Forum: HF, Funk und Felder Frage zum Mischer


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von Tom (Gast)


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Hallo Zusammen,

habe eine Frage zur Ansteuerung des LO eines Mischers (Downconverter). 
Angenommen ein idealer Mischer mischt ein RF=1MHz (sinus) mit einem 
LO=1MHZ (sinus) liegt das IF Signal bei f(RF)-f(LO) (Summe interessiert 
mich hier nicht).

Wird diesem Mischer aber am LO mit einem Rechteck betrieben setzt sich 
das IF aus (f(RF)-f(LO))+(3*f(RF)-3*f(LO))+(5*f(RF)-5*f(LO))+... 
zusammen. In diesem Beispiel (wenn P(RF) linear ist) wird IF durch 
Rauschen der anderen Bänder überlagert.

Um dieses Rauschen bei einem reellen Mischer zu minimieren ist könnte 
die Harmonischen des LO unterdrückt werden. Wenn ich mir das Datenblatt 
des ADL5801 anschaue, ist zu erkennen, dass der LO verstärkt wird 
(Limiter ?). Kann man aus den Datenblatt erkennen, wie stark der LO 
dadurch verzerrt wird und ob sich eine Filterung am Eingang überhaupt 
rentiert?

Gruss Tom

von Sven D. (Gast)


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Tom schrieb:
> Um dieses Rauschen bei einem reellen Mischer zu minimieren ist könnte
> die Harmonischen des LO unterdrückt werden.

Womit dein LO Signal kein Rechteck mehr ist. Das Problem kann besser 
durch Filtern des Eingangssignals minimiert werden.

von Ralph B. (rberres)


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Tom schrieb:
> Um dieses Rauschen bei einem reellen Mischer zu minimieren ist könnte
> die Harmonischen des LO unterdrückt werden.

Heute werden gemeinhin Mischer verwendet welche entweder doppelt 
balangierte Diodenringmischer sind oder bei ICs eine Gilbertzelle ist.

Beide Typen basieren darauf das Schalter im Rhythmus der 
Lokaloszillatorfrequenz betätigt sind.

Es macht also Sinn das das Lokalsignal rechteckförmigen Signalverlauf 
hat.

Das Lokaloszillatorsignal muss deswegen auch genügend Amplitude haben um 
die Schalter richtig und vor allem schnell durchsteuern zu können.

Der maximale Pegel des Eingangssignales sollte um etwa 40db bis 50db 
geringer sein als der Oszillatorpegel, um einen hinreichend hohen 
Intermodulationsabstand zu gewährleisten.

Als Rauschen erscheinen am Ausgang immer die Rauschleistung von beiden 
Seitenbändern also auch der Spiegelfrequenz. Stören die 3db Mehr 
Rauschen, so muss man am Ausgang entsprechend filtern. Am Eingang muss 
man sowieso filtern um die Spiegelempfangsfrequenz zu unterdrücken.

Aber gerade bei DBM Mischern nicht vergessen alle drei Ports mit Hilfe 
von Diplexer breitbandig für sämtliche am Mischer anliegende Frequenzen 
mit 50 Ohm abzuschließen.

Ralph Berres

von Tom (Gast)


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Sven D. schrieb:
> Womit dein LO Signal kein Rechteck mehr ist. Das Problem kann besser
> durch Filtern des Eingangssignals minimiert werden.

Genau, dadurch wird der LO zum Sinus. Die Frage war aber ob es sich 
überhaupt bei diesem Mischer lohnt den LO zu filtern.

Ralph B. schrieb:
> Es macht also Sinn das das Lokalsignal rechteckförmigen Signalverlauf
> hat.

Ok, dann muss halt darauf geachtet werden, dass RF keine Frequenzen von 
f(n*LO) aufweisen um nicht ins Ausgangssignal zu fallen.

