Mixer VHF/UHF

EgbertG

Special Member

Ik heb altijd begrepen dat een mixer alleen met de juiste producten komt als in de mixer een niet lineair element zit.

2 frequenties met een weerstandsnetwerkje mixen tot A-B en A+B is niet
mogelijk. Klopt deze aanname?

mel

Golden Member

Je krijgt ook ongewilde mengproducten.

[Bericht gewijzigd door mel op 1 september 2021 16:35:52 (17%)]

u=ir betekent niet :U bent ingenieur..

Wordt een mengtrap gemaakt uit spoelen of breedband striplines een additieve mengtrap genoemd?
Ik zie dit wel eens in UHF ontwerpen.

Je krijgt ook ongewilde mengproducten.

Volgens mij krijg je die altijd.
Wanneer je mathematisch twee frequenties mengt krijg je altijd een heel scala van andere frequenties,
Door een balansmengtrap te gebruiken met dioden of transistoren (iets dat schakelt) hou je alleen de vershil en de somfrequentie over.
Plus nog heel veel andere frequenties, maar die gebruiken we niet.
De toegevoerde frequentie uit de oscillator is onderdrukt, bij een balans mengtrap.

"tijd is relatief"
Frederick E. Terman

Honourable Member

Op 1 september 2021 16:18:43 schreef EgbertG:
2 frequenties met een weerstandsnetwerkje mixen tot A-B en A+B is niet
mogelijk. Klopt deze aanname?

Dat klopt gelukkig. Anders zou gewone elektronica onmogelijk zijn.

Als je element niet-lineair is, krijg je in principe álle som- en álle verschilfrequenties van álle harmonischen van álle ingangsfrequenties. Zo krijg je niet alleen fA+fB, maar ook fA, en fB, en 3fA, en 17fA-5fB...
Meestal worden de schakeling en/of de elementen zo gekozen dat de meeste van deze 'producten' (in de betekenis van 'resultaten') wegvallen, of althans verwaarloosbaar zijn.
Is je niet-lineaire element bijvoorbeeld strikt kwadratisch (een juist ingestelde FET is dat bijvoorbeeld bijna), dan krijg je maximaal tweede-orde producten: 2fA, 2fB, fA+fB, fA-fB.
Is de schakeling voor één van de ingangsfrequenties gebalanceerd, dan ben je die ingangsfrequentie ook alvast kwijt.
Maak je nu een mixer dubbelgebalanceerd én met kwadratische elementen, dan houd je praktisch alleen nog maar fA-fB en fA+fB over.

--
Je kunt ook de ingangssignalen (de spanningen) letterlijk met elkaar vermenigvuldigen in een echte analoge vermenigvuldiger (die zijn nog steeds als IC te koop).
Uit fA en fB krijg je dan vrij exact alleen fA-fB en fA+fB.

--

Op 1 september 2021 16:36:54 schreef Martin V:
Wordt een mengtrap gemaakt uit spoelen of breedband striplines een additieve mengtrap genoemd?

Neen, daarom gaat het niet.
Eigenlijk is het onderscheid tussen additieve en multiplicatieve mengtrappen trouwens niet alleen uit de tijd, maar ook féitelijk fout.
Het idee achter een zogenaamd 'additieve' mengtrap was dat de signalen eerst bij elkaar opgeteld werden, en dan samen op één poot van het niet-lineaire element binnenkwamen. Bijvoorbeeld: signaal en oscillator samen op de basis van een transistor. Men vond dat dan additief, in tegenstelling met: signaal op de basis en oscillator op de emitter; dat was dan zogenaamd multiplicatief.
Maar voor de transistor maakte het natuurlijk geen snars uit: die zag gewoon een basis-emitterspanning bestaande uit meerdere frequenties, deed daar iets kroms mee, en produceerde mengproducten in de collectorstroom.
Vandaar dat de termen wat ouderwets aandoen, en liever niet meer gebruikt zouden moeten worden. Je ziet trouwens in het schema vanzelf wel hoe de signalen bij de mixer binnenkomen.

