Hallo zusammen, eins vorneweg: ich weiss, dass es käufliche Mischer gibt. Ich will aber selber einen entwerfen. Wegen Lernzweck, und aus Interesse. Jetzt meine Frage. Ich möchte also so einen Mischer entwerfen, der soll, sagen wir mal bis 100 MHz funktionieren. Ich denke in dem Bereich kommt man gut ohne Mikrostreifenleitungen aus. Im Tietze Schenk habe ich gesehen, dass es verschiedene Topologien gibt. Ich würde einen Ringmischer bauen. Die Frage ist: - was für Dioden soll man da verwenden. 1N4148 hätte ich kistenweise. Lohnt es sich, damit einen Versuch zu machen, oder ist das vergebene Mühe? - wie bestimme ich, wie viele Windungen der Trafo jeweils haben soll? Ich weiss dass es zwei 1:1:1 Trafos sind, allerdings nicht, welche Impedanz / Induktivität sie haben sollen. Wenn man im Internet sucht, findet man da immer ca. 10 Windungen. Warum 10? Warum nicht 5 oder 20 ? - wie geht das mit der Impedanzanpassung. Der Mischer soll ja anepasst werden. Leider kenne ich ja im Voraus die Impedanz nicht wirklich. Aber man müsste sie wissen, damit man das Anpassnetzwerk berechnen könnte.... oder macht man das in der Praxis so, dass man einfach mal einen Mischer aufbaut, und mit dem Netzwerkanalysator die Impedanzen bzw. Reflexionsfaktoren misst? Danke für eure Anregungen.
Bei 1N4148, also Logikdioden mit 0,6V Schwellspannung besteht der Nachteil: Man braucht schon einige Volt HF , um die Dioden satt zum Schalten zu bringen. Schottky-Dioden mit 0,2V Schwellspannung sind da besser. Das mit der Wicklung dieser Transformatoren ist ein ziemliches Kunststück, aber erst dann ernstlich gefordert, wenn man den großen Frequenzbereich der handelsüblichen fertigen Ringmischer haben will. Für die Breitbandigkeit von Ringmischern ist notwendig, dass sie in niederohmigen Systemen laufen, mit 50 oder 60 Ohm Lastimpedanz. Nur da sind die üblichen Ringkerntrafos sinnvoll bzw. anwendbar. Mit den 50 Ohm ergibt auch auch die Forderung, dass der Oszillator kräftig Leistung bringen muss, die in viele bis -zig mW gehen muss, wenn man die wichtigste Eigenschaft dieser Ringmischer, die Aussteuerbarkeit , erreichen will.
Olaf schrieb: > ich weiss, dass es käufliche Mischer gibt. Ich will aber > selber einen entwerfen. erinnert mich irgendwie an DDR-Zeiten...denn da hat sich doch so manch einer seinen Mischer gebaut..;-)
Olaf schrieb: > eins vorneweg: ich weiss, dass es käufliche Mischer gibt. > Ich will aber selber einen entwerfen. Wegen Lernzweck, > und aus Interesse. Ja, okay. > [...] Ich möchte also so einen Mischer entwerfen, der > soll, sagen wir mal bis 100 MHz funktionieren. Vergiss das. Ich empfehle Dir, Dich erstmal auf gut handhabbare Frequenzen zu beschränken, also deutlich unter 10MHz. Das Prinzip kannst Du da genauso studieren, aber der ganze HF-spezifische Ärger ist nicht so groß. > - was für Dioden soll man da verwenden. 1N4148 hätte ich > kistenweise. Lohnt es sich, damit einen Versuch zu machen, > oder ist das vergebene Mühe? Sollten prinzipiell funktionieren. Wie gut der Mischen von den Daten her wird, steht ggf. auf einem anderen Blatt, aber gehen muss es. Die SAY17 (die arme Schwester der 1N4148 aus dem Osten) ist auch mit Erfolg für Selbstbau-Mischer genommen worden. > - wie bestimme ich, wie viele Windungen der Trafo jeweils > haben soll? Ich weiss dass es zwei 1:1:1 Trafos sind, > allerdings nicht, welche Impedanz / Induktivität sie > haben sollen. Wenn man im Internet sucht, findet man da > immer ca. 10 Windungen. Warum 10? Warum nicht 5 oder 20 ? Genau da geht der Ärger schon los. Kurze Antwort auf Deine Fragen: Ich weiss es nicht. Längere