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Forum: HF, Funk und Felder Direktmischer mit passivem Diodenringmischer - Prinzipielles/Vorstufe nötig?


Autor: Stefan R. (droelf)
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Hallo,

ich habe hier ein paar von diesen fertigen Diodenringmischern (von 
minicircuits afaik, sowas hier:
http://www.webx.dk/oz2cpu/20m/mixer.htm ) rumfahren.
Damit würde ich mir gerne einen einfach Direktmischer für ein 
(Kurzwellen-) Amateurband bauen, mit IQ-Technik, also zwei von den 
Teilen und einmal direkt, einmal mit phasenverschobenem Signal mischen, 
um dann den Rest der Demodulation im Rechner in Software machen zu 
können, im Prinzip also ein SDR-RX im Stil von Softrock usw., nur eben 
nicht mit Analogschaltern sondern mit diesen fertigen Diodenmischern.
Dazu zwei Fragen:
- Bringt ein solcher passiver Diodenringmischer Vorteile ggü. einem 
geeigneten Analogschalter-IC?
- Ist es sinnvoll, davor noch eine Vorstufe zu packen? Laut Datenblatt 
gibt es ja eine gewisse Dämpfung der LO-Frequenz zum Eingang, trotzdem 
wird wohl etwas vom LO-Signal über die Antenne abgestrahlt, wenn man 
keine Vorstufe hat, andererseits macht man sich doch mit Vorstufe auch 
wieder die Grossignalfestigkeit kaputt!? (Natürlich würde ich auf jeden 
Fall, ob mit oder ohne Vorstufe ein simples Bandpassfilter an den 
Antenneneingang packen um den Mischer zu entlasten).

Gruß,
droelf

Autor: Bernhard (Gast)
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Die wesentlichen Punkte hast du ja schon genannt. Ohne Vorverstärker 
dürfte die abgestrahlte Leistung in der Größenordnung -20 bis -30 dBm 
liegen. Das ist nicht so viel, dass der internationale Funkverkehr 
gestört wird, aber schön ist es dennoch nicht. Außerdem wird die 
Empfindlichkeit des Empfängers durch den conversion loss des Mischers 
reduziert. Wenn du einen Vorverstärker einsetzt, sollte er nicht zuviel 
Gain haben, großsignalfest sein und rauscharm. Ich weiß nicht, was bei 
Großsignalfestigkeit dann der begrenzende Faktor ist, der Verstärker 
selber oder der dann durch den Verstärker mit höhrerem RF Pegel 
arbeitende Mischer.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Bernhard schrieb:
> Ohne Vorverstärker
> dürfte die abgestrahlte Leistung in der Größenordnung -20 bis -30 dBm
> liegen. Das ist nicht so viel, dass der internationale Funkverkehr
> gestört wird, aber schön ist es dennoch nicht.

Zumal derartige Mischer ja wohl nur dann richtig glücklich sind, wenn
sie einen kräftigen LO-Pegel vorgesetzt bekommen.  (Ist ein wesent-
licher Grund, warum man sie nicht in Geräten benutzen sollte, bei
denen es auf sparsamen Energieverbrauch ankommt.)

Die offiziell zulässige unerwünschte Abstrahlung im Empfangsfall ist
übrigens 2 nW (-> BNetzA, Verfügung Nr. 33/2007 Amateurfunk;
Richtwerte für unerwünschte Aussendungen gemäß § 16 Abs. 4 Satz 2 der
Amateurfunkverordnung (AFuV)).

Autor: Peter (Gast)
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>Die offiziell zulässige unerwünschte Abstrahlung im Empfangsfall ist
>übrigens 2 nW

=> das sind -57 dBm!

Autor: Stefan R. (droelf)
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Hallo,

