Кольцевой диодный смеситель для осциллографа

Здравствуйте.
Я больше специализируюсь на передатчиках, а потому к приемным устройствам до сих пор имел весьма косвенное отношение. Сейчас захотелось заняться ЛикБезом в этой области, а заодно, как практическое воплощение, расширить диапазон своего осциллографа (Fпроп.~10мГц), чтоб иметь возможность визуально оценивать работу каскадов передатчиков, работающих на частоте, выше 15-20мГц.
Собственно эту идею мне подсказали знакомые, однако конкретной информации никто не дал. Поэтому правильное, на мой взгляд, решение - поинтересоваться у людей имеющим опыт в настройке подобного рода устройств, что сейчас и сделаю.
Теперь, непосредственно суть.
В одной из статей журнала "радио" и несколько позже - в журнале "КВ и УКВ" я нашел весьма оригинальное (как мне сначала показалось) решение - просто преобразовать сигнал в более низкую частоту, которая лежит в пределах полосы пропускания моего прибора, с повторением формы первого, при условии соблюдения формы вспом. генератора близкой к идеальной. Вскоре конструкция была воплощена в реальность, однако, желаемого результата не получилось. В качестве временных заменителей колец использовал первые подручные цилиндрические от гетеродинных контуров проницаемостью 500НН, провод намотал скруткой. В качестве генераторов использовал две подколеночные кварцевые трехточки, частота которых изменялась непосредственно сменой резонатора. А теперь и суть проблемы. Что я должен увидеть на экране осциллографа?
Нет, промежуточная конечно есть (как разность большей и меньшей частот), но вся она изрезана более высокочастотными колебаниями. Нормально ли это? Насколько я помню, смеситель и будет складывать частоты по принципу алгебраической суммы, т.е. кроме разности большей и меньшей частот, так же еще и просто складывать обе частоты, получая на выходе, таким образом, удвоенную частоту.
Жду ваших замечаний и предложений.
P.S. Форму сигнала оценить можно, но линия синусоиды очень толстая из-за входящих в ее состав ВЧ составляющих. Так ли подразумевалось в приставке? Или смириться с чем, что есть... Это если кратко.

При конструировании осцилографов стараются получить максимально линейный тракт канала Х , любой смесилель устройство нелинейное , так что получите Вы на экране что угодно ,но не основной сигнал.

В статье написано, что преобразование происходит практически линейно. (при напряжении больше 2 вольт разумеется).
Постараюсь закрепить статью.

Цитата:

---

Сообщение от krab79

стараются получить максимально линейный тракт канала Х

---

Наверное, вы имели в виду "У"? Чего там в Х то, генерируй себе пилу да черти развертку на экране... А сам канал то вообще до 1мГц...

За смесителем надо поставить фильтр низких частот, пропускающий только разносттную частоту.

А не будет ли такой фильтр искажать форму ПЧ? Например давить гармонические составляющие.

Будет конечно. За то будем видеть красивую синусойду :)
Но другого способа избавиться от ненужных частотных составляющих нет.
В приемниках это не имеет значения, т.к. нас интересует не форма несущей, а форма модулирующего сигнала, который и переносится линейным смесителем без искажений в область ПЧ.
В Вашем же случае задача несколько иная. Допустим исследуем сигнал с частотой первой гармоники 50 МГц. Берем частоту гетеродина допустим 45 МГц. Первая гармоника сигнала даст составляющие 5 МГц и 95 МГц.
Вторая гармоника даст составляющие 55 МГц и 145 МГц и т.д. Так как ФНЧ кроме суммарной частоты также должен подавлять частоту гетеродина и входной сигнал (т.е. частота среза должна быть ниже 45 МГц), то ясно, что кроме первой гармоники входного сигнала на ПЧ перенести ничего не удастся. Но если иссдедуемый сигнал будет промодулирован по амплитуде, то на выходе фильтра будем видеть красивый АМ сигнал с частотой несущей 5 МГц. Форма модулирующего сигнала искажена не будет. Видимо именно это и имелось в виду в той статье.

В любом случае спасибо за ответ.
По поводу АМ. Почему бы просто тогда не поставить детекторную головку и не оценить качество модуляции без каких либо частотных преобразований?
Чтобы расставить все точки над "И" завтра прикреплю статью.

