Hallo, mit einem Rechtecksignal 0/28V (125kHz/Tastgrad nicht exakt 1:1) soll ein Varaktor (Kapazitätsdiode) angesteuert werden, um seine Kapazität mit dieser Frequenz von 125kHz zwischen den Werten für 0V (=60pF) und 28V (=2,4pF) zu verändern. Das Rechtecksignal wird durch einen XMega erzeugt und durch einen MOSFET (BSS87) auf die 28V verstärkt. Der Varaktor befindet sich in einem HF-Schwinkreis, der auf 123,2MHz resonant sein soll (bei 0V = 60pF für den Varaktor). Dabei sind Störsignale mit vielen Moden und Frequenzen auf dieser Rechteck-Versorgungsspannung aufmoduliert (viele Moden im Abstand von alternierend 60kHz und 70kHz im gesamten Frequenzbereich). Meine Vermutung ist, dass diese vielen Störsignale ihren Ursprung als Fourierkomponenten der Rechteckspannung haben. Diese sollen nun teilweise und gezielt herausgefiltert werden. Ziel ist es, in einem Fenster von 123,2Mhz +- mindestens 2MHz ein Störung des HF-Signals zu verhindern. Wie kann man diese Filterung realisieren? Aufauten, die schon probiert wurden, aber keine echten Erfolg brachten waren: - RC-Tiefpass erster Ordnung 100 Ohm, 3,2 nF (Problem dabei: zu lange Ladezeit, aus Rechteck wurde "Sägezahn"). - Saugkreis in der Zuleitung vom Rechtecksignal, resonant auf 123,2MHz Problem dabei: keine ausreichende Filterung) - LR-Tiefpass erster Ordnung 330 nH, 18 Ohm (Problem dabei: Spannung am Ausgang für die 125kHz viel zu gering, nur noch ca. 0,2V) Hat jemand eine Idee, wie diese Testaufbauten konkret optimierte werden könnten bzw. einen anderen Ansatz für diese Problem? Gruß wanie
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Ein Ansatz wäre es erst mal 2 Kapazitatzdioden zu nehmen und gegenphasig anzusteuern. Damit koppelt man weniger Störungen ein, und mit 2 Dioden ist das ganze auch noch besser Linear hinsichtlich der Amplitude des Nutzsignals. Zwischen 125 kHz und 123 MHz ist eingentlich genug Abstand um das mit einem Tiefpass zu lösen, ggf. auch nur ein nicht so schneller Verstärker um auf die +-28 V zu kommen. Der Versuch mit den 100 Ohm und 3,2 nF ist wohl an einem zu großen Ausgangswiderstand gescheitert. Mit 1 K und 320 pF wäre es vermutlich schon besser.
Manuel Weikert schrieb: > Hat jemand eine Idee Ja. Der Ansatz mit der Kapazitätsdiode ist von Grund auf falsch gedacht, denn mit einem Rechteck an der Diode erzeugst du derartige analoge Hiebe im Oszillatorkreis, daß dir wohl niemand vorhersagen kann, was du da alles an zusätzlichem Müll erzeugst. Wenn du bei deiner Diode bleiben willst, dann mußt du das Ansteuersignal passend in seiner Bandbreite begrenzen, also die Flanken abflachen. Aber das reicht noch nicht als Vorüberlegung. Was soll das eigentlich, daß die Diode zwischen 60 pF und 2.4 pF herumgeschaltet wird? Wenn dein Schwingkreis bei 60 pF auf ca. 120 MHz resonant ist, was soll der dann eigentlich bei 2.4 pF machen? Auf 360 MHz resonant sein? Und was hat es dabei mit deinem +/- 2 MHz Fenster auf sich? Irgendwie paßt das Ganze nicht zusammen. Wenn es dir um eine schnelle FM-Modulation eines HF-Trägers gehen sollte, dann nimm ein DDS. Das ist agil, d.h. man kann damit schlagartig die ausgegebene Frequenz umstellen ohne daß es am DDS irgendwelche Einschwingvorgänge gibt. Das gilt aber nicht für nachgeschaltete frequenzselektive Schaltungen. W.S.
