Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Sinussignal mit sehr hoher Frequenz erzeugen


von Michael (Gast)


Lesenswert?

Hallo Leute,

für ein wissenschaftliches Gerät benötige ich einen Sinussignal mit 
einer sehr hohen Frequenz (im Bereich von 2,5 GHz). Gibt es dafür eine 
bestimmte Schaltung, die ihr mir empfehlen könntet? Leider fand ich bei 
meiner Recherche bisher nur selten Angaben über die maximal mögliche 
Frequenz.

(Das Signal soll durch ein 50-Ohm Koax-Leitung von etwa 150m Länge 
gehen, daher wäre die Abstrahlung denke ich nicht so das grosse Problem. 
Am Kabelende wird das Signal dann terminiert und weiterverarbeitet.)

Vielen Dank für eure Hilfe!

von Michael (Gast)


Lesenswert?

Sorry, es ist schon spät. Paar Angaben habe ich eben noch vergessen:

Die Frequenzstabilität der Schwingung ist zum Glück nicht kritisch, 
+-10% wären kein Problem. Ein sauberes Sinus wäre am einfachsten 
handhabbar, aber bis zu einem gewissen Maß wären Signalverzerrungen 
korrigierbar.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


Lesenswert?

Welche Leistung? Welches Phasenrauschen? Oberwellenreinheit?

von Michael (Gast)


Lesenswert?

An Leistung brauche ich relativ wenig, es reicht vollkommen, wenn ich 
nach 150m Kabel eine Amplitude von ca. 0,5 - 1 Vpp habe. Phasenrauschen 
ist in der Anwendung zum Glück nicht wirklich relevant, solange es sich 
in normalen Bereichen bewegt (+- 20 Grad wären laut Überschlagsrechnung 
OK). Oberwellen kann ich relativ gut wegfiltern, da das Signal durch ein 
Bandpass geht.

von Reinhard Kern (Gast)


Lesenswert?

Michael schrieb:
> (Das Signal soll durch ein 50-Ohm Koax-Leitung von etwa 150m Länge
> gehen, daher wäre die Abstrahlung denke ich nicht so das grosse Problem.
> Am Kabelende wird das Signal dann terminiert und weiterverarbeitet.)

Dir ist aber schon klar, wie wenig da am Ende ankommt?

Gruss Reinhard

von Michael (Gast)


Lesenswert?

Reinhard Kern schrieb:
> Dir ist aber schon klar, wie wenig da am Ende ankommt?

Das ist leider der Parameter, an dem ich nichts drehen kann. Die 
Kabellänge ist durch externe Gegebenheiten festgelegt, der Aufbau als 
Koaxialleitung auch.

von Ben _. (burning_silicon)


Lesenswert?

Ich glaub für sowas nutzt man Frequenzvervielfacher...

von MaWin (Gast)


Lesenswert?


von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


Lesenswert?

Erstmal die benötige Leistung ausrechnen. Die Dämpfung ist schon 
kräftig.

von Analoger (Gast)


Lesenswert?

Wie ist das denn dann mit dem Labda/4-Problem?

von nicht "Gast" (Gast)


Lesenswert?

Das ist der einzige Vorteil der hohen Dämpfung durch das Kabel: um 
Reflexionen muss man sich hier nicht kümmern.

@ Michael: Deine erste Aufgabe ist es, festzustellen, welche Dämpfung 
das Kabel hat. Erst dann weißt du, wieviel Leistung zu am Anfang des 
Kabels hineinpumpen musst (oder ob dein Projekt überhaupt machbar ist). 
Da du vermutlich noch nicht die nötige Messtechnik hast, lies einfach 
einmal die Bezeichnung des Kabels ab und recherchiere die Dämpfung/m.

RG58CU hat bspw. bei 2.5GHz etwa 100dB/100m (herstellerabhängig, tlw. 
nur bis 1GHz spezifiziert). Du müsstest in diesem Fall theoretisch 3MV 
einspeisen --> mit diesem Kabel wäre dein Projekt so nicht machbar.

