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Wumpus-Gollum-Forum von "Welt der Radios".
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SAQ geht in die Luft ;-)
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10.09.21 09:30
HB9 

WGF-Premiumnutzer

10.09.21 09:30
HB9 

WGF-Premiumnutzer

Re: SAQ geht in die Luft ;-)

Hajo:
Der Vorschlag mit den J-Fet ist sicher einen Versuch wert aber der Trafo braucht dann vermutlich eine Mittelanzapfung, was ich eigentlich vermeiden wollte.4

Hallo Hajo,

mit den FETs statt der CMOS-Schalter ändert sich nichts am Trafo, die schalten ja genau wie die CMOS-Schalter gegen Masse.

@Walter:
Im 4060 (und anderen Teiler-ICs) hat man das Problem, dass die Signale im IC übersprechen, was eine Amplitudenmodulation ergibt, die bei einem Mischer-Oszillator natürlich stört. Wenn man es gut machen will, sollte man daher die Frequenzteilung mit Einzel-Flipflops machen, so dass keine niedrigeren Frequenzen als die gewünschte existieren. Dann ist man das Problem los.

Gruss HB9

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10.09.21 13:00
MB-RADIO 

WGF-Premiumnutzer

10.09.21 13:00
MB-RADIO 

WGF-Premiumnutzer

Re: SAQ geht in die Luft ;-)

Hallo Zusammen,

das mit den Mischern interessiert mich auch brennend. Und ich verfolge die Vorschläge und Erfahrungen hier sehr genau .
Durch euer Fachwissen kann ich viel lernen, da ich mich damit noch nie auseinandergesetzt habe, immer nur nachgebaut.

Würden als Schalter nicht auch Transistoren bzw low-sat-Transistoren funktionieren ?

Viele Grüße
Bernd

Zwei Dinge sind unendlich, das Universum und die menschliche Dummheit, aber bei dem Universum bin ich mir noch nicht ganz sicher. (Albert Einstein)

10.09.21 13:18
HB9 

WGF-Premiumnutzer

10.09.21 13:18
HB9 

WGF-Premiumnutzer

Re: SAQ geht in die Luft ;-)

Hallo zusammen,

mehr zum Thema Mischertypen gibt es hier: https://www.wumpus-gollum-forum.de/forum...&thread=556

Zu Bernd: Transistoren (insbesondere FETs) eignen sich sehr gut als Schalter für Mischer, solange sie auf Masse schalten.

Gruss HB9

10.09.21 17:30
WalterBar 

WGF-Premiumnutzer

10.09.21 17:30
WalterBar 

WGF-Premiumnutzer

Re: SAQ geht in die Luft ;-)

Hallo HB9, hallo zusammen,

ja, an das interne Übersprechen im 4060 habe ich sofort gedacht. Weil ich genügend von den ICs habe, kam mir die Idee mit dem Umbiegen der Anschlüsse und dem Abschneiden. Die Verwendung von IC-Fassungen hatte die schädliche Wirkung noch verstärkt. Die Entfernung der Anschlüsse hat mir genügend Dämpfung gebracht, jedenfalls ohne NF-Filter. Nach dem Probeaufbau des Filters konnte ich auch auf diese interne Pfeifstelle abstimmen. Die Nutzaussendung, simuliert mit dem Messsender über eine Koppelspule liegt bei 813 Hertz. Dann kam es wie immer: Nach dem Einbau gesellte sich zu der sporadischen Instabilität des LM386 eine ziemlich stabile des Filters hinzu. Nun werde ich alles kleiner und mit geändertem Bandpass nochmals aufbauen und auch SMD, ausserdem einen LM380-Verstärker verwenden, der schon läuft und sehr wenig rauscht.

Übrigens ist das in diesem Beitrag gezeigte Filter recht schmal und klingelt stark. Die Schwingneigung verwundert auch nicht, weil die OPV teilweise keine Gegenkopplung (ca. 120 ... 220k Ohm vom Ausgang zum invertierten Eingang haben, und die Ausgänge nicht abgeschlossen sind (ca. 1k Ohm nach Masse). Während die Empfangsstufe gut funktioniert, kann ich die nachfolgende Schaltung nur als Prinzipschaltung werten. Zur Ehrenrettung muss ich sagen, dass die Schaltung für die Festfrequenz 720 Hz stabil arbeitet, aber zwischen 1 und 220 kHz einen verlässlichen, ansteuerungsabhängigen Oszillator darstellt. Irgendwie vermisse ich auch einen Abblock-Kondensator am positiven OPV-Eingang, der auf der halben Versorgungsspannung liegt.