Antwort: Ringmischer bestehen ja nur aus sechs "simplen" Bauteien, vier Dioden und zwei Übertragern. Die Daten der Mischer hängen stark von den parasitären Einflüssen ab, die wiederum extrem an die eingesetzten Bauteile gebunden sind. Sprich: Es kommt auch auf den Frequenzbereich und den eingesetzten Ferrit- werkstoff an. Als Anfänger nimmt man übrigens nach meiner Erfahrung immer zu viele Windungen; das ist schlecht für die Eigenresonanz des Übertragers (wird zu tief). Weiteres Problem ist, dass auch die Wickeltechnik (trifilar gewickelt oder nicht; Drähte verdrillt oder nicht) Einfluss auf die Daten des Übertragers hat. > - wie geht das mit der Impedanzanpassung. Der Mischer soll > ja anepasst werden. Leider kenne ich ja im Voraus die > Impedanz nicht wirklich. Aber man müsste sie wissen, damit > man das Anpassnetzwerk berechnen könnte.... Eben. Abschätzungen sollten aber schon möglich sein. Für die Dioden Sperrschichtkapazität und Bahnwiderstand lt. Datenblatt, für die Übertrager Eigenresonanz, Kopplungsfaktor und Streu- reaktanzen messen, schätzen oder raten. Ich habe es vor längerer Zeit mal auf die Schnelle ohne alle Rechnung, also rein empirisch probiert und bin grandios vor die Wand gefahren :) > oder macht man das in der Praxis so, dass man einfach mal > einen Mischer aufbaut, und mit dem Netzwerkanalysator die > Impedanzen bzw. Reflexionsfaktoren misst? Angesichts der riesigen Typenvielfalt, die z.B. MiniCircuits allein bei Schottky-Ringmischern bietet, gehe ich davon aus, dass die eine gesunde Mischung aus theoretischer Berechnung, praktischer Erfahrung und empirischer Optimierung verwenden. Literaturstellen zu dem Thema wären mal interessant; ich kenne leider keine.
Hallo zusamman, hallo Olaf. Versuch das ruhig mal, ist wirklich kein Hexenwerk. Die 1N4148 ist für diesen Zweck zwar nicht so gut wie eine Schottky Diode geeignet, aber es funktioniert. Du willst ja nur etwas Erfahrung sammeln. Ob dein Selbstbauteil nun die üblichen 6-7dB Einfügedämpfung erreicht oder bei -10dB auskommt, ist ja erst mal egal. Ich würde nicht gleich mit 100MHz anfangen, 10 oder 20 tun es auch. Du bist dir im Klaren darüber, daß du auch etwas zum Messen brauchts? Ein Wort zu den Übertragern: Du brauchst einen Ring- bzw. einen Doppellochkern. Gut eignen sich z.B. Amidon Kerne FT-xx-43 (Reichelt). Zur Not gehen auch 2 Ferritperlen, die man mit einem Tropfen UHU nebeneinander klebt; die Löcher sind leider etwas klein, aber mit z.B. 0,15mm CuL bekommst du schon einige Windungen dadurch. Für die größeren Kerne geht z.B. 0,22mm Cul prima. Die Drähte werden trifilar verbaut, das heißt: 3 gleichlange Stücke verdrillen (langsam laufende Bohrmaschine) Von diesen Draht ein paar Windungen durch den Kern. Zum Probieren ist die Anzahl erst mal nicht so wichtig. Nun zur Verschaltung: Du hast 2 Enden mit je 3 Drähten: A, A', B, B', C und C' A und A' bilden den Eingang für HF bzw. den Oszillator. B -> C' oder C-> B' ergeben den Mittelanzapf die restlichen 2 (4) Drähte gehen an die Dioden. Hier darf man sich nicht vertun, sonst läuft die Sache nicht! Der Mittelanzapf ist die ZF. Als Oszillatorleistung (1N4148) wirst du in etwa 10mW - 20mW brauchen. Ich habe das extra so ausführlich beschrieben, weil man beim 1 Mal schnell mal die falsche Verdrahtung hat. > Literaturstellen zu dem Thema wären mal interessant; ich > kenne leider keine. Habe mal 2 angefügt, einmal zu Mischern und einmal zu Leitungsübertrager. Ich hoffe, das hilft und macht Olaf Mut. 73 Wilhelm
Ich hatte das 1987 mit AA143 aufgebaut, und es lief gut um die 4 MHz, in einem KW-Transceiver.
