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Forum: HF, Funk und Felder Double balanced Ringmischer


Autor: Richard (Gast)
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Hallo,

ich will einen Ringmischer aus Dioden entwickeln und habe dazu noch 
viele Fragen.

Frequenzbereich:   LO und RF ca 3 bis 6 GHz, IF ca 1 bis 3 GHz
Isolation          LO-RF, LO-IF und RF-IF > 20dB
IIP3               > 20dBm
Platzbedarf        5x3cm
Energiebedarf      nicht relevant

Je kleiner die parasitären Effekte der Dioden sind desto besser sind die 
Eigenschaften des Mischers.

-Wie vermesse ich solche Dioden auf ihre parasitären Eigenschaften?
-Kann ich die Dioden schon vorher vermessen oder ist es nur in einem 
Mischeraufbau möglich?

Mit der Symmetrie ist es genauso, je symmetrischer der Aufbau der vier 
Dioden desto besser sind die Eigenschaften des Mischers.

-Wie vermesse ich am einfachsten die Symmetrie?
-Gibt solche Parameter der Hersteller schon an?
-Oder kann ich davon ausgehen wenn vier Dioden in einem Gehäuse verbaut 
sind dann werden diese schon irgendwie symmetrisch Schalten?


Um die hohe Isolation zwischen den drei Ports zu erreichen werden bei 
solchen Mischern 180° hybrid Koppler verwendet.

-Wie erreich ich die Breitbandigkeit von solchen 180° hybrid Kopplern? 
Die funktionieren doch nur bei einer Frequenz (lambda/4) +-20%.


Vielen Dank im voraus

Grüße
Richard

Autor: df1as (Gast)
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Sollte der Platzbedarf für die benutzte Frequenz nicht besser auf 5 x 3 
mm2 lauten? Auf 5 x 3 cm2 passt ja ein ganzes Radio! Ich habe es 
irgendwie noch im Sinn, dass selbst bei diesen hohen Frequenzen wegen 
der Breitbandigkeit konzentrierte Elemente für die Übertrager benutzt 
werden, zumindest bei den doppelt balancierten Mischern. Vielleicht gibt 
auch Mischer mit Leitungselementen, die kenne ich in der gewüschten 
Ausführung nicht. Welchen Sinn machte das?

Im Übrigen gibt es Diodenringe als 4-Pinner einzeln. Ich früher auch 
schon einige zerschossenen Ringmischer aus Interesse aufgesägt und das 
Innenleben betrachtet. Es gab beide Varianten, 4 einzelne Dioden oder 
integriert. Meist war alles vergossen ... Trafos gibt's auch einzeln, 
ggf. aber für den Frequenzbereich nicht passend. Ist zusammen so etwas 
wie ein Ringmischer-Bausatz.

Also ganz im Ernst: Als Laborversuch für die Studenten würde ich so 
einen 100-MHz-Ringmischer vielleicht aufbauen lassen. Aber da es diese 
Komponenten nun mal samt Datenblatt und vielleicht C. o. C. fertig und 
preiswert zu kaufen gibt (ja, ist alles relativ ...), würde ich mich da 
niemals dransetzen.

Autor: Richard (Gast)
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Danke für die Antwort.

Mit der Aussage 5 X 3 cm2 wollte ich damit sagen dass Platzbedarf keine 
Rolle spielt. Es wäre super wenn ich diesen Mischer auf 5 x 3 mm2 
aufbauen könnte.

Werden generell bei allen Breitbandmischer Übertrager eingesetzt? Kannst 
du mir welchen nennen die von 1GHz bis 6GHz gehen?

Einen 100MHz Ringmischer will ich auch gar nicht aufbauen sondern einen 
breitbandigen Mischer im GHz Bereich (siehe Oben) und da reicht es nicht 
aus einfach zwei Übertrager mit vier Dioden zusammenzulöten.

Autor: df1as (Gast)
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Ich bin nicht über 4,2 GHz hinausgekommen mit diesen Mischern. Geöffnet 
hatte ich wohl mal einen, der bis 2 oder 3 GHz ging (TFM-irgendwas von 
IE/mini-circuits) und welche bis 500 MHz. Das war die meistverwendete 
Frequenzangabe dieser Teile (IE-500 & Co.). Ist aber schon etwas länger 
her.

Die Permeabilität des Kernmaterials geht bei diesen Frequenzen rasch 
gegen die von Luft. Muss aber wohl dennoch funktionieren. Die Größe der 
Trafos und Diodenringe war vielleicht so 1 bis 2 mm. Mehr nicht. 
SMD-Mischer gab es noch nicht oder erst anfänglich. Es gab dafür so ein 
einheitliches Blechgehäuse mit max. 8 Pins. Auch die in 3 x SMA 
gepackten Mischer basierten wohl auf ein Stück Platine mit diesen 
"Blechmischern".

Die Hochstrommischer (sowas wie SRQ-11H bis SAY-11 oder VAY-1) wurden, 
soweit ich mich erinnere, mit Einzeldioden aufgebaut. Die haben auch ein 
Vielfaches gekostet.

Ich habe mich die letzten 15 bis 20 Jahre damit nicht mehr intensiv 
beschäftigt. Es gab zu der Zeit immer schöne Handbücher von den 
Herstellern, die neben Ihren Produkten auch die verschiedenen Techniken 
in allen Einzelheiten übersichtlich erklärt hatten.

Autor: Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne)
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parasitäre eigenschafen

ohmsche widerstände
leitungsinduktivität der anschlussleitung
sperschichtkapazität

--> small is beauti

Namaste

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Schaue mal bei Municom und dann als Hersteller Mini circuits, und dort 
unter Frequency mixers.

