10 GHz Upconverter

    Hi Leute!


    Für ein Bastelprojekt suche ich einen Upconverter. Dabei sollte eine Eingangsfrequenz von 6,4 - 8,2 GHz mit einer konstanten zweiten Frequenz (1,8 GHz) heraufgesetzt werden (also auf 10 GHz) . Wie kann man das realisieren? Bei den herkömmlichen Mixern liegt die IF immer so niedrig (Downconverter), daß diese dafür unbrauchbar sind. Kennt jemand einen Baustein? kann man sich das mit uStrip (PTFE, Keramik oder FR4) und Dioden selber herstellen (notfalls Hohlleiter)? Ich habe mir das IEEE-Buch über Microwave-Mixers besorgt. Da stehen aber auch nicht so richtig die gesuchten Infos drin (oder ich stehe da auf dem Schlauch).
    Hat jemand schonmal sowas aufgebaut?


    Tobias

    Hi Kai-Erik!


    Danke für die Info's - aber das kenne ich schon alles.


    Mir geht es hauptsächlich um die technische Umsetzung in HW. Ich will irgendwas mit Puff rechnen und dann zusammenbauen :)


    Grüße - Tobias

    Hi Reinhold!


    Danke für die Info. Ich habe mal auf die Seite geschaut und einige interessante Bausteine gefunden :) - das hat sich auf jeden Fall gelohnt! :) Toller Tip!


    Allerdings liegt die höchste ZF der Mixer bei 8 GHzen und ich brauche 10 GHzen.
    Mitlerweile bin ich auf die Idee gekommen, daß man einen Branchline-uStrip-Mischer mit 2 Dioden verwenden könnte - der LO liegt auf 1, 8 GHzen fest und das wäre für die Lambda-4tel-Strecken brauchbar. Was mich etwas verunsichert, ist daß nirgends wo etwas über den möglichen RF-Range beschrieben ist (in meinem Fall: 6,4-8,2 GHzen). Hast du Erfahrung mit solchen Mischern?


    Mir fehlt leider die Signalquelle um das zu testen (die will ich ja damit aufbauen) - 1,8 GHzen bekomme ich gerade noch so her (habe da einen alten Russengenerator) aber bei 6 GHzen ist nichts da (mir fehlt dazu noch der 4-modulus-Prescaler aus dem anderen Beitrag).


    73le de Tobias

    Hi Tobias,


    wie ich das verstanden habe möchtest Du einen Signalgenerator für ca. 10GHz Ausgangsfreuqenz bauen. Sämtliche angegebenen Bausteine können max. 3GHz IF (der 1.8GHz LO bei Dir) mit 6,4-8,2GHz auf max 12GHz (10GHz gewünscht) hochmischen, sollte also kein Problem sein (??).


    Bezüglich Branchline Coupler/Mixer habe ich keine praktischen Erfahrungen, da fehlt einfach der Meßgerätepark für so hohe Frequenzen und die Wahrscheinlichkeit ohne derselben etwas zustande zu bringen ist recht gering. Wegen dem RF-Range würde ich mich am normalen 90° Branchline-Coupler orientieren, dieser hat bei 10GHz ca. 2GHz/1dB Bandbreite. Allerdings habe ich noch keinen Mischer in dieser Ausführung gesehen der als LO ( in Deinem Fall 1,8GHz) eine kleinere Frequenz wie die IF (6,4-8,2GHZ bei Dir) hat !


    Dein Spezial 4-Modulus Vorteiler ist ja ziemlich extravagant :D, meiner Kenntniss nach gibt's so etwas in dieser Konfiguration nicht mal für kleine Frequenzen geschweige denn für 8GHz. Wäre es nicht einfacher einen rauscharmen 2GHZ VCO (z.B. von z-comm) angebunden an einem Fractional-N (oder DDS/PLL) Synthesizer zu verfünfachen um einen 10GHz Signalgenerator mit entsprechender Abstimmbandbreite und kleiner Schrittweite zu bekommen ?

    vy 72/73, Reinhold.

    Hi Reinhold!


