Hallo, bin eine Hobbybastler und versuche mich gerade an einem SSB-Einfachsuperhet mit 9MHz ZF für den Kurzwellenbereich (0-30MHz). Mein Aufbau besteht zur Zeit aus HF Vorverstärker, Diodenmischer, ZF Verstärker, Filter, ZF Verstärker Bis hierher funktioniert meines Erachtens alles gut. Die ZF von der letzten Stufe gebe ich direkt auf den Antenneneingang eines komerziellen Empfängers welcher auf 9MHz SSB steht. Am Selbstbau VFO kann ich dann die einzelnen Stationen wunderbar selektieren. Das Signal ist auch "schon fett" wie man bei uns hier sagt. Soweit so gut. Nun versuche ich mich am Produktdetektor. Habe hierfür einen MPF102 genommen, am Gate die ZF, an der Source den BFO mit ~9MHz reingeschickt. Nun sollte doch am Drain die NF übrigbleiben? Nun ja, jedenfalls wenn ich diese Baugruppe anschließe, habe ich am Drain NF von mehreren Radiostationen, und der VFO ist nutzlos geworden. Jetzt stehe ich komplett daneben und bin ratlos. So meine wage Frage: Was kann das sein? Wie beginne ich mit der Fehlersuche? Ich habe: 60MHz Oszi Schaltnetzteil Multimeter FA-NWT lg Günter
Günter W. schrieb: > Nun ja, jedenfalls wenn ich diese Baugruppe anschließe, habe ich am > Drain NF von mehreren Radiostationen, und der VFO ist nutzlos geworden. Möglicherweise hat du jetzt einen "Zweitempfänger" in Form eines Direktmischers gebaut :-).Es kann gut sein ,dass dein Produktdetektor...alias Direktmischer breitbandig alles mögliche demoduliert. hast du eine Selektion am Ausgang der Zf? Ist die Verbindung Zf Produktdetektor dicht genug?Passt der BFO-Oszillatorpegel zum Mischer (Produktdetektor)? Das sind nur ein paar Möglichkeiten genug andere gibts wie immer halt leider auch noch.
Hmm, irgendwas muss es ja sein... Ich habe es oben nicht geschrieben, ob der BFO dranhängt oder nicht spielt keine Rolle. Auch wenn dieser abgeschaltet ist, ist es egal. Der BFO und der VFO sind eigene physisch getrennte Baugruppen. Der VFO ist ein DDS (Si570) und liefert ein "na ja" Sinus. Die ZF wird über einen Ausgangsschwingkreis induktiv ausgekoppelt. Der Produktdetektor bekommt sein Signal über einen 150pF Kondensator. Kann das wirklich sein? Die Auskoppelspule und der 150pF Kondensator wirken als Serienschwingkreis? Muß ich glatt mal nachrechnen. LG Günter
Vermutung: Sobald der MPF102 dranhängt, schwingt die ZF, weil bei nicht ausreichender Abschirmung / Filtern der Betriebsspannung die Gesamtverstärkung zu groß wird. Gruß, Bernd
Hallo Günter Deine letzte Vermutung hatte ich auch schon. Mit 10n ankoppeln und einen 47 Ohm in Reihe zur Dämpfung. Oder so hochohmig, bis die Schwingung sicher aufhört. Änderung: Ich nehm das zurück, bei einem JFet mit hochohmigem Eingang werden 47 Ohm nichts bringen.
Hallo, Also dann teste ich mal folgendes. - 1mH Drossel in die Spannungsversorgung (+12V) einbauen. - 150pF gegen 10nF austauschen, bzw auch weglassen. - 1dB/3dB PI Dämpfungsglied in den Eingang einschleifen. Günter
So, habe den 150pF Kondensator gegen einen 10nF getauscht - kein Erfolg. Habe gerade bemerkt, daß ich AM schon auf der ZF aufmoduliert habe. Also - zurück zum Messplatz und Zeichenbrett. Oha, bei 9720 ist ein Radiosender drauf :( ... Da werde ich meine ZF Auskoppelstufen wohl besser abgleichen müssen
Verwendest Du umschaltbare Vorfilter? Oder wie verhinderst Du, daß die ZF durchschlägt?
