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Forum: HF, Funk und Felder Mischer mit Dualgate FET


Autor: Franzl F. (Firma: Elektroniker) (franzl-f)
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Hallo,

Würde gerne einen Doppelgate MOSFET wie BF981/BF961 für einen Mischer 
benutzen.

Nur ist mir jetzt nicht ganz klar was ich alles als Mischprodukt 
erhalte.

Wenn ich jetzt 10Mhz mit 1MHz Mische, bekomme ich da dann nur 9Mhz und 
11Mhz und 2Mhz und 20Mhz raus oder sehe ich die Eingangssignale wie 
10Mhz und 1Mhz auch noch?

Welcher einfacher Mischer würde sich außer Diodenring/Gilbertzelle noch 
als Mischer eignen wo ich meine Eingagssignale nicht mit im 
Ausgangssignal habe?

Autor: Sunny (Gast)
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Das Hauptproblem wird der Träger/LO/Local Oszillator sein. Er ist am 
stärksten vertreten.
Am besten Empfangsfrequenz, LO-Frequenz und Zwischenfrequenz so wählen, 
das man mit geringem Aufwand schon gut filtern kann.

In einem Ringmischer wird der Träger um ca. 50dB unterdrückt (wenn der 
Ringmischer wirklich symmetrisch aufgebaut und an allen 
Eingängen/Ausgängen korrekt mit 50 Ohm abgeschlossen ist).

Auch mit der Gilbertzelle kannst du symmetrisch arbeiten (z.B. im IC 
NE602 alias NE612, SA602, SA612). Du hast dann einige Vorteile (interne 
Verstärkung, Oszillator schon eingebaut, kein 50-Ohm-Abschluss nötig, 
das LO-Signal kann recht bescheiden von der Amplitude her ausfallen).


Franzl F. schrieb:
> Welcher einfacher Mischer würde sich außer Diodenring/Gilbertzelle noch
> als Mischer eignen

Es gibt auch Mischer mit nur zwei oder gar nur einer Diode.


Wenn keine Übersteuerungsgefahr am Eingang besteht, würde ich 
prinzipiell einen NE602 oder seine Derivate (s.o.) benutzen.

Autor: Sunny (Gast)
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Franzl F. schrieb:
> Wenn ich jetzt 10Mhz mit 1MHz Mische, bekomme ich da dann nur 9Mhz und
> 11Mhz

Ja.



Franzl F. schrieb:
> 2Mhz und 20Mhz

Das wäre mir neu. Eher nicht.

Autor: Ralf L. (ladesystemtech)
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Franzl F. schrieb:
> Wenn ich jetzt 10Mhz mit 1MHz Mische, bekomme ich da dann nur 9Mhz und
> 11Mhz raus?

Ja. 1 Mhz, 10 MHz, 2 MHz und 20 MHz entstehen erst gar nicht.

Franzl F. schrieb:
> Welcher einfacher Mischer würde sich außer Diodenring/Gilbertzelle noch
> als Mischer eignen

Außer dem Diodenring fallen mir nur fertige IC's ein: MC12002, LM1496, 
MC1496, SA612 ...   Der Dualgate FET ist da schon die einfachste 
Möglichkeit.

Autor: nachtmix (Gast)
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Franzl F. schrieb:
> oder sehe ich die Eingangssignale wie
> 10Mhz und 1Mhz auch noch?

Wenn du nur einen einzelnen  DG-MOSFET benutzt, dann ja.
Für eine Unterdrückung von Träger und LO brauchst du symmetrische 
Mischer.

Autor: B e r n d W. (smiley46)
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> Wenn ich jetzt 10Mhz mit 1MHz Mische, bekomme ich da dann nur 9Mhz
> und 11Mhz und 2Mhz und 20Mhz raus oder sehe ich die Eingangssignale
> wie 10Mhz und 1Mhz auch noch?

Du bekommst die Grundwellen und ihre Harmonischen:
1, 2, 3, 4, 5 MHz usw.
10, 20, 30, 40, 50 MHz usw.

Dann die Mischprodukte wie z.B.
10-1; 10+1
10-2; 10+2
10-3; 10+3 usw.
20-1; 20+1
20-2; 20+2 usw.
30-1; 30+1
30-2; 30+2 usw.

Und alle Mischprodukte mischen sich wieder miteinander. Die meisten 
davon sind jedoch nicht relevant, weil die Amplitude schon stark 
abfällt.

Viele der unerwünschten Ausgangssignale werden bei doppelt balancierten 
Mischern schon um 40-50dB unterdrückt.