erstmal Danke für Eure Anworten!
Also dann werde ich wohl nach dem Eingangsfilter noch eine simple 
Pufferstufe vorsehen müssen. Gibt es da eine empfehlenswerte Schaltung 
(Drainschaltung mit FET)?
Zu dem conversation loss: Das scheint allgemein üblich zu sein, bei 
DC-Empfängern die ganze Verstärkung aus dem NF-Pfad zu holen. Ich möchte 
halt keine Vorstufe, die die Vorteile der schönen High-Level-Mixer 
wieder zunichte macht...
Weiterhin habe ich gelesen, dass diese passiven Diodenmixer recht 
empfindlich sind auf Fehlanpassungen an allen Ports, sprich RF, LO, IF 
sollten alle schön mit 50 Ohm abgeschlossen sein. Dazu würde am 
RF-Eingang der beiden Mixer vom niederohmigen Pufferausgang (s.o. evtl. 
mit Drainschaltung) mit je einem 50Ohm Widerstand reingehen, bei den 
beiden phasenverschobenen LO-Signalen ebenso. Am Ausgang der Mischer 
sollte man einen Diplexer vorsehen, habe ich gelesen, damit eben nicht 
nur im Durchlassbereich des Tiefpasses eine definierte Impedanz 
herrscht:
http://www.qrp.pops.net/dip2.asp
Und noch was: Ist es ein Problem, wenn das LO-Signal rechteckig ist 
(also wie bei einem Schaltermischer)? Ich würde da eben die LO-Erzeugung 
aus einem Schaltermischerprojekt verwenden, im Prinzip ein 
Quarzoszillator mit TTL-Invertern, Phasenverschiebung mit RC-Glied und 
am Schluß beide Signale nochmal mit einer weiteren Inverterstufe puffern 
-> Zwei Rechtecksignale mit 90° Phasenverschiebung, die Amplitude müsste 
man natürlich noch etwas runterteilen. Schon klar, dass ein Rechteck-LO 
unerwünschte Mischprodukte  erzeugt, aber die sollten ja vom Tiefpass am 
Ausgang gefiltert werden (so machen es ja auch die Schaltermischer). 
Aber gibt es da irgendwelche Nachteile in der Leistung? Sonst würde ich 
halt einen diskreten Sinus-LO aufbauen...

Gruß,
droelf

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Stefan R. schrieb:
> Und noch was: Ist es ein Problem, wenn das LO-Signal rechteckig ist
> (also wie bei einem Schaltermischer)?

Meiner Meinung nach nicht, denn letztlich ist das ein Schalter-
mischer, die Dioden arbeiten als Schalter.  Zumindest wird die
Wirkungsweise dieses Mischers allgemein genau so beschrieben.

Autor: Stefan R. (droelf)
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Jörg Wunsch schrieb:
> Stefan R. schrieb:
>> Und noch was: Ist es ein Problem, wenn das LO-Signal rechteckig ist
>> (also wie bei einem Schaltermischer)?
>
> Meiner Meinung nach nicht, denn letztlich ist das ein Schalter-
> mischer, die Dioden arbeiten als Schalter.  Zumindest wird die
> Wirkungsweise dieses Mischers allgemein genau so beschrieben.

Ja ich überlege auch gerade, die Dioden schalten ja auch alles andere 
als linear, also selbst wenn da ein perfekter Sinus reinkommt wird durch 
deren (krumme) Kennlinie das "Schalten" ja eh nicht linear sein.

Autor: B e r n d W. (smiley46)
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Ich hätte eine dazu passende Frage

Hans Summers schreibt:
http://downloads.hanssummers.com/chap13.pdf
Chapter 13: squeals, howls and squawks

Sind Ringmischer wirklich so schlecht bezüglich des Rauschabstandes? Muß 
man das Signal vorher schon um 20dB verstärken, um einen vernünftiges 
S/N zu bekommen?

Von anderer Seite hört man, sie seien besonders großsignalfest. Gibt es 
irgendwo eine Gegenüberstellung von verschiedenen Mischern wie 
Analogschalter, Ringmischer, Gilbert, Dual-Gate-Mosfet, Bipolar 
Transistor, ...

Gruß, Bernd

Autor: Stefan R. (droelf)
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B e r n d W. schrieb:

> Von anderer Seite hört man, sie seien besonders großsignalfest. Gibt es
> irgendwo eine Gegenüberstellung von verschiedenen Mischern wie
> Analogschalter, Ringmischer, Gilbert, Dual-Gate-Mosfet, Bipolar
> Transistor, ...

Ja, das würde mich auch interessieren.

Autor: Kapitän Nuss (Gast)
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Stefan R. schrieb:
> Quarzoszillator mit TTL-Invertern, Phasenverschiebung mit RC-Glied und
> am Schluß beide Signale nochmal mit einer weiteren Inverterstufe puffern
> -> Zwei Rechtecksignale mit 90° Phasenverschiebung,

1. Du musst die 90° Phasenverschiebung recht genau hinkriegen => 
Spindeltrimmer
Wenn du z.B um 1° daneben liegt ist deine Seitenbandunterdrückung nur 
noch
20*log(sin(1°)) = -35dB
Vieleicht kann deine Software das ausgleichen?!

2. Ein Diodenringmischer der am LO-Eingang mit z.B. 10MHz gefüttert 
wird, empfängt natürlich auch auf der dritten Oberwelle 30MHz, 50MHz 
usw.
Also eingangsseitig einen entsprechenden Bandpass vorsehen.

3. Es gibt von Analog Devices einen neuen Analogmultiplizierer ADL5391 
der auf einer neuen MOS Technologie beruht. Sollte man sich mal ansehen.

Autor: Stefan R. (droelf)
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Kapitän Nuss schrieb:

> 1. Du musst die 90° Phasenverschiebung recht genau hinkriegen =>
> Spindeltrimmer
> Wenn du z.B um 1° daneben liegt ist deine Seitenbandunterdrückung nur
> noch
> 20*log(sin(1°)) = -35dB

gut zu wissen (die Formel).

