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Forum: HF, Funk und Felder LO-Signal versträrken / formen


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von R2 D. (r2-d2)


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Hallo liebe Gemeinde,

ich stehe vor einem eigentlich trivialen Problem, wo ich um eure 
Unterstützung bitten möchte.

Ich benutze einen TA7358 als Mischer.
Zur Erzeugung der Mischfrequenz soll eine PLL (auf uC-Basis) verwendet 
werden)
Die LO-Frequenz kann mit einer als Kapazitätsdiode umfingierten 
Schottky-Diode zwischen 38 .. 42 MHz eingestellt werden.

Der Ausgang des im TA7358 eingebauten Oszillators liefert ca 1Vss bei 2V 
DC Offset. Jedenfalls bei meiner Beschaltung.

Dieses Signal muss nun so verstärkt werden ( 2,5 .. 3x ) so dass ich es 
meinem Phasenkomparator ( altbekannte Flipflop-Schaltung mit Gattern im 
Prozessor realisiert) zuführen kann und sollte idealerweise mehr 
Rechteck- als Sinusförmig sein.

Genau daran scheitere ich momentan.

Eine ordinäre Emitterschaltung mit entsprechend HF-tauglichem Transistor 
liefert mir zwar die gewünschte Verstärkung aber nicht die entsprechende 
Aussteuerung.

Betreibe ich den Transistor im Schaltbetrieb liefert er zwar die 
gewünschten Ausgangspegel ist aber nicht mehr schnell genug.

Es muss doch irgend ne Wahrheit oder Beschaltung dazwischen geben ?

Für meine Versuche hab ich zunächst einen BF959 verwendet, da einfach zu 
besorgen.

Als Versorgungsspannung stehen 3V zur Verfügung.

Die genaue Ausgangsimpedanz des Oszialltorausgang habe ich bis jetzt 
nicht ermittelt, scheint aber unkritisch zu sein.
Jedenfalls schwingt er bei einer Belastung von 10kOhm oder mit einem 
Tastkopf fröhlich weiter.

Ich bin zugegebenermaßen kein HF-Snoob, arbeite aber daran vielleicht 
einer zu werden ;-)

Vielen Dank für eure Hilfe.

von Gerhard O. (gerhard_)


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Versuche es mit dem LT1016 ultraschnellen Comparator:

https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/lt1016.pdf

Der geht bis 100MHz und hat TTL Ausgänge. Ist aufbaumäßig etwas kritisch 
und neigt zum Schwingen. Man muß schon wissen was man damit tut und sich 
ans Datenblatt halten.

Eine Cascoden Entkopplungsstufe mit BF245 mit niederohmigen Ausgang ist 
Voraussetzung für stabile LT1016 Funktion. Auch ein MMIC wäre in 
Erwägung zu ziehen. Man sollte so niederohmig wie möglich um 50 Ohm 
arbeiten.

Gute Entkopplung zwischen VCO und Digital ist wichtig. Die 
Rückflußdämpfung zwischen Digital und VCO sollte mindestens 20dB 
betragen.

Aufbaumässig darf nicht gesündigt werden. Alle Ratschläge im Datenblatt 
beherzigen. Das ist eine andere Liga im Vergleich zum LM311.

Auch Current feedback OPVs könnten zufriedenstellend arbeiten.

https://www.analog.com/en/products/amplifiers/operational-amplifiers/current-feedback-op-amps.html

Der AD8003 ist günstig zu kriegen.

Current Feedback OPVs sind nicht zu schwierig zu beherrschen wenn man 
Datenblatt und App-Notes beherzigt.

https://www.analog.com/media/en/training-seminars/tutorials/MT-034.pdf

http://cas.ee.ic.ac.uk/people/dario/files/E416/Current%20feedback%20op-amps07a.pdf

: Bearbeitet durch User
von ArnoR (Gast)


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Ich würde ein HCMOS-Schmitt-Trigger wie 74HC14G1 nehmen.

von ArnoR (Gast)


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ArnoR schrieb:
> 74HC14G1

meinte 74HC1G14

von Sei ned aso (Gast)


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R2 D. schrieb:
> Eine ordinäre Emitterschaltung mit entsprechend HF-tauglichem Transistor
> liefert mir zwar die gewünschte Verstärkung aber nicht die entsprechende
> Aussteuerung.
>
> Betreibe ich den Transistor im Schaltbetrieb liefert er zwar die
> gewünschten Ausgangspegel ist aber nicht mehr schnell genug.