Autor: Possetitjel (Gast)
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Franzl F. schrieb:

> Welcher einfacher Mischer würde sich außer
> Diodenring/Gilbertzelle noch als Mischer eignen wo
> ich meine Eingagssignale nicht mit im Ausgangssignal
> habe?

Keiner, soweit ich weiss.

Eintaktmischer (dazu gehört auch der Doppelgate-FET)
liefern außer den Mischprodukten auch beide Eingangs-
signale am Ausgang.

Gegentaktmischer (=einfach balancierte Mischer) unter-
drücken eins der Eingangssignale.
Doppelgegentaktmischer (=Doppelbalancemischer) unter-
drücken beide Eingangssignale.

Eine originelle Varianten für einen relativ simplen
Gegentaktmischer ist der Poljakow-Mischer, über den recht
wenig in den Weiten des Internet zu finden ist.

Autor: Tobias P. (hubertus)
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Ralf L. schrieb:
> Außer dem Diodenring fallen mir nur fertige IC's ein: MC12002, LM1496,
> MC1496, SA612 ...   Der Dualgate FET ist da schon die einfachste
> Möglichkeit.

ich werfe noch den HFA3101 ins Spiel. Dieser hat nur 6 gematchte 
Transistoren drin, keine Bias-Netzwerke und keinen Oszillator, somit hat 
man mehr Möglichkeiten. Auch ist die NF (Nasenfigur ;-)) beim 3101 
besser als beim 612 und er geht frequenzmässig angeblich bis 10GHz, was 
ich aber noch nicht getestet habe.

Autor: Sunny (Gast)
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Possetitjel schrieb:
> Eine originelle Varianten für einen relativ simplen
> Gegentaktmischer ist der Poljakow-Mischer, über den recht
> wenig in den Weiten des Internet zu finden ist.

Hier findet man etwas dazu:

http://soldersmoke.blogspot.de/2010/03/polyakov-pl...

http://www.agder.net/la8ak/c21.htm


> Doppelgegentaktmischer (=Doppelbalancemischer) unter-
> drücken beide Eingangssignale.

Gehört der Diodenringmischer zu dieser Sorte?


Ansonsten gibt es auch noch Schaltmischer . Dabei werden elektronische 
Schalter wie der 4066 (glaube ich) verwendet. Die sollen auch sehr gute 
Eigenschaften haben.

Autor: Tobias P. (hubertus)
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Sunny schrieb:
> Dabei werden elektronische Schalter wie der 4066 (glaube ich) verwendet.
> Die sollen auch sehr gute Eigenschaften haben.

Ja, sog. H-Mode Mixer. Es gibt einen Bus-Switch, 4 Bit, von Fairchild, 
welcher sich gut dafür eignet. Bin mir nicht mehr sicher, obs der 
FST3125 war...

Autor: Sunny (Gast)
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Mit so einem Stick
Ebay-Artikel Nr. 122831203910
(USB RTL-SDR w/ 0.5PPM TCXO, Metal Case, SMA. R820T2 RTL2832U)
kannst du mit ein bisschen Fingerspitzengefühl auch selber Messungen 
durchführen.

Mit einem zusätzlichen Upconverter (kann man leicht selber bauen) kann 
man damit auch den Bereich von ca. 0 bis 30MHz komfortabel empfangen.
(verschiedene Modulationsarten, Wasserfalldiagramm, Frequenzen messen, 
Spektrum anzeigen ...)

Autor: W.S. (Gast)
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Tobias P. schrieb:
> ich werfe noch den HFA3101 ins Spiel.

Nun ja, dann ist der Weg bis zu Mosfet-Brücken wie z.B. PE4140 von 
Peregrine nicht mehr weit.

Ansonsten halte ich 50 dB Unterdrückung des LO zur ZF für leicht 
übertrieben. Normalerweise sollte man eher mit 30..40 dB rechnen - und 
wenn es mit den Frequenzen hoch geht über einige 100 MHz, dann wird das 
noch weniger.

W.S.

Autor: Possetitjel (Gast)
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Sunny schrieb:

>> Doppelgegentaktmischer (=Doppelbalancemischer) unter-
>> drücken beide Eingangssignale.
>
> Gehört der Diodenringmischer zu dieser Sorte?

Ja.

> Ansonsten gibt es auch noch Schaltmischer . Dabei werden
> elektronische Schalter wie der 4066 (glaube ich) verwendet.
> Die sollen auch sehr gute Eigenschaften haben.

Ja.