    Erstmal Danke für Deine Antwort =)


    Jetzt muß ich zugeben, daß ich das mit der IF nicht ganz verstanden habe ?(. Ich dachte bisher immer, daß als IF die Summe und die Differenz (mal nen double balanced Mixer angenommen) erscheinen. Zumindest hat das alles, was ich bisher aufgebaut habe - so funktioniert - aber ich lerne gerne was dazu! =) Kannst Du mir das bitte etwas genauer erklären? Bei den spec's stand als IF-Range bei Hittite max. 8 GHzen (o.k. man kann immer etwas drüber gehen - aber 2 GHzen ?( sind dann doch etwas mehr).


    Es ist geplant, daß ich einen Signalgenerator baue, der von 1 MHzen bis 10 GHzen hoch in 100 Hz-Schritten einstellbar ist. Die Idee dazu habe ich aus einem Fluke-Manual.
    Den Master-VCO (ein Avantek YTO mit dem Bereich 1,8 GHzen bis 8,2 GHzen) habe ich schon. Die U/I-Ansteuerung und das Low-Noise-Supply dafür habe ich schon entworfen. Darum würde ich den auch ganz gerne verwenden. Zudem ich auch nicht in den Bereich der Harmonischen mit dem Mixer-Verfahren komme. Außerdem habe ich schon einen Downconverter-Mixer auf der UKW-Tagung besorgt um das Low-Band (1 MHz bis 1,8 GHz zu realisieren).


    Prinzipiell hatte ich schon einen Oktal-Prescaler im Netz gefunden - aber dieser hat eben das Problem, daß der nur bis etwa 2 GHZen hoch läuft (wo also der YTO gerade mal so anfängt).
    Das ist auch nicht so wichtig, ob der Dezimal / Oktal / Hexadezimal oder von mir auch auf ternärer Basis läuft - ich brauche generell erstmal einen ;( Prescaler für den Frequenzbereich. Die Logik, die das Prescale-Signal auswertet läuft etwa bis 100 MHz (und mit etwas mehr Aufwand bis 150 MHz) und wird von mir in einem PLD "handgestrickt" - darum würde ich gerne den Fractional-N-PLL umgehen (war schonmal angedacht - mit Verbindung eines fixed-Prescalers um den Bereich 150 MHz zu erreichen) - aber wenn nicht anders machbar würde ich den auch irgendwie "verdauen" . Das ist auch generell eine Frage der Steuersoftware in der CPU und ich würde gerne Integer rechnen, da ich im Moment keinen Schimmer habe, wie ich mit einem 80C535 (da habe ich ein fertiges CPU-Bord rumliegen :D) Fließ/Festkomma rechne.


    THNX es 73le de Tobias

    Hi Tobias,


    flechte meine Antworten an entsprechender Stelle ein.


    Zitat

    Original von leaffrog
    Hi Reinhold!


    Erstmal Danke für Deine Antwort =)


    Jetzt muß ich zugeben, daß ich das mit der IF nicht ganz verstanden habe ?(. Ich dachte bisher immer, daß als IF die Summe und die Differenz (mal nen double balanced Mixer angenommen) erscheinen. Zumindest hat das alles, was ich bisher aufgebaut habe - so funktioniert - aber ich lerne gerne was dazu! =) Kannst Du mir das bitte etwas genauer erklären? Bei den spec's stand als IF-Range bei Hittite max. 8 GHzen (o.k. man kann immer etwas drüber gehen - aber 2 GHzen ?( sind dann doch etwas mehr).


    Bsp.: HMC141/142
    RF & LO: 6 - 16GHz
    IF: DC - 6GHz


    Der YTO (z.B. 4 - 6GHz) wird als LO (+15dBm benötigt, was die meisten YIG Oszillatoren liefern) verwendet, gemischt mit einem 2. fixen Oszillator von z.B. 4GHz ( ca. 0dBm Leistung) eingespeist im IF Port ergibt am RF Port die Summe und Differenz (wie von Dir auch angegeben) die nach einem Bandfilter + Verstärker die noch fehlenden 8 - 10GHz ergeben. Die Mischer sind nämlich passive ( =) !!) Typen, der IF Port kann auch als Eingang respektive der RF Port als Ausgang benutzt werden (eben ein Upconverter :]).
    Bin immer noch der Meinung, daß eine passive Verdreifachung von 2,6 - 3,4GHz mit z.B. antiparallelen PIN-Dioden mit nachfolgendem Bandfilter und 50Ohm Verstärker (auch von Hittite ?) auf 8 - 10GHz enfacher wäre. In beiden Fällen bleibt jedoch das Problem die winzigen Chips auf der Platine zu löten.


