Hallo, ganz kurz zu mir, damit man das Folgende besser einordnen kann: Ich beschäftige mich seit über 10 Jahren mit Elektronik und habe relativ viel Erfahrung mit Mikrocontrollern sowie analoger Schaltungstechnik. Schon länger interessiert mich der RF-Bereich, ich habe aber nie einen richtigen Einstieg dazu gefunden. Jetzt bin ich mit dem Studium durch, bei der Arbeit ist es wieder "nur" Digitaltechnik und ich habe einfach mal angefangen nebenher mit höheren Frequenzen zu experimentieren. Dabei bin ich aber auf Probleme gestoßen, an denen ich schon 1-2 Wochen hänge, vielleicht hat hier noch jemand einen Tipp für mich. Der Aufbau: Langfristiges Ziel ist es, einen Spektrumanalysator zu bauen (ja, ich weiß, eventuell etwas viel vorgenommen. Ich erwarte auch nicht, dass da etwas herauskommt, das sich ansatzweise mit kommerziellen Geräten vergleichen kann. Es geht mir hauptsächlich um das Lernen dabei). Der noch unvollständige Aufbau ist in "Aufbau.jpg" zu sehen bzw. ist in "Blockdiagramm.pdf" dargestellt: Der Funktionsgenerator erzeugt ein 25MHz Signal mit 0dbm Amplitude. Dieses Signal wird durch den ersten Mixer auf 150-2500MHz gewandelt (das wäre später die erste Zwischenfrequenz, da fehlt zur Zeit noch der Bandpass). Der zweite Mixer wandelt das Signal anschließend auf konstante 18.75MHz. Diese zweite Zwischenfrequenz wird bereits gefiltert und anschließend durch den ADC mit 25MHz Abtastrate digitalisiert (ja, das verletzt Nyquist, der ADC sieht durch Aliasing hier eigentlich 6.25MHz, die Software korrigiert das später). Das ADC-Signal landet in einem STM32F7, der mit einer FFT den Signalpegel bei 18.75MHz berechnet. Ab dem Bandpassfilter funktioniert alles super (ohne Mixer getestet, Funktionsgenerator direkt an Bandpassfilter angeschlossen). Jetzt wollte ich den Gain der Mixer untersuchen, mit dem Ziel eine Art "Baseline" aufzunehmen. Anschließend wollte ich den Bandpassfilter für die erste ZF einbauen, das Experiment wiederholen und durch Vergleich mit der Baseline den Frequenzgang des Filters bestimmen (warum so aufwändig? Mir fehlt die Messtechnik für >50MHz. Es gibt nur einen DG1022Z und ein DS1052E). Das Ergebnis dieser Baselinemessung sieht man auch im Blockdiagramm. Mit idealen Komponenten sollte die Linie über alle Frequenzen auf 0dbm liegen. Durch den Conversion Gain der Mixer (typ. -2db) und insertion loss in den Baluns (vgl. Schaltplan_Mixer.png, nahezu 1zu1 der im Datenblatt gezeigte "Wideband Application Schematic") hätte ich eine Kurve erwartet die etwa bei -6dbm startet (150MHz) und halbwegs glatt auf vielleicht -10dbm oder so bei 2.5GHz abfällt. Stattdessen schwankt die Signalstärke sehr viel über den Frequenzbereich und ich habe teilweise 30dbm Verlust. An diesem Punkt habe ich viel herumexperimentiert, doch ich komme nicht weiter. Hier noch einige vielleicht wichtige Infos: - Wenn ich das Kabel zwischen den Mixern verkürze, wird der Abstand der Peaks im Frequenzgang größer. Meine Vermutung: Reflexionen im Kabel durch falsche Impedanzanpassung? - Das hier sind die verwendeten Kabel und Buchsen: https://de.aliexpress.com/item/10Pcs-1-6mm-SMA-Female-Jack-Solder-Edge-PCB-Straight-Mount-Gold-plated-RF-Connector-Receptacle/32779564868.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.28044c4dwQrGBo https://de.aliexpress.com/item/ALLiSHOP-SMA-Stecker-Auf-SMA-m-nnlichen-RG316-kabel-montage-Jumper-Zopf-5-cm-10-15/32948634584.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.28044c4dwQrGBo Habe ich da zu billig gekauft? Hat jemand eine bessere Empfehlung? - Die Platine ist von JLCPCB. 4-lagig, angeblich "controlled impedance", was auch immer das bei denen heißen mag (man kann dann beim bestellen den Layerstack/Prepreg auswählen, in meinem Fall JLC7628). Eventuell nicht mehr geeignet für so hohe Frequenzen? Ich würde eigentlich gerne den Signalpegel zwischen den Mixern messen, aber dazu fehlt mir das Equipment. Oder geht das trotzdem irgendwie? Wie man vielleicht sieht, fehlt mir die Erfahrung in diesen Frequenzbereichen. Habe ich etwas offensichtlich falsch gemacht? Hat jemand einen Vorschlag, was ich als nächstes probieren könnte? Vielen Dank, Jan
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Jan K. schrieb: > Ich würde eigentlich gerne den Signalpegel zwischen den Mixern messen, > aber dazu fehlt mir das Equipment. Oder geht das trotzdem irgendwie? RF-Tastkopf mit einer Germanium-Diode und Kondensator als Gleichrichter und dann ans 50 MHz Oszi oder Multimeter. Ich kann dir aber schon prophezeien, dass du wenn du dich für das Thema interessierst, um ordentliches Equipment trotzdem nicht rum kommen wirst.