> was für Dioden soll man da verwenden. 1N4148 hätte ich kistenweise Hab ich schon gemacht, das funktioniert. Es gibt auch ältere Bauanleitungen mit der 1N4148. Theoretisch würde die schon bis gut 100MHz gehen. Dann lassen aber die Eigenschaften langsam nach und es wäre ratsam, eine andere Diode zu verwenden. > Ich weiss dass es zwei 1:1:1 Trafos sind, allerdings nicht, > welche Impedanz / Induktivität sie haben sollen. Das kommt auf den Frequenzbereich und das Kernmaterial an. Es gibt auch Kerne mit hohem AL-Wert, da reichen 3 Windungen. > Die 1N4148 ist für diesen Zweck zwar nicht so gut wie eine > Schottky Diode geeignet, aber es funktioniert. Das würde ich so pauschal nicht sagen. Der Vorteil ist ein höherer 1db Kompressionspunkt, weil durch die höhere Oszillator- und Schwellspannung mehr Reserve vorhanden ist, bevor eine gesperrte Diode durch ein zu hohes Signal doch leitend wird. Der Nachteil wurde schon gesagt: Eine höhere Ansteuerleistung ist notwendig. Die Spitzenspannung sollte das doppelte der Schwellspannung 2 x 0,7V = 1,4V betragen. Das sind ~20mW oder 13dBm. Bei einem Empfänger würde ich noch eine HF-Vorstufe davor setzen, damit der Oszillator nicht über die Antenne abstrahlt. > mit 50 oder 60 Ohm Lastimpedanz Ob 50 oder 60 Ohm, das ist nicht so tragisch. Wichtig ist, dass der Mischer ringsrum mit der selben Impdanz abgeschlossen wird. Es gibt besonders großsignalfeste Mischer, die z.B. mit 40 Ohm oder weniger arbeiten. Dann sollten aber auch die Dioden einen besonders niedrigen On-Widerstand haben.
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Hallo zusammen ich danke euch erst mal für eure Hilfe. Weiter oben wurde gesagt, dass man natürlich auch Messequipment braucht. Ich besitze einen Oskar, sowie einen Netzwerkanalysator der bis 500 MHz geht. Das taugt, oder? Speck habe ich keinen, aber kann man mit dem Oskar rechnen lassen (schaue aber immer in der Bucht, ob ich einen passenden finde). Verstehe ich das richtig: Den Mischer muss man einfach ringsherum mit der selben Impedanz abschliessen, und es spielt nicht so eine grosse Rolle, wie viele Windungen der Trafo hat und welche Dioden man verwendet? das heisst, ich muss beim Design des Mischers nicht darauf achten, auf welche Impedanz ich diesen auslegen möchte? das würde bedeuten, dass man irgend einen Mischer nehmen könnte, und diesen wenn man lustig ist mal an 50 Ohm oder auch mal an 100 Ohm betreiben könnte. Einfach die Leistungen werden dann verschieden sein, nehme ich mal an? Danke & Gruss
> und welche Dioden man verwendet? Eine Diode, welche bei 1GHz noch funktioniert, geht ohne Probleme auch für niedrige Frequenzen. Umgekehrt funktioniert das aber nicht. Andererseits hat eine Diode mit einem niedrigeren Bahnwiderstand gegenüber der GHz-Diode Vorteile auf Kurzwelle. > wie viele Windungen der Trafo hat Es handelt sich um einen Breitbandübertrager. Der Frequenzbereich eines gekauften Mischers umfasst z.B. 0,5...1000MHz. Aber wenn man auf einen Ringkern mit AL=4nH drei Windungen draufmacht, geht das halt erst ab >100 MHz. Was hast Du denn in der Bastelkiste?