Wobei noch anzumerken wäre, dass man die meisten Mischer
sowohl als "Potenzmischer" (mit stetiger Kennlinie, die
ungefähr einer Potenzfunktion folgt) und als Schalter-
mischer betreiben kann; das hängt primär von der Amplitude
des Lokaloszillatorsignals ab.

Am deutlichsten wird das bei der Gilbert-Zelle, wo z.T.
explizit beide Betriebsarten beschrieben sind. Im Prinzip
geht das aber auch mit Diodenringmischern; da ist es aber
nicht üblich, weil er im stetigen Betrieb seine guten
Eigenschaften verliert.

So neumodisches Zeux wie CMOS-Schalter vergesse ich immer :)
aber das ist ungerecht, weil die für nicht zu hohe Frequenzen
auch ziemlich gute Eigenschaften haben.
Man darf nicht gerade SAT damit empfangen wollen, aber im
Kurzwellenbereich funktioniert das ziemlich gut -- und ist
vor allem in der Handhabung sehr einfach.

Autor: Kurt (Gast)
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Possetitjel schrieb:
> Sunny schrieb:
>
>>> Doppelgegentaktmischer (=Doppelbalancemischer) unter-
>>> drücken beide Eingangssignale.
>>
>> Gehört der Diodenringmischer zu dieser Sorte?
>
> Ja.
>
>> Ansonsten gibt es auch noch Schaltmischer . Dabei werden
>> elektronische Schalter wie der 4066 (glaube ich) verwendet.
>> Die sollen auch sehr gute Eigenschaften haben.
>
> Ja.
>
> Wobei noch anzumerken wäre, dass man die meisten Mischer
> sowohl als "Potenzmischer" (mit stetiger Kennlinie, die
> ungefähr einer Potenzfunktion folgt) und als Schalter-
> mischer betreiben kann; das hängt primär von der Amplitude
> des Lokaloszillatorsignals ab.

Wenn dir jetzt noch klar wird dass da nichts gemischt wird, sondern ein 
komplett neues Signal entsteht, dann wärst du auf dem richtigem Wege.

 Kurt

Autor: Possetitjel (Gast)
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Kurt schrieb:

> Wenn dir jetzt noch klar wird dass da nichts gemischt
> wird, sondern ein komplett neues Signal entsteht,
> dann wärst du auf dem richtigem Wege.

Netter Versuch :)

Autor: transparenter Flachtroll (Gast)
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> Wenn dir jetzt noch klar wird dass da nichts gemischt wird, sondern ein
komplett neues Signal entsteht, dann wärst du auf dem richtigem Wege.

Irgendwelche Zusammenhaenge zum Eingang ?

-Ja, mit der formel <bitte einfuellen>
-Nein, voellig zufaelliges Signal.

Autor: Kurt (Gast)
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transparenter Flachtroll schrieb:
>> Wenn dir jetzt noch klar wird dass da nichts gemischt wird,
> sondern ein
> komplett neues Signal entsteht, dann wärst du auf dem richtigem Wege.
>
> Irgendwelche Zusammenhaenge zum Eingang ?
>
> -Ja, mit der formel <bitte einfuellen>
> -Nein, voellig zufaelliges Signal.

Die Addition (Übereinanderstapelung im FET) der beiden Eingangssignale 
ergibt ein periodisches Signal mit einer Periodendauer von 1µs.

Dieses neue Signal schaltet den FET halbperiodig mit Periodendauern von 
0.09 bis 0.11 µs

 Kurt

Autor: transparenter Flachtroll (Gast)
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Aha. Und darauf kommt man wie ?

Autor: Kurt (Gast)
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transparenter Flachtroll schrieb:
> Aha. Und darauf kommt man wie ?

Schauen wie wo was passiert.

 Kurt

Autor: Kurt (Gast)
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Kurt schrieb:
> transparenter Flachtroll schrieb:
>>> Wenn dir jetzt noch klar wird dass da nichts gemischt wird,
>> sondern ein
>> komplett neues Signal entsteht, dann wärst du auf dem richtigem Wege.
>>
>> Irgendwelche Zusammenhaenge zum Eingang ?
>>
>> -Ja, mit der formel <bitte einfuellen>
>> -Nein, voellig zufaelliges Signal.
>
> Die Addition (Übereinanderstapelung im FET) der beiden Eingangssignale
> ergibt ein periodisches Signal mit einer Periodendauer von 1µs.
>
> Dieses neue Signal schaltet den FET halbperiodig mit Periodendauern von
> 0.09 bis 0.11 µs
>
>  Kurt

Dazu eine Erläuterung:

Die 0.09  bis 1.11 gelten bei gleichen Signalstärken.
Ist das "Empfangssignal" kleiner fällt der Bereich auch kleiner aus.
Ist das Empfangssignal null geht der Bereich von 0.1 bis 0.1 µs

Je besser der FET durchschaltet desto besser das Ergebnis.