    Zitat

    Original von leaffrog
    Es ist geplant, daß ich einen Signalgenerator baue, der von 1 MHzen bis 10 GHzen hoch in 100 Hz-Schritten einstellbar ist. Die Idee dazu habe ich aus einem Fluke-Manual.
    Den Master-VCO (ein Avantek YTO mit dem Bereich 1,8 GHzen bis 8,2 GHzen) habe ich schon. Die U/I-Ansteuerung und das Low-Noise-Supply dafür habe ich schon entworfen. Darum würde ich den auch ganz gerne verwenden. Zudem ich auch nicht in den Bereich der Harmonischen mit dem Mixer-Verfahren komme. Außerdem habe ich schon einen Downconverter-Mixer auf der UKW-Tagung besorgt um das Low-Band (1 MHz bis 1,8 GHz zu realisieren).


    Ein sehr schönes und anspruchvolles Projekt, die hohe Abstimmbandbreite des YTO's vereinfacht doch vieles :D. Der YIG-Oszillator kommt von einem Flohmarkt oder ist neu (Preis wäre sehr interessant ??) erworben ??
    Ein ähnlicher breitbandiger Signalgenerator wurde auch in einem UKW-Berichte Heft beschrieben.


    Zitat

    Original von leaffrog
    Prinzipiell hatte ich schon einen Oktal-Prescaler im Netz gefunden - aber dieser hat eben das Problem, daß der nur bis etwa 2 GHZen hoch läuft (wo also der YTO gerade mal so anfängt).
    Das ist auch nicht so wichtig, ob der Dezimal / Oktal / Hexadezimal oder von mir auch auf ternärer Basis läuft - ich brauche generell erstmal einen ;( Prescaler für den Frequenzbereich. Die Logik, die das Prescale-Signal auswertet läuft etwa bis 100 MHz (und mit etwas mehr Aufwand bis 150 MHz) und wird von mir in einem PLD "handgestrickt" - darum würde ich gerne den Fractional-N-PLL umgehen (war schonmal angedacht - mit Verbindung eines fixed-Prescalers um den Bereich 150 MHz zu erreichen) - aber wenn nicht anders machbar würde ich den auch irgendwie "verdauen" .


    Da würde ich jetzt vorschlagen eine festen 10GHz :4 (oder auch : 8) Vorteiler (z.B. Hittite, QFN Gehäuse) gefolgt von einem weiteren Dual Modulus (:16/17) Vorteiler, wenn die PLL eine relativ kleine Schrittweite realisieren soll, zu verwenden. Es ergeben sich max. 125MHz (bzw. 62.5MHz) für die PLL im PLD. Wie kommst Du auf der kleinen 100HZ Schritteweite ? DDS-Oszillator als veränderbare Referenz für die PLL ?

    vy 72/73, Reinhold.

    Hi Reinhold!


    Toll =) Das ist ne Antwort!!! :D Den Mixer werde ich so aufbauen! - eigentlich spricht ja wirklich nix dagegen, den Baustein anders zu betreiben.... :) Toll :)


    Das Löten ist nicht das Problem - SMD ist ja noch recht handhabbar :D und nachdem es in dem Frequenzbereich sowieso keine bedrahteten Bauteile gibt, muß man sich damit abfinden =). Schwieriger wird's beim Bonden von Chips (daheim natürlich ;)).


    Das schwierigste wird wohl die Hittite-Bestellung sein, da die immer nur 10-Stückweise verkaufen.... :(


    Der YTO stammt von Ebay und hat etwa 100 Eur gekostet (was nach längerer Recherche sich als üblicher Rahmen dort herausstellte). In Weinheim wollten die auch vergleichbares Geld für haben... Nach Betrachtung des Oszillators konnte ich aber den Gedanken nicht unterdrücken, daß das Teil noch nie irgendwo eingebaut war. :D
    Der Abstimmbereich ist einfach toll :D und der Ausgangspegel liegt bei etwa +15 dBm - wie Du schon richtig angenommen hast. Als Verstärker wollte ich ERA's verwenden - die haben zwar bei 10 GHzen nicht mehr die optimale Verstärkung - aber das soll eh durch eine Amplitudenregelung ausgeglichen werden.


    Weißt Du noch etwa wann das Generator-Projekt in den UKW-Berichten stand?