Hallo Jan K. , ich kann dir empfehlen mit einem skalaren NWA anzufangen. Damit kann man eine ganze Menge Messungen preiswert durchführen, FA-NWT2 mit Zubehör bei Verlag Funkamateur https://www.box73.de/advanced_search_result.php?keywords=nwt2 Man benötigt auch noch sehr gute BNC Dämfungsglieder 6dB, in Summe 40dB(10dB+30dB), und mind. einen 50Ω Abschlusswiderstand. 6dB : https://www.box73.de/product_info.php?products_id=1338 10dB: https://www.box73.de/product_info.php?products_id=1334 20dB: https://www.box73.de/product_info.php?products_id=1335 30dB: https://www.box73.de/product_info.php?products_id=1337 50Ω: https://www.box73.de/product_info.php?products_id=3839 Es gibt unzählige Erweiterungen, so auch eine Frequenzerweiterung für FA-NWT: https://www.box73.de/product_info.php?products_id=2284
Nachtrag, die Software zum FA-NWT1 und 2 und andere Selbstbauprojekte von Andreas, DL4JAL: http://www.dl4jal.eu/
vielleicht solltest du dir mal an Hand eines Spektrumanalyzers aus den 70ger Jahren das Funktionsprinziep verinnerlichen. Z.B. HP8558 HP8555 oder ähnliches. Da gibt es unter anderem auch Blockschaltbilder welches für das Verständnis sehr hilfreich sein kann. Allgemein liegt die erste FESTE!! Zf überhalb der höchsten zu empfangenden Frequenz. Damit benötigt man nur ein Tiefpass am Eingang und keine schaltbaren Bandpasfilter oder gar mitlaufende Selektion am Eingang um Spiegelfrequenzempfang im ersten Mischer zu vermeiden. Bei einen Spektrumanalyzer bis 1,8GHz würde der erste ( Yig)-Oszillator zwischen 2050 und 3850 MHz abstimmbar sein die erste ZF wäre dann 2050MHZ. Der Tiefpass am Eingang wäre dann ein steilflankiges Filter der bei 1,8GHz noch keine nennenswerte Dämpfung hat, bei 2050MHz aber schon mehr als 80db Dämpfung hat. Keinefalls ist die erste ZF über so einen weiten Bereich wie bei dir variabel. Nach der ersten ZF erfolgt bereits eine erste grobe Selektion um Spiegelempfangsstellen in der zweiten ZF zu vermeiden. Auch die zweite ZF ist eine feste Frequenz halt viel niedriger aber immer noch hoch genug um weit genug über die Bandbreite des Filters nach dem ersten Mischers zu liegen. In unseren Beispiel vielleicht bei etwa 500MHz. Erst in der dritten oder gar 4 ZF kommen die in der Bandbreite umschaltbaren mehrpoligen Quarzfilter zum Einsatz. je nach Gerät zwischen 3MHz und 21MHz. Für große Frequenzhübe wird der erste Lokaloszillator gewobbelt ( und damit wird auch grob die Mittenfrequenz eingestellt ) nur bei sehr kleinen Wobbelhüben wobbelt man den dritten Lokaloszillator und mit der macht man auch die Feineinstellung der Mittenfrequenz. Bei kleinen Wobbelhüben wird der erste Lokaloszillator gerastert, als ist dan die este Lokalfrequenz ein exaktes vielfaches von z.B. 1MHz und somit quarzgesteuert. logarythmiert und demoduliert wird in einen Kettengleichrichter welches aus 8-10 Stufen mit jeweils 10db Verstärkung besteht welche nacheinander in die Begrenzung gehen. Die gleichgerichte Spannungen einer jeder Stufe werden aufsummiert, und bilden die Spannung welches auf die Y Achse des Oszillografen geht. Modernen Spektrumanalyzer arbeiten vom Frequenzkonzept ähnlich nur das hier alle Lokaloszillatoren mit Hilfe von Fraktional/n Synthesizern gesteuert wird. Ralph Berres