> Vieleicht kann deine Software das ausgleichen?!

Ja z.T. kann das ja die Software, aber ich werde mir wohl mit gnuradio 
einen eigenen kleinen komplex->reell-konverter basteln, mit 
einstellbarem phasen/amplitudenausgleich, dann kann ich da Ding nämlich 
auch für Software verwenden, die keinen IQ-Eingang hat.

>
> 2. Ein Diodenringmischer der am LO-Eingang mit z.B. 10MHz gefüttert
> wird, empfängt natürlich auch auf der dritten Oberwelle 30MHz, 50MHz
> usw.
> Also eingangsseitig einen entsprechenden Bandpass vorsehen.

Jo das ist klar, Bandpass davor war sowieso geplant.

> 3. Es gibt von Analog Devices einen neuen Analogmultiplizierer ADL5391
> der auf einer neuen MOS Technologie beruht. Sollte man sich mal ansehen.

Hm sieht sehr nett aus das Teil. Ich will halt erstmal Erfahrung sammeln 
mit Material, was schon rumliegt, aber für den nächsten Empfänger 
dann...

Tnx,
droelf

Autor: Michael X. (Firma: vyuxc) (der-michl)
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Stefan R. schrieb:

> Und noch was: Ist es ein Problem, wenn das LO-Signal rechteckig ist
> (also wie bei einem Schaltermischer)?

Nö, funktioniert ganz gut bei Ringmischern


> Ich würde da eben die LO-Erzeugung
> aus einem Schaltermischerprojekt verwenden, im Prinzip ein
> Quarzoszillator mit TTL-Invertern, Phasenverschiebung mit RC-Glied und
> am Schluß beide Signale nochmal mit einer weiteren Inverterstufe puffern

Geht einfacher. Vierfache Frequenz erzeugen und mit Flipflops 
runterteilen. Bei f/4 hast du deine 90° ohne Spindeltrimmer

Autor: Ralph Berres (rberres)
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+7dbm am Localport sind noch keine wirklich hohe Pegel.
Es gibt Very-High Level Ringmischer von Industriel Electronics, die sich 
mit +27dbm  ( das sind ein halbes Watt ) am Local Port so richtig wohl 
fühlen. Die haben dann bei 0dbm ( das sind 223mV !! ) am Eingang 80db 
Intermodulationsabstand. Das ist ein Interceptpunkt 3. Ordnung von 
+40dbm!!. Das ist ein Wert der selbst von modernen 
Kurzwellentransceivern nur selten erreicht wird.
Allerdings wie der Vorgänger schon geschrieben hat, müssen all 3 Ports 
zwingend breitbandig mit 50 Ohm abgeschlossen sein. Sonst geht der IP3 
in den Keller. Die Durchlassdämpfung betreägt etwa 7db. Um diese 
Durchlassdämpfung verschlechtert sich das Eingangsrauschen auch. Das 
sollte man aber auf Kurzwelle nicht überbewerten, der Rauschpegel durch 
atmosphärisches Rauschen liegt an einer guten Antenne um ein mehrfaches 
des vom Empfänger generiertes Rauschen. Bei einer schlechten Antenne 
braucht man diese Grossignalfestigkeit aber nicht, da kann man dann 
einen Grossignalfesten Vorverstärker davorschalten. Vielleicht sollte 
man das generell tun und gegebenfalls bei großen Antennen ein resistives 
Dämpfungsglied davor schalten. So vermeidet man das das 0,5 Watt Local 
Oszillatorsignal über die Antenne abgestrahlt wird.

Mittlerweile baut man doppelbalangierte Ringmischer auch mit 
Leistungsmosfets statt mit Dioden auf. Diese können ähnlich gute 
Eigenschaften erreichen wie die Diodenringmischer, ohne sich die 
Nachteile der Durchgangsdämpfung einzuhandeln.

Ralph Berres

Autor: Kapitän Nuss (Gast)
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Ralph Berres schrieb:
> Mittlerweile baut man doppelbalangierte Ringmischer auch mit
> Leistungsmosfets statt mit Dioden auf.

Wenn es mir erlaubt ist, würde ich gerne die Schaltung dazu zum besten 
geben.

Autor: Stefan R. (droelf)
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Wow, das ist ja richtig nett was hier noch an Infos rüberkommt! Danke 
allen!

der-michl: Ja, das ist bekannt mit der 4-fachen LO-Frequenz und dann 
runterteilen. Die Sache mit dem RC-Glied die Phasenverschiebung zu 
erzeugen ist nur eine Notlösung, falls es für den interessanten Bereich 
keine f*4-Quarze gibt (Ich will erstmal den psk31-Bereich vom 80m- oder 
40m-Band empfangen).

rberres: Hm krass, Mixer mit 0,5W ;-). Ich werde wohl aber trotzdem eine 
Pufferstufe vorsehen (nach einem Bandpass), ohne Verstärkung um das 
Abstrahlen über die Antenne zu verhindern, auch wenn es nur wenig 
Leistung ist, man muss ja nicht rumsauen im Spektrum. Außerdem hätte ich 
dann, wenn die Pufferstufe breitbandig auf 50Ohm abschließt auch 
gleich den RF-Port sauber terminiert. Gibt es dazu empfehlenswerte 
Schaltungen für so eine Pufferstufe?

