Salut, für ein Projekt möchte ich ein sogenanntes BBQ (Base Band Tune Meter) [1] aufbauen. Wir haben ein breitbandiges Signal, alle 2.7 MHz ist im Spektrum ein starker Peak, davon sind im Abstand von 400kHz bis 600kHz zwei Seitenbänder, die auf dem Spektrumanalyzer wegen zu geringer Dynamik nicht zu sehen sind. Das Ziel ist die Messung dieser Seitenbänder mit dem BBQ System. Das angehängte Schaltbild zeigt eine einfache Version der Eingangsstufe des Systems (aus dem PDF entnommen). Laut [1] wird die Energie aller Harmonischen (zumindest zum Teil) benutzt und steht für die Seitenbänder im Basisband zur Verfügung. Ich versuche nun zu verstehen was an der Diode passiert, diese nicht-linearitäten machen mich fertig ;-) Eine Diode mischt ja zwei eingehende Frequenzen, nur stellt sich mir die Frage wie das in dem Frequenzwust aussieht. Kann ich mir das Näherungsweise so vorstellen, dass die Seitenbänder der Harmonischen n durch die Harmonische n+1 ins Basisband gemischt werden und das Basisband damit näherungsweise als eine Summe aus den paarweisen Differenzsignalen zwischen benachbarten Harmonischen ist? Ich weiss, es ist übel mit Superposition in einem nicht-linearen System zu argumentieren, in dem gerade die nicht-linearen Effekte gebraucht werden. Grüße, Gregor [1] http://cdsweb.cern.ch/record/1476069
Angehängte Dateien:
Ich hab schon ein paar Tage darüber nachgedacht, aber gerade ist mir – als ich Detektor-Empfänger nochmal genauer angeschaut habe – folgende, andere Anschauung gekommen. Die Diode demoduliert letztlich nur AM-signal, das die Seitenbänder darstellt, "ganz normal" durch Gleichrichtung, und der Kondensator unterdrückt die HF-Anteile die noch durchkommen. Passt das so einigermaßen? Ein Problem was ich oben noch sehe: Wenn die n Harmonische über die n+1 Harmonische gemischt wird, dann bekäme ich Seitenbänder um den Grundton, aber die interessieren mich ja in diesem Fall nicht :P Viel mehr interessieren mich einfach die Summen-bzw Differenzsignale aus der Mischung der n-Harmonischen mit den jeweiligen Seitenbändern. So weit so akzeptabel von der Erklärung her? </monolog> Grüße
Im Zeitbereich ist das ein Spitzenwertgleichrichter mit nachgeschaltetem Tiefpass. Am Output muß man sich noch einen Lastwiderstand vorstellen, welcher den Kondensator langsam wieder entlädt. http://de.wikipedia.org/wiki/H%C3%BCllkurvendemodulator Im Frequenzbereich mischen sich die Seitenbänder mit dem Träger, es erscheint also bei richtiger Auslegung des Tiefpasses ein 400-600kHz Signal. Der C am Ausgang muß also so klein sein, daß er das 600kHz Signal noch nicht plattmacht. Da die Amplitude Deines Trägers sehr groß ist und die Seitenbänder klein, wirst Du eine Gleichspannung mit sehr kleiner überlagerter Wechselspannung bekommen. Im Prinzip mußt Du erst die Gleichspannung abtrennen, dann einen Tiefpass nachschalten, der die 600 kHz durchlässt und die 2,7 MHz möglichst gut filtert. Du bekommst die ausgeprägten Harmonischen vermutlich, weil es sich beim Träger um ein Rechtecksignal handelt. Im Prinzip würdest Du aus einer demodulierten Harmonischen mit Seitenband das identische Signal erhalten wie bei der Grundwelle, nur kleiner. Ob das jetzt die optimale Lösung ist, wage ich zu bezweifeln. Eventuell könnte man eine Syncrongleichrichtung durchführen oder das Signal so aufbereiten, daß der Spektrum-Analyzer damit klarkommt. Du solltest deshalb etwas genauer beschreiben, wie das Signal aussieht.