Kalle schrieb: > RF-Tastkopf mit einer Germanium-Diode und Kondensator als Gleichrichter > und dann ans 50 MHz Oszi oder Multimeter. Ich kann dir aber schon > prophezeien, dass du wenn du dich für das Thema interessierst, um > ordentliches Equipment trotzdem nicht rum kommen wirst. Germanium-Dioden sind bestellt, werde ich demnächst testen, danke für den Tipp. Karl M. schrieb: > Hallo Jan K. , > > ich kann dir empfehlen mit einem skalaren NWA anzufangen. > > Damit kann man eine ganze Menge Messungen preiswert durchführen, > > FA-NWT2 mit Zubehör bei Verlag Funkamateur > > https://www.box73.de/advanced_search_result.php?keywords=nwt2 > > Man benötigt auch noch sehr gute BNC Dämfungsglieder 6dB, in Summe > 40dB(10dB+30dB), und mind. einen 50Ω Abschlusswiderstand. > > 6dB : https://www.box73.de/product_info.php?products_id=1338 > 10dB: https://www.box73.de/product_info.php?products_id=1334 > 20dB: https://www.box73.de/product_info.php?products_id=1335 > 30dB: https://www.box73.de/product_info.php?products_id=1337 > 50Ω: https://www.box73.de/product_info.php?products_id=3839 Ich denke darüber nach mir bessere Messgeräte zuzulegen (wobei ich da eher Richtung sowas wie SSA3021x schiele). Passiert aber nicht in den nächsten Wochen/Monaten. Wofür braucht man am Anfang die Dämpfungsglieder? Ich habe eher das Problem, dass meine Signale schon immer sehr (zu) klein sind. Ralph B. schrieb: > Allgemein liegt die erste FESTE!! Zf überhalb der höchsten zu > empfangenden Frequenz. Damit benötigt man nur ein Tiefpass am Eingang > und keine schaltbaren Bandpasfilter oder gar mitlaufende Selektion am > Eingang um Spiegelfrequenzempfang im ersten Mischer zu vermeiden. Das ist mir schon bewusst, der aktuelle Aufbau ist nur ein Zwischenstand, mit dem ich den Filter der ersten ZF tunen möchte. Letztendlich soll es auf ungefähr so etwas hinauslaufen: Eingang->1.8GHz Tiefpass->Mixer(LO 2.2-4GHz)->1.ZF(2.2GHz)->Bandpass->Mixer(LO 2.181GHz)->2.ZF(18.75MHz)->Bandpass->ADC->FFT Die FFT erspart mir schaltbare Quarz-Filter, das macht dann stattdessen die Software. Vermutlich wird der Bandpass für die 1. ZF auch nicht steil genug, sodass ich eine weitere ZF von einigen 100MHz einplanen müsste. Soweit bin ich aber noch lange nicht.
Jan K. schrieb: > Der noch unvollständige Aufbau ist in "Aufbau.jpg" zu sehen bzw. ist in > "Blockdiagramm.pdf" dargestellt: Ich habe den Eindruck, daß du noch nicht so recht weißt, was denn überhaupt ein Spektrumanalysator ist. Also: das ist im Prinzip ein in weitem Bereich abstimmbarer HF-Empfänger, an dessen Demodulatorausgang ein logarithmischer Spannungsmesser ist. Also zeigt so ein Ding die Empfangssignalstärke der an seiner Eingangsbuchse anliegenden Signale bzw. des Signalgemisches an. Für sowas brauchst du also keine FFT und keinen STM32F7xx und all das, was du da in deinem PDF geschrieben hast, sondern ne EIngangsbuchse, dahinter ein abstimmbarer Empfänger, dahinter ein logarithmischer Pegeldetektor, dann ein ADC und dann dein PC, wo du die grafische Darstellung Pegel über Frequenz veranstalten kannst. Ein Wobbler hingegen sieht anders aus: Da hast du einen abstimmbaren Signalgenerator, dahinter eine Ausgangsbuchse. Extern dann dein Prüfling, dann eine Eingangsbuchse und dahinter gleich der logarithmische Pegeldetektor. Anschließend wieder der ADC und dein PC, um das ganze anzuzeigen. Und wozu man Dämfungsglieder braucht? Na zum Dämpfen. Nicht alle Schaltungen und Bauteile vertragen +7..10 dBm und manche haben sogar ne deutliche Verstärkung, ein Radio zum Beispiel. Da muß man für nen Wobbler dessen Ausgangssignal um bis zu 60 dB dämpfen, um den Prüfling nicht hoffnungslos zu übersteuern. W.S.