Kapitän Nuss: Tnx für die Schaltung, sowas werd ich auch mal probieren 
irgendwann.

Gruß,
droelf

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Hallo Stefan

Einen Bandpass direkt hinter oder vor dem Mischer hat den Nachteil das 
dann der Mischer auserhalb des Bandpasses nicht sauber terminiert ist.
Am ZF Ausgang ist wohl besser entweder direkt eine Stufe die am Eingang 
breitbandig 50 Ohm hat. Oder ein Diplexer. Es gab mal einen Fet P8000 ( 
Die fa. Giga-Tech hat den zu irrsinnigen Preisen ), der hatte etwa eine 
Steilheit von 20mS. Wenn man den in Gate-Basis Schaltung betreibt, ( das 
heist am source das Signal einkoppelt Sourcewiderstand 50 Ohm wählen 
und am Drain auskoppelt ) hat man eine saubere breitbandige Entkopplung. 
Der Drainwiderstand bestimmt dann den Ausgangswiderstand und die 
Verstärkung.

Den Localport würde ich über einen Dämpfungsglied sagen wir mal 6db 
betreiben. Der Eingangsverstärker muss so konstruiert sein, das er am 
Ausgang breitbandig 50 Ohm Innenwiderstand hat. Breitbandig heist, das 
alle Ports sowohl über den Eingangsfrequenzbereich , als auch die ZF als 
Uch den Localoszillatorfrequenzbereich sauber terminiert sein muss. Bei 
hochliegender ZF ist das schon eine Herausforderung.

Man kann natürllich eine Zwangsanpassung auch an alle drei Ports mit 
Dämpfungsglieder erreichen, was die Rauschzahl und den 
intermodulationsfreien Dynamikbereich verschlechtert.
Ich würde mal in der Zeitschrift UKW Berichte schauen da wurde mal eine 
trafogegengekopplte Verstärkerschaltung veröffentlicht.

Ralph Berres

Autor: Kapitän Nuss (Gast)
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Ralph Berres schrieb:
> trafogegengekopplte Verstärkerschaltung

Habe mich mal eben hingesetzt und sowas probiert... kann man aber noch 
ein bisschen dran schrauben   ;-)

Autor: Stefan R. (droelf)
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Ralph Berres schrieb:

> Einen Bandpass direkt hinter oder vor dem Mischer hat den Nachteil das
> dann der Mischer auserhalb des Bandpasses nicht sauber terminiert ist.

Ja, deshalb wäre ja auch die Idee:
Antenne->Bandpass->Puffer mit 25Ohm out->Mischer

(25Ohm Impedanz, weil ich ja einen iq-mischer mache und die RF-Eingänge 
beider Mischer parallel geschaltet sind).

> Am ZF Ausgang ist wohl besser entweder direkt eine Stufe die am Eingang
> breitbandig 50 Ohm hat. Oder ein Diplexer. Es gab mal einen Fet P8000 (
> Die fa. Giga-Tech hat den zu irrsinnigen Preisen ), der hatte etwa eine
> Steilheit von 20mS. Wenn man den in Gate-Basis Schaltung betreibt, ( das
> heist am source das Signal einkoppelt Sourcewiderstand 50 Ohm wählen
> und am Drain auskoppelt ) hat man eine saubere breitbandige Entkopplung.
> Der Drainwiderstand bestimmt dann den Ausgangswiderstand und die
> Verstärkung.

Ich baue ja einen Direktmischer, deshalb ist ja am Ausgang der Mischer 
eigentlich "nur" ein Tiefpass nötig. Gerade um den aber breitbandig mit 
50 Ohm abzuschließen, werde ich vor dem Nf-Verstärker einen solchen 
Diplexer vorsehen:
http://www.qrp.pops.net/dip2.asp
Oder ist eine Pufferstufe (Am Ausgang des Mixers) so wie Du oben 
schreibst doch besser?
Geht das auch mit handelsüblichen Fets?
Und kann ich diese Schaltung auch als Puffer vor dem Mischer (s.o., also 
zwischen Bandpass und Mischereingang) verwenden? Kann man diese Schaltun 
auch auf sehr wenig Verstärkung bzw. V=1 auslegen, es geht ja im 
wesentlichen nur um den sauberen Abschluss und eben das Abstrahlen des 
LO-Signals über die Antenne zu verhindern.