Hallo, Gar nicht. "SSB-Einfachsuperhet" ist auch ein Wortspiel. :) Eine ZF und "einfach" gebaut. Das ist auch mein erster, nach dem Motto - der Weg ist das Ziel. Am Abend, versuche ich meine Schaltpläne zu einem großen Ganzen zusammenzufassen und hochzuladen. Dann wird es mit der Ferndiagnose auch besser.
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Rx1.PNG
87 KB
So, hier mein Schaltplan wie ich jetzt aufgebaut habe und mit den Problemen wie oben beschrieben ...
Hallo Günter
Erstmal vorweg:
Oszillatoren, welche nicht schwingen wollen, aber die Verstärker, die
hören nicht auf damit. Ist das nicht normal? Also ein Durchschlagen
irgendwelcher unerwünschter Frequenzen könnte das Problem schon
erklären, es könnte aber auch "irgendwas" wild schwingen.
Deshalb die Frage:
Ist das Problem nach Anfügen der letzten Stufe aufgetreten oder ist es
dann nur aufgefallen? Erst mal ist die Gesamtverstärkung nicht so riesig
groß, daß gleich die ganze ZF zu schwingen anfängt. Es sei denn, alles
ist auf einer Lochrasterplatine aufgebaut und hat eine ungünstige
Masseführung bzw. ist schlecht abgeblockt.
Frontend
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Ohne Vorfilter empfängt der Superhet bei:
(F_osz - F_zf) und F_osz + F_zf
2*F_osz - F_zf und 2*F_osz + F_zf
3*F_osz - F_zf und 3*F_osz + F_zf
4*...
Aber normalerweise ist nur (F_osz - F_zf) erwünscht, die Berechnung
diverser Vorfilter kann mit dem AADE Filter Design erfolgen. Am besten
wäre jeweils ein Cauer-Filter mit einem Minimum bei 9 Mhz. Durch das
Cauer-Filter kann ein Durschlagen einer Störung bei 9 MHz in die ZF
verhindert werden.
Rx Lo
0.0- 7.5 9.0-16.5
10.5-18.0 19.5-27.0
18.0-30.0 27.0-39.0
Nachteil: Es entsteht um die ZF-Frequenz herum (7.5-10.5) eine Lücke.
Vorstufe
~~~~~~~~
Aktuell hat die Vorstufe 2 Probleme:
1. Der Eingangswiderstand beträgt ~100 Ohm.
2. Der Übertrager T50-6 weist mit 2x8 Wdg. eine Induktivität von nur
250nH auf und damit eine untere Grenzfrequenz von ~30 MHz. Mit 2x50 Wdg.
bzw. 2x10µH könnte er immerhin 0,5-30MHz abdecken. An dieser Stelle wäre
eventuell irgendein Doppellochkern (Schweinenase) mit 2x20µ besser
geeignet.
Mischer
~~~~~~~
Ein Dioden-Ringmischer funktioniert ja in alle Richtungen, egal wo rein
und raus, es geht was. Von 0-x MHz rein und mit 9 raus scheint der
Vorteil dieser Version.
Diplexer
~~~~~~~~
Alles außer 9MHz wird mit 50 Ohm abgeschlossen.
Aber! Bei Resonanz beträgt der Abschluß durch den ZF-Verstärker ~300 Ohm
(< 2.2k / 6.66). Eventuell R27 mit 330 Ohm bemessen, dann wird aber das
Filter breitbandiger.
1.ZF
~~~~
Den BF900 kann ich momentan noch nicht simulieren, deshalb später mehr.
