Forum: HF, Funk und Felder Präzise GHz-Frequenzsynthese mit ARM7


von BiBi (Gast)


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Ich muss eine Frequenz um 2GHz mit etwa +/- 10 MHz (0,5%) erzeugen und 
habe einen ARM7. Die Idee ist, zwei Frequenzen zu mischen und die eine 
durch den ARM zu steuern.

Ich würde nach meinen bescheidenen HF-Kenntnissen einen Quarz oder 
Oszillator mit 2000-10 = 1990 MHz bauen und diese Frequenz mit einer 
ARM-Frequenz von 0-20 MHz mischen.

Dann ergeben sich 1990-x (also 1970...1990) sowie 1990+x (also 
1990-2010) MHz. Dann müsste man nur noch mit 1990 MHz Filtern, was kaum 
möglich sein dürfte.

Alternativ habe ich gedacht, ich nehme besser 1900 MHz und addiere 
zwischen 90 und 110 MHz durch den ARM, was ich noch hinbekommen sollte 
(DDS-Baustein) oder Timer-Ausgang mit steilen Filtern.

Wenn ich richtig liege, bekomme ich dann:

1900-x (also 1890...1910) sowie 1900+x (also 1990-2010) und ich kann mit 
einem Filter bei 1950 sehr gut trennen.

Stimmt meine Überlegung?


Der Quarz-Oszillator muss nicht genau stimmen, weil ich die Frequenz 
messen und nachregeln kann. Ich habe ca 1ms Zeit um die Frequenz 
einzustellen. Ich will dazu die entstehende Freuqenz einfach starr genug 
runterteilen und als Rechteck dem ARM zuführen, am einfachsten über 
einen resetbaren Zähler.

Ich hätte also folgende Schaltung:

QUARZ / OSZI 1800 MHz über SCHMALBANDFILTER 1800MHz an Mischer
Rechteck-ARM-Ausgang über Filter 90-110MHz an Mischer
Steiles Hochpassfilter am Mischausgang mit 1950MHz
Nutzsignal 1990 - 2010 durch ARM langsam regelbar.
Teiler 128:1 als Zähler an ARM





Daneben besteht die Möglichkeit das Zählen und Frequenzerzeugen mit 
einem PLD zu unternehmen. Eventuell bekomme ich dann noch höhere 
Frequenzen und kann einen 1,7HGz Quarz nehmen.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Hier wird ein Synthesizer-Chip von Analog-Devices benutzt:
http://www.eisch-electronic.com/entwicklung/signalgenerator.html
Die Mischerei wird bei dem geringen Frequenzabstand nie sauber. Eine 
Alternative wäre eine PLL-Schaltung und ein VCO

von HF-Werkler (Gast)


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Warum so kompliziert?
Hittite bietet fertige Bausteine hierfür an: HMC831LP6CE
Den Referrenzclock kann man ja per VCXO machen, um noch ganz fein 
nachzuregeln.

Wahlweise SI570 mit nachgeschaltetem Verdoppler und Filter

Oder fehlen bei deiner Beschreibung ein paar Punkte (Agilität, 
Phasenrauschen)?

Wofür soll das Signal denn sein?

Gruss

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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BiBi schrieb:
> Ich würde nach meinen bescheidenen HF-Kenntnissen

Das klingt allerdings nicht danach, als solltest du dir einen
2-GHz-Synthesizer als Erstlingsprojekt antun.  Zumindest nicht,
falls du das in absehbarer Zeit fertig haben willst und nicht
gerade der Weg das Ziel ist.

von BiBi (Gast)


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Ein Baustein wäre gfs auch ein Lösung, ja. Danke.

von Wolfgang M. (womai)


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Also Mischen und schmalbandiges Filtern im GHz-Bereich als absoluter 
Anfänger geht wahrscheinlich nicht gut aus...  :-)

Meine Empfehlung wäre der ADF4350 von Analog Devices. Sehr breitbandiger 
Einstellbereich, kann relativ kleine Frequenzschritte und geht sogar bis 
4 GHz:

http://www.analog.com/en/clock-and-timing/pll-synthesizersvcos/adf4350/products/product.html

Das Eval-Board ist ziemlich leistbar (zumindest im Vergleich zu einem 
"richtigen" 2GHz-RF-Generator) und Du sparst Dir sämtliches Löten. Ich 
hab eines daheim und bin recht zufrieden damit. Wenn das Ausgangssignal 
wirklich schön sinusförmig sein soll, eben noch einen Bandpass 
nachschalten. Gibt's von der Stange um wenig Geld bei Minicircuits 
(www.minicircuits.com).