W.S. schrieb: > Ich habe den Eindruck, daß du noch nicht so recht weißt, was denn > überhaupt ein Spektrumanalysator ist. Ich glaube ich habe meinen Eröffnungspost nicht verständlich genug geschrieben bzw. hätte wahrscheinlich das Wort Spektrumanalysator nicht verwenden sollen. Das, was in meinem Blockdiagramm zu sehen ist, ist kein Spektrumanalysator. Das sollte auch nie einer sein. Das ist ein Aufbau, mit dem ich (aufgrund ansonsten fehlender HF-Messmöglichkeiten) einen 2.2GHz Bandpassfilter messen und einstellen möchte. Die einzelnen Bauteile sollen dann später für einen Spektrumanalysator wiederverwendet werden (dazu werden die natürlich anders angesteuert, insbesondere mit einer festen ZF). Bis dahin ist es aber noch ein weiter Weg und ich hänge im Moment an ganz anderen Sachen. > Für sowas brauchst du also keine FFT und keinen STM32F7xx und all das, > was du da in deinem PDF geschrieben hast, sondern ne EIngangsbuchse, > dahinter ein abstimmbarer Empfänger, dahinter ein logarithmischer > Pegeldetektor, dann ein ADC und dann dein PC, wo du die grafische > Darstellung Pegel über Frequenz veranstalten kannst. Das ist eine Möglichkeit einen Spektrumanalysator zu bauen, ja. Man kann aber auch den Pegeldetektor weglassen, einen schnellen ADC benutzen und die Resolution bandwidth durch die anschließende FFT einstellen. Diesen Weg habe ich gewählt, weil ich mich in der Digitaltechnik besser auskenne und dadurch eine mögliche Problemquelle weniger haben. Dargestellt z.B. hier (Figure 2, ganz oben): http://rfmw.em.keysight.com/spectrum-analyzer/ Da werden mehrere analoge Blöcke (Videofilter, Logdetekter, ...) durch digitale Signalverarbeitung ersetzt. > Ein Wobbler hingegen sieht anders aus: Da hast du einen abstimmbaren > Signalgenerator, dahinter eine Ausgangsbuchse. Extern dann dein > Prüfling, dann eine Eingangsbuchse und dahinter gleich der > logarithmische Pegeldetektor. Anschließend wieder der ADC und dein PC, > um das ganze anzuzeigen. Vielleicht passt die Bezeichnung Wobbler besser zu meinem jetzigen Aufbau. Der Prüfling würde zwischen den beiden Mixern sitzen, aktuell ist da halt nur ein Kabel. Ich fände es super, wenn der Thread etwas vom Spektrumanalysator weg und stattdessen zu meinen Mixerproblemen kommen würde (das Thema Spektrumanalysator kommt dann in einigen Monaten und dann bin ich sehr dankbar für das Füllen von Wissenslücken). Ich werde in den nächsten Tagen mit Hilfe der vorgeschlagenen Germanium-Diode versuchen, den Pegel zwischen den Mixern zu messen und das Ergebnis hier einstellen. Über weitere Tipps (oder Fehlerkorrekturen in meinem Aufbau) freue ich mich natürlich weiterhin :)
Ich glaube nicht dass das Problem bei der Impedanz der Platinen liegt. So hoch sind die Frequenzen dann auch wieder nicht, und 50-Ohm-Leitungen hast du ja sowieso nicht auf die Platine gebaut (dazu sind die zu schmal, oder?). Da das Ändern des Kabels sich auf die Peaks auswirkt, würde ich den Fehler bei der Impedanzanpassung irgendeiner Komponente suchen. Hast du das Signal auch am ADC richtig terminiert?
Jan K. schrieb: > Ich werde in den nächsten Tagen mit Hilfe der vorgeschlagenen > Germanium-Diode versuchen, Ach nö... Also laß das Suchen und Verwendenwollen von irgendwelchen noch in der Bastelkiste sedimentierten Germaniumdioden lieber bleiben. Schau dich lieber um nach logarithmischen Pegeldetektoren bei AD. Sowas ähnliches wie AD8302. siehe https://www.analog.com/en/parametricsearch/11409#/ Und bevor du dich in die Digitalisierung deiner ZF hinein vertiefst, solltest du tatsächlich zuvörderst ein Gerät mit einem AD8307 als Pegeldetektor bauen und deinen Untersuchungsbereich brav Stück für Stück abklappern - damit du ein Gefühl dafür kriegst, wieviel 90 dB bereits an Unterschied ist. Zumeist macht man das nämlich so (als Bastler), daß man zwar die 1. ZF oberhalb des angedachten Bereiches ansiedelt und dort auch ein so scharfes und schmales Filter wie nur möglich (bzw. erhältlich und beherrschbar) verwendet, dann aber auf eine gerade so noch mögliche 2. ZF heruntermischt, die dann bei etwa 250 MHz liegt, um ganz einfach soweit weg mit der Spiegelfrequenz zu liegen, daß das erste ZF-Filter bei (hier mal angedachten 2.2 GHz) schon gut genug dämpft, so daß man außer den eigenen Spiegelfrequenzen auch noch was vom Eingang des Ganzen zu sehen bekommt. Hast du denn passende Cavity- oder Helix-Filter für 2.2 GHz überhaupt da? Für den Bereich ein sauberes Filter konstruieren zu wollen, das neben dem Durchlaßbereich auch noch nen Sperrbereich hat, der diesen Namen verdient - das ist selbst für unsereinen durchaus ne Herausforderung. W.S.