Wer es mag, ein wenig zu Rechnen, gerne auch im Excel:



Ich mag Simulationsprogramme nicht, obwohl sie heutzutage unverzichtbar geworden sind. Sie sparen viel Zeit beim Schaltungsentwurf, die man danach wieder in Änderungen reinstecken muss.

Verändert man im obigen Beispiel R3, so ändert sich die Bandbreite in Abhängigkeit von der Frequenz nicht. Für eine Abstimmung zwischen 500 und 1000 Hertz und 80 Hz Bandbreite empfehle ich R3=270+1k Poti, R1=47k, R2=180k und C=22nF. Dieser Miniaufbau funktioniert bestens:



Von den vier OPV verwende ich momentan nur zwei, was für meine Ansprüche eigentlich auch ausreicht. Auf der linken Seite kann man den NF-Verstärker sehen. Das IC wird von den anderen Bauteilen völlig verdeckt.





Die Herausforderung, einen SAQ-Direkt-Mischempfänger ohne Zukauf aus der Bastelkiste zu erstellen, ist gelungen.
Ich habe gerade die Excel-Tabelle modifiziert und mit Hajos Lösung verglichen. Die Unterschiede sind minimal und es gibt keinen Grund, meine Dimensionierung zu ändern. Das Filter von qw123 aus einem Parallelbeitrag ergibt bei mir rechnerisch kein sinnvolles Ergebnis.


Gruss
Walter

Zuletzt bearbeitet am 14.09.21 11:38

Datei-Anhänge
Aktiver_BP.jpg Aktiver_BP.jpg (4x)

Mime-Type: image/jpeg, 56 kB

Filter_TL074_NF_LM380.jpg Filter_TL074_NF_LM380.jpg (5x)

Mime-Type: image/jpeg, 81 kB

SAQ-DM-RX.jpg SAQ-DM-RX.jpg (4x)

Mime-Type: image/jpeg, 258 kB

SAQ-DM-RX-innen.jpg SAQ-DM-RX-innen.jpg (4x)

Mime-Type: image/jpeg, 360 kB

Aktives_BP.xlsx Aktives_BP.xlsx (4x)

Mime-Type: application/vnd.openxmlformats-officedocument.spreadsheetml.sheet, 13 kB

10.09.21 17:55
MB-RADIO 

WGF-Premiumnutzer

10.09.21 17:55
MB-RADIO 

WGF-Premiumnutzer

Re: SAQ geht in die Luft ;-)

Hallo HB9,

deine "Sendereihe" zu den Mischertypen hatte ich schon verfolgt und auch gespeichert.
Solche Zusammenfassungen nebst sehr gut verständlich geschriebenen Erklärungen liebe ich. Das erspart mühevolles Suchen in Büchern und Netz.

Danke und
Viele Grüße
Bernd

Zwei Dinge sind unendlich, das Universum und die menschliche Dummheit, aber bei dem Universum bin ich mir noch nicht ganz sicher. (Albert Einstein)

10.09.21 21:23
Hajo 

WGF-Nutzer Stufe 2

10.09.21 21:23
Hajo 

WGF-Nutzer Stufe 2

Re: SAQ geht in die Luft ;-)

HB9:
mit den FETs statt der CMOS-Schalter ändert sich nichts am Trafo, die schalten ja genau wie die CMOS-Schalter gegen Masse.
Hallo HB9

Stimmt, der T-Mode Mischer funktioniert auch so (hoffe, ich habe Dich richtig verstanden). Für den Mischer nach Ha-Jo Brandt müßten aber R8 und R11 durch zwei weitere Fet ersetzt werden und die bräuchten für die Source einen Massebezugspunkt, der meiner Ansicht nach nur mit einem Trafo mit Mittelanzapfung realisierbar wäre oder weißt Du vielleicht auch dafür einen Trick?
Sorry für meine lange Leitung.