--
Iets anders: de term 'mixer'/'mengtrap' is op zich ook best ongelukkig gekozen. In de betekenis die we er hier aan geven maakt het ding nieuwe frequenties.
Maar in een audiomixer (zo'n mengtafel in een muziekstudio bijvoorbeeld) is 'nieuwe frequenties maken' juist het láátste wat je wilt van zo'n ding. Voor een beginnend HF-student wel verwarrend denk ik.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
EgbertG

Special Member

Moet even nog tot me doordringen de antwoorden en terwijl ik nadenk bedenk ik me dat ik in mn oscilloscoop signalen bij elkaar kan optellen.

Als ik nou FFT loslaat op het resultaat van die optelling van kanaal
A en B ....?

Balansmixers hebben zeker voordelen dat ze sommige bijprodukten weg filteren. Het ging me even om de gewone optelling met 2 weerstandjes.
Zoals Frederick uitspreekt zal dat dan niet verschil/som frequenties
genereren.

De vraag ontstond toen ik een schema zag van een radiobuis die als
mixer werkte door signaal A op het rooster aan te bieden en signaal B
op de kathode. Dat lijkt me nog steeds een redelijk lineaire optelling, waarbij
ik dus geen mengproducten zou verwachten ....

Waar ga ik mis???

Op 1 september 2021 21:44:41 schreef EgbertG:

De vraag ontstond toen ik een schema zag van een radiobuis die als
mixer werkte door signaal A op het rooster aan te bieden en signaal B
op de kathode. Dat lijkt me nog steeds een redelijk lineaire optelling, waarbij
ik dus geen mengproducten zou verwachten ....

Waar ga ik mis???

een buis is nooit 100% lineair, dus mengt altijd een beetje.( bij lf noemt zoiets vervorming..). speciale Mengbuizen zijn dan nog extra niet lineair(heptodes?) en worden ook nog eens ingesteld om dat zeker niet te zijn.

en ja de term mengen moet je steeds zien in het toepassingsgebied.

Bij LF is het optellen. Bij RF is het vermenigvuldigen.
In de keuken doen we het ook, maar om het compleet te maken moet je er ook nog in roeren :-)

doet me denken aan een scheikundehobby boek van lang geleden : mengen en roeren.

EgbertG

Special Member

Dit is de boosdoener van mijn verwarring:

Frederick E. Terman

Honourable Member

Op 1 september 2021 22:28:45 schreef kris van damme:
een buis is nooit 100% lineair, dus mengt altijd een beetje.

Maar, zoals je zelf ook zegt, een mengtrap wordt het door hem niet-lineair in te stellen. De mengbuis zelf is vaak niet eens 'extra krom', maar als mengtrap ingesteld.

en ja de term mengen moet je steeds zien in het toepassingsgebied.
Bij LF is het optellen. Bij RF is het vermenigvuldigen.

In het spraakgebruik is dat inderdaad vaak wat we bedoelen.
Zoals het hier staat zou iemand echter kunnen denken dat het door de frequentie bepaald wordt of de schakeling wel of niet verschil- en somproducten maakt. Dat is natuurlijk niet zo; de schakelingen zijn verschillend.
Er zijn ook HF-optelschakelingen die juist wel alleen maar signalen bij elkaar voegen (zoals in omroep-kabelsystemen). En ook zijn er AF-schakelingen die juist wel mengproducten maken (zoals in analoge muzieksynthesizers, of de oude 'draaggolftelefonie').
Een AM-modulator is natuurlijk ook gewoon een mengtrap - soms een 'power-mengtrap', met het laagfrequent op de anode :).