Jan K. schrieb: > Stattdessen schwankt die Signalstärke sehr viel über den Frequenzbereich > und ich habe teilweise 30dbm Verlust. An diesem Punkt habe ich viel > herumexperimentiert, doch ich komme nicht weiter. Hier noch einige > vielleicht wichtige Infos: > > - Wenn ich das Kabel zwischen den Mixern verkürze, wird der Abstand der > Peaks im Frequenzgang größer. Meine Vermutung: Reflexionen im Kabel > durch falsche Impedanzanpassung? Sowohl der Ein- als auch der Ausgang des Mischers ist komplex, insbesondere der Ausgang ist weit entfernt von 50Ohm. Das kurze Koaxkabel wirkt als Transformationsglied zwischen Ein- und Ausgang wodurch sich die charakteristische Welligkeit ergibt. Wäre Ein- und Ausgang direkt miteinander verbunden, würde die Welligkeit verschwinden. Ich würde vorschlagen erstmal ein ZF1-Filter (z.B. im unteren VHF Bereich) zwischen den Mischern vorzusehen um die gesamte Kette zu testen. Den Eingangspegel am 1. Mischer verändern und beobachten ob dies im gleichen Maße auch am Ausgang des 18,75MHz ZF2-Filters passiert.
DA du ein Hf Anfänger bist würde ich unter Poor mans Spectrumanalyser
suchen
oder ein besseres Objekt bei S53MV,ein slovenischer Amateur mit sehr
viel HF Kenntnis.Von DF9IC gab es mal einen Bausatz bis 1,5
Ghz,allerdings keine gute
Bandbreiteneinstellung zw.2-5Mhz Bb.
Gruß Hans
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Sven B. schrieb: > Ich glaube nicht dass das Problem bei der Impedanz der Platinen liegt. > So hoch sind die Frequenzen dann auch wieder nicht, und 50-Ohm-Leitungen > hast du ja sowieso nicht auf die Platine gebaut (dazu sind die zu > schmal, oder?). Super, für so eine Einschätzung fehlt mir die Erfahrung. Dann suche ich den Fehler erstmal bei den Komponenten. Es sind übrigens 50 Ohm Leitungen, die Groundplane liegt 0,2mm darunter, dann werden die so schmal. > Hast du das Signal auch am ADC richtig terminiert? Ja. Auch wenn ich statt ADC mein Oszilloskop (mit 50 Ohm Abschlusswiderstand) anschließe, kann ich das gleiche Verhalten beobachten. Robert M. schrieb: > Sowohl der Ein- als auch der Ausgang des Mischers ist komplex, > insbesondere der Ausgang ist weit entfernt von 50Ohm. Im Datenblatt steht zum Ausgang: "The mixer output is high impedance, consisting of approximately 2kΩ resistance in parallel with some capacitance, approximately 1pF dependent on PCB layout. The mixer output does not require a conjugate matching network. It is a constant current output which will drive a real differential load of between 50Ω and 500Ω, typically 200Ω." Ich bin deshalb davon ausgegangen, dass da anscheinend keine Anpassung nötig ist? Im Beispielschaltplan ist da auch nur der 4:1 Balun und danach eine 50-Ohm-Leitung (siehe Anhang). Der Eingang hat laut Datenblatt etwa 85 Ohm differentiell (bei mittlerem Mixerstrom) + parasitäre Kapazitäten/Induktivitäten. Vor dem Eingang wird ein 1:1-Balun vorgeschlagen, was laut diesem Dokument hier (http://www.cn-william.com/uploadfile/Documents/e2v/Application%20Note/0944B_Single2Diff_AN.pdf) am Eingang auch wieder 85 single ended ergibt. Ich habe den Mixerstrom etwas reduziert, damit sollte ich nahezu auf 100 Ohm differentiellen Eingang kommen. Zusätzlich habe ich den im PDF vorgeschlagenen (Seite 2 unten) 100 Ohm Abschlusswiderstand an den Balun gelötet, damit sollte ich auf der single-ended-Seite bei 50 Ohm landen. Die Messung mit Vergleich zu vorher ist angehängt (Messung2). Insbesondere bei niedrigeren Frequenzen sieht es jetzt schon deutlich besser aus, die Welligkeit ist fast verschwunden (durch den 100 Ohm Widerstand gehen jetzt an beiden Mixereingängen 3db verloren, deshalb die Verschiebung um etwa 6db nach unten). Leider funktioniert es ab 1GHz immer noch schlecht. > Ich würde vorschlagen erstmal ein ZF1-Filter (z.B. im unteren VHF > Bereich) zwischen den Mischern vorzusehen um die gesamte Kette zu > testen. Den Eingangspegel am 1. Mischer verändern und beobachten ob dies > im gleichen Maße auch am Ausgang des 18,75MHz ZF2-Filters passiert. Einen entsprechendes Filter habe ich leider nicht, aber wenn ich am Funktionsgenerator den Pegel reduziere, passiert genau das gleiche auch am ADC. Die aufgenommene Kurve verändert dabei ihre Form nicht (Messung3). sepp222 schrieb: > DA du ein Hf Anfänger bist würde ich unter Poor mans Spectrumanalyser > suchen Werde ich mir angucken, danke. Auf der Homepage von S53MV bin ich vor einigen Wochen auch schon mal gelandet.