Sei nicht so pingelig.

Ein TTL Gatter braucht vielleicht 10...20ns Anstiegszeit um
zuverlässig durchzuschalten, das schafft ein gängiger
Schalttransistor ohne weiteres, und das auch noch mit TTL-
Pegel.

von B e r n d W. (smiley46)


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>> ist aber nicht mehr schnell genug.
>> Für meine Versuche hab ich zunächst einen BF959 verwendet
> Eine Cascoden Entkopplungsstufe mit BF245

Für einen JFet ist die Betriebsspannung zu niedrig.

Der BJT hat wahrscheinlich Probleme mit der Sättigung. Mit einem BFR93 
sollte es problemlos funktionieren, der kommt 10 x schneller aus der 
Sättigung als ein BF959.

von W.S. (Gast)


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R2 D. schrieb:
> Der Ausgang des im TA7358 eingebauten Oszillators liefert ca 1Vss bei 2V
> DC Offset. Jedenfalls bei meiner Beschaltung.
>
> Dieses Signal muss nun so verstärkt werden ( 2,5 .. 3x ) so dass ich es
> meinem Phasenkomparator ( altbekannte Flipflop-Schaltung mit Gattern im
> Prozessor realisiert) zuführen kann und sollte idealerweise mehr
> Rechteck- als Sinusförmig sein.

Drei Dinge zum Nachdenken:

1. wozu soll es ausgerechnet dieser steinalte Tunerchip sein? Etwa nur 
deshalb, wei du ihn grad da hast?

2. warum willst du im Jahre 2020 AD mit einer diskreten 
Flipflop-Schaltung deinen Tuner betreiben? Es gibt doch seit langem 
komlette PLL-Chips, die bereits einen ausreichend empfindlichen Eingang 
für den Vorteiler eingebaut haben?

3. warum stellst du das Oszillatorsignal denn nicht mit einem 
Genarator-IC zur Verfügung, also sowas wie SI5351, ADF43xx, CDCE913 oder 
sowas in dieser Kategorie?

Kurzum, ich sehe noch nicht den eigentlichen Beweggrund für dein 
Projekt, von dem wir hier bislang nur einen Teilbereich haben lesen 
können.

W.S.

von Sei ned aso (Gast)


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W.S. schrieb:
> Kurzum, ich sehe noch nicht den eigentlichen Beweggrund für dein
> Projekt, von dem wir hier bislang nur einen Teilbereich haben lesen
> können.

Ja .... die Wege des Herrn sind unergründlich.

So wie die mancher skurriler "Elektroniker".

von R2 D. (r2-d2)


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> Drei Dinge zum Nachdenken:

Letzte Frage zuerst:
Es soll ein universeller Modellbau-Empfgänger für 27, 35 und 40 MHz 
werden.
Und zwar möglichst ohne Spezialbauteile und schwer beschaffbares Zeugs 
und noch idealererweise ohne unnütz viel SMD-Bauteile.

Ja es gibt noch im Jahr 2020 Anwendungen dafür, weil der Empfang unter 
Wasser mit 2,4GHz und auch schon mit 434MHz erdenklich schlecht ist.

> 1. wozu soll es ausgerechnet dieser steinalte Tunerchip sein? Etwa nur
> deshalb, wei du ihn grad da hast?

Er ist zwar steinalt, aber gut verfügbar und spottbillig.
Und er kommt im SIL9 Gehäuse.
Ich bin aber für Alternativen absolut offen.

> 2. warum willst du im Jahre 2020 AD mit einer diskreten
> Flipflop-Schaltung deinen Tuner betreiben? Es gibt doch seit langem
> komlette PLL-Chips, die bereits einen ausreichend empfindlichen Eingang
> für den Vorteiler eingebaut haben?

Weil ich keine speziellen Chips (vom Tuner abgesehen) möchte und die 
programmierbaren Logikgatter / FFs quasi als Gratis-Beigabe im 
Controller vorhanden sind. Ebenso drei sehr schnelle OPV oder 
Komparatoren. Übrigens ein 16bit-Controller dsPIC33CK32, welcher 
überwiegend für Motor-Control eingesetzt wird.
Den gibt es sowohl im DIP als auch SO28 Gehäuse.