> Den Localport würde ich über einen Dämpfungsglied sagen wir mal 6db
> betreiben. Der Eingangsverstärker muss so konstruiert sein, das er am
> Ausgang breitbandig 50 Ohm Innenwiderstand hat. Breitbandig heist, das
> alle Ports sowohl über den Eingangsfrequenzbereich , als auch die ZF als
> Uch den Localoszillatorfrequenzbereich sauber terminiert sein muss. Bei
> hochliegender ZF ist das schon eine Herausforderung.

Da ich die LO-Frequenz eh per TTL-Logik erzeuge, wird sowieso ein 
Dämpfungsglied nötig sein, also von daher wird es wohl keine Probleme 
mit sauberer Anpassung geben.

> Man kann natürllich eine Zwangsanpassung auch an alle drei Ports mit
> Dämpfungsglieder erreichen, was die Rauschzahl und den
> intermodulationsfreien Dynamikbereich verschlechtert.
> Ich würde mal in der Zeitschrift UKW Berichte schauen da wurde mal eine
> trafogegengekopplte Verstärkerschaltung veröffentlicht.

Meinst Du damit einen sog. "Nortonverstärker"? Z.B. hier zu sehen:
http://www.qrpproject.biz/Media/Aktivantenne/Aktiv...
Dort hat eine Stufe 12dB Verstärkung, ist das für meine Zwecke (v.a. 
wenn man eine dickere Antenne drankommt) nicht zuviel? Evtl. könnte man 
ja durch mehr Gegenkopplung die Verstärkung runterdrehen..

Gruß,
droelf

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Ja genau den meinte ich. Der wurde auch von einen Mitarbeiter der Fa 
Rohde& Schwarz mal veröffentlicht. Der scheint ziemlich gut zu sein.

Ralph Berres

Autor: Stefan R. (droelf)
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Kapitän Nuss:

Nette Simulation, hast du mal den Interceptpunkt dritter Ordnung 
gemessen in der Simulation?
Wie man sowas macht mit LTSpice:
http://www.darc.de/distrikte/p/51/events/spice/vor...

Gruß,
droelf

Autor: Michael X. (Firma: vyuxc) (der-michl)
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Nortonverstärker sind gut, man nennt die auch X-Gegengekoppelte 
Verstärker. Im Beam-Verlag gibts die Bücher vom Eric Red, der geht auf 
die Dimensionierung ein.
Aber vorsicht! Die Rückwärtsdämpfung des ganzen ist um die 2dB. Sprich 
wenn dein Mischer mit 10dB rauspfeift hast du am Eingang des AMPs 
immernoch 8dB. Filtern mußt du also trotzdem.

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Michael X

Ja genau den meinte ich. Eric Red. Da in seinem Buch welches über 50Ohm 
Baugruppen handelt ziemlich viel Ähnlichkeit mit Rohde&Schwarz hat, 
nehme ich mal an das er bei dieser Firma beschäftigt war ( oder ist ).

Ralph Berres

Autor: Stefan R. (droelf)
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Hallo,

mir fällt gerade noch was ein: Wie schlägt sich denn ein schneller 
Video-Opamp als Vorstufe im Vergleich zu diskreten Transistoren? Ich 
dachte da z.B. an den AD812:

http://www.analog.com/static/imported-files/Data_S...

der-michl: Hm das mit der Dämpfung an den Eingang von nur 2dB war mir 
nicht bekannt, leuchtet aber ein.. Damit ist das natürlich ein Problem, 
die Vorstufe soll ja gerade die LO-Frequenz von der Antenne fern halten. 
Und das Bandpass davor bringt in meinem Fall auch nichts, da ich ja 
einen DC-Empfänger baue, sprich die LO-Frequenz liegt mitten im Band und 
damit im Durchlassbereich des Bandpass...