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Genau der ADF4350 steckt auch in dem "Signalgenerator SIG01". Hier der 
Hochfrequenzteil der Platine, daneben sitzt noch ein ATmega 168 , ein 
FTDI-USB-Chip und ein MAX232. Das Oszillatorsignal durchläuft noch eine 
Höhenanhebung, einen Stufenabschwächer von Peregrine PE43503, und eine 
Verstärkerstufe von Triquint TQP3M9008, die über eine DC-Zuführung von 
Mini-circuits gespeist wird.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Christoph Kessler (db1uq) schrieb:
> Genau der ADF4350 steckt auch in dem "Signalgenerator SIG01".

Hast du da eine Referenz, Bezugsquelle, Beschreibung?

von Jan (Gast)


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Was ist das? (=> Anhang, roter Kasten)

von Purzel H. (hacky)


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Schaut aus wie ein 0dB Verstaerker, die Versorgung rechts davon waere 
auch da

von Schlaumeier (Gast)


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Jörg Wunsch schrieb:
> Christoph Kessler (db1uq) schrieb:
>> Genau der ADF4350 steckt auch in dem "Signalgenerator SIG01".
>
> Hast du da eine Referenz, Bezugsquelle, Beschreibung?


Der Link dazu ist oben zu finden, auf der WEB Seite findet man alles. 
Ich habe diesen Signalgenerator. Der ist zur Zeit nur über eine 
Terminalemulation (z.B Hyperterminal) einzustellen. Die zuletzt 
eingestellten Werte für Pegel und Frequenz bleiben auch nach dem 
Ausschalten erhalten.
Man muss sehen, ob die Oberwellen nicht stören. Zu diesem Thema kann man 
in anderen Threads hier auch etwas finden.
Und, für die Restarbeiten, Einbauen der SMA Buchse und der 
Anschlußleiste braucht man einen kräfigen Lötkolben, bei mir ein Weller 
Magnastat mit der ganz dicken Spitze. Das Board soll wohl 4fach Layer 
sein.
Wenn das Demoboard so 200€ kosten soll, dann kann man auch über den 
SIG01 nachdenken. Da sind Interfaces für USB und RS232 (mit MAX232!) 
dabei und es gibt auch einen Verstärker > 0dB auf der Platine. Da, wo 
beim Demoboard der Draht eingelötet ist.

Gruß, Schlaumeier

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Die Software im ATmega hat noch einen zweiten Betriebsmodus, der nicht 
so geschwätzig sein dürfte wie die Terminalversion. Es fehlt einfach an 
einem Softwareautor, der dazu etwas schreibt. Ulrich Kafka ist durchaus 
bereit, die Unterlagen zu diesem Modus herauszugeben.

von Bastler (Gast)


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BiBi schrieb:
> Dann ergeben sich 1990-x (also 1970...1990) sowie 1990+x (also
> 1990-2010) MHz. Dann müsste man nur noch mit 1990 MHz Filtern, was kaum
> möglich sein dürfte.

Wohl war. Warum arbeitest du nicht mit einer Zwischenfrequenz, auf der 
das Herausfiltern des unerwünschten Seitenbandes wesentlich einfacher 
ist.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Schlaumeier schrieb:
> er Link dazu ist oben zu finden, auf der WEB Seite findet man alles.

OK, das Wort SIG01 tauchte da oben noch nicht auf, daher hatte ich
den Bezug nicht herstellen können.

Klingt ja nicht uninteressant.