Danke euch beiden

von B e r n d W. (smiley46)


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>> durch Filtern des Eingangssignals minimiert werden.
> Genau, dadurch wird der LO zum Sinus. Die Frage war aber ob es
> sich überhaupt bei diesem Mischer lohnt den LO zu filtern.

Das Rx-Signal soll gefiltert werden, nicht das LO-Signal. Harmonische 
des Oszillators sind dann zwar vorhanden, sie können sich dann aber mit 
nichts mischen. Falls der Pegel stimmt, wird am Diodenringmischer aus 
einem Sinus immer automatisch ein abgerundeter Rechteck. Ob zuvor 
gefiltert wurde, spielt fast keine Rolle, der Unterschied beträgt ca. 
6dB. Du benötigst aber typischerweise eine Unterdrückung von 60dB oder 
mehr.

Gefiltert muss nur werden, wenn das LO Signal zuvor aus zwei weiteren 
Signalen durch Mischen erzeugt wurde. Dann müssen unerwünschte 
Mischprodukte entfernt werden.

von Tom (Gast)


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Danke Bernd du bringst es auf den Punkt.

von Jürgen B. (dl2jmb)


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Ralph B. schrieb:
> Aber gerade bei DBM Mischern nicht vergessen alle drei Ports mit Hilfe
> von Diplexer breitbandig für sämtliche am Mischer anliegende Frequenzen
> mit 50 Ohm abzuschließen.


Ich habe nie so richtig kapiert, wofür dieser

  50 Ohm-Diplexer

gut ist. Vielleicht kann mir jemand das mal vernünftig erklären.

von Sven D. (Gast)


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Die Antwort auf Deine Frager steht in dem Zitat, das Du gemacht hast.

von Ralph B. (rberres)


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DBM Mischer müssen um intermodulationsarm arbeiten zu können an alle 
drei Ports 50 Ohm sehen, und zwar bei allen am Mischer vorkommende 
Frequenzen.

Da ja am Ausgang ( und oft auch am Eingang ) Filter vorgesehen sind, 
wird diese Bedingung nicht mehr erfüllt.

Filter haben nur im Durchlassbereich 50 Ohm. Im Sperrbereich nicht mehr. 
Da können sie hochohmig aber auch niederohmig werden.

Um dieses Problem zu begegnen verwendet man Diplexer. Das ist nichts 
anderes als eine Frequenzweiche, welche sich in zwei Zweige aufteilt.

Zweig1 der das Signal weiterleitet zum Filter und

Zweig2 der die Signale welche nicht zum Filter leitet auf einen 50 Ohm 
Abschlusswiderstand leitet.

Damit ist ein breitbandiger 50 Ohm Abschluss gewährleistet.

Eine andere Möglichkeit wäre 10db Dämpfungsglieder an den Ports 
vorzusehen. Aber dabei geht zuviel Nutzsignal verloren.

Ralph Berres

: Bearbeitet durch User
von Jürgen B. (dl2jmb)


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Ralph B. schrieb:
> DBM Mischer müssen um intermodulationsarm arbeiten zu können an alle
> drei Ports 50 Ohm sehen, und zwar bei allen am Mischer vorkommende
> Frequenzen.

Das ist für mich keine Erklärung sondern eine Wiederholung der 
Forderung.

Ich kann nicht erkennen, wo in einer Dioden-Brückenschaltung,
einer Gilbertzelle oder einem Schaltermischer die 50 Ohm begründet sind.

von HF-Pfuscher (Gast)


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Jürgen B. schrieb:
> Ich kann nicht erkennen, wo ..... die 50 Ohm begründet sind.

Ja richtig. Ich auch nicht. Dioden haben schon gar nie nimmer
irgendwie 50 Ohm.

Die einzige Begründung die mir einfallen könnte wäre dass
käufliche Mischer in irgendeiner Art und Weise für die
Arbeitsweise "an 50 Ohm" auch dahingehend optimiert und
vor allem spezifiziert sind.

von Ralph B. (rberres)


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siehe das Dokument


http://www.informationsuebertragung.ch/Extras/Mischer.pdf

Da steht vieles drin auch über dbm und diplexer

Mischer wie IE500 usw sind gemeinhin auf 50 Ohm Portimpedanz 
konstruiert.