Gruß, Bernd
Hallo Bernd, danke für deine Analyse. Die Fehlabschlüsse habe ich so noch gar nicht bemerkt. Teilweise habe ich die Bauteile "aus der Hüfte" bemessen und mit LTSpice simuliert, und dann aufgebaut. Aufgefallen ist mir das Ganze erst, als ich den Produktdetektor an meine PC Soundkarte angeschlossen habe. Gestern jedoch konnte ich die Problematik einschränken. bei 9200 - 9700 sind zwei starke Radiosender. Diese kommen durch. Der NWT Spektrumanalyzer dürfte ja nach dem Filter nur mehr 9MHZ sehen. Das ist nicht der Fall. Beide Radiosender sind "fett" da. Ich führe das heute auf zwei Umstände zurück: 1) Das ZF Filter verstärkt sehr breitbandig (mehrere MHz) (gewobbelt mit NWT). 2) Das Filter filtert im Aufbau nicht so wie es sollte. Aufbau: Bis auf das Quarzfilter und die Vorstufe ist alles in Manhatten-Style auf einer 2-Seitig voll-durchgehenden Kupferlaborkarte (160x100) aufgebaut. Filter und Vorstufe sind auf Streifenraster aufgebaut, Masseband habe ich noch keines drumherum. Generell lasse ich mir für die einzelnen Stufen, professionelle Leiterplatten fertigen. Diese dauern jedoch immer 2-3 Wochen. Habe in D einen sher günstigen Anbieter gefunden. Frontend: Später soll noch eine komplette Filterbank (8Stk) als Frontend hinzukommen. Die Filter werden Integrale T-Filter sein. Vorstufe: Das Wobbeln mit dem NWT hat einen schönen durchgehenden Frequenzbereich gezeigt. Mischer: Ja, ist bekannt Diplexer: Das verstehe ich jetzt garn nicht. Könntest du das ein bisschen ausführlicher erklären? ZF: Ich habe für LT Spice hier einen BF256 eingesetzt und den AGC Teil (470 Ohm Widerstand) weggelassen. Filter: Im Wobbel-Test (als Stufe alleine) ab 9.0MHz ca. 2.5 kHz breit. Grüße aus der Kälte Günter
In dem Ringmodulator fehlt auf der Ausgangsseite primärseitig der Masseanschluss. Soll das so sein? Am Ausgang könnte man 4 BF256 paralle geschaltet in Gate- Basisschaltung einsetzen. Also Gate an Masse und an Source das Signal rein. Alternativ könnte man auch einen P8002 verwenden, wenn man ihn noch irgendwo bekommt. Dieser Transistor hat eine Steilheit von 20mA/V also in obiger Schaltung einen Eingangswiderstand von 50 Ohm breitbandig. Den Diplexer braucht man dann nicht mehr. Mit dem Sourcewiderstand kann man den Eingangswiderstand fein abgleichen. Im Quarzfilter erscheinen mir die 100nF etwas zu groß. Sollten das 100pF sein? Wie vom Vorgänger schon bemerkt fehlt die Eingangsselektion. Die Emfangslücke bei 9 MHz ist mit 9MHz ZF leider nicht zu vermeiden. Deswegen ist eigentlich die bessere Wahl die erste ZF über die maximale Emfangsfrequenz zu legen, so wie die Profis das auch machen. Dann kann man in einer zweiten Mischstufe auf 9MHz ZF runtermischen. HF-mäsiger Aufbau mit durchgehender Massefläche auf der Oberseite und möglicht viel Massefläche auf der Unterseite ist eigentlich schon Pflicht. Ralph Berres
Mit obenliegender ZF maximiert man aber auch den Effekt durchs Phasenrauschen! Wenn das Ding nun eh schon breitbandig ist, sehr contraproduktiv.