Op 1 september 2021 22:33:08 schreef EgbertG:
Dit is de boosdoener van mijn verwarring:
[schema]

In deze schakeling moet je goed bedenken dat het oscillatorsignaal vele volts bedraagt. De buis wordt dus in het ritme van de oscillatorfrequentie steeds in geleiding en weer in sper gebracht. Het is dus duidelijk dat er iets niet-lineairs zal gebeuren; het ingangssignaal wordt a.h.w. vermenigvuldigd met het oscillatorsignaal.

Dit is in principe een goede mengtrap (mits voldoende oscillatorspanning - vaak uit de triode in dezelfde buis); je ziet hem vaak in VHF schakelingen, omdat hij minder ruist dan de klassieke veelrooster-mengrap.
Evengoed zit het oscillatorsignaal wel ook heel sterk in de anodestroom, zodat er meteen gefilterd moet worden. Als de MF sterk verschilt van de oscillator- (en signaal-)frequentie, is dat niet moeilijk.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
EgbertG

Special Member

Ach ja .. ik voel me soms zo dom op dit forum ;-)

Inderdaad omroepkabelsystemen als voorbeeld van gewoon optellen.
Goed voorbeeld, dank!

Bij mixen hoor ik nu duidelijk de kreet: vermenigvuldigen en als ik
google op frequency multiplication kom ik inderdaad op de bedoelde soort
mixer uit.

Is het toeval dat het symbool een X teken is in een cirkel?

Ik zie nu ook voorbeeld van compleet open/dicht insturen met de gevolgen
voor de output:

[Bericht gewijzigd door EgbertG op 2 september 2021 07:22:24 (13%)]

Ha EgbertG,

Leuk draadje en zeker niet overbodig want daaromtrent heerst nogal wat verwarring !

In jou openingspost is de conclusie juist er zijn dan ook twee vormen van het mengen met analoge signalen, binnen deze vormen zijn er verschillende wegen te bewandelen ( zie opmerking @Martin V en jou laatste experiment ).

De eerste vorm is het samenvoegen van signalen afkomstig uit verschillende bronnen.
Dit samenvoegen is additief mengen, doet niets af aan het signaal ( voegt geen extra signalen toe ) als we dit signaal op het sommeerpunt selectief bekijken is er niets veranderd aan de afzonderlijke signalen !
Kijken we naar dit signaal breedbandig dan zien we dat additieve mixers eenvoudig de waarden van twee signalen op elk moment weergeven, wat resulteert in een continu golfvorm aan de uitgang die de som is van de waarden van de individuele golfvormen.
Verandering in het amplitude domein is een techniek die je op heel veel terreinen tegenkom...... denk aan je audio mengpaneel, een mono naar stereo omzetter,die de linker- en rechter kanalen omzet naar een uitgang.

Door gebruik te maken van verschillende weerstand waarden richting het sommeerpunt kunnen we weging toepassen, een kanaal meer gewicht toekennen dan de andere kanalen.
Dit noemen we vaak een gewogen matrix denk aan je stereo coder / decoder of zoals vroeger in de analoge televisie techniek om de R.G.B. signalen te combineren naar component Y, ( R-Y) , ( B-Y ) !
Het symbool wat hiervoor gebruikt wordt is een cirkel met het plus teken er in op die manier weet je dit is een additieve mengtrap......

Als experiment kan je twee audio bronnen nemen met verschillende frequenties en twee weerstanden van b.v.b. 10 kΩ en de scope als detector.

De opmerking van @mel is juist maar alleen in de multiplicatieve mengtrap.
Elk niet lineair apparaat genereert harmonische, en een interactie ( intermodulatie ) hierdoor ontstaan niet alleen F1 ± F2 maar ook 2F1 ± 2F2 enz.......

De opmerking van @Martin V is een discussie waard, ik heb op mijn manier hierboven het additieve meng principe beschreven iets is additief als er geen signalen worden gemaakt anders dan de signalen uit de oorsprong !

