Ringmodulator Simulation vs. Realität

[Gerald K. (geku)]

Ich habe einen Ringmodulator simuliert und dann aufgebaut.
Hier weicht die Simulation ab: Messung-FFT-0v3.jpg. Über 200mV beginnen 
die Seitenbänder Oberwellen zu bekommen. Diese treten bei der Simulation 
nicht auf. Warum?

Warum sinkt die Spannung des Eingangssignals von 100mV Leerlauf bei 
Anschluß and den Ringmodulator auf 18mV ab? Da msst die Eingangsimpedanz 
wesentlich kleiner aus 50 Ohm sein. Siehe SIM_in_out.jpg.

[Egon D. (Gast)]

Gerald K. schrieb:

> Ich habe einen Ringmodulator simuliert und dann
> aufgebaut. Hier weicht die Simulation ab:
> Messung-FFT-0v3.jpg. Über 200mV beginnen die
> Seitenbänder Oberwellen zu bekommen.

Das werden Intermodulationen 3. Ordnung sein.
Schätzungsweise ist Dein Oszillatorpegel zu niedrig.
"Schottky-Mischer wollen Leistung sehen!" (O. Bartels)


> Diese treten bei der Simulation nicht auf. Warum?

Weiss ich nicht.


> Warum sinkt die Spannung des Eingangssignals von
> 100mV Leerlauf bei Anschluß and den Ringmodulator
> auf 18mV ab?

Weil 10kHz (!) für die Übertrager zu wenig sind.


> Da msst die Eingangsimpedanz wesentlich kleiner
> aus 50 Ohm sein.

Richtig. XL = 2Pi*f*L ...

[Gerald K. (geku)]

Egon D. schrieb:
> Richtig. XL = 2PifL ...

Danke für die rasche Antwort.

Impedanz des Übertragers istbei 10kHz 42 Ohm. Die zwei leitende Dioden 
verbinden den zweiten Übetrager mit dem ersten Übertrager. Dadurch 
werden die beiden Induktivitäten von 0,067mH parallel geschaltet. Also 
müsst die Eingangsimpedanz bei offen Ausgang etwa 21 Ohm betragen. Das 
erklärt die Spannungsteilung von 5:1 (100mV/18mV) nicht.

Egon D. schrieb:
> Schätzungsweise ist Dein Oszillatorpegel zu niedrig

Der Red Pitaya speißt über 50 Ohm (Out2) mit 0,9Vs. Eine höhere Spannung 
erhöht zwar den Strom durch die Dioden, aber an der Spannung an X3 
andert sich nichts. Man sieht deutlich, dass die Spannung auf Uf (0,35V) 
der Schottkydioden begrenzt wird.
Vielleicht taugen die Dioden nichts.

[Egon D. (Gast)]

Gerald K. schrieb:

> Egon D. schrieb:
>> Richtig. XL = 2PifL ...
>
> Impedanz des Übertragers ist bei 10kHz 42 Ohm.

???

$$2 * pi * 67µH * 10'000Hz$$

$$~= 6.26 * 67µVs/A * 10'000/s$$

$$~= 421 * µV/A * 10'000$$

$$= 4210 * mV/A$$

$$= 4.21V/A$$

$$= 4.21 Ohm$$

> Egon D. schrieb:
>> Schätzungsweise ist Dein Oszillatorpegel zu niedrig
>
> Der Red Pitaya speißt über 50 Ohm (Out2) mit 0,9Vs.

Hmm. Das klingt eigentlich passend.
Vielleicht sind die Übertrager schon in der Sättigung.
Dass die Dioden bei den Spannungen und Frequenzen nicht
wollen, kann ich mir nicht so recht vorstellen...

[Egon D. (Gast)]

Nachtrag:

>> Impedanz des Übertragers ist bei 10kHz 42 Ohm.

Das kam wahrscheinlich bei der ganzen Rechnerei
nicht klar genug 'rüber: NF gehört natürlich an
den galvanisch gekoppelten Port. Die Trafos sind
für HF.

[Gerald K. (geku)]

Egon D. schrieb:
> 4.21Ohm

Da habe ich mich um ein 10er Stelle verrechnet. Dann kommts hin.

Egon D. schrieb:
> NF gehört natürlich an
> den galvanisch gekoppelten Port. Die Trafos sind
> für HF.

Jetzt wird mir klar, warum der Ham It Up Plus von Nooelec wegen der 
unteren Eingangsfrequenz von 300Hz das galvanisch gekoppelten Port.und 
nicht das Port mit dem Übertrager verwendet. Siehe 
Beitrag "Ringmodulator".

Sorry, die gute Erklärung hatte ich schon vergessen.

Ich sollte bei der Testanordnung Port X1 und X3 vertauschen.

[Gerald K. (geku)]

Port X1 mit Port X3 vertauscht.

10k/0,1V liegt jetzt an Port X3
1MHz/0,9V liegt an Port X1

FAZIT:

Trägerunterdrückung ist um 10dB schlechter
Eingangssignal an Port3 kann stärker ausgesteuert werden (300mV), ohne 
Oberwellen zu erzeugen.
Träger an Port1 wird nicht abgeschwächt.

Ausgangssignal bleibt in etwa gleich

Abweichung zur Simulation:

Der Ausgangspegel ist in etwa der Eingangspegel (100mV). Bei der Messung 
ist der Ausgangspegel nur -57,36dBm.

[argos (Gast)]

Gerald K. schrieb:
> Port X1 mit Port X3 vertauscht.
>
> 10k/0,1V liegt jetzt an Port X3
> 1MHz/0,9V liegt an Port X1

Das ist eine unübliche Beschaltung. LO gehört an einem, RF und ZF an den 
anderen Übertrager.
Für einen Upconverter gilt dann: X2=LO (1MHz), der DC-gekoppelte ZF Port 
X3 als Eingang (10kHz) und der RF Port X1 als Ausgang (Doppelton 
0,99/1,01MHz).

[Michel M. (elec-deniel)]

eine Beschreibung von Analog Device mit Schaltbeispiel  :-)
 https://wiki.analog.com/university/courses/electronics/electronics_lab_diode_ring_modulator