Abdul K. schrieb: > Mit obenliegender ZF maximiert man aber auch den Effekt durchs > > Phasenrauschen! Das must du mir aber jetzt mal erklären. Ich bin neugierig geworden, ob ich da was nicht verstanden habe. Ralph Berres
Naja, warum schreibe ich auch was. Das habe ich mal in einem Paper gelesen und mir einfach nur als nicht ganz unwichtig gemerkt. Das Paper habe ich natürlich auf der Platte. Nur wie finden? Versuchen wir es mal: Mischen ist multiplikativ. Beide Eingangsports am Mischer sind gleichberechtigt und tauschbar. Also jetzt Empfangsfrequenz als absoluter Träger hervorragender Qualität, also ist es ein Oszillator. Der der vorher am Oszillatoreingang des Mischers war. Nehmen wir an, der ist nun viel besser als der LO. In dem Fall vertauschen sich die Rollen! Am ZF-Ausgang hat man nun das "breitbandige" Rauschen des LO(!!). Liegt die ZF höher, wird das Phsenrauschen breiter!! Das ZF-Filter selektiert davon nur einen kleinen (konstante Bandbreite) Teil. Im Endeffekt erzeugt mehr Phasenrauschen also weniger Empfindlichkeit, dafür mehr Störsignale durch andere Sender und Kanalrauschen der HF.
Es ist richtig das ein verrauschtes Oszillatorsignal die Empfindlichkeit eines Empfängers negativ beeinträchtigen kann. Man nennt sowas auch reziproges Mischen. Das macht sich insbesonders bemerkbar, wenn im geringen Abstand zum Nutzträger ein zweiter wesentlich stärkerer ( auch rauscharmer ) Träger auftaucht. Es mischt sich dann das breitbandige Rauschen des Localoszillators auf das starke Nebenbandsignal, welches dann, dadurch ebenso verrauscht, das Nutzsignal zudeckt. Es zieht quasi den Rauschteppich des Emfängers in die Höhe. Dann bekommt die Person die ein extrem schwaches Signal empfangen will, den Eindruck, der Empfänger rauscht plötzlich mehr, und das schwache Nutzsignal wird vom Rauschen verdeckt. Aber das ist eigentlich völlig unabhängig von der Höhe der ZF und damit von der Frequenz des Lokaloszillators. Die Rauscharmut des Localoszillators ist mit entscheidend für den Dynamikbereich des Emfängers. Leider haben selbst die Anbieter von auch hochpreisigen KW-Transceiver immer noch nicht erkannt, das die Stabilität und Guete des Localoszillators auch ohne PLL schon entsprechend gut sein muss. Je mehr die PLL den Oszillator disziplinieren muss, desto mehr Phasenrauschen entsteht durch die PLL. Auch die modernen DDS Synthesizer haben prinzipbedingt eine gehörige Portion Phasenrauschen. Besser sind Fraktional/N Synthesizer welches die durch die gebrochene Teilerverhältnisse bedingte Phasenmodulation durch eine entgegengesetzte Phasenmodulationsspannung wieder aufhebt. Das findet man aber nur in hochpreisige Signalgeneratoren, eventuell auch in Emfänger der abosluten Premiumklasse, weil der Aufwand sehr hoch ist. Was man mit einer hohen ZF erreicht, ist das es 1. der ZF Durchschlag besser in den Griff zu bekommen ist, und 2. die Spiegelemfangsprodukte weit weg sind, und man theoretisch mit einen Tiefpass am Eingang auskommt. ( So arbeiten praktisch fast alle Messemfänger und Spektrumanalyzer). Um die Grossignalfestigkeit zu verbessern schaltet man in der Regel dann noch Oktavfilter vor den Emfängereingang. Aber das war eigentlich alles nicht das Thema, der Günter wollte ja eigentlich nur wissen, wie man dem ZF Durchschlag begegnet, und hat deswegen sein Schaltungskonzept hier ins Forum gestellt. Wir können uns gerne auch per Email über das Thema austauschen, weil das Thema ja doch schon sehr speziell wird. Ich weis nicht wie breit der Interessentenkreis für solche Themen ist. Ralph Berres