Gruß,
droelf

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Naja ganz oben am Anfang hattest du mal was von Kurzwellenempfänger 
geschrieben. Das ist also in der Regel 1,6-30MHz. Eventuell sogar bis 
50MHz.
Das ist für mich kein DC mehr und der AD812 ist da wohl auch nicht mehr 
der passende Kanidat. Eventuell einen MMIC davor schalten. Era5 z.B. 
Aber die haben auch nicht das traumhafte Grossignalverhalten. Sie haben 
aber den Vorteil das sie unkompliziert zu handhaben sind. Ein und 
Ausgänge sind schon im etwa an 50 Ohm angepasst.
Ich persöhnlich kann dem Verfahren direkt auf ZF =0 zu mischen nichts 
abgewinnen. Man kann zwar mit der Aufteilung in I und Q mit 2 getrennten 
Mischer das Problem beseitigen das man beide Seitenbänder demoduliert, 
aber
nicht umsonst haben die ganzen wirklich guten KW Empfänger eine erste ZF 
von deutlich über 30MHz ( meist 70MHz ), die zweite ZF meist 21,4 MHz 
weil es da fertige Quarzfilter gibt, und eventuell noch eine dritte ZF 
die auf wenige 10 KHz runtermischt, um dann mit einen DSP weiter 
arbeiten zu können.
Ganz nebenbei bemerkt haben die meisten Konstrukteure von KW Empfängern 
vergessen das Seitenbandrauschen der Localoszillatoren die nötige 
Aufmerksamkeit zu schenken. Was nützt ein intermodulationsfreier 
Dynamikbereich, wenn durch reziprokes Mischen der Funkamateur 10KHz 
neben der Frequenz einen Rauschteppisch über das eigene Signal legt, 
welches vom eigenen Localoszillator stammt. Die DDS Synthesizer und auch 
schlecht konzipierte PLL Oszillatoren neigen sehr stark dazu. Aber sowas 
ist schon fast eine Wissenschaft für sich. Auch da gab es schon in den 
80ger Jahren Beiträge in dem Magazin UKW-Berichte zu dem Thema, und auch 
Lösungsvorschläge.

Ralph Berres

Autor: Stefan R. (droelf)
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rberres: Ja also das soll ein einfacher Monobandempfänger werden für den 
psk31-Bereich des 80m oder 40m-Bandes, der LO wird ein einfacher 
Quarzoszillator auf fester Frequenz sein (man kann ja dann in Software 
um einige kHz abstimmen...), also kein DDS oder PLL. Dadurch denke ich 
mal wird die Qualität des LO-Signals recht gut sein...

Gruß,
droelf

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Ja das denke ich auch. Ein sauber konzipierter Quarzoszillator ( nicht 
eine Quarzzerbröselungsschaltung mit einen SN7400 ) dürfte was 
Seitenbandrauschen betrifft kaum zu schlagen sein, wenn man nur die 
Rückkopplung auch regelt, und somit die Quarzbelastung so klein wie 
möglich hält.

Ralph Berres

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Ralph Berres schrieb:
> nicht
> eine Quarzzerbröselungsschaltung mit einen SN7400

Ich habe aus meiner Jugendzeit noch den Spruch in Erinnerung:

"Es gibt effektivere Methoden, monokristallinen Quarz zu zerkleinern,
als das Anregen mit einem [SN]7400."

:-)

Bei meiner ersten produktiv genutzten Quarzgeneratorschaltung habe
ich mich dann dran gehalten und eine gesucht, die nicht mit vollem
Galopp auf den Quarz eindrischt.  Der Quarz ist ein 100-kHz-Glasquarz,
und die Schaltung braucht einige Sekunden, bis er brauchbare
Amplitude erreicht. ;-)

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Es gab doch mal einer Namends Neubig oder so ähnlich der bei der Fa 
Kristallverarbeitung Neckarbischofsheim gearbeitet hat. Der hat doch mal 
ein Schriftum veröffentlicht welches sich nur über die verschiedene 
Quarzschliffe ausgelassen hat und auch Schaltungen vorgestellt hat wie 
man rauscharme stabile Quarzoszillatoren baut. Das gab es sogar als 
viele PDF Files im Internet zum runterladen. Ich weis nur nicht mehr wo.

Ralph Berres

Autor: Stefan R. (droelf)
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Also wegen dem Quarzoszillator schwebt mir so etwas vor:

http://www.dietmar-weisser.de/hf-projekte/generato...

(Ich hatte sowas auch schon woanders gefunden, habe aber den Link gerade 
nicht parat). Aber das Prinzip ist des gleiche: Das Ausgangssignal wird 
durch den Quarz ausgekoppelt, also quasi nochmal gefiltert.
K.A. ob sich der Aufwand lohnt, aber macht ja auch Spass sowas zu 
basteln..

Gruß,
droelf

Autor: Arno H. (arno_h)
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Bei Weisser findet sich ein Link zu Bernd Neubig, von dem der Entwurf 
zum großen Teil stammt (96MHz Oszillator in den UKW-Berichten, müsste 
ich aber erst nachsehen). QSL-Net ist aber sehr langsam und das 
Quarzkochbuch kann auch auf der Axtal-Site (wesentlich schneller) 
runtergeladen werden.
http://www.axtal.com/index-deutsch.html

Arno

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Dieser Artikel über den 96MHz Quarzoszillator ist sogar auch auf diesen 
Link zu finden. ( Axtal.com ).Unter technische Infos und dann technische 
Veröffentlichungen. Da sind sowohl die Artikel in den UKW Berichten als 
auch das große Quarzkochbuch zum runterladen drin.

Stefan

unbedingt lesen!! das hat wirklich Hand und Fuss was der Bernd dort 
schreibt. Bei dem Bau des Quarzoszillators solltest du das beherzigen.