Jan K. schrieb: > Sven B. schrieb: >> Ich glaube nicht dass das Problem bei der Impedanz der Platinen liegt. >> So hoch sind die Frequenzen dann auch wieder nicht, und 50-Ohm-Leitungen >> hast du ja sowieso nicht auf die Platine gebaut (dazu sind die zu >> schmal, oder?). > Super, für so eine Einschätzung fehlt mir die Erfahrung. Dann suche ich > den Fehler erstmal bei den Komponenten. Es sind übrigens 50 Ohm > Leitungen, die Groundplane liegt 0,2mm darunter, dann werden die so > schmal. Ok, dann liegt das m.E. definitiv nicht an der Impedanz der Platinen. Das Stückchen ist viel zu kurz, um bei 2.5 GHz diesen Effekt zu haben, selbst wenn die Impedanz 150 Ohm statt 50 wäre -- und so weit wird sie bei Weitem nicht daneben liegen. Qucs ist ein ganz gutes Tool für diesen Zweck. Da kann man sich sehr schnell einfach mal eine Stripline mit zwei Power-Ports und S-Parameter-Simulation klicken, und dann S21 anschauen. Da kannst du ja mal 2cm Länge einstellen und dann die Dielektrizitätskonstante von 4 auf 3 ändern (der reale Fehler wird vermutlich deutlich kleiner sein), es wird sich fast nichts tun. Hab das im Anhang mal exemplarisch gemacht, für 5cm Leitungslänge mit e=4 und e=3, da tut sich wie du siehst quasi nichts.
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Jan K. schrieb: > Ich bin deshalb davon ausgegangen, dass da anscheinend keine Anpassung > nötig ist? Im Beispielschaltplan ist da auch nur der 4:1 Balun und > danach eine 50-Ohm-Leitung (siehe Anhang). Das stimmt wenn der Lastwiderstand des Mischers reell und konstant ist. Sitzt am Ausgang des Mischer z.B. ein ZF-Filter ist Anpassung erwünscht. In deinem Fall ist Mischer 1 und Mischer 2 mit einer 50Ohm Koaxleitung verbunden. Da Mischer 2 der Koaxleitung keine relle 50Ohm Last bieten kann und bedingt durch die Transformationseigenschaft der Leitung, sieht Mischer 1 an seinem Ausgang einen frequenzabhängigen, zwischen hoch- und niederohmig schwankenden Lastwiderstand (s. Anhang C). Die Durchgangsverstärkung des Mischers ist dadurch nicht konstant, was sich in einem welligen Amplitudengang äußert. Jan K. schrieb: > Ich habe den Mixerstrom > etwas reduziert, damit sollte ich nahezu auf 100 Ohm differentiellen > Eingang kommen. Zusätzlich habe ich den im PDF vorgeschlagenen (Seite 2 > unten) 100 Ohm Abschlusswiderstand an den Balun gelötet, damit sollte > ich auf der single-ended-Seite bei 50 Ohm landen Ja, die Anpassung wird dadurch besser, es reicht aber trotzdem nicht um die Welligkeit komplett zu vermeiden (s. Anhang A). Selbst wenn beide Mischer direkt verbunden wären, nimmt die Verstärkung mit der Frequenz kontinuierlich ab (s. Anhang B). Der von dir aufgenommenen Amplitudengang ist also völlig normal. Jan K. schrieb: > Einen entsprechendes Filter habe ich leider nicht, aber wenn ich am > Funktionsgenerator den Pegel reduziere, passiert genau das gleiche auch > am ADC. Die aufgenommene Kurve verändert dabei ihre Form nicht. D.h. die gesamte Kette funktioniert wie erwartet. Später kommt ja ein ZF-Filter bei einer hohen Frequenz dazu, da spielt die aktuelle Form der aufgenommenen Kurve keine Rolle.
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Auch wenn es schon ein paar Tage her ist: Vielen Dank für die beiden Beiträge, die haben mir (zumindest für das Verständnis) viel geholfen. Anscheinend ist mein Messergebnis halbwegs "normal". Ich habe noch ein paar Sachen ausprobiert, vielleicht interessiert es ja jemanden: - Die steigenden Verluste bei höheren Frequenzen scheinen vor allem durch die Baluns verursacht zu werden. Ich habe diese aus dem Signalweg zwischen den Mixern entfernt (Ein- und Ausgang auf Single-ended umgebaut). Siehe "balun.png" - Ein Dämpfungsglied am Eingang des zweiten Mixers reduziert die Welligkeit des Frequenzgangs. Die Ursache ist also wirklich schlechte Impedanzanpassung. Mittlerweile habe ich auch das Bandpassfilter für 2.2GHz aufgebaut (filter.JPG). Die Dimensionen stammen aus diesem Rechner: https://www.changpuak.ch/electronics/interdigital_bandpass_filter_designer.php (eingegeben hatte ich 2200MHz, 20MHz Bandbreite). Durch vergleichen mit der vorher aufgenommen Kurve konnte ich das ganz gut einstellen. Die Mittelfrequenz liegt eher bei 2150MHz (lässt sich zwar etwas verstellen, bis auf 2200 komme ich aber nicht, da sind meine Kupferstäbe wohl etwas zu lang geworden), Insertion Loss bei geschätzten 2-3db. Der Frequenzgang des Filters sieht meiner Meinung nach gut aus (reponse.png). Bei dieser Kurve hatte das Eingangssignal -10dbm, durch die Mixer wird es zusätzlich ungefähr um 20db gedämpft. Als Ausgleich ist jetzt zwischen dem 18.75MHz Bandpass und ADC noch ein Verstärker (+18db) eingebaut. Das Thema ist für mich dann soweit durch und mein Aufbau einem Spektrumanalysator ein kleines bisschen näher. Vielen Dank nochmal an alle, die geholfen haben :)
Ich möchte mir ein 5 fach Filter in einem Alublock 38x20x100mm bauen für
2.1Ghz
Habe ein Schwedisches Filter mit 904 Mhz vermessen,hat bei der
Nennfrequenz
eine Durchgangsdämpung von 0,7dB.Habe alle Maße umgerechnet x 0,43,aber
erst muß noch das Material ankommen.Kenne mich nur mit Ringmischern aus.