Womit sich meine Frage eigentlich auch schon selbst beantwortet hat.
Ich schicke das Signal jetzt durch einen solchen Komparator, hatte nur 
nicht vorher damit gerechnet, dass der für 100MHz gut ist.
Datenblatt lesen hilft :-)

Trotzdem wäre es interessant gewesen, wie man das Transistor-technsich 
gelöst hätte. Nur aus edukativen Gründen :-)
Der vorgeschlagene Single-Gate-Inverter im SOT23 Gehäuse hätte es 
natürlich auch getan.

> 3. warum stellst du das Oszillatorsignal denn nicht mit einem
> Genarator-IC zur Verfügung, also sowas wie SI5351, ADF43xx, CDCE913 oder
> sowas in dieser Kategorie?

Weil es wieder spezielle ICs sind in obendrein unchristlichen Gehäusen.
ICH bekomme das zwar gelötet aber von denen die es nachbauen wollen 
wahrscheinlich nur ein Bruchteil.
>
> Kurzum, ich sehe noch nicht den eigentlichen Beweggrund für dein
> Projekt, von dem wir hier bislang nur einen Teilbereich haben lesen
> können.

Ich hoffe ich konnte ein bisschen Licht ins Dunkel bringen.

Aber wo ich schon mal die gesamte HF-Kompetenz um mich habe ...
Ich hatte zunächst erstmal mit der PLL angefangen, für mich noch nicht 
zu Ende gedachte Ansätze sind:

1) Einfach- (455kHz) oder Doppelsuperhet (10,7MHz / 455kHz )

Ich denke mit 10,7MHz als 1. ZF ist es einfacher die Spiegelfrequenz zu 
unterdrücken ohne dass der Bandpass am Eingang unnötig schmalbandig sein 
muss.

2) Demodulation des FM-Signals

Hab mal geschaut was in der Uralt-Technik so verbaut ist.
Die haben die FM an einem knapp neben der ZF verstimmten 
Parallelresonanzkreis demoduliert.
Wieder etwas, was abgeglichen werden müsste.

Wenn man auf 455kHz runter mischt, kann man das Ergebnis auf ein 
Monoflop geben ( ebenfalls mit einem der Timer realisierbar ). Der Hub 
beträgt 5kHz, also hat man einen 455 oder 450kHz Träger.
Das ist eine Differenz von 1,1 Prozent.

Wenn man den Ausgang des Monoflops auf einen Tiefpassfilter gibt sollte 
das einen Spannungshub von 1,1% x 3V = 30mV ergeben. Das kann man durch 
den wieder ohnehin vorhandenen OP schicken und x100 verstärken.

Das Ergebnis ist dann das, was man früher auf einen Dekadenzähler 
gegeben hat. Da der Controller eh noch genug IOs frei hat, macht man das 
sinnigerweise in Software.

Wie gesagt, und seht es mir nach, ich bin kein HF-Noob.
Und am Anfang sieht man leider den Wald vor lauter Bäumen nicht.
Bin es dann eher gewohnt so viel wie möglich in Software zu lösen.

BTW: Der Controller hat auch drei 12 Bit ADC mit 3,5 MSamples/sek.
Laut dem was ich mir angelesen habe, kann man das ZF-Signal 4fach 
überabtasten also mit ( 1,82 MHz ) und hat dann gleich die I/Q Signale.

Leider fehlt mir danach die tiefergreifende Kenntnis wie man die weitere 
Dekodierung in Software realisiert.

Mittels eines Hilbert-Filters soll sich dann ja per 90° Phase Shift die 
Spiegelfrquenz auch in Software wegrechnen lassen.

Wie gesagt, da hörts bei mir (noch) auf.

Aber vielleicht mag mir ja jemand helfen oder ein gutes Buch empfehlen.

Viele Grüße

von R2 D. (r2-d2)


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B e r n d W. schrieb:
>>> ist aber nicht mehr schnell genug.
>>> Für meine Versuche hab ich zunächst einen BF959 verwendet
>> Eine Cascoden Entkopplungsstufe mit BF245

BF959 ist kein FET sondern Bipolar.