Het principe van eerst additief mengen gebeurde met de eerste U.H.F. halfgeleider diodes vaak je heb op zo'n diode immers maar twee draadjes.
Om een hoog rendement te bereiken wil je de bias, de stroom door de diode onafhankelijk kunnen instellen van het oscillator signaal dus je zult eerst de twee te mengen signalen moeten combineren ( additief ) om daarna met elkaar te kunnen vermenigvuldigen ( multiplicatief ) als de frequentie hoog is ik denk aan U.H.F. / S.H.F. met name in lecherlijn techniek.

Het was gebruikelijk om zowel het ingangssignaal als de lokale oscillator eerst op een lecherlijn te combineren door de richtingswerking denk aan de directionele koppeling wordt de gewenste ontkoppeling tussen de bronnen gecreëerd door de glas diode tegen de lecherlijn aan te drukken vind de vermenigvuldiging plaats.
Door de bias stroom te regelen kan een gunstige positie gevonden worden in het niet lineaire gebied !

Ik heb vroeger buizen omzetters gerepareerd van Kathrein nog voor er kabel televisie in Nederland was waar deze techniek werd toegepast.
Ik heb nog een tiental van deze kristal diodes ik weet niet zeker van welk materiaal maar ze zijn hyper gevoelig !

Aan de andere kant deel ik de opmerking van @Frederick E. Terman in zoverre dat het additieve misschien iets te veel aandacht krijgt …..... maar vanuit het gezichtspunt van de diode ( deze is breedbandig ) is er volgens de wet van Thevenin zeker een additief resultaat waar te nemen !

Voor wat de buis betreft dit is helder verwoord en is in zeker zin hetzelfde als mijn diode voorbeeld en heb ik geen toevoeging.
Dat zie je goed het symbool betreft, zoals hier boven cirkel met een + is additief cirkel met een x is multiplicatief........
Wat misschien nog wel interessant kan zijn is het mechanisme achter de hoogfrequent mixer, de reden waarom we analoog kunnen vermenigvuldigen denk hierbij aan de logaritmische versterker.

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
EgbertG

Special Member

Flashback: als jochie van 17 is t me zonder al te veel kennis gelukt om een stereo encoder te bouwen voor mn 3 meter gepruts.
Op de gok wikkelde ik wat spoelen en plakte er C's op om op 19Khz uit te komen. Metend met een oscilloscoop met een beroerde
nauwkeurigheid. Soms maakt meer kennis iets alleen maar moeilijker.....

en dat heb ik nu ook:

Ik wil nog eens een volledige buizen ontvanger bouwen voor de amateurbanden met kristalfilters.
Ja ja .. ik weet dat niets kan tippen aan SDR.

Ik ga eens experimenteren met 2 frequenties die ik optel en dan met een klein signaal diode naar ground afsluit om t niet lineaire
te introduceren. Dit experiment naar aanleiding van de post van Henk.

Met een spectrum analyzer moet dan toch te zien zijn wat er voor produkten worden gemaakt!

Kom zojuist deze uiteenzetting tegen op youtube:
https://youtu.be/JuuKF1RFvBM

Frederick E. Terman

Honourable Member

Op 3 september 2021 07:52:23 schreef EgbertG:
Ik wil nog eens een volledige buizen ontvanger bouwen voor de amateurbanden met kristalfilters.

Met je huidige kennis is dat een long shot, maar velen is het gelukt, dus waarom niet.
De enige tamelijk zekere manier die ik me kan voorstellen, is dat je het boek Ontvangers van Sterrenburg helemaal leest, helemaal begrijpt (vragen kan hier), en dan de 'DXCC'-ontvanger in de appendix bouwt.

Het boek is tweedehands niet duur (Boekwinkeltjes.nl: 7 euro), en anders heb ik nog wel een exemplaar.
e: Ik zie net dat dat bouwontwerp niet meer in de latere drukken staat. Neem dus een 1e of 2e druk.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
mel

Golden Member

Ik dacht al, die zit er bij mij niet bij :(
F.E.T. kan je dat bouwschema als pdf je sturen?
(zonder inbreuk te maken op auteursrechten :) )

[Bericht gewijzigd door mel op 3 september 2021 14:43:14 (54%)]

u=ir betekent niet :U bent ingenieur..
Hubie

Special Member

+1 Ik heb de 4e druk van 1980,daar staat hij ook niet in.