Bei einer hochliegenden ZF von ca. 40 MHz muß der VFO einen Bereich von 40 bis 70 MHz übersteichen. Dann, wegen dem Doppelsuper-Prinzip, brauchts einen 2. Oszillator/Mischer. Es wird also 2 mal Rauschen produziert und die Oszillatorfrequenzen liegenauch noch ziemlich hoch, was das Phasenrauschen und andere Schmutzeffekte bestimmt nicht verringert. Wenn dann die beiden Oszillatofrequenzen aus einem Quarz abgeleitet werden, hebt sich wenigstens die Drift zum größten Teil auf. @Günter An Deiner Stelle würde ich jetzt erst mal so weitermachen. Es soll bestimmt nicht der beste Empfänger der Welt werden, sondern einfach nur brauchbar funktionieren. Ein Vorfilter mit Sperrkreis bei 9 MHz davor, dann sollten die Störungen weg sein. Heut abend werd ich nochmal LT-Spice anwerfen und ein wenig simulieren. Eventuell kann man bei der Vorstufe den Übertrager weglassen und R23 auf ~100 Ohm, dann geht die untere Grenzfrequenz auch schön bis in den kHz Bereich. Bernd
Das Thema ist schwierig zu bereden und sobald man handfeste "Beweise" einfordert, muß man mit Hochschulmathematik anfangen. Und das bei Bauelementen, die diesbezüglich durchweg nicht genau spezifiziert sind. Und das dann auf Lochraster oder Steckbrett... Was den Thread hier angeht, denke ich, das eine hochliegende ZF sicherlich zielführend ist. Es ist richtig, das mehrere Oszillatoren das Phasenrauschen bzw. Dynamikbereich verschlechtern(!). Dem kann man etwas entgegengehen, wenn man beide Oszillatoren koppelt, aus der gleichen Referenz erzeugt. Ich habe z.B. einen Empfänger gebaut, bei dem der TCXO direkt eine 2.ZF erzeugt, eine PLL aus dem TCXO den ersten Mischer ansteuert. Eine dritte ZF auf sehr niedriger Frequenz wird auch noch durch Teilung aus dem TCXO erzeugt. Alle drei sind also direkt gekoppelt. Das PLL-Rauschen nur im 1.Mischer vorhanden. Der Si570 von silabs ist eines der wenigen Bauelemente am Markt, der einen wie von Ralph beschriebenen fractional-N mit Kompensation besitzt. Er ist für das was er leistet, extrem günstig! Einfache Factional-N rauscht mehr als eine Integer-N PLL! Mehr Eingangsbandbreite benötigt besseres Phasenrauschen. Mehr gewünschter Dynamikbereich benötigt ebenso besseres Phasenrauschen. Beide brauchen dann auch mehr Strom in der Eingangsstufe, um eine höhere Linearität zu bekommen. Im Prinzip addiert man ja alle vorhandenen einzelnen Feldstärkevektoren auf einen Schlag zu einem bestimmten Zeitpunkt. Will man aus dem Gemenge einen einzelnen Feldstärkevektor wieder rausbekommen, muß man logischerweise mehr Aufand beim "Suchen" im Heuhaufen reinstecken: Ausdruck von Dynamik! Ja, das Thema interessiert mich sehr. Jetzt könnte ich wieder mit Primzahlen im PLL-Teiler kommen. Das würde aber sicherlich mehrere neue Threads benötigen. Um es in einen Satz zu fassen: Hat man einen eher schlechten LO, kann ein Einfachsuper von Vorteil sein!