Hallo Bernd, B e r n d W. schrieb: > Am Output muß man sich noch einen Lastwiderstand vorstellen, > welcher den Kondensator langsam wieder entlädt. Ich nehme mal an das ist in nachfolgenden Filtern vorgesehen und "fehlt" deshalb in der Skizze. > Im Frequenzbereich mischen sich die Seitenbänder mit dem Träger, es > erscheint also bei richtiger Auslegung des Tiefpasses ein 400-600kHz > Signal. > [...] > Da die Amplitude Deines Trägers sehr groß ist und die Seitenbänder > klein, wirst Du eine Gleichspannung mit sehr kleiner überlagerter > Wechselspannung bekommen. Fein, dann habe ich das glaube ich richtig verstanden. > Im Prinzip mußt Du erst die Gleichspannung abtrennen, dann einen > Tiefpass nachschalten, der die 600 kHz durchlässt und die 2,7 MHz > möglichst gut filtert. Gleichspannung entfernen sollte ja kein Problem sein, wenn man an deinen Hinweis denkt, dass die Seitenbänder nicht gekillt werden ;-) Bei den Frequenzen sollte was RLC-iges reichen, oder? Zur Not kann man ja noch aktiv werden. Ich probiere das demnächst mal so aus. > Ob das jetzt die optimale Lösung ist, wage ich zu bezweifeln. Ich weiss nur, dass dieses System wird zur Messung am LHC eingesetzt. In meinem Fall ist die Signalquelle zwar ein Elektronenbeschleuniger (d.h. schwächere Seitenbänder und im Zweifelsfall Müll durch Synchrotronstrahlung), vieleicht klappt das also nicht. Solange das ganze "irgendwie" funktioniert ist es okay, wenn es bessere Lösungen gibt, dann kann man das durchaus mal anschauen. > Eventuell könnte man eine Syncrongleichrichtung durchführen Das Konzept kannte ich bisher nicht, könnte aber nützlich sein, da die Grundfrequenz als Signalquelle bereits zur Verfügungs steht. Danke für den Tipp, ich les da mal weiter. > oder das Signal so aufbereiten, daß der Spektrum-Analyzer damit klarkommt. Da schauen wir uns auch ein paar Sachen an. "Am Einfachsten" mit Cavity-Bandpässen eine Harmonische mit Seitenbändern rausziehen und mit einem schmalen Notch die eigentliche Harmonische entfernen, sodass die Seitenbänder übrig bleiben. Alternativ, ein Comb-Filter der gleich alle Harmonischen entfernt, die dafür benötigten Hybride sind aber noch unterwegs. Diese Lösungen bei "hohen Frequenzen" haben den Nachteil, dass wir einen (teuren) Spektrum-Analyzer verbraten, da das Signal später automatisch ausgewertet werden soll. Prinzipiell ist das kein Problem, weil genug davon rumstehen, aber da wäre die BBQ Lösung schöner, da nur ein wenig Elektronik, im schlimmsten Fall ein billiger Spektrum Analyzer verbraten wird. > Du solltest deshalb etwas genauer beschreiben, wie das Signal aussieht. Ich hab leider gerade keine Aufnahme davon da, ich kann aber morgen eine anfertigen. Es sieht etwa so aus: Das Signal ist 2.7MHz periodisch, etwa 1/3 dieser Zeit sind Sinus-ähnliche Wellen da, den Rest der Zeit eine 0-Linie. Das Wellen-Signal ist in zwei nah aneinander liegende Blöcke geteilt. Das Signal ensteht durch Elektronenpakete, die an einer Stripline ("Antennen" im Strahlrohr) vorbeifliegen und liegt mir an einem Koax-Kabel mit einigen 10m Länge vor. Vielen Dank schonmal für deine Hilfe! Gregor