W.S. schrieb: > Was soll das eigentlich, > daß die Diode zwischen 60 pF und 2.4 pF herumgeschaltet wird? Wenn dein > Schwingkreis bei 60 pF auf ca. 120 MHz resonant ist, was soll der dann > eigentlich bei 2.4 pF machen? Auf 360 MHz resonant sein? Und was hat es > dabei mit deinem +/- 2 MHz Fenster auf sich? Irgendwie paßt das Ganze > nicht zusammen. Ich bin bei dem Projekt auch beteiligt und antworte mal: Zunächst vielen Dank für die schnellen und kompetenten Antworten, Ideen und Vorschläge. Bei der niedrigen Kapazität (2.4pF) ist der Schwingkreis bei ca. 200MHz resonant (es sind noch andere, feste Kapazitäten verbaut). Die Grundidee oder der Hintergrund ist, das der Schwingkreis eine MR-Empfangsspule ist, die bei 123MHz onresonant ist (also auf der Larmorfrequenz empfangend) und nun im schnellen Wechsel (mit den 125kHz) verstimmt (nach ca. 200MHz, die genaue Frequenz ist egal, muss nur weit genug weg sein) werden soll. Das freie Frequenzfenster von +/- 2 MHz ist relativ großzügig ausgelegt, es würden auch ein deutlich schmaleres Fenster von ca. +/- 100 kHz reichen. In diesem Fenster soll der Resonanzkreis ohne Störungen (wie eben die unerwünschten Moden, die man auf dem Analyzerbild sieht und die wohl vom Rechteckschalten der Varaktoren kommen) das von außen einstrahlende MR-Messsignal (mit geringer Amplitude, induzierte Spannung im mV Bereich) empfangen können. In dieser Anwendung und im unmittelbaren Umfeld eines MR-Scanners könnte die Verwendung eines DDS problematisch sein. Der Varaktoren machen Ihren Job eigentlich auch ganz gut, nur die Ansteuerung macht eben noch Probleme. Die Idee das Rechtecksignal mit flacheren Flanken zu formen gefällt mir sehr gut. Wie könnte man sowas konkret realisieren? Bisher kommt das Rechteck ursprünglich von einem XMega und läuft dann noch durch einen Schmitt-Trigger. Grüße, Gagi
Hi, verstehe ich das jetzt richtig, es geht im Ursprung darum eine Eine Spule im Frequenzverhalten zu verschieben um zwischen den Zuständen "resonant" und nicht resonant zu verschieben? Warum das ganze? Soll damit eine Art Toreffekt bewirkt werden oder hat das andere Gründe? GEht es nur um einen reinen Toreffekt, dann würde ich das an ganz anderer Stelle angehen, erst hinter der Spule über entsprechende Halbleiterschalter agieren. Wenn es, aus welchen Gründen auch immer, nicht in Frage kommt hinter der Spule erst das Signal zu unterbrechen und es wirklich nur ums Verstimmen geht, dann würde ich statt mit Kapazitätsdioden zu arbeiten, die ja auch noch im Frequenzverhalten mit der Temperatur und Alterung wandern (weshalb gerade bei Frequenzen über einige 10Mhz ein Einsatz als Frequenzbestimmendes Glied ohne Regelkreis überall wo es um auch nur gewisse Frequenzstabilität ein NoGo ist), zum Beispiel mittels PIN Dioden den Kreis entweder auf MAsse ziehen oder ein große Kapazität zuschalten. Im gesperrten Zustand ist der Kreis dann resonant... Gruß Carsten P.S. Flachere Flanken bekommt man über Baugruppen mit Tiefpassverhalten, letzten endes ist das ja nur ein Entfernen von HArmonischen. Betrachte das ganze mal im Kontext der Fourieranalyse. Praktisch kann aber schon eine höhere kapazitive Belastung am Ausgang im Zusammenhang mit parasitären R & L der Schaltung deutliche Abflachungen bewirken