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Hallo Günter Ich hab mal versucht, das Verhalten des Übertragers zu veranschaulichen. Erst mal hab ich die Induktivität einer Wicklung von 250nH auf 1µH erhöht, damit der Höcker in den sichtbaren Bereich rutscht. Man sieht bei Kurve (1), daß der Übertrager nur bei hohen Frequenzen arbeitet. Nimmt man nur einen Widerstand von 82 Ohm, ergibt sich ein flacher Frequenzgang (2) über den ganzen Bereich mit einer Verstärkung von knapp 11dB. Auch die Belastung der Spannungsquelle verläuft ohne Übertrager schön glatt, es wird durchweg von +6dB auf 0dB gedämpft (4), ebenso beträgt der Ausgangswiderstand 50 Ohm.
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Diplexer.gif
21 KB
Diplexer Der Diplexer funktioniert im Prinzip. Der 50 Ohm Abschluß für den Mixer ist nicht zu 100% gewährleistet, weil die Last durch 2 Schwingkreise verursacht wird (C2 und L2+L3, L4 und C3). Beide Schwingkreise interagieren mit überkritischer Kopplung als Bandfilter. Falls die Kurven mit dem Netzwerkanalysator auch gut aussehen, könnte man das auch so lassen. Alternative 1 Wie Ralph schrieb, einen oder 4 JFets dahinter. Diese Version hat bestimmt die beste Großsignal-Festigkeit. Eventuell ginge auch ein normaler Transistor in Basisschaltung. Durch den hohen Ausgangswiderstand dieser Schaltungen würde sich dann ein Schwingkreis dahinter anbieten. Alternative 2 Den Übertrager Tr3 wirklich als solchen verwenden und den Diplexer rauswerfen. Der Übertrager könnte, wie bisher, den DG-MosFet speisen. Der 330 Ohm Widerstand verbrät zwar etwas Signal, was bestimmt das S/N verschlechtert, aber dafür hängt hier ebenfalls eine saubere Last am Mischer. Die 50 Ohm vom Mischer werden im Verhältnis 1 : 6.67 auf 330 Ohm hochtransformiert. Darf ich fragen, mit welchem Ruhestrom die DG-Mosfets momentan eingestellt sind? Gruß, Bernd
Hallo, ich danke Euch für eure Mühen. Man merkt, ihr beide macht das schon ein paar Tage länger. Ich habe hier viel Input erhalten und bemerkt - das ist alles nicht so einfach. Vor allem kommt es auf einige Kleinigkeiten an die ich so nicht so genau beachtet habe (50Ohm Abschlüsse). Es nützt nichts zu glauben dass man es weiß. Man muss die Dinge auch wirklich begreifen. Das ist ein Riesenunterschied. Ich baue auch aus solchen Gründen nicht "einfach" Bausätze nach, sondern mache es mir absichtlich schwer. ich bin der Meinung - nur so begreift man die Thematik auch. So nach dem Motto: Rechnen - Simulieren - Bauen - Wegschmeißen - von vorne. Bernd, du hast oben geschrieben >>ebenso beträgt der Ausgangswiderstand 50 Ohm.<< Hast du das berechnet? Wenn ja wie? Oder gibt es in LTSpice hierzu eine Möglichkeit die Ein und Ausgangsimpedanzen zu simulieren bzw. zu bestimmen? Das wäre fein. > Darf ich fragen, mit welchem Ruhestrom die DG-Mosfets momentan > eingestellt sind? Ja, du darfst. Ich bin ehrlich - ich habe keinen Schimmer. Diese Schaltung ist von einem Funkamateur übernommen worden, der für den NWT eine Erweiterung entwickelt hat. Diese Schaltung dient hier auch als Verstärker. Da der NWT mit 50Ohm arbeitet war mir der Rest wirklich egal - wird schon passen dachte ich mir.
Günter W. schrieb: > So nach dem Motto: Rechnen - Simulieren - Bauen - Wegschmeißen - von > vorne. Und die Suchtgefahr nicht unterschätzen. ;-) Nach dem Empfängerbau ist vor dem Empfängerbau. Es gibt immer etwas Neues.
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