Ideal ist eine sehr schnelle Anstiegs- und Abfallzeit des vom FET 
erzeugtem Rechtecksignals.

(Spule weg und Oszi dran, dann sollte sich dieses Rechtecksignal, mit 
entsprechenden Periodendauern (in diesem Fall Puls/Pausenverhältnis) so 
zeigen)

Das Puls/Pausenverhältnis (und auch deren Periodendauern) ändert sich in 
Abhängigkeit des Empfangssignals. Bei gleich grossen Signalen (LO und 
Empf-signal gleich), und FET ideal, sollten die 0.09 bis 1.11 µs 
rauskommen.


 Kurt

Autor: Kurt (Gast)
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Kurt schrieb:
> Kurt schrieb:
>> transparenter Flachtroll schrieb:
>>>> Wenn dir jetzt noch klar wird dass da nichts gemischt wird,
>>> sondern ein
>>> komplett neues Signal entsteht, dann wärst du auf dem richtigem Wege.
>>>
>>> Irgendwelche Zusammenhaenge zum Eingang ?
>>>
>>> -Ja, mit der formel <bitte einfuellen>
>>> -Nein, voellig zufaelliges Signal.
>>
>> Die Addition (Übereinanderstapelung im FET) der beiden Eingangssignale
>> ergibt ein periodisches Signal mit einer Periodendauer von 1µs.
>>
>> Dieses neue Signal schaltet den FET halbperiodig mit Periodendauern von
>> 0.09 bis 0.11 µs
>>
>>  Kurt
>
> Dazu eine Erläuterung:
>
> Die 0.09  bis 1.11 gelten bei gleichen Signalstärken.
> Ist das "Empfangssignal" kleiner fällt der Bereich auch kleiner aus.
> Ist das Empfangssignal null geht der Bereich von 0.1 bis 0.1 µs
>
> Je besser der FET durchschaltet desto besser das Ergebnis.
>
> Ideal ist eine sehr schnelle Anstiegs- und Abfallzeit des vom FET
> erzeugtem Rechtecksignals.
>
> (Spule weg und Oszi dran, dann sollte sich dieses Rechtecksignal, mit
> entsprechenden Periodendauern (in diesem Fall Puls/Pausenverhältnis) so
> zeigen)
>
> Das Puls/Pausenverhältnis (und auch deren Periodendauern) ändert sich in
> Abhängigkeit des Empfangssignals. Bei gleich grossen Signalen (LO und
> Empf-signal gleich), und FET ideal, sollten die 0.09 bis 1.11 µs
> rauskommen.
>
>  Kurt

Wenn schon verschreiben dann richtig!


0.09  bis 0.11µs

 Kurt

Autor: HST (Gast)
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Kurt ist immer wieder gut für putzige Interpretationen.

Bernd W. hat oben mit der Simulation und der Liste praktisch alles 
erklärt. Bei realen Mischern entstehen im Prinzip unendlich viele 
Signale, die mit unterschiedlichen Amplituden auftreten.

Die allgemeine Gleichung ist f_Zf = +/-n*f_LO +/-m*f_HF.

Daher ist eine sorgfältige Wahl der ZF- und LO-Frequenzen und eine sehr 
gute Filterung notwendig.
Habe mal ein PDF drangehängt - siehe speziell Seite 3.

Autor: Kurt (Gast)
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HST schrieb:

> Bei realen Mischern

Hier wird addiert und dann geschaltet.

 Kurt

Autor: Kurt (Gast)
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HST schrieb:
> Kurt ist immer wieder gut für putzige Interpretationen.
>

Du schreibst:

> Die allgemeine Gleichung ist f_Zf = +/-n*f_LO +/-m*f_HF.

Womit ist denn das gleich?

 Kurt

Autor: Christoph db1uq K. (christoph_kessler)
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Zum ursprünglichen Thema Mischer mit DG-MOSFET gibt es hier ein paar 
Applikationsseiten von Texas Instruments Deutschland vom 1978:

http://www.rainers-elektronikpage.de/TEXAS-INSTRUM...

BF900, BF905 in TV- und Amateurfunkanwendungen.

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