Da findet man alle möglichen Mischer. Auch noch die Blechkisten die 
DF1AS beschrieben hat. Aber die modernen Mischer sind wesentlich 
kompakter aufgebaut, und es gibt sie offenbar bis 21 GHz. Wie die 
kleinen ca 5*5mm großen Quader intern aufgebaut sind weis ich allerdings 
auch nicht.

Ralph Berres

Autor: Richard (Gast)
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Ich will keinen Mischer von mini-circuits, hittite, 
spectrummicrowave.... kaufen sondern einen Mischer selber entwickeln.

Das was ich über die HF Mischer  gelesen habe ist dass die einen 180° 
hybrid Koppler (magic tee, rat race) verwenden um eine hohe Isolation 
zwischen den einzelnen Ports zu erreichen und einer meiner Fragen ist 
wie bekommen die dann so eine große Bandbreite (von DC bis 21GHz) hin. 
Das geht doch nur mit Übertrager oder gibst da noch was anderes?

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Richard schrieb:
> sondern einen Mischer selber entwickeln.

> Ich will keinen Mischer von mini-circuits, hittite,
> spectrummicrowave.... kaufen sondern einen Mischer selber entwickeln.
>
> Das was ich über die HF Mischer  gelesen habe ist dass die einen 180°
> hybrid Koppler (magic tee, rat race) verwenden um eine hohe Isolation
> zwischen den einzelnen Ports zu erreichen und einer meiner Fragen ist
> wie bekommen die dann so eine große Bandbreite (von DC bis 21GHz) hin.
> Das geht doch nur mit Übertrager oder gibst da noch was anderes?

Ich befürchte, das wirst du überhaupt nicht hinbekommen.

21GHz entspricht einer Wellenlänge von nicht mal 1,5cm. Da darf die 
komplette Mischerstruktur nicht mal 3mm² groß sein, wenn sich nicht 
irgendwelche Laufzeiteffekte der Leitungen bemerkbar machen soll.

Die21GHz Mischer gehen auch nicht bis DC runter sóndern allenfalls bis
2 GHz. Die Transformatoren sind in diesem Falle winzig und mit dem 
blosen Auge kaum noch zu erkennen.

Ralph Berres

Autor: Richard (Gast)
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Das ist endlich mal eine sinnvolle Information d.h. alle 
Breitbandmischer verwenden Übertrager und keine 180° hybrid Koppler (rat 
race, magic tee).

Autor: df1as (Gast)
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Wenn man so ein Teil entwickeln will, schaut man erstmal, was die 
anderen so machen. Kaufen und aufmachen (ggf. ätzen oder was sonst dafür 
nötig ist) würde ich sagen. Es kochen alle nur mit Wasser!

Autor: df1as (Gast)
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Noch eine Anmerkung zu den Kopplern. In Leitungstechnik bekommt man 
schon Bandbreiten von 1 oder vielleicht 2 hin. Man sieht das z. B. an 
den Richtkopplern (Narda etc.). Auch 180°-Koppler können mit etwas 
Voodoo-Verwindungstechnik breitbandig in Leitungstechnik geätzt werden. 
Im Prinzip geht ein Übertrager (Trafo) ja auch mit Luft. Der Übergang 
von den konzentrierten Elementen zur Leitungstechnik ist auch nicht 
abrupt.

Man muss sich von den Mischer-Herstellern auch mal die Frequenz- resp. 
Phasenverläufe ansehen. Da ist mitunter eine gehörige Welligkeit dabei. 
Und meist kommt es dann auf 1 bis 3 dB nicht an. Eine Mischdämpfung von 
10 dB (ESB) ist ja noch völlig ausreichend, auch wenn man vom 
theoretischen Optimum (Fourier-Schaltspektrum) etwa schon 5 dB entfernt 
ist.

Und die hohe Isolation zwischen den Ports (ist 20 dB schon hoch?) wird 
doch m. E. schon durch die Balanciererei erreicht. Die könnte man sich 
leicht sogar wieder außerhalb des Mischers zunichte machen, bei 
schlechtem Aufbau. Oder sehe ich das falsch?

Autor: Richard (Gast)
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Das habe ich als nächstes auch vor. Ich dachte vielleicht hat schon 
jemand mal einen 6GHz Mischer selber entwickelt und kann mir ein paar 
praktische Tips geben.

Autor: Richard (Gast)
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Nein 20dB ist keine hohe Isolation, habe ich als Minimum vorrausgesetzt. 
Ich hatte in mehreren Artikeln über Mischer gelesen dass eine hohe 
Isolation (ohnen Angabe von Werten) nur mit den 180° hybrid Kopplern 
erreicht werden kann. Da war meine erster Gedanke sind die Mischer den 
auch Breitbandig? Aber so wie es aussieht geht es nur mit Übertragern.

Autor: Gonzo (Gast)
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für 3-6GHz mit 20dBm IIP3 breitbandig sind FETs (sh Triquint) viel 
besser geeignet

Autor: Gonzo (Gast)
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Isolation schaffst bis 6GHz du nur mit gedruckte Trafos

Autor: Richard (Gast)
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Gonzo schrieb:
> Isolation schaffst bis 6GHz du nur mit gedruckte Trafos

jep habe ich schon was gefunden siehe Anhang

Autor: Richard (Gast)
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Gonzo schrieb:
> für 3-6GHz mit 20dBm IIP3 breitbandig sind FETs (sh Triquint) viel
> besser geeignet


Sind es aktive oder passive FETs? Warum sind diese besser geeignet?

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