Gruß Hans
sepp222 schrieb: > Ich möchte mir ein 5 fach Filter in einem Alublock 38x20x100mm bauen für > 2.1Ghz wird schwer werden mit den Abmessungen und die von dir geforderte 0,7db Durchlassdämpfung scheint auch sehr sportlich zu sein. Nimm das Programm was hier schon erwähnt wurde. https://www.changpuak.ch/electronics/interdigital_bandpass_filter_designer.php Das scheint recht brauchbar zu sein. Ralph Berres
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Habe mir die Filter mal vor einiger Zeit aus Messing gemacht für 2.1Ghz.
1 Zweifachfilter+1 Vierfachfilter + Achtfachfilter.
Das 2 + 4fach Filter kann ich gut abgleichen,mit dem achfach habe ich
noch Probleme.Habe die fehlenden M3+M4 Sprengringe bestellt,bisher eine
kl.Druckfeder unter dem Schraubenkopf.Leider ist meine Frequenz auch zu
nieder,
also nochmals zerlegen und die Stempel 3-4 zehntel kürzen.
Gruß Hans
Danke für das "recht brauchbar". 0.7 dB ist überhaupt kein Problem. Einfach alles vergolden :-)
Jan K. schrieb: > Die Mittelfrequenz liegt eher bei > 2150MHz (lässt sich zwar etwas verstellen, bis auf 2200 komme ich aber > nicht, da sind meine Kupferstäbe wohl etwas zu lang geworden) Vielleicht ist gerade das kein Fehler, denn die alten Spekkis hatten die erste ZF gerne bei 2050MHz...
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Dabei gibt es so schöne SAW-Filterchen, mit 3 Stück à €2,50 ist man dabei. Der 2. Kandidat, habe jetzt nicht mehr den Nerv zum Suchen: < https://www.digikey.de/product-detail/de/qualcomm-rf360-a-qualcomm-tdk-joint-venture/B39212B7750C810/495-2629-1-ND/1220101 > Kann sein, dass es bessere gibt. Das war mal früher Siemens-Epcos. Die 70 cm-Filter sind der Problemlöser für meinen Transverter. Noch eins hinter die 2. Vorstufe & gut ist. (Gain mit Vorstufe, das Filterchen ist unter der Schrift ...150..) Gruß, Gerhard
Jan K. schrieb: > Auch wenn es schon ein paar Tage her ist: Vielen Dank für die beiden > Beiträge, die haben mir (zumindest für das Verständnis) viel geholfen. > Anscheinend ist mein Messergebnis halbwegs "normal". > > Ich habe noch ein paar Sachen ausprobiert, vielleicht interessiert es ja > jemanden: > - Die steigenden Verluste bei höheren Frequenzen scheinen vor allem > durch die Baluns verursacht zu werden. Ich habe diese aus dem Signalweg > zwischen den Mixern entfernt (Ein- und Ausgang auf Single-ended > umgebaut). Siehe "balun.png" > - Ein Dämpfungsglied am Eingang des zweiten Mixers reduziert die > Welligkeit des Frequenzgangs. Die Ursache ist also wirklich schlechte > Impedanzanpassung. > > Mittlerweile habe ich auch das Bandpassfilter für 2.2GHz aufgebaut > (filter.JPG). Die Dimensionen stammen aus diesem Rechner: > https://www.changpuak.ch/electronics/interdigital_bandpass_filter_designer.php > (eingegeben hatte ich 2200MHz, 20MHz Bandbreite). Durch vergleichen mit > der vorher aufgenommen Kurve > konnte ich das ganz gut einstellen. Die Mittelfrequenz liegt eher bei > 2150MHz (lässt sich zwar etwas verstellen, bis auf 2200 komme ich aber > nicht, da sind meine Kupferstäbe wohl etwas zu lang geworden), Insertion > Loss bei geschätzten 2-3db. > > Der Frequenzgang des Filters sieht meiner Meinung nach gut aus > (reponse.png). Bei dieser Kurve hatte das Eingangssignal -10dbm, durch > die Mixer wird es zusätzlich ungefähr um 20db gedämpft. Als Ausgleich > ist jetzt zwischen dem 18.75MHz Bandpass und ADC noch ein Verstärker > (+18db) eingebaut. > > Das Thema ist für mich dann soweit durch und mein Aufbau einem > Spektrumanalysator ein kleines bisschen näher. Vielen Dank nochmal an > alle, die geholfen haben :) das Filter sieht recht gut aus. Wie hast du die Verbindung von den SMA Connectoren zu den Posts gemacht? 