Das hängt mit dem Übersetzungsverhältnis der  verbauten Trafos, dem 
Oszillatorpegel und der dynamischen Steilheit der Schalterdioden 
zusammen.

Ralph Berres

von HF-Pfuscher (Gast)


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Ralph B. schrieb:
> Mischer wie IE500 usw sind gemeinhin auf 50 Ohm Portimpedanz
> konstruiert.

Wie soll das bei Mischern ohne Trafos (blanke Diodenquartette)
gehen?

Kann man also nicht verallgemeinern. Breitbandige Mischer kann
man auch nicht einfach mit HF-Strukturen auf 50 Ohm trimmen.

von Ralph B. (rberres)


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HF-Pfuscher schrieb:
> Wie soll das bei Mischern ohne Trafos (blanke Diodenquartette)
> gehen?

Hast du dir mal die Mischer angesehen?

Wo sind denn da keine Trafos?


HF-Pfuscher schrieb:
> Breitbandige Mischer kann
> man auch nicht einfach mit HF-Strukturen auf 50 Ohm trimmen.

Ist wohl ein Widerspruch in sich.

Hf Strukturen zur Impedanztransformation sind wohl selten breitbandig.

Auserdem ist hier die Rede von DBM

Ralph Berres

von B e r n d W. (smiley46)


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Der NE612 als typische Gilbertzelle weist 2 x 1,5k am Eingang und 2 x 
1,5k am Ausgang auf. Sowas steht im Datenblatt. Auf Fehlanpassung 
reagiert er nicht besonders kritisch, es entsteht im schlimsten Fall 
eine zusätzliche Dämpfung. Auf der anderen Seite wird er leicht 
übersteuert.

Analoge Schaltmischer findet man oft mit 200 Ohm abgeschlossen. Die 
Anpassung ist nicht kritisch. Jedoch würde ich empfehlen, den Eingang 
mit ~50 Ohm anzusteuern. Durch den 200 Ohm Abschluss reduziert sich die 
Dämpfung und bei IQ-Betrieb wird IMO die Abweichung zwischen den Kanälen 
geringer.

Wie oben schon erwähnt, sind typische Dioden-Ringmischer auf 50 Ohm 
ausgelegt. Diese Art von Mischer reagiert besonders empfindlich auf 
Fehlanpassung. Es gibt auch die Möglichkeit, den Mischer mit einem 50 
Ohm Widerstand abzuschließen und dann mit einem JFet zu puffern. Dadurch 
wird jedoch zusätzliche Dämpfung/Rauschen verursacht, welche bei 
rauscharmen Empfängern durch die HF-Vorstufe ausgeglichen werden muss. 
Insgesamt verschlechtert sich dadurch die Großsignalfestigkeit bzw. 
Dynamik.

Gleichzeitig befindet sich der JFet vor dem Roofing-Filter, weshalb 
diese Stufe auch großsignalfest ausgelegt werden muss. 
Großsignalfestigkeit muss mit einem hohen Ruhestrom erkauft werden.

von Erwin D. (Gast)


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Aber Bernd, wie kannst denn du als "blutiger Laie" einem "HF-Pfuscher" 
widersprechen? :-D

von Ralph B. (rberres)


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B e r n d W. schrieb:
> Es gibt auch die Möglichkeit, den Mischer mit einem 50
> Ohm Widerstand abzuschließen und dann mit einem JFet zu puffern.

Man kann den Ausgang aber auch mit einen Fet wie der P8002 in 
Gatebasisschaltung abschließen.

Auf Grund seiner Steilheit von etwa 20mA/V hat er einen 
Eingangswiderstand von 50 Ohm breitbandig.

Ralph Berres

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