Ralph Berres

Autor: Stefan R. (droelf)
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Ahja danke, das Quarzkochbuch lese ich mir gerade rein!

Gruß,
droelf

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Arno H. schrieb:
> Bei Weisser findet sich ein Link zu Bernd Neubig, von dem der Entwurf
> zum großen Teil stammt (96MHz Oszillator in den UKW-Berichten, müsste
> ich aber erst nachsehen). QSL-Net ist aber sehr langsam und das
> Quarzkochbuch kann auch auf der Axtal-Site (wesentlich schneller)
> runtergeladen werden.
> http://www.axtal.com/index-deutsch.html
>

@ http://www.dietmar-weisser.de/hf-projekte/generato...
Ein 20MHz-Quarz auf 4.Oberton?? Meint er wohl die fünffache Frequenz, 
was nach meiner zählweise die 5.Oberwelle ist. Weil soweit ich weiß, nur 
ungerade Oberwellen stabil anregbar sind.


Hm. Wenn man den Quarz durch einen Schwingkreis 
Spule+Kondensator+Varicap ersetzt, würde das Prinzip doch das Gleiche 
bleiben?? Ob das was bringt?

Was ist von dem Discroll-Oszillator zu halten? Irgendwas mit einer 
Kaskodenschaltung war das. Sieht irgendwie ziemlich ähnlich aus.

Ein Vergleich an real realisierten Oszillatoren jenseits der 
grundlegenden theoretischen Betrachtung ist mir leider noch nicht in die 
Hände gekommen. Im Lehrbuch sieht ja das meiste schön aus.

Mich persönlich wäre eine Figure-of-Merit für das Verhältnis von 
Rauschseitenbändern zu Leistungsverbrauch interessant. Allgemein gilt ja 
bei Oszillatoren, mehr Power gleich weniger Rauschen.

Autor: Ralph Berres (rberres)
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> Allgemein gilt ja
bei Oszillatoren, mehr Power gleich weniger Rauschen.

wieso das denn?

Je weniger Verstärkungsüberschuß und je weniger der Quarz belastet wird, 
desto kleiner sind die Rauschseitenbänder. Sonst könnte man doch gleich 
eine Quarzzerbröselungsschaltung mit einen 7400 TTL Gatter aufbauen.
Der Bernd Neubig weis schon was er schreibt.

Ralph Berres

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Ralph Berres schrieb:

> Ganz nebenbei bemerkt haben die meisten Konstrukteure von KW Empfängern
> vergessen das Seitenbandrauschen der Localoszillatoren die nötige
> Aufmerksamkeit zu schenken. Was nützt ein intermodulationsfreier
> Dynamikbereich, wenn durch reziprokes Mischen der Funkamateur 10KHz
> neben der Frequenz einen Rauschteppisch über das eigene Signal legt,
> welches vom eigenen Localoszillator stammt. Die DDS Synthesizer und auch
> schlecht konzipierte PLL Oszillatoren neigen sehr stark dazu. Aber sowas
> ist schon fast eine Wissenschaft für sich. Auch da gab es schon in den
> 80ger Jahren Beiträge in dem Magazin UKW-Berichte zu dem Thema, und auch
> Lösungsvorschläge.
>

Wäre eine Integer-PLL mit Teilern aus möglichst wenigen Primzahlfakoren 
interessant?
Irgendwie dünkt es mir, das man so die Spurs möglichst weit ab vom 
Träger bringt und sie dort durch die PLL-Schleife tiefpaßfunktion 
wegfiltern kann. Hm. Man müßte SPICE über Nacht laufen lassen ;-)

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Ralph Berres schrieb:
>> Allgemein gilt ja
> bei Oszillatoren, mehr Power gleich weniger Rauschen.
>
> wieso das denn?
>
> Je weniger Verstärkungsüberschuß und je weniger der Quarz belastet wird,
> desto kleiner sind die Rauschseitenbänder. Sonst könnte man doch gleich
> eine Quarzzerbröselungsschaltung mit einen 7400 TTL Gatter aufbauen.
> Der Bernd Neubig weis schon was er schreibt.
>

Meine Aussage bezog sich auf die Leistung in den aktiven Bauteilen. Beim 
Quarz sollte man auf einem Niveau knapp unter der Leistungsgrenze 
bleiben, was so ca. 1mW Wirkleistung ist. Da man nun die Leistung im 
Quarz nicht beliebig steigern kann, müssen die die Schwingung 
verstärkenden Bauelemente entsprechend 'empfindlich' reagieren, sprich 
wenig rauschen!

Bei extrem niedriger Leistung im Quarz fängt dieses übrigens an, ein 
Eigenleben zu entwickeln was nicht seiner Funktion entspricht.