Hi Carsten Sch. schrieb: > Warum das ganze? Soll damit eine Art Toreffekt bewirkt werden oder hat > das andere Gründe? Im Prinzip soll am Ausgang für den off-resonanten Fall so gut wie kein Signal mehr rauskommen, also schon irgendwie Tor-effekt ähnlich. Die Grundidee ist jedoch das ZWEI Schwingkreise so nahe aneinander liegen das sie sich, im Falle beide gleichzeitig on-resonant verkoppeln würden. Wenn also nur der Ausgang hinter der Spule "aufgemacht" wird, ist die jeweils andere trozdem nicht on-resonant, da verkoppelt. Das war vielleicht die nötige Info, um den Grund des Aufwandes zu verstehen... :-) Ich weiß, dass man diese beiden Schwingkreise auch Induktiv/Kapazitiv voneinander entkoppeln kann, aber das wäre ja zu einfach. :-) Carsten Sch. schrieb: > zum Beispiel mittels PIN > Dioden den Kreis entweder auf MAsse ziehen oder ein große Kapazität > zuschalten. > Im gesperrten Zustand ist der Kreis dann resonant... Die Idee "große Kapazität über PIN Diode zuschalten" finde ich sehr gut. Wird womöglich das Problem mit den Störsignalen nicht lösen, ist aber zumindest schonmal stabiler als eine Kapazitätsdiode. Ich konnte jedoch, auf die schnelle, keine PIN Diode finden die im Bereich kleiner 0,5µs durchschaltet. Eine langsamere Schaltzeit als 4µs würde halt bedeuten, das dich Spule zu spät oder gar nicht resonant wird, da die PIN Diode ja mit 125kHz getriggert wird. Hast du eine Empfehlung für schnelle PIN-Dioden? Gruß Manu
Nicht dass ich jetzt Ahnung davon hätte, aber irgendein GaAS PIN Diodentyp? BAL99LT1G?
Die meisten Pin Dioden sind eher extra Langsam. Alternativ sollte auch ein JFET oder MOSFET, oder ein Diodenring als Schalter gehen.
Hi, Inzwischen wird der Schwingkreis mit einer Diode, die einen zweiten Schwingkreis druchschaltet (Resonanzsplit) vertunt bzw. unresonant für die spezifische Frequenz geschaltet, was auch gut funktioniert. Die vielen Oberwellen waren aber immernoch da. Auch eine Bandsperre (-30dB) hatte diese Störfrequenzen nur minimal abgeschwächt. Diese Störsignale haben ihren Ursprung tatsächlich im Rechtecksignal. Wir konnten das inzwischen mit einigen Versuchen bestätigen. Unklar war anfangs, warum die 1000ste Oberwelle immernoch mit hoher Amplitude Messbar ist, inzwischen ist klar, dass die Oberwellen im MHz Bereich vermutlich auf die steilen Flanken des Rechtecks zurück zu führen sind. Haben heute einen Versuch mit einer Reinen Sinusschwingung (DDS-FG) gemacht, dort waren keine Oberwellen vorhanden. Im Prinzip würde auch ein Sinus ausreichen, da es ja nur darum geht eine Diode durchzuschalten (Tastgrad 1:1 z.b. mit offset). Da jedoch der µC zwingend nötig ist um ein synchronisiertes timing zu erreichen steht mir nur ein Rechteck zur Verfügung. Ein Ansatz wäre zwar, den DAC im XMega zu nutzen um einen, mit 8bit aufgelösten Sinus zu erzeugen, jedoch wäre die Taktung (32MHz) zu gering um die gewünschte Frequenz (zumindet mit 8bit Auflösung) zu erzeugen. Ein theoretischer Ansatz wäre, mit einem Bandpass (super Q) nur die Grundfrequenz aus dem Recheck heraus zu ziehen, die sollte ja annähernd Sinusförmig sein. Hat das schonmal jemand gemacht, und kann den ein oder anderen Tipp geben? Eine weiter Möglichkeit wäre, parallel einen DDS Chip mit Sinus im ROM laufen zu lassen. Diesen könnte man dann mit dem "high" des µC einschalten, und mit dem low wieder aus (disable Eingang oder ähnliches). Wichtig wäre dabei nur, dass der Sinus immer bei 0° beginnt, und die Zeitverzögerung zwischen "high" am µC und Sinus am DDS-Ausgang kleiner 50ns ist. Bin für jeden Tipp dankbar! Gruß Manu
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