> Für einen JFet ist die Betriebsspannung zu niedrig.
>
> Der BJT hat wahrscheinlich Probleme mit der Sättigung. Mit einem BFR93
> sollte es problemlos funktionieren, der kommt 10 x schneller aus der
> Sättigung als ein BF959.

Im Schaltbetrieb dann, ihn nicht in die Sättigung bringen und den 
Basiswiderstand mit ein paar pF überbrücken ???

von Ralph B. (rberres)


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R2 D. schrieb:
> Die haben die FM an einem knapp neben der ZF verstimmten
> Parallelresonanzkreis demoduliert.
> Wieder etwas, was abgeglichen werden müsste.

Da wurde mit einer Gilbertzelle ( Analog-Multiplizierer ) das zu 
demodulierende Signal mit dem durch den Schwingkreis gewonnenen Träger 
multipliziert.

Die Güte des Schwingkreises bestimmt auch den maximal möglichen Hub und 
die NF Ausbeute in V/ KHz Hub, und damit auch den NF-seitigen 
Rauschabstand bei schwachen Signalen.

Der Abgleich dieses Schwingkreises war einfach. Einfach  auf maximale 
Lautstärke oder noch besser auf maximale Unterdrückung von AM 
abgleichen.

Dieser Demodulatortyp war weit verbreitet.

Es gab sogar Schaltungen, bei welcher der Referenzkreis als Bandfilter 
ausgführt war, um eine linearere Demodulatorkennlinie zu bekommen.

Man konnte übrigens  diesen Demodulator auch auf maximale Lautstärke 
einer AM mit maximaler Unterdrückung von FM abgleichen.

R2 D. schrieb:
> Wenn man den Ausgang des Monoflops auf einen Tiefpassfilter gibt sollte
> das einen Spannungshub von 1,1% x 3V = 30mV ergeben. Das kann man durch
> den wieder ohnehin vorhandenen OP schicken und x100 verstärken.

Das ist weniger optimal weil viel zu breitbandig. Die NF Ausbeute ist 
viel zu gering.

Das macht nur dann Sinn, wenn der Demodulator extrem verzerrungsarm 
arbeiten soll, und man reichlich Feldstärke des zu empfangenen Signal 
zur Verfügung hat.

von B e r n d W. (smiley46)


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>>> Für meine Versuche hab ich zunächst einen BF959 verwendet
>> Eine Cascoden Entkopplungsstufe mit BF245
> BF959 ist kein FET sondern Bipolar.0

Aber der BF245!

> Im Schaltbetrieb dann, ihn nicht in die Sättigung bringen

Eventuell reicht eine Schottkydiode:
https://de.wikipedia.org/wiki/Schottky-TTL

von W.S. (Gast)


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R2 D. schrieb:
> Es soll ein universeller Modellbau-Empfgänger für 27, 35 und 40 MHz
> werden.
> Und zwar möglichst ohne Spezialbauteile und schwer beschaffbares Zeugs
> und noch idealererweise ohne unnütz viel SMD-Bauteile.

Nun, ich habe deinen Ansatz verstanden - aber ich teile deine Ansichten 
nicht.

Im Grunde hast du es in allen Fällen mit Spezialbausteinen zu tun und je 
altertümlicher eine Gerätekonstruktion ist, desto schwieriger 
beschaffbar sind deren Zutaten, Tendenz geht in Richtung 'noch 
schwieriger'.

Ebenso habe ich schon seit Jahren aus Kreisen älterer Funkamateure 
vehemente Ablehnung von allem was SMD heißt erfahren. Auch da teile ich 
deren Ansichten nicht. Gerade SMD ist in HF-Gefilden ein wahrer Segen, 
denn die Bauteil-Eigenschaften sind weitaus besser als bei allen THT 
Bauteilen.

So hast du nun dein Problem mit einem ausreichend schnellen Komparator 
offenbar gelöst, damit ist der Ansatz dieses Threads erledigt.

Dennoch bleibt bei mir ein Bedauern übrig. Du legst mMn zu viel Gewicht 
auf zu alte Techniken und wendest dich zu sehr ab von neuerem und 
besserem Zeugs, was zumeist auch nicht schlechter beschaffbar und 
verlötbar ist als das Alte.