Ausweg: Z.B. 10MHz einspeisen (und nötigenfalls auch DC für die 
Versorgung) und am anderen Ende mit einer PLL 2.5GHz daraus machen.

von Funker (Gast)


Lesenswert?

Michael schrieb:
> (Das Signal soll durch ein 50-Ohm Koax-Leitung von etwa 150m Länge
> gehen, daher wäre die Abstrahlung denke ich nicht so das grosse Problem.
> Am Kabelende wird das Signal dann terminiert und weiterverarbeitet.)

Michael schrieb:
> An Leistung brauche ich relativ wenig, es reicht vollkommen, wenn ich
> nach 150m Kabel eine Amplitude von ca. 0,5 - 1 Vpp habe.

Wegen der Sinusform deines Signals am Ende der Leitung mußt du dir 
wahrscheinlich wenig Sorgen machen, da bei der Leitungslänge die 
Oberwellen ausreihen stark bedämpft werden.
Mit anständigem handelsüblichem Kabel, wie z.B. dem H1000 PE von Belden 
hast du bereits bei 2.5 GHz eine Dämpfung von etwa 40dB, d.h. nur 1/8000 
der Eingangsleistung kommt überhaupt am Kabelende an.

von Japp (Gast)


Lesenswert?

Als Oszillator : ADF4350, und dann noch einen tuechtigen Verstaerker. 
Die besten flexiblen Kabel haben 0.35dB/m macht also 35dB/100m, oder 
50dB/150m die 1Vpp sind grad 0dBm, der verstaerker muss also 50dBm 
bringen, 100W. Das wird teuer.
Gegen etwas Aufpreis beim Kabel gibt es Kabel mit 0.04dB/m, das 
SUCOFEED_1_5/8_LA, 17mm kernleiter, 47mm Aussenleiter. Eher nicht...

Das S_10162_B-11, mit 0.16dB/m, 13mm Aussendurchmesser, das waeren dann 
22dB/150m, der Verstaerker muss nur noch 200mW bringen.

Viel Glueck

von Zipp (Gast)


Lesenswert?

Ein Verstaerker am Schluss ? Also mit 0dBm einspeisen und nachher mit 2 
GALI-55 verstaerken. Ein solcher Verstaerker kostet nur ein paar Cents. 
Kann man machen. Hat etwas mehr Rauschen drauf, aber vielleicht stoert 
das ja nicht.

von Funker (Gast)


Lesenswert?

Japp schrieb:
> Die besten flexiblen Kabel haben 0.35dB/m macht also 35dB/100m

Was spricht gegen das H1000, besser als die besten und "nur" gut 
26dB/100m
Die dritte Oberwelle hat da kaum noch eine Chance.
http://www.profineon.de/datenblaetter/Kabeldaempfung_wlan.pdf

von Japp (Gast)


Lesenswert?

Es gibt wie gezeigt immer ein Besseres, das dann einfach etwas mehr 
kostet.

von ... (Gast)


Lesenswert?

Japp schrieb:
> Es gibt wie gezeigt immer ein Besseres, das dann einfach etwas mehr
> kostet.
Etwas besseres als "das Beste" kann es per Definitionem nicht geben, 
weil "das Beste" bereits der Superlativ ist ;-)

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


Lesenswert?

hä hä. Aber weg von Latein: Wie wäre es mit einem Hohlleiter? Die haben 
bekanntlich die geringste Dämpfung. Ist aber nicht mein Gebiet. Habe ich 
immer elegant umschifft.

von B e r n d W. (smiley46)


Lesenswert?

> Die Frequenzstabilität der Schwingung ist zum
> Glück nicht kritisch, +-10% wären kein Problem.
Wäre es nicht besser, wenn wir den Sinn erfahren? Vielleicht gibt es 
eine viel einfachere Lösung.

von Japp (Gast)


Lesenswert?