Цитата:

---

Сообщение от krab79

По поводу АМ. Почему бы просто тогда не поставить детекторную головку и не оценить качество модуляции без каких либо частотных преобразований?

---

Возможно, автор статьи хотел наблюдать частотную или однополосную модуляцию.

Цитата:

---

Сообщение от krab79

В любом случае спасибо за ответ.
По поводу АМ. Почему бы просто тогда не поставить детекторную головку и не оценить качество модуляции без каких либо частотных преобразований?

---

А это неинтересно :)

Как правильно заметил AntonSor, данный метод вполне подходит для исследования однополосной модуляции (в частности, для оценки линейности передатчика).

Вкладываю статью. Автор все таки имел в виду просмотр формы ВЧ сигнала. Даже по названию "Расширитель спектра осциллографа" уже можно судить. Самое сердце - смеситель, потом уже облепляется всякими буферными усилителями и выносными щупами.

Ааа, тут фамилия афтара уже достаточно много говорит :D
У него и не такие перлы попадаются.
Что на самом деле имеется на выходе - Вы своими глазами видели.
И поверьте, смеситель тут не причем.
А арифметику я чуть выше приводил.

Как могли заметить, испытывалась подобная схема в диапазоне 145 МГц.
В этом случае роль ФНЧ играл сам осциллограф, т.к. все ненужные частотные составляющие находились
выше 100 МГц и осциллограф на них не реагировал, а честно показывал форму первой гармоники исследуемого сигнала.

Спасибо.
Если честно, вы мои сомнения по поводу этой схемы только подкрепили. Я с самого начала не сильно верил в работоспособность этой схемы. Вот увижу я сигнал на экране и иди потом разбирайся то ли это у смесителя "пораженные точки" =), а то ли действительно такой сигнал на входе. Как сказал мой приятель по этому вопросу: "Вообще после каких-либо преобразований проблематично судить о том, что было на входе. Лучше уж какой-нибудь простенький сканер частоты (охватом эдак пусть три частоты вверх от несущей) на варикапе сделать, и смотреть спектр сигнала. Пусть и нелиненый будет, пусть широкополосный, зато гармоники все покажет (пусть и не пропорционально к сигналу несущей), по этим данным уже и об исходной форме можно догадаться".
Спасибо всем, кто высказывался по этой теме.
Удачи всем всем в ваших делах.

Цитата:

---

Ааа, тут фамилия афтара уже достаточно много говорит

---

О чем именно, если не секрет?

Думается, что при паспортной полосе усилителя Y 10 МГц, можно без особых проблем смотреть сигналы частотой 15-20 МГц да и несколько выше. Немного будет подвирать по амплитуде, а форму сигнала и искажения увидите нормально, синхронизироваться будет нормально. Посмотрите на переключатель развёртки, посмотрите, какую частоту по переключателю с учётом множителя можете смотреть.
Я сам при ремонте синтезаторов РПУ Р-390-1 "Гамма" 35 МГц-овым осциллоскопом смотрел сигналы частотой 50-60 МГц.

Жду ваших замечаний и предложений.

Мое предложение, приобрести нормальный осцилограф хотя бы на 200Мгц.
На сегодня это недорого.
А все способы посмотреть синусоиду с помощью любого ее преобразования исказят реальную картину. Ну и кому такой компот нужен?! Это тоже самое, что языком определять напряжение в батарейке "Крона".

Ищите по термину "стробоскопический осциллограф". Там действительно устройство выборки-хранения на двух диодах позволяет наблюдать ПОВТОРЯЮЩИЕСЯ сигналы с полосой в гигагерц на низкочастотном осциллографе.

Цитата:

---

Сообщение от krab79

Спасибо.
Если честно, вы мои сомнения по поводу этой схемы только подкрепили. Я с самого начала не сильно верил в работоспособность этой схемы. Вот увижу я сигнал на экране и иди потом разбирайся то ли это у смесителя "пораженные точки" =), а то ли действительно такой сигнал на входе. Как сказал мой приятель по этому вопросу: "Вообще после каких-либо преобразований проблематично судить о том, что было на входе. ...

---

Типичный случай, когда все правильно, а не по делу. На экране осциллографа можно увидеть искажения синусоиды, когда они вылезают за несколько процентов. И это на нормальном осциллографе. По этой причине все правильные (для приемника, например) сентенции про "пораженные точки" к работе обсуждаемого устройства отношения не имеют.