WalterBar:
Übrigens ist das in diesem Beitrag gezeigte Filter recht schmal und klingelt stark.
Das stimmt, Walter, man darf es mit der Filtergüte nicht zu weit treiben, es neigt dann zum klingeln. Der Vorteil dieses Filters liegt in seiner Universalität, es ist in Frequenz und Güte (Bandbreite) stufenlos einstellbar und kann als Tiefpaß-, Hochpaß-, Bandpaß- oder Notchfilter verwendet werden. Universelles ist oft ein Kompromiß und dieses Filter ist darin keine Ausnahme. Habe es in der Vergangenheit als umschaltbares Peak- oder Notchfilter hinter einem Lowe HF150 benutzt und dort hat es gute Dienste getan. Ein Besselfilter ist erheblich besser und darum ist ein solches auch in meinem neuen Vorhaben vorgesehen. R1 68k, R2 220k, R3 1k, C 15n macht sich hier auf dem Steckbrett ganz gut. Mehr als 4-polig braucht man für den Zweck meiner amateurhaften Ansicht nach nicht.
In diesem Fall hat die Praxis mit der Simulation recht gut überein gestimmt, was nicht immer der Fall ist, auch damit hast Du Recht. Aber Schaltungssimulation macht Spaß und man kann eine Menge dabei lernen, ohne den Lötkolben benutzen zu müssen.

Gruß in die Runde
Hajo

Zuletzt bearbeitet am 14.09.21 09:02

Datei-Anhänge
Schaltmischer-Fet.png Schaltmischer-Fet.png (4x)

Mime-Type: image/png, 78 kB

14.09.21 07:56
HB9 

WGF-Premiumnutzer

14.09.21 07:56
HB9 

WGF-Premiumnutzer

Re: SAQ geht in die Luft ;-)

Hallo Hajo,

du hast es richtig erfasst. Man kann es aber noch vereinfachen, die FETs brauchen keine DC-Vorspannung am Drain, somit entfallen R6 und R7 und C3 kann durch einen Kurzschluss ersetzt werden.

FETs im Signalpfad als Schalter sind problematischer (braucht z.B. einen Trafo), die brauchen ja eine 'schwebende' Ansteuerung, und auch die Einstreuung vom Steuersignal in den Kanal ist problematisch.

Gruss HB9

Zuletzt bearbeitet am 14.09.21 07:57

14.09.21 21:29
Hajo 

WGF-Nutzer Stufe 2

14.09.21 21:29
Hajo 

WGF-Nutzer Stufe 2

Re: SAQ geht in die Luft ;-)

@ Walter

Danke für die Formeln, als "Linuxer" habe ich eine Berechnungstabelle in "Libre-Calc" damit erstellt.
Gehe ich recht in der Annahme, daß sich die Bandbreitenberechnung auf -3dB bezieht?
Dein kleiner Empfänger gefällt mir, und offenbar ist jede Filterstufe einzeln abstimmbar - welch ein Luxus.
Meine Filterdimensionierung ist dem Bauteilevorrat geschuldet. MKS 15n liegen hier reichlich in der Kiste und ich wollte aus dem vorhandenen Vorrat schöpfen.
Beim Simulieren und praktischen Testen ist mir aufgefallen, daß auch die Besselfilter zunehmend zum Klingeln neigen, wenn man die Bandbreite zu gering auslegt.

@ HB9

Danke für die weiteren Tipps
Du meintest so?



Habe je ein 2pol. Filter angehängt, um die Kurven übereinander zu haben. Trotzdem das Signal im linken Mischer über die Schalter mit jeweils 60 Ohm Widerstand läuft, ist die Dämpfung in beiden Mischern identisch. Bei den kleinen Strömen spielt es offenbar so gut wie keine Rolle, wenn ich das richtig sehe.
Im praktischen Aufbau arbeiten beide Mischer einwandfrei, nur die Verstärkung der Gilbertzelle fehlt, man muß reichlich nachverstärken.


Gruß in die Runde
Hajo

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Schaltmischer vergleich.png Schaltmischer vergleich.png (3x)

Mime-Type: image/png, 97 kB

15.09.21 09:46
WalterBar 

WGF-Premiumnutzer

15.09.21 09:46
WalterBar 

WGF-Premiumnutzer

Re: SAQ geht in die Luft ;-)

Hajo:

Gehe ich recht in der Annahme, daß sich die Bandbreitenberechnung auf -3dB bezieht?
Dein kleiner Empfänger gefällt mir, und offenbar ist jede Filterstufe einzeln abstimmbar - welch ein Luxus.


