n d W. (smiley46)


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Hallo,

es handelt sich wohl um Kreuzmodulation, der Mischer wird vermutlich 
übersteuert.

Es sollte sicher gestellt werden, daß der LO-Eingang typischerweise 
+7dBm aus dem ersten Oszillator bekommt und der RF-Eingang mit deutlich 
weniger Signal (evtl. -10dBm?) aus dem zweiten Oszillator gespeist wird. 
Alle Ports sollten mit 50 Ohm abgeschlossen werden.

Ansonsten wäre die aktuelle Beschaltung interessant.

Freundliche Grüße,
Bernd

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD835.pdf
ein echter Vierquadranten-Multiplizierer sollte eigentlich nur die zwei 
Frequenzen am Ausgang liefern.

von Ralph B. (rberres)


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Einen +13dbm Mischer nehmen und im HF Eingang bis maximal -30dbm 
aussteuern.

Dann sind die IM Produkte 80db niedriger als das HF Signal.

Aber dafür sorgen das alle drei Ports breitbandig mit 50 Ohm 
abgeschlossen sind. Breitbandig heißt für sämtliche vorkommende 
Frequenzen müssen 50 Ohm reell abgedeckt sein.

Ralph Berres

: Bearbeitet durch User
von Sven D. (Gast)


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Christoph K. schrieb:
> http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD835.pdf
> ein echter Vierquadranten-Multiplizierer sollte eigentlich nur die zwei
> Frequenzen am Ausgang liefern.

Du scheinst das verlinkte Dokument nicht genau betrachtet zu haben, vor 
allem die Bilder 12, 13 und 14 auf Seite 8.

von HST (Gast)


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Hallo A.L.,

dummerweise hast du die schlechteste aller Frequenzkombinationen 
genommen.

Falls das nicht anders geht, musst du zumindest darauf achten, dass du 
die 100MHz als LO nimmst (mit +7dbm oder, wie empfohlen, bei einem 
Hi-Level-Mixer +13dbm). Das LO-Signal erzeugt bei einem DBM zwangsläufig 
intern viele Oberwellen, die bei 100,001MHz LO-Frequenz zusammen mit den 
100MHz immer einen Lattenzaun von n x 1kHz um das Ausgangssignal 
erzeugen.

Besser wären z.B. 85,001MHz + 115MHz (LO) oder ähnlich. Dann kann man 
die unerwünschten Mischprodukte bequem wegfiltern.
MfG  Horst

von Ralph B. (rberres)


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HST schrieb:
> Das LO-Signal erzeugt bei einem DBM zwangsläufig
> intern viele Oberwellen, die bei 100,001MHz LO-Frequenz zusammen mit den
> 100MHz immer einen Lattenzaun von n x 1kHz um das Ausgangssignal
> erzeugen.

Nur wenn man den Mischer zu hoch austeuert. Fast jeder Spektrumanalyzer 
der keine Oberwellenmischung macht hat einen DBM am Eingang sitzen, und 
der zeigt diskrete Zweitonsignale durchaus auch richtig an, ohne das man 
die systeminterne IM3 Produkte zu sehen bekommt.

Ein +13dbm Mischer hat einen IM3 Abstand von gut 80db wenn man am 
Eingang maximal -30dbm anlegt.

Vorausgesetzt alle Ports sehen bei sämtliche vorkommende Frequenzen 50 
Ohm reell.

Ralph Berres

von HST (Gast)


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Hallo Ralph,

da widerpreche ich nicht, aber ich bezog mich auf das LO-Signal. Anbei 
zwei Bilder des LO-Signals bei einem 7dbm-Mixer (HP10514A).
Schon ab ca. 0dbm flachen sich die Spitzen des Sinus leicht ab, da die 
Schottky-Dioden bei 0,8Vss Eingangsspannung (ca.0,4V/Zweig bzw. 0,2V pro 
Diode) zu leiten beginnen. Bei +10dbm ist der Effekt schon drastisch 
sichtbar. Ideal wäre sogar ein symmetrisches Rechtecksignal, da dann die 
nichtlineare Zone um den Nulldurchgang schneller durchlaufen wird 
(-->kleinere Verzerrungen, IM). Die starken (überwiegend ungradzahligen) 
Oberwellen und ihre Mischprodukte werden normalerweise durch 
entsprechende Filterung am Ausgang unterdrückt.

Hat natürlich nichts mit der IM zu tun, die durch zu große 
Eingangsignale hervorgerufen wird (bekannte Faustformel: Eingangsignale 
sollten min. 45db unter dem LO-Pegel liegen).

Hier liegt allerdings nur ein Signal am Eingang an, daher gibt es keine 
IM sondern nur Oberwellen-Mischprodukte durch offensichtliche 
Übersteuerung des Eingangs (hier bin ich völlig einig mit deiner 
Ausführung).

Der Witz ist aber, dass man bei einem einzelnen Eingangssignal durchaus 
wesentlich höher aussteuern kann, wenn man die beiden Frequenzen wie in 
meinem Beispiel so weit auseinander legt, dass man das Nutzsignal bequem 
und beliebig stark von den unerwünschten Mischprodukten trennen kann. 
Bei einer Differenz von 1kHz ist eine Filterung unmöglich, sodass man 
eben mit einem sehr kleinen Signal arbeiten muss, also auf die 
Linearität des Mischers angewiesen ist.

Dir muss ich das ja nicht erklären, ist nur als generelle Info gedacht.