Olaf schrieb: > Ich besitze einen Oskar, sowie einen Netzwerkanalysator > der bis 500 MHz geht. Das taugt, oder? Sicher. - Signalgeneratoren wären auch ganz nett, wenn Du den Mischer mal ausprobieren willst. Ob man mit dem NWA tricksen kann, weiss ich nicht - ich habe keinen > Speck habe ich keinen, aber kann man mit dem Oskar > rechnen lassen [...] Ja. Zumindest die Spektrum-Anzeige der TDS20xx fand ich ganz brauchbar. > Verstehe ich das richtig: > Den Mischer muss man einfach ringsherum mit der selben > Impedanz abschliessen, und es spielt nicht so eine grosse > Rolle, wie viele Windungen der Trafo hat und welche Dioden > man verwendet? Hmpf Das ist eine Frage Deiner Ansprüche. Die "Grundstufe" ist erstmal, dass der Mischer überhaupt halbwegs vernünftig funktioniert. Dazu ist (lt. Literatur) erforderlich: - die Dioden müssen schnell genug sein, - das Ferritmaterial muss für den Frequenzbereich geeignet sein, - es muss genügend Oszillatorleistung zur Verfügung stehen, - alle Ports sollen -- breitbandig -- reell -- mit einer vernünftigen Impedanz abgeschlossen sein. Die Primärwicklung sollte weder 1 noch 1000 Windungen haben, und eine MBR1060 ist als Mischdiode bei 100MHz sicher nicht geeignet. Wenn aber halbwegs geeignete Bauteile gewählt werden, sollte der Mischer erstmal funktionieren. > das heisst, ich muss beim Design des Mischers nicht darauf > achten, auf welche Impedanz ich diesen auslegen möchte? Wie schon gesagt: Eine Frage Deiner Ansprüche. In der "Ausbaustufe" möchte man i.d.R. spezielle Ansprüche verwirklichen: Besondere Breitbandigkeit, besonders gute Anpassung, niedrige Mischdämpfung o.ä. (Daher die Typenvielfalt z.B. bei MiniCircuits.) Auf dieser Ebene musst Du damit rechnen, dass jeder Fliegenschiss eine Rolle spielt. Grundsätzlich funktionieren sollte es aber auch, wenn es nicht optimal ausgelegt ist. > das würde bedeuten, dass man irgend einen Mischer nehmen > könnte, und diesen wenn man lustig ist mal an 50 Ohm oder > auch mal an 100 Ohm betreiben könnte. Einfach die Leistungen > werden dann verschieden sein, nehme ich mal an? Wenn Du die anderen Randbedingungen einhältst, also breitbandig reell abschließt und genügend Oszillatorleistung anlegst, wird der Mischer sowohl an 50 Ohm wie auch an 100 Ohm funktionieren. Die Daten werden allerdings nicht exakt identisch sein. IP3, Kompressionspunkt, Mischdämpfung usw. werden sich deutlich unterscheiden.
Hallo allerseits, also ich habe den Mischer gebaut. Habe noch 4 Schottkydioden BAT81 gefunden, die habe ich verwendet. Die Trafos habe ich mit einem mir unbekannten Kernmaterial gemacht, Ringkernferrit halt. Ich meine, dass das Material für HF Zwecke tauglich sein sollte, kann mich aber grade an den Namen nicht erinnern. Wie dem auch sei, zwei Trafos gewickelt trifilar, je 10 Windungen, und dann die 4 Schottkydioden. Die beiden Funktionsgeneratoren habe ich mit 50 Ohm Impedanz betrieben, und den Mischerausgang auch mit 50 Ohm abgeschlossen. Und siehe da: es mischt tatsächlich :-) Auf dem Oszilloskop sieht die Wellenform zwar total grauselig aus, aber mit dem Speck sieht es eigentlich ziemlich iO aus. Bis 20 MHz bin ich mit dem Ding gefahren, und war ganz passabel. Allerdings sieht man auf dem Speck auch deutlich, dass der LO und die ZF durch den Mischer noch recht gut durch kommen: ich habe versucht, 7 MHz auf 17 MHz hoch zu mischen; dazu habe ich die 7 MHz als ZF eingespiesen, und 10 MHz als LO verwendet. Auf dem Speck sieht man dann tatsächlich 10+7 MHz und 10-7 MHz, soweit so gut! Allerdings kommt auch von dem 10 MHz noch was durch, und die 7 MHz sieht man auch noch ein bisschen, aber weniger. Plus dann noch einen ganzen Sack voller Oberwellen. Die filtert man in der Praxis einfach mit einem Bandpassfilter weg, oder? was müsste man ändern, dass der LO und die ZF weniger durch den Mischer durch drücken? Muss ich die Mischerports je nach dem anders beschalten, wenn ich den Mischer als Auf- oder Abwärtsmischer verwende? Gruss!
Genau dieses Durchschlagen eines der drei Signale auf einen andren Anschluss ist ein Qualitätsmerkmal und ein Anzeichen, ob die Symmetrie der Wicklungen und des Aufbaus (Streukapazitäten) gelungen ist. Eigentlich sind die ports des Mischers gleichwertig. Sie haben ja mit Trafos zu tun, die eigentlich primär und sekundär vertauschbar sind . Unsymmetrie durch die Leiterplatte für die Dioden könnte sich aber bei Oberwellen etwas stärker auswirken. Da kommts halt aufs probieren an. Bei ganz hohen Ansprüchen an den Mischer wird noch an der Beschaltung der ports gearbeitet. Etwa, dass die Eingangsimpedanz des ZF-Teils über den ganzen Frequenzbereich konstant reel ist und nicht außerhalb des ZF-Durchlassbereichs auf Null geht.