Christoph Kessler (db1uq) schrieb:
> Die Software im ATmega hat noch einen zweiten Betriebsmodus, der nicht
> so geschwätzig sein dürfte wie die Terminalversion. Es fehlt einfach an
> einem Softwareautor, der dazu etwas schreibt. Ulrich Kafka ist durchaus
> bereit, die Unterlagen zu diesem Modus herauszugeben.

Das könnte mich dann ggf. in der Tat interessieren.

Ich habe hier noch eine angefangene Steuerung für einen PTS250
herumliegen, die ich mal in ein Gerät pfriemeln muss.  Wie der Name
schon sagt, geht das Teil aber bis 250 MHz, ein Generator von 137
MHz bis 4 GHz wäre da ein guter Anschluss "nach oben".

von Purzel H. (hacky)


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Eine Alternative waere einen PLL mit diesen 2GHz auf 10MHz zu locken, 
und die 10MHz Referenz durch einen VCO zu ersetzen. Dieser VCO kann auch 
ein DDS sein.

von W.S. (Gast)


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Pico Oschi schrieb:
> Eine Alternative waere einen PLL mit..

Kannst du vergessen. Der ADF4350 hat eine fraktionale PLL und die ist 
eigentlich fein genug auflösend. Wenn ich mich recht erinnere, kommen da 
mehr als 24 Bit Gesamtauflösung bei heraus. Da braucht es kein DDS als 
Referenz. Obendrein gilt die simple Überlegung mit dem DDS ja sowieso 
nicht, denn der ADF will bei Frequenzwechsel selber eingestellt sein, 
damit er sich (automatisch) den richtigen VCO und dessen richtige 
"Sub-VCO"-Einstellung heraussucht. Das Frequenz/Vtune Diagramm sieht 
nämlich wie eine alte Holzfällersäge aus, eben wegen der Umschaltungen 
von einer VCO-Stellung zur nächsten.

Viel wichtiger ist die Frage, wie man den Rechteck bei allen 
Ausgangsfrequenzen unterhalb von 2.2 GHz zu einem Sinus machen kann. 
Mitlaufender Tiefpaß?? Ich hab mir das Ausgangssignal mal am Oszi 
angeschaut. Sieht im Bereich unter 500 MHz wirklich schön rechteckig 
aus.

Also: Mir fallen da nur 2 Varianten ein:
1. umschaltbare Tiefpässe
2. mischen mit einem Festfrequenz-Oszi (z.B. 2.4GHz x (2.4 bis 4.4 GHz)
   und dann ein Tiefpaß bei 2 GHz

Würde hier jemand sowas mitmachen?

W.S.

von Wolfgang M. (womai)


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W.S. schrieb:
> Viel wichtiger ist die Frage, wie man den Rechteck bei allen
> Ausgangsfrequenzen unterhalb von 2.2 GHz zu einem Sinus machen kann.

Naja, die originale Aufganbenstellung (gaaaanz oben) war 2 GHz +/-10 
MHz. Da kommt man dann mit einem einzigen Tiefpass oder Bandpass locker 
durch.

von Bordingenieur (Gast)


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BiBi schrieb:
> Eventuell bekomme ich dann noch höhere
> Frequenzen und kann einen 1,7HGz Quarz nehmen.

1.7GHz-Quarze sind so selten, dass sie noch garnicht gefunden wurden.

von P. K. (dg4ek)


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Mixed Signals und das im GHz Bereich.....aua!

Ich würde mal ganz von vorn anfangen, was Du da
probierst geht 100% in die Hose.

Am besten Du sagst uns erst einmal wozu das
angestrebte Signal überhaupt gebraucht wird.

Gruss
Peter

von W.S. (Gast)


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Wolfgang M. schrieb:
> Naja, die originale Aufganbenstellung (gaaaanz oben) war 2 GHz +/-10
> MHz. Da kommt man dann mit einem einzigen Tiefpass oder Bandpass locker
> durch.

Dann reicht auch ein ADF4360-? aus. Oder ein ähnlicher von NS/TI. Die 
sind billiger. Ne passende Quarz-Referenz wird der Bibi ja wohl 
auftreiben können.

W.S.

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