Ein Hohlleiter fuer 2.5GHz hat eine Seitenlaenge von 6cm, zu gross, um 
Handlich zu sein. Ein Hohlleiter von einer vernuenftigen Dimension ist 
fuer 10GHz, das waeren dan 1.5cm Seitenlaenge. Wenn man lokal rauf und 
runtermischt, hat man keine Phase mehr. Offensichtlich geht es um die 
Phase, sonst wuerde eine Uebertragung eh keinen Sinn machen.

von Michael (Gast)


Lesenswert?

Wow... vielen Dank für die vielen Ideen und Vorschläge! Habe gestern 
Nacht nicht gedacht, dass soviele Kommentare zu diesem speziellen Thema 
kommen werden.

Es kamen einige Fragen, ich versuche sie zu beantworten:

Japp schrieb:
> Offensichtlich geht es um die
> Phase, sonst wuerde eine Uebertragung eh keinen Sinn machen.

Genau, einzig die Phase ist interessant, dieser trägt quasi die 
benötigte Information.

MaWin schrieb:
> Besser fertig kaufen
> http://ch.farnell.com/jsp/search/browse.jsp?N=2046...

Die Oszillatoren sind genau das, was ich suche! Im Anschluss habe ich 
noch diesen hier mit etwas mehr Ausgangsleistung gefunden:

http://217.34.103.131/pdfs/ROS-2500+.pdf

nicht "Gast" schrieb:
> Deine erste Aufgabe ist es, festzustellen, welche Dämpfung
> das Kabel hat. Erst dann weißt du, wieviel Leistung zu am Anfang des
> Kabels hineinpumpen musst (oder ob dein Projekt überhaupt machbar ist).
> Da du vermutlich noch nicht die nötige Messtechnik hast, lies einfach
> einmal die Bezeichnung des Kabels ab und recherchiere die Dämpfung/m.

Ja, hier lauert noch ein Grund, weshalb mein Projektleiter mit einem 
dreckigen Grinsen mir die Aufgabe überreichte: Die Koaxleitungen sind 
vorgegeben: 0,3mm Durchmesser (extreme Platzprobleme), Dämpfung bei 2,4 
GHz = 2dB

B e r n d W. schrieb:
> Wäre es nicht besser, wenn wir den Sinn erfahren?

Würde ich liebend gerne erzählen, da es aber noch nicht ganz klar ist 
wer wie welche Rechte daran haben möchte (die Vollzeit-Anzugträger und 
Juristen lassen grüßen) darf ich dazu nicht viel sagen. Das Gerät soll 
(wenn es denn mal laufen wird) in der industriellen Messtechnik 
eingesetzt werden.

Zipp schrieb:
> Ein Verstaerker am Schluss ? Also mit 0dBm einspeisen und nachher mit 2
> GALI-55 verstaerken. Ein solcher Verstaerker kostet nur ein paar Cents.
> Kann man machen. Hat etwas mehr Rauschen drauf, aber vielleicht stoert
> das ja nicht.

Super Idee! Mein momentaner Ansatz wäre damit etwa so:

(ROS2500)-->(GVA-62+)-->------50R KOAX----->(Terminierung)-->(GVA-62+)-> 
Weiterverarbeitung

Abdul K. schrieb:
> Wie wäre es mit einem Hohlleiter? Die haben
> bekanntlich die geringste Dämpfung.

Wäre mir auch lieber, aber die bekomme ich selbst mit einer 
Industriepresse nicht in ein 0,3mm-Format :-)

von Japp (Gast)


Lesenswert?

Also, die 0.3mm durchmesser schreien nach einer Glasfaser, nach einem 
Lichtleiter. Kann man machen. Also einen 2.5GHz Glasfaser Umsetzer. Das 
gibt's und ist auch bezahlbar.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


Lesenswert?

0,3mm ?? Greif ihm oder dir mal an den Kopf. Was soll das für eine 
galaktische Maschine sein: 150m lang und 0,3mm breite Löcher?

Ich habe noch nie ein so dünnes Koaxkabel gesehen.

von Eddy C. (chrisi)


Lesenswert?