    Mit dem Dual-Modulus-Prescaler 16 x 4 = 64 verstehe ich :) - aber 17 X 4 = 68 liegt etwas ungünstig ?( - wäre da nicht 18 x 4 = 72 besser (oder 16,25 - naja, wenn ich so nachdenke... das riecht ja förmlich nach fractional-N mit 100 Zyklen für den Teilfaktor = 2 Nachkommastellen)? Vor allem stellt sich mir die Frage, ob ich alle nötigen Frequenzen mit der PLL erreiche - aber ich werde das mal in Ruhe nachrechnen. :)


    Als Referenz hatte ich die üblichen 10 MHz (da gab's vor kurzem günstige OCXOs bei Ebay :D) vorgesehen, die werden dann mit einem Teiler-GAL (eigentlich sind mehrere miteinander verschaltet) entsprechend schaltbar runtergeteilt (z. B. 1/100000). Eine externe 10 MHz-Referenz ist beim Synthesizer natürlich auch vorgesehen =). Aber schlechter als 100 Hz sollte der Generator nicht sein, da ich später zusammen mit meinem Fluke (6060A) im "NF"-Bereich (also unter 1 GHz :D) diverse Tests an Mischern / Empfängern machen will (darum ist auch das Low-Band des Synthesizers vorgesehen).


    THNX & 73le de Tobias


    PS: kannt Du ein paar PIN-Dioden für 10 GHzen empfehlen?

    Hallo Tobias,


    ein schönes Projekt. Ich habe das letzte halbe Jahr damit verbracht, einen Synthesizer von DC bis 2,5 GHz zu bauen. Leider hatte ich keine schöne YIG-Quelle und habe alles (Bandsetz-Oszi und Abstimmoszi) mit PLLs und Massen-ICs aufgebaut.


    Die 1-Hz-Auflösung habe ich auch mit einem DDS hinbekommen. Ein Tipp: Pack den DDS in den Rückkopplungszweig der PLL (quasi zusätzlich zum Teiler der PLL). Nutzt Du den DDS als Referenz der PLL, kann es zu Problemen kommen, da Du ja die Phasendetektorfrequenz der PLL änderst. Wird diese zu weit variiert, kannst Du Probleme mit dem Schleifenfilter bekommen, da diese je nach Aufbau stark von der PFD-Frequenz/Ladungspumpenfrequenz abhängen!
    So hast Du eine hochgenaue Referenz (TCXO o.ä.), die eine feste PLL-Frequenz(PFD und CP) vorgibt und mit der PLL änderst Du nur das Teilerverhältnis im Rückkopplungspfad des Synthesizers. Die PLL läßt sich somit einfacher und vor allem SAUBERER für eine Arbeitsfrequenz dimensionieren!


    Gruß Karl, vy 73 DK4ARL

    Hi Tobias,


    sieh mal bei AME vorbei, vielleicht kann Dir da in Bezug auf Mischer (HMC220 mit passendem Frequenzbereich für ca. 7€) bzw. passenden PIN-Dioden in kleiner Stückzahl geholfen werden (??). PIN dioden für 10GHz sieht man aber selten :-), frage mich aber auch wozu Du welche brauchst ? Wenn's um die Ausgangsleistungregelung geht wäre es nicht einfacher im IF Pfad ("nur" 2GHz) ein einstellbares PIN-Dämpfungsglied einzufügen ??
    Erinnere mich momentan nur an einer Schaltung mit BAR81 (Infineon) als Shunt (!!) Diode in einer lambda/4 TX-RX Umschalter-Konfiguration in einem 10GHz Transceiver. Bei diesem italienischen Händler gibt's auch eine Menge schöner HF-Bauteile (PIN-Dioden u.ä.) mit relativ moderaten Preise.


    In den UKW-Berichten gab's 2 Projekte mit einem YIG-Oszillator:
    3/2001 - Frequenzgenetaor (Wobbler) bis 4GHz (DJ8ES)
    4/2003 - Synthesizer - Signalgenerator für 10MHz bis 1800MHz mit YIG und DDS (DG4RBF)
    Weitere interessante Beiträge:
    2/2004 - Einfacher Umgang mit YIG-Oszillatoren (DG4RBF)
    3-4/2004 - Oszillator Aufbereitungen für den Mikrowellen Bereich - Ein modernes Konzept (für 9,5-12GHz mit Versechzenfacher von Hitite)

    vy 72/73, Reinhold.