W.S.

von GHz-Nerd (Gast)


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Zum "rechteckisieren" funktionieren Inverter der AUC Familie 
(AC-gekoppelt und mit VCC/2 bias) ganz gut... die schaffen 50 MHz locker 
und können über einen recht weiten Spannungsbereich betrieben werden.
Wieviel Vpp jedoch mindesens rein müssen sollte man zuerst ausprobieren.

von R2 D. (r2-d2)


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> Nun, ich habe deinen Ansatz verstanden - aber ich teile deine Ansichten
> nicht.
>
> Im Grunde hast du es in allen Fällen mit Spezialbausteinen zu tun und je
> altertümlicher eine Gerätekonstruktion ist, desto schwieriger
> beschaffbar sind deren Zutaten, Tendenz geht in Richtung 'noch
> schwieriger'.
>
> Ebenso habe ich schon seit Jahren aus Kreisen älterer Funkamateure
> vehemente Ablehnung von allem was SMD heißt erfahren. Auch da teile ich
> deren Ansichten nicht. Gerade SMD ist in HF-Gefilden ein wahrer Segen,
> denn die Bauteil-Eigenschaften sind weitaus besser als bei allen THT
> Bauteilen.

Ich hab grundsätzlich nichts gegen SMD.
C/R/L sind schon in SMD so bis 0805, 0603 da ist meine Schmerzgrenze.
Irgendwas >50 poliges mit Ultra Fine Pitch vermeide ich aber wenns 
irgendwie geht.
Vielleicht hätte ich erwähnen sollen, dass das ein Hobbyprojekt ist.

>
> So hast du nun dein Problem mit einem ausreichend schnellen Komparator
> offenbar gelöst, damit ist der Ansatz dieses Threads erledigt.
>
> Dennoch bleibt bei mir ein Bedauern übrig. Du legst mMn zu viel Gewicht
> auf zu alte Techniken und wendest dich zu sehr ab von neuerem und
> besserem Zeugs, was zumeist auch nicht schlechter beschaffbar und
> verlötbar ist als das Alte.

Was würdest du für den Mischer vorschlagen ?

Danke für die Idee mit dem Gatter !
Einfach zu organisieren und sehr effektiv :-)

von W.S. (Gast)


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R2 D. schrieb:
> Was würdest du für den Mischer vorschlagen ?

Na du kannst aber fragen...

Also, was willst du hören: neues Zeugs oder etwas (aber nicht extrem) 
älteres Zeugs?
Ich nenne hier mal einige ältere und bei Ali recht billige IC's:
NE602 bzw. SA602 - altbekannter Mischer
IAM81008 - auch ein Mischer
RF2411   - LNA + Mischer, geht, da dc-gekoppelt, ab NF. Hab damit vor 
einiger Zeit einen L-M-K Empfänger von etwa 10 kHz bis 40 MHz (beide 
Grenzen reine Willkür meinerseits) gebaut.
NE614 bzw. SA614 - FM-ZF-Verstärker und Demodulator
SA639 -  Mischer + FM-ZF-Verstärker + Demodulator
TK10931V - Mischer + AM-ZF + FM-ZF + Demodulatoren AM+FM
TK14583V - Mischer + FM-ZF + Demodulator

Die SAxxx und IAMxxx gibt's für wenig Geld bei Ali, den TK10931V auch so 
lala, der TK14583V ist seltener.

Aber immerhin würde beim SA639 und TK14583V dein ganzer Empfänger aus 
diesem IC, dazu ein SI5351 und einem µC bestehen. Also drei IC's, dazu 
noch ein Quarz und ZF-Filter. Sieht recht überschaubar aus.

W.S.

von R2 D. (r2-d2)


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> Ich nenne hier mal einige ältere und bei Ali recht billige IC's:
> NE602 bzw. SA602 - altbekannter Mischer
> IAM81008 - auch ein Mischer
> RF2411   - LNA + Mischer, geht, da dc-gekoppelt, ab NF. Hab damit vor
> einiger Zeit einen L-M-K Empfänger von etwa 10 kHz bis 40 MHz (beide
> Grenzen reine Willkür meinerseits) gebaut.
> NE614 bzw. SA614 - FM-ZF-Verstärker und Demodulator
> SA639 -  Mischer + FM-ZF-Verstärker + Demodulator
> TK10931V - Mischer + AM-ZF + FM-ZF + Demodulatoren AM+FM
> TK14583V - Mischer + FM-ZF + Demodulator
>
> Die SAxxx und IAMxxx gibt's für wenig Geld bei Ali, den TK10931V auch so
> lala, der TK14583V ist seltener.
>
> Aber immerhin würde beim SA639 und TK14583V dein ganzer Empfänger aus
> diesem IC, dazu ein SI5351 und einem µC bestehen. Also drei IC's, dazu
> noch ein Quarz und ZF-Filter. Sieht recht überschaubar aus.