Und was die Krücken auf 7400 angeht:
Klar, damals hatte ich die auch aus der c't 12/83 nachgebaut für den 
ersten PC. Aber das ist nun heute wirklich unter meinem Niveau. Sowas 
stammt aus den Gedanken rein digitaler Entwickler ohne Analogwissen 
jenseits eines Spannungsteilers.
Ein 74HCU oder 4060 sollte es schon sein, wenn es denn digital sein muß. 
Für Anfänger: Die Gatter dürfen nicht gebuffert sein!

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Abdul

Die PLL kann man dann erfolgreich einsetzen, wenn man
1. die Kapazitätsdiode so lose ankoppelt das er tatsächlich nur den 
notwendigen Frequenzbereich überstreicht bei fast vollen Spannungshub, ( 
wobei die Güte der Varicap bei niedrigen Abstimmspannungen dramatisch 
schlechter wird,
2. Den zu disziplinierenden Oszillator in der PLL Schleife so aufbaut 
das er von sich aus schon die nötige Stabilität und Rauscharmut 
aufweist.

Genau das machen die ganzen Hersteller nicht. Da wird eine einfache 
Oszillatorschaltung in der PLL genommen. Die PLL wird es schon richten.

Der Oszillator in einer PLL muss genau so sorgfältig und stabil 
aufgebaut sein als wäre es ein analoger VFO.

Am saubersten arbeitet noch eine PLL die ganzzahlige Teilerverhältnisse 
haben. Damit erreicht man aber entweder eine geringe Auflösung oder eine 
geringe Regelgeschwindigkeit. Fraktionale PLL Schleifen haben 
prinzipiell einen Phasenjitter genauso wie die so modernen DDS 
Synthesizer.

Man kann bei einen fraktionalen PLL den Phasenjitter zwar wieder 
rauskürzen in dem man eine Phasenmodulation aufprägt der genau diesem 
Jitter entgegenwirkt, das wird aber nur in einigen Signalgeneratoren der 
Premiumklasse namhafter Hersteller gemacht.

Ralph Berres

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Ralph Berres schrieb:
> Abdul
>
> Die PLL kann man dann erfolgreich einsetzen, wenn man
> 1. die Kapazitätsdiode so lose ankoppelt das er tatsächlich nur den
> notwendigen Frequenzbereich überstreicht bei fast vollen Spannungshub, (
> wobei die Güte der Varicap bei niedrigen Abstimmspannungen dramatisch
> schlechter wird,
> 2. Den zu disziplinierenden Oszillator in der PLL Schleife so aufbaut
> das er von sich aus schon die nötige Stabilität und Rauscharmut
> aufweist.
>
> Genau das machen die ganzen Hersteller nicht. Da wird eine einfache
> Oszillatorschaltung in der PLL genommen. Die PLL wird es schon richten.
>

Hm. Der Grund ist eher Nichtwissen oder die Schwierigkeit eine 
Induktivität auf dem Chip mit zu integrieren. Dort sind es dann oftmals 
RC-Phasenschieber als Oszillator.
Andererseits kann man die schlechte Güte auch dazu nutzen, direkt mit 
der PLL das Sendesignal zu modulieren.
Wobei ich hierbei hänge, da ich nicht weiß wie der Zusammenhang zwischen 
Güte, Phasenrauschen und Bandbreite ist.


> Der Oszillator in einer PLL muss genau so sorgfältig und stabil
> aufgebaut sein als wäre es ein analoger VFO.
>
> Am saubersten arbeitet noch eine PLL die ganzzahlige Teilerverhältnisse
> haben. Damit erreicht man aber entweder eine geringe Auflösung oder eine
> geringe Regelgeschwindigkeit. Fraktionale PLL Schleifen haben
> prinzipiell einen Phasenjitter genauso wie die so modernen DDS
> Synthesizer.

Ja. Meine aktuelle Idee ist nun für die Teiler reine Primzahlen zu 
benutzen. Wobei ich hierbei relativ große Teiler als Vorbedingung 
andenke. Probiert habe ich es noch nicht.


>
> Man kann bei einen fraktionalen PLL den Phasenjitter zwar wieder
> rauskürzen in dem man eine Phasenmodulation aufprägt der genau diesem
> Jitter entgegenwirkt, das wird aber nur in einigen Signalgeneratoren der
> Premiumklasse namhafter Hersteller gemacht.
>

Ist das das gleiche Prinzip wie es unter dem Begriff MASH läuft und z.B. 
im Si570 realisiert ist?

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Abdul K. schrieb:
> Ein 20MHz-Quarz auf 4.Oberton?? Meint er wohl die fünffache Frequenz,
> was nach meiner zählweise die 5.Oberwelle ist.

Nein, es ist die 4. Oberwelle, oder die 5. Harmonische.

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Aha. Da scheint die zählweise also unterschiedlich. Ich fange bei der 
Grundfrequenz immer gleich Null an, zu zählen. Ist wohl besser man redet 
immer nur von Harmonischen.

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