MfG, Horst

von Ralph B. (rberres)


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Alter Lateiner schrieb:
> In meinem Fall z.B. 100Mhz und 100,001MHz. Ich
> erhalte wie gewünscht die beiden Frequenzen 1kHz (diese wird nicht
> gebraucht ) sowie 200,001MHz. Diese brauche ich.  Könnte so schön
> sein...  Aber leider ist diese auf dem Spectrum Analyzer von einem
> Lattenzaun von Störfrequenzen in 1kHz Abstand umgeben.

Ja aber in einen zu hoch ausgesteuerten Mischer entstehen ja nicht nur 
Lo-Le und LO+LE sondern Auch 2*LO-LE und 2*LE-LO sowie 3*LO-2*LE und 
3*LE-2*LO usw.

Du kannst das leicht feststellen was vom Mischer kommt.

Reduziere den LE Pegel mal um 10db. Wenn sich dann die Störprodukte um 
20db verringern ist es IM3 wenn sie sich um 30db verringern IM5 usw.

Ich vermute das es sich im Lattenzaun bei der ersten 1KHz Linie  um 
2*LE-LO handelt, bei dem nächsten um 3*LE-2LO usw.

Diese Effekte verschwinden unter der Nachweisgrenze, wenn man den Pegel 
des LE in einen ausreichend großen Abstand zum LO Pegel hält.

Der LO Pegel sollte möglichst hoch sein. Idealerweise wäre der Strom ein 
Rechteck, so das die Dioden nur als Schalter arbeiten.

Im Gegensatz du einen additiven Mischer mit einer Diode wird hier nicht 
der krumme Kennlinienverlauf zum mischen benutzt ( bei welche viel mehr 
unerwünschte Produkte entstehen ), sondern er arbeitet wie ein 
Synchronmodulator.

Vielleicht konnte ich doch noch was zur Erhellung dieses Problemes 
beitragen.

Ralph

von B e r n d W. (smiley46)


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Je länger man darüber nachdenkt, um so ungünstiger wird diese 
Frequenzwahl. Schon die Harmonische 2*LO wird zum Problem, denn diese 
liegt entweder bei 200MHz oder bei 202MHz mit einem Pegel im 
einstelligen mV-Bereich.

von Ralph B. (rberres)


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B e r n d W. schrieb:
> Je länger man darüber nachdenkt, um so ungünstiger wird diese
> Frequenzwahl.

Ich denke das er seine Gründe für die Frequenzwahl hat.

B e r n d W. schrieb:
> Schon die Harmonische 2*LO wird zum Problem, denn diese
> liegt entweder bei 200MHz oder bei 202MHz mit einem Pegel im
> einstelligen mV-Bereich.

An dem LO Pegel kann man nichts drehen die muss mindestens so hoch sein 
wie der DBM es laut Datenblatt verlangt.

Aber der LE Pegel sollte entsprechend niedrig sein, damit die IM Pegel ( 
um solche handelt es sich letztendlich doch ) unter der 
Wahrnehmungsgrenze des SAs liegen.

Bei +13dbm sind es etwa -30dbm. Übrigens auch bei größeren Abständen 
entstehen diese IM Produkte. Sie lassen sich nur besser wegfiltern.

Ralph Berres

von W.S. (Gast)


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Horst, Ralph und Bernd - ist euch aufgefallen, daß der TO sich nicht 
mehr gemeldet hat? Wer weiß schon, was er da angestellt hat und was er 
eigentlich anzustellen gemeint hat... "für eine Art Frequenzsynthese..."

W.S.

von B e r n d W. (smiley46)


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> Ich denke das er seine Gründe für die Frequenzwahl hat.

Wer weiß, aber z.B. könnte LO:300,001MHz - LE:100,000MHz gemischt 
werden.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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mit seinem Latein am Ende?

Stimmt, die Harmonischen dürften stärker sein als die Sollfrequenz. 
Besser wäre 300 MHz als LO und 99,999MHz als RF, da kommen auch 200,001 
heraus.

Mein Analogmultiplizierer ist nur bei niedigeren Frequenzen gut, 
immerhin -60 dB bei 10 MHz und -50 bei 50 MHz. Noch -30 dB bei 100 MHz.

: Bearbeitet durch User
von HST (Gast)


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Hallo W.S,

tja, das ist so eine Sache mit den blöden [n x flo +/- m x fe].... 8-))

von Alter Lateiner (Gast)


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W.S. schrieb:
>Horst, Ralph und Bernd - ist euch aufgefallen, daß der TO sich nicht mehr
> gemeldet hat? Wer weiß schon, was er da angestellt hat und was er
> eigentlich anzustellen gemeint hat... "für eine Art Frequenzsynthese..."

Sorry Leute, ich lag mit akuter Glühweinkatharr und Rüsselpest im Bette 
hernieder...
Ich hatte mir seinerzeits zwei Maroni RF-Generatoren und einen Spectrum 
Analyzer zusammengeliehen. Diese Möglichkeit habe ich heute nicht mehr. 
Ich habe verschiedene Mixer von Mini Circuits probiert und mit Pegeln im 
Bereich von -20dBm bis +13dBm rumgespielt. Darauf das der Pegel am 
RF-Port um 45dB kleiner als am LO-Port sein soll bin ich leider nicht 
gekommen. Erst durch diesen Thread. Thx.
Gibt es keine Mixer die an beiden Ports hochpegelfest sind?

von Ralph B. (rberres)


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Alter Lateiner schrieb:
> Gibt es keine Mixer die an beiden Ports hochpegelfest sind?

Nein

Hat was mit Physik zu tun.

Ralph Berres

von HST (Gast)


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Hier zur Erklärung einer von zahllosen Artikeln über Schaltmischer mit 
Dioden, der den obigen Zusammenhang zwischen LO- und RF-Pegeln erklärt. 
Ich habe einige Passagen in Section 2 markiert. Das gilt auch für DBMs.

Horst

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