Danke für den Input.

Hab mal die Datasheets überflogen.
SA602,SA614,IAM81008 eher ungünstig da Vmin = 4,5V
Kein KO-Kriterium aber eben unschön, weil die erstmal erzeugt werden 
müssen.

TK14583 finde ich wirklich cool, scheint aber echt schwer erhältlich.
Das Datenblatt ist irgendwie auch n Scherz.

Bleibt der SA639. Ähnlich cool.
Beide mischen auf irgendwas zwischen 9.8MHz und 10.7MHz runter und 
machen dann auf dieser hohen ZF gleich die Demodulation, richtig ?
Wäre bis jetzt meine bevorzugte Wahl.

Was hälst du denn vom MC3361 ? Gibts beim Reichelt für 40ct.
Der erwartet wohl eine IF von 10,7MHz, mischt auf 455 kHz runter und 
demoduliert dann.
Könnte man den am IF-Eingang nicht auch mit der RF füttern, dann direkt 
auf 455kHz runter mischen ?
Oder ist der IF-Eingang dafür zu unempfindlich und erwartet dort ein 
bereits verstärktes IF-Signal ?

Gruß
M.R.

von W.S. (Gast)


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R2 D. schrieb:
> Könnte man den am IF-Eingang nicht auch mit der RF füttern, dann direkt
> auf 455kHz runter mischen ?

Vielleicht. Ich habe aber bei diesem Teil das Gefühl, daß es eine eher 
lahme Krücke ist. Irgendwo steht wohl "operation up to 60 MHz" - aber so 
recht glauben mag ich's nicht. Der IC ist eher für 455 kHz ausgelegt und 
schafft die 10.7 MHz am Eingang vermutlich grad so.

Aber probiere es doch aus, der kostet ja wohl fast nix.

W.S.

von PingPong (Gast)


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R2 D. schrieb:
> Was hälst du denn vom MC3361 ?

Der war in den 90ern rum sehr verbreitet auch in teuren Funken.

Ich werfe mal noch den MC3371 in die runde, der hat im Gegensatz zum 
3361 einen S-Meter Ausgang und kann biss 100Mhz.

Wenn es unbedingt Oldis sein müssen, dann ist der MC3362 auch einen 
blick wert.

Gruß

von R2 D. (r2-d2)


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> Aber immerhin würde beim SA639 und TK14583V dein ganzer Empfänger aus
> diesem IC, dazu ein SI5351 und einem µC bestehen. Also drei IC's, dazu
> noch ein Quarz und ZF-Filter. Sieht recht überschaubar aus.
>

Okay, du hast mich fast überzeugt.
Die Abschirmerei rund um die PLL ist doch ziemlich nervig.

Der SI5351 wirft ja ein Recktecksignal heraus bzw. derer drei.
Die 25MHz kann man gleich als Takt für die CPU recyceln.

Aber ... was sagen denn die Mischer dazu wenn man Ihnen am Eingang 
Rechteck anstatt des Sinus oder Sinus-ähnlichen Signals anbietet ?

Hängt wahrscheinlich davon ab, wie der Mischer intern aufgebaut ist.
Aber das steht ja (in den meisten Fällen) nicht dabei.

Und selbst wenn, wüsste ich nicht, welcher Typ was mag, mal vom 
Schaltmischer abgesehen.

Gruß
M.R.

von dfIas (Gast)


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R2 D. schrieb:
> Aber ... was sagen denn die Mischer dazu wenn man Ihnen am Eingang
> Rechteck anstatt des Sinus oder Sinus-ähnlichen Signals anbietet ?
Was macht ein Mischer, wenn du ihm ein Sinussignal als LO anbietest? 
Meist daraus ein Rechtecksignal ... Filtern bitte das Gewünschte hinter 
dem Mischer!

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