Frederick E. Terman

Honourable Member

Krijg nou wat, alléén in de tweede druk?

Het boek is lastig te scannen vanwege de rug (van het boek, niet van mij :)) maar ik zal van 't weekend kijken hoever ik kom. Misschien foto's.

Het is geen bouwbeschrijving voor beginners. Zoals gezegd, je moet het boek helemaal door hebben. Die appendix (de DXCC-ontvanger) is dan een voorbeeld van wat je kunt doen. Maar, zoals er ook staat: 'Wilt U het anders doen: Graag!'.

Maar voor die voorkennis kun je natuurlijk wel ook de andere drukken van het boek gebruiken. Enfin, ik ga mijn best doen.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

Nee, ook in de eerste druk (1970) is in de Appendix, (vanaf blz 255) het artikel opgenomen; "DXCC, een ontvanger voor wat meer gevorderden".

Lijkt al weer een eeuwigheid geleden dat ik daarmee heb gestoeid...

"One Wolrd, One Language: HAM Radio!"
Frederick E. Terman

Honourable Member

Oh wacht, ja, ik lees verkeerd: @Hubie zei 4e, niet 1e.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
Frederick E. Terman

Honourable Member

Het scannen viel mee. Zie hieronder.

Zoals gezegd, dit zijn suggesties. Het kristalfilter bijvoorbeeld zou je nu niet zo gauw meer zelf etsen/slijpen.

[Bericht gewijzigd door Frederick E. Terman op 3 september 2021 16:07:34 (62%)]

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
mel

Golden Member

u=ir betekent niet :U bent ingenieur..

Op 1 september 2021 23:06:53 schreef Frederick E. Terman:
[...]Maar, zoals je zelf ook zegt, een mengtrap wordt het door hem niet-lineair in te stellen. De mengbuis zelf is vaak niet eens 'extra krom', maar als mengtrap ingesteld.

Ja, mengen kan met iedere buis, maar er zijn ook speciale mengbuizen geweest, lang geleden. Was heptode opbouw(twee stuurroosters, net zoals een dual gate mosfet) maar de truuk was stuurrooster met variabele spoed gewikkeld. (dat laatste werd ook gedaan voor buizen met variabele steilheid, en dat zegt genoeg.. )

WA2EW heeft op YouTube wat interessante video's staan over mixers, misschien heb je daar nog iets aan:
https://www.youtube.com/watch?v=Mm7WfVzr1ao
https://www.youtube.com/watch?v=junuEwmQVQ8

"tijd is relatief"
EgbertG

Special Member

Zo, dat is een schat aan informatie! Dank.

Ontvanger boek in PDF staat inmiddels op de e-reader, kan ik te
pas en te onpas in kijken.

Die man van WA2EW bekeken. Zeer leerzaam.
Laat de winter maar komen ;-)

Het hele idee is een HAM ontvanger all mode met buizen, maar wel een
SAA1057 en een Arduino voor een beetje stabiliteit en frequentieaflezing.

mel

Golden Member

Zeker in ontvangers zou ik verre blijven van microprocessors en aanverwante zaken,ter voorkoming van fluitjes, storingen en dergelijke.

u=ir betekent niet :U bent ingenieur..
Frederick E. Terman

Honourable Member

Op 3 september 2021 16:51:46 schreef kris van damme:
Ja, mengen kan met iedere buis, maar er zijn ook speciale mengbuizen geweest

Je hebt natuurlijk gelijk, in omroepontvangers kwamen die wel voor: denk ook aan de ECH81-familie. Maar ze ruisten idioot hard, wat voor omroep niet uitmaakte, maar in communicatieontvangers stapte men er snel weer van af. Vandaar dat ik er zelf nooit mee in aanraking kwam.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org