Ich nehme an, dass die Koaxialleitung aufgewickelt in Betrieb geht. 
Präzise Rotationsmessung, ich meine jetzt wo die Sache veröffentlicht 
ist, könnt Ihr Euch Euer Patent an den Nagel hängen, ich meine in die 
Tonne treten ;-)

von Michael (Gast)


Lesenswert?

Abdul K. schrieb:
> Was soll das für eine
> galaktische Maschine sein: 150m lang und 0,3mm breite Löcher?

Nicht 150 m lang, nur etwa 4 x 4 m. Der Kabelkanal geht halt in einem 
bestimmten Muster mehrfach rum. Die 0,3mm Durchmesser ist deshalb, weil 
man an bestimmten Stellen einfach durch bzw. an das Signal ran muss.

> Ich habe noch nie ein so dünnes Koaxkabel gesehen.

Nach schnellem googeln hatte ich diesen hier:

http://www.axon-cable.com/pdf/PICOCOAX.pdf

Aber ich soll etwas gestellt bekommen. Mal schauen was es wird. Viel 
mehr schockieren kann man mich auch nicht mehr...

Eddy Current schrieb:
> Ich nehme an, dass die Koaxialleitung aufgewickelt in Betrieb geht.
> Präzise Rotationsmessung, ich meine jetzt wo die Sache veröffentlicht
> ist, könnt Ihr Euch Euer Patent an den Nagel hängen, ich meine in die
> Tonne treten ;-)

Nein, ein elektrischer Gyro wird es ganz sicher nicht. Aber die Idee ist 
schon nett:

http://en.wikipedia.org/wiki/Fibre_optic_gyroscope

Selbst mit Laserlicht und Glasfaser brauchen dort die Jungs 4-500m 
Strecke, das würde ich mit einer Koaxialleitung schwierig schaffen :-)

von Michael (Gast)


Lesenswert?

Ups verlesen, 4-5km Strecke.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


Lesenswert?

Was es alles gibt. Aber sicherlich hat der Hersteller einen Grund, wenn 
die Dämpfungskurve bei 20MHz endet ;-)

Das mit dem LWL hat was.

Was patentieren angeht: Ein Jahr Zeit hat er noch! Der normale Weg ist 
es aber nicht wegen Beweislast.

von Reinhard Kern (Gast)


Lesenswert?

Michael schrieb:
> Genau, einzig die Phase ist interessant, dieser trägt quasi die
> benötigte Information.

Die Laufzeit bei 150m Kabel beträgt ja fast eine µs, wie soll man da 
eine Phase bestimmen?

Gruss Reinhard

von Flurz (Gast)


Lesenswert?

Na. Die Laufzeit ist ja fest. Bei fester Frequenz ist also auch die 
phase fest.

von Reinhard Kern (Gast)


Lesenswert?

Flurz schrieb:
> Na. Die Laufzeit ist ja fest.

Dann rechne mal nach, wieviel ganze Wellenzüge zwischen Anfang und Ende 
des Kabels passen, und wieviel Phasenverschiebung eine Änderung der 
Laufzeit auch nur um 0,1% (z.B. durch Temperaturänderung) bewirkt.

Nichts in der realen Welt ist wirklich fest.

Gruss Reinhard

von Zacc (Gast)


Lesenswert?

Das waere dann eine Phasendrift, aka Phasenrauschen fuer f<<1. 
Moeglicherweise kann man damit leben. Viel irritierender ist dass der 
poster keine feste, stabile Frequenz haben muss, sondern 10% zulaesst, 
und Phasenrauschen nicht mal erwaehnt.

von Michael O. (mischu)


Lesenswert?

Wenn denn nur die Phasenlage interessiert, kannst Du dann nicht eine 
"Subharmonische" im MHz Bereich übertragen (Signal herunterteilen)?
Die Phasenlage kann auf der Empfangsseite wieder rekonstruiert werden...

Oder muss wirklich das GHz Signal durch diese Leitung laufen (Detektion 
von was auch immer)?

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.