> Cavity-Bandpässen Niedrige Frequenzen lassen sich einfacher handhabe. Dagegen sind 2,7 MHz fas NF. > Das Signal ist 2.7MHz periodisch, etwa 1/3 dieser Zeit > sind Sinus-ähnliche Wellen da, den Rest der Zeit eine 0-Linie. Also, die zwei Sinuspakete, enthält eines davon den Nullpunkt und das Andere die Meßinformation? Solle das Ganze so driftfrei und linear wie möglich sein? > Koax-Kabel mit einigen 10m Länge vor. Das müsste dann mit 50 Ohm abgeschlossen werden
Hallo Bernd, erstmal Danke für eine weitere Antwort. > Also, die zwei Sinuspakete, enthält eines davon den Nullpunkt und das > Andere die Meßinformation? Solle das Ganze so driftfrei und linear wie > möglich sein? Entschuldigung, ich habe vergessen die "eigentliche" Information zu erwähnen, weil die ich das implizit bereits bei der Beschreibung des Spektrums genannt hatte. Die Amplitude von dem ganzen Ding ist mit zwei Frequenzen um 600kHz Amplitudenmoduliert (Betatron-Frequenzen) und ein klein wenig Frequenzmoduliert (Synchrotron-Frequenzen). Ich möchte die Betatron-Frequenzen messen, also einfach nur den "Ort der Linien im Spektrum", Amplitude ist zumindest im Moment wurscht. >> Koax-Kabel mit einigen 10m Länge vor. > Das müsste dann mit 50 Ohm abgeschlossen werden Da hätte ich eine relativ allgemeine Frage. Wen ich mit 50Ω terminiere, wie kann ich danach noch Signal auf der Diode haben? Ich nehme an, dass es sich dabei entweder um einen Nahfeld-Effekt oder um eine Art evaneszente Welle handelt? Grüße, Gregor
Hallo Gregor >>> Koax-Kabel mit einigen 10m Länge vor. >> Das müsste dann mit 50 Ohm abgeschlossen werden > Da hätte ich eine relativ allgemeine Frage. Wen ich mit 50Ω > terminiere, wie kann ich danach noch Signal auf der Diode haben? Damit war der Widerstand links der Diode gemeint. Eine 50 Ohm Last am Ausgang würde natürlich das Signal kurzschließen. Es gibt 2 Möglichkeiten: Das Koaxkabel ist viel kürzer als die Wellenlänge und wird nur als abgeschirmte Leitung verwendet. Das Kabel kann aber je nach Länge mit recht hoher Güte in Resonanz geraten und das Signal einer Harmonischen anheben. Im Prinzip ist das schon ein Cavityfilter. Das Koaxkabel wird als Wellenleiter betrachtet und vorne und hinten mit der entsprechenden Impedanz abgeschlossen. Im Betatron sitzt vermutlich ein Sensor, welcher das Signal entsprechend aufbereitet und auf die Koaxleitung gibt. Ein Spektrun-Analyser hat diesen 50 Ohm Widerstand fest eingebaut. > Die Amplitude von dem ganzen Ding ist mit zwei Frequenzen um > 600kHz Amplitudenmoduliert (Betatron-Frequenzen) und ein klein > wenig Frequenzmoduliert (Synchrotron-Frequenzen). > Ich möchte die Betatron-Frequenzen messen, also einfach nur > den "Ort der Linien im Spektrum", Amplitude ist zumindes Mir ist das Aussehen des Signals immer noch nicht ganz klar. Ein Sinusähnliches Signal ist mit 2 Frequenzen Amplitudenmoduliert. Wie groß ist die Grundschwingung und wie stark wird moduliert. Sind die beiden Modulationsfrequenzen ungefähr gleich groß? Dann ist es Frequenzmoduliert, mit welchem Hub? Es gibt ein Doppelpaket dieses Sinus und dazwischen eine größere Lücke, wie lange dauert ein Paket und wie lange die Zwischenräume. Davon hängt dann auch stark das Aussehen des Spektrums ab. Gruß, Bernd
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte 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
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.