Hallo nochmal, das würde also bedeuten, wenn ich nur die Trafos sorgfältig genug fertige und die Wicklungen noch besser kopple dann schlägt auch der LO weniger durch, ja? Ich habe es jetzt so gemacht, dass ich drei gleiche Kupferdrähte genommen habe und sie recht locker miteinander verdrillt habe. Dann 10 Windungen auf meinem Ringkern. Demnach müsste es mit dünnerem Draht, den ich besser verdrillen kann, auch besser funktionieren. Werde das heute oder morgen nochmals versuchen und dann hier berichten! Andere Frage: bis jetzt habe ich mit relativ geringen Frequenzen von ein paar MHz gearbeitet. Wie geht man vor, wenn ich ein Signal auf sagen wir mal 140 MHz hoch mischen möchte? Das dürfte ja dann auch nicht mehr so trivial sein. Vorteilhaft aber wäre, dass bei einer höheren LO Frequenz die Spiegelfrequenzen auch weiter draussen sind und sich besser wegfiltern lassen, danke ich ...
Dann solltest Du noch die Schwellspannungen der Dioden vermessen und 4 identische verwenden.
Hallo zusammen, hallo Olaf. Seh das ganze doch nicht so verkniffen.., ich denke, du willst damit kein Geld verdienen; aus deinem 1. Post entnahm ich, daß es nur 'zum Üben' sein soll. Wenn du drankommst (*), sieh dir mal an: UKW-Berichte 1990 Heft 4 'Universal-Konverter-Konzept 28Mhz, 50MHz, 144Mhz' Da geht es darum, von überall nach überall umzusetzen. Die einzigen Variablen sind die entsprechenden Filter an den jeweiligen Stellen. Da wurde ein selbstgestrickter Mischer eingesetzt, bestehend aus irgendwelchen NoName-Dioden und von den verwendeten Ferrirperlen habe ich seit nun 30 Jahren immer noch einen ganzen Sack voll. Die NoName-Dioden kamen zum Einsatz, weil sie besser waren als 1N4148. Der Diplexer ist schon wichtig. Ich erinnere mich an eine Messung, bei der (nicht dieser Mischer!) der IM3 ohne Diplexer bei ca. -35dB lag, mit Diplexer bei ca. -45dB; den Rest habe ich vergessen. Die Mischverluste habe ich nie bestimmt, die Sache funzte einfach nur; die Messwerte (IM3, unerwünschte Mischprodukte, Ober- und Nebenwellen) waren aber ok. Der Sinn: zur damaligen Zeit waren fertige Ringmischer - wie IE500, SBL1 und Konsorten - relativ teuer. Es sollte eine Alternative geboten werden. Bis 144 MHz sehe ich keine Probleme, 432Mhz würde ich so nicht mehr machen. Unter 5.., 4.., 3.. MHz wird es auch mühsam, auf den kleinen Ferritperlen genügend L auf die Beine zu bringen. Für Langwelle und tiefer muss man sich eben einen anderen Kern und das entsprechende Material aussuchen. Ansonsten für das übliche Gebrösel...: es geht einfach. Wünsche dir weiter viel Spaß beim Forschen und Finden... 73 Wilhelm PS: Bernd W. ist da natürlich viel genauer; der wirft alles zuerstmal in sein LT-Spice und weiss auch, die Ergebnisse entsprechend zu interpretieren. Ich bewundere ihn oft. Messen konnten wir damals schon, 'Rechnen lassen' nicht. :-) (*) Wenn du mir eine PN mit deiner Adresse zukommen lässt, schicke ich dir gerne eine Kopie; von dem Sack Ferritperlen gebe ich dir gerne ein paar ab.
hallo allerseits sorry für meine verspätete Antwort. @Bernd 4 identische Dioden zu verwenden ist eine gute Idee. Oder vielleicht sind zwei Doppeldioden besser, die sind dann auch gleich warm und haben somit den gleichen TK und alles. @Wilhelm ich selber besitze diese UKW-Berichte nicht, aber ein Freund. Den werd ich fragen. Aus deinem Post lese ich, dass der Mischer fürs 144 MHz Band auch keine riesige Hexerei sein sollte. Werde ich demnächst machen, vorerst soll mein 10MHz Mischer mal funktionieren. Danke und Gruss!
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