0.7 dB Einfügungsdämpfung ist ohne weiteres möglich. Ein ähnliches Filter, was ich mal gebaut habe, hatte 0.2 dB Einfügungsdämpfung, da habe ich aber das Ding aus einem Block gefräst. Ich bin im Moment auch gar nicht so sicher, ob evtl. in den Wänden des Filters Ströme fliessen. Denn wenn ja, würde deine Konstruktion mit den zusammengeschraubten Platten die verhältnismässig hohe Einfügungsdämpfung erklären. Auch kann man nie genug Schrauben verwenden ;-) bei einem Huber+Suhner Filter (auch ein Interdigitalfilter) das ich mal getestet und auch geöffnet hatte, war der Deckel mit mindestens doppelt so vielen Schrauben befestigt, wie du hast. Der Deckel (und auch der Boden...) muss wirklich gut kontaktiert sein. Man kann vor dem Montieren alle Teile mit einem Abziehstein behandeln, sodass alles schön plan ist. Und nach dem Zusammenbau nie mehr zerlegen! ;-)
- Das hier sind die verwendeten Kabel und Buchsen: https://de.aliexpress.com/item/10Pcs-1-6mm-SMA-Female-Jack-Solder-Edge-PCB-Straight-Mount-Gold-plated-RF-Connector-Receptacle/32779564868.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.28044c4dwQrGBo https://de.aliexpress.com/item/ALLiSHOP-SMA-Stecker-Auf-SMA-m-nnlichen-RG316-kabel-montage-Jumper-Zopf-5-cm-10-15/32948634584.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.28044c4dwQrGBo Habe ich da zu billig gekauft? Hat jemand eine bessere Empfehlung? Die Stecker und die Kabel sehen erträglich aus, wenn das Teflon wirklich Teflon ist. An SMA-Buchsen kann man nicht allzu viel falsch machen. Ich würde aber keine Precision-SMAstecker (APC3.5 / PC3.5) reinstecken. Die hat man manchmal als Abschwächer und sie sind sehr empfindlich was die Position des Innenleiters angeht. Die Iso besteht bei denen hauptsächlich aus Luft und dünnen Glimmerscheiben. Einmal auf was Schlechtes draufgeschraubt und sie sind hin. Ich nehme jetzt meistens 3.5 mm Semi-rigid und die passenden Stecker dazu. Die sind leicht zusammenzulöten bei erträglichen Preisen. An den Steckern ist auch kaum was dran: der Mittelpin und der Body mit der Überwurfmutter. Für die Montage hilft ein Eisenstück mit einem 3.5mm-Bohrloch der passenden Tiefe. Da steckt man das Kabelende bis zum Anschlag rein und führt mit dem Skalpell eine Beschneidung durch. Ritzen reicht, der Mantel bricht an der richtigen Stelle beim Biegen. Geht Ratz-Fatz. Bei N-Steckern muss man besser aufpassen. Da gibt es welche, die aus mehreren Stücken zusammengepresst wurden. Die können Hohlraum-Moden haben, bei ein paar GHz. Kommt bei Qualitätssteckern nicht vor. Dein Mixer/synthesizer-Chip hat 10 - 14 dB Rauschzahl und 3 dB typ. Mischverlust. Ohne die Baluns wird das nochmal schlechter und mit niedrigem Lastwiderstand auch. Der Mixer ist eine Konstantstromquelle und es gilt: Je Lastwiderstand, desto Ausgangsspannung. 2 KOhm hat er selber, das ist das absolute Ende der Fahnenstange. Bei kurz unter 20 dB Systemrauschzahl gehen 0.7 dB Filterdämpfung oder auch mehr völlig unter. Eine Vorstufe wird da wohl nötig sein. Gruß, Gerhard
Hallo, gleich mal am Anfang der Hinweis, dass dieser Thread schon ein paar Monate alt ist und ich meine Probleme inzwischen gelöst habe bzw. so weit verbessert habe, dass der Aufbau für mich zufriedenstellend funktioniert. Ein paar Details gibt es hier: https://github.com/jankae/SpectrumAnalyzer Tobias P. schrieb: > das Filter sieht recht gut aus. Wie hast du die Verbindung von den SMA > Connectoren zu den Posts gemacht? Das ist ein kurzes Stück Draht, das mit den Stäben verlötet ist. Ich hatte auch kurz überlegt das Filter aus einem Block zu fräsen, hatte aber gerade das passende Material nicht da - und es funktioniert ja auch so ausreichend gut für mich. Vielen Dank nochmal an alle die mir weitergeholfen haben :)
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