Hallo Hajo,

wie WoHo im Parallelbeitrag richtig einwarf, ist die Bandbreite in aktiven und passiven R/C-bzw. L/C-Filtern IMMER eine 3dB-Bandbreite. Ich habe gerade im Standartbuch "Halbleiter-Schaltungstechnik, Tietze & Schenk 1974" im Kapitel 11.5.4 (Selektives Filter mit Mehrfachgegenkopplung) die beiden relevanten Seiten nachgelesen und finde keine neuen Erkenntnisse. Die Autoren merken aber an, dass man R3 auch weglassen kann, wenn die Leerlaufverstärkung des ausgewählten OPV gross gegenüber dem doppelten Quadrat der Güte (auch für die Resonanzfrequenz!) ist. Immerhin mindert der Spannungsteiler aus R1 und R3 die mögliche Verstärkung. Mit Instabilitäten beschäftigen sich die Theoretiker aber wie üblich nicht.

Das zweite Filterpoti für R3 kam ins Spiel, weil das Bandbreitenpoti wegfiel. Das hat aber auch den Vorteil, bei Bedarf durch absichtliches Verstimmen, die Bandbreite auf 160 Hz zu vergrössern. Mit der Bandbreiteneinstellung war ich auch nicht besonders zufrieden. Trotz der Reihenschaltung aus 220k Poti und 220 Ohm war der sinnvoll nutzbare Bereich recht klein, obwohl ich ein logarithmisches Poti hier hatte.

Meine Beobachtung bezüglich einer Instabilität des NF-Endverstärkers trat vermindert auch beim LM380 auf. Es ist tatsächlich eine Rückkopplung zwischen Lautsprecherspule und Ferritkernspule, obwohl eine 90 Grad Winkelentkopplung vorliegt. Solange keine Schwingung einsetzt, erhöht dieser Effekt sogar etwas die Empfindlichkeit, wie ich bei den Knacksern auf der leeren Frequenz feststellen konnte. Its not a bug - it is a feature. Naja, ist nicht Ernst gemeint. Mit eingeschaltetem Filter auf 800 Hz ist der Spuk ohnehin vorbei.

Noch eine generelle Anmerkung zu Bauteilen. Wir befinden uns in einer absoluten Beschaffungskrise, die inzwischen alle Bauteile erreicht hat. Die Corona-Krise war nur der Anstoss, denn praktisch alle Firmen weltweit scheinen von der "just-in-time"-Idee abzurücken und bauen wieder Lager auf. Wenn man dem Autor Adam Tooze (britischer Wirtschaftsprofessor in seinem Buch "Die Welt im Lockdown") Glauben schenkt, wird sich die Welt nach Corona auch nicht mehr wirklich erholen können (20 Billionen aufgekaufter Staatsanleihen durch die FED alleine im März 2020).


Gruss
Walter

Zuletzt bearbeitet am 15.09.21 10:16

15.09.21 12:45
HB9 

WGF-Premiumnutzer

15.09.21 12:45
HB9 

WGF-Premiumnutzer

Re: SAQ geht in die Luft ;-)

Hajo:
@ HB9

Danke für die weiteren Tipps
Du meintest so?


Ja richtig. Verstärkung gibt es natürlich keine trotz der FETs, sondern (mindestens) 3dB Verlust, während die Gilbert-Zelle eine Verstärkung entsprechend der Auslegung der aktiven Stufe hat. Da die Schalter bei sauberer Ansteuerung aber kein zusätzliches Rauschen erzeugen, ergibt sich mit einem nachgeschalteten Verstärker ein sehr guter Störabstand und eine viel grössere Dynamik als bei der Gilbert-Zelle.

Noch zu den Aktivfiltern: Hier wird gerne vergessen, dass die Bandbreite des OpAmps (genau das Verstärkungs-Bandbreitenprodukt) viel grösser sein muss als man auf den ersten Blick erwartet. Bei der Mehrfachgegenkopplung wird die Filterwirkung ja durch die Gegenkopplung erzeugt, wie schon der Name sagt, und folglich muss der OpAmp für die zu unterdrückenden Frequenzen noch ausreichend Verstärkung haben, und zwar je mehr, umso höher die Güte ist. Somit landet man schnell bei Bandbreiten von 5..10MHz. Reicht die Bandbreite nicht aus, wird aus dem Tiefpass schnell ein Hochpass oder sonst was Unbrauchbares, und die Schwingneigung steigt wegen fehlender Phasenreserve stark an. Aus diesem Grund soll man den Filterausgang auch nicht belasten, da dies die Leerlaufverstärkung und damit die Bandbreite herabsetzt. Auf der Homepage von Analog Devices findet man zu diesem Thema diverse lesenswerte Artikel.
Für den Bastler heisst das, dass man für Filter eigentlich immer 'schnelle' Audio-OpAmps verwenden sollte, der NE5532 (bipolar) oder TL071 sind keine schlechte Wahl.

Gruss HB9

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