Ищите по термину "стробоскопический осциллограф". Там действительно устройство выборки-хранения на двух диодах позволяет наблюдать ПОВТОРЯЮЩИЕСЯ сигналы с полосой в гигагерц на низкочастотном осциллографе.

Действительно!?
А тупые ребята зачем то выпускают дорогостоящие осцилографы. Нафига им это, сделали бы лучше "стробоскопический осциллограф".
Если к обычному тестеру добавить диод, резистор, и конденсатор то он начнет мерять ВЧ напряжение НО ТОЛЬКО В ПОПУГАЯХ, а не в вольтах.
Тоже самое и с "стробоскопическим осциллографом". Он покажет Вам свои попугаи, к реальной амплитуде и форме сигнала не имеющие никакого отношения. Даже на хорошем осцилографе сложно рассмотреть небольшие искажения, а тут?!

Цитата:

---

Сообщение от UA3VFS

А тупые ребята зачем то выпускают дорогостоящие осцилографы

---

Вы считаете ребят из Текстроникса тупыми? А иначе зачем они выпускали стробоскопические модуля для своей 7000 линейки осциллографов (1S1, 3S1,7S11) итд? И полоса была до гига. Понятно, что сейчас это "преданья старины глубокой", но небыло 35 лет назад быстрых АЦП, а форму гигагерцовых сигналов надо было смотреть. Но только повторяющихся, т.к осциллограмма снимается по точкам- одна точка за один запуск развертки. Кто интересуется- поищите мануалы на эти модуля- их есть в сети, со схемами. И в схемотехнике ничего архисложного. И методика настройки тоже приведена, что бы не "попугаи" мерялись.

2 khach - меня тоже интересует стробоскопические модули - но конкретных схем находил очень мало . А если вы в курсе где находяться схемы этих модулей - киньтесь ссылкой пожалуйста ?

Вы считаете ребят из Текстроникса тупыми? А иначе зачем они выпускали стробоскопические модуля для своей 7000 линейки осциллографов (1S1, 3S1,7S11) итд? И полоса была до гига. Понятно, что сейчас это "преданья старины глубокой", но небыло 35 лет назад быстрых АЦП, а форму гигагерцовых сигналов надо было смотреть. Но только повторяющихся, т.к осциллограмма снимается по точкам- одна точка за один запуск развертки. Кто интересуется- поищите мануалы на эти модуля- их есть в сети, со схемами. И в схемотехнике ничего архисложного. И методика настройки тоже приведена, что бы не "попугаи" мерялись.
Я знаю что в домашних условиях нельзя сделать даже тестер, вернее сделать можно но мерять он будет в ПОПУГАЯХ. Вот и все. Я несколько лет работал в лаборатории по поверке приборов. Так вот для того что-бы
коробка с прибором и кучей резисторов можно было назвать тестером, требовалась куча дорогостоящих ЭТАЛОННЫХ приборов плюс знания, плюс опыт. Даже обычная юстировка головки занимала несколько часов.
И это всего лишь что-бы померять напряжение, ток, сопротивление с точностью 2.5%!!!
Поэтому приборы на коленке не делаются. А делаются ПОПУГАЯМЕТРЫ.

Цитата:

---

Сообщение от khach

Вы считаете ребят из Текстроникса тупыми? А иначе зачем они выпускали стробоскопические модуля для своей 7000 линейки осциллографов (1S1, 3S1,7S11) итд? И полоса была до гига. Понятно, что сейчас это "преданья старины глубокой", но небыло 35 лет назад быстрых АЦП, а форму гигагерцовых сигналов надо было смотреть. Но только повторяющихся, т.к осциллограмма снимается по точкам- одна точка за один запуск развертки. Кто интересуется- поищите мануалы на эти модуля- их есть в сети, со схемами. И в схемотехнике ничего архисложного. И методика настройки тоже приведена, что бы не "попугаи" мерялись.

---

Кстати говоря, в то время и мы выпускали и стробоскопическую приставку к осциллографу (полоса не менее 200 МГц, кажется), и стробоскопический осциллограф. Марку уже не помню, полоса была 700 МГц. Чуть позже пользовал и 7000 с стробблоком. Изучал с их помощью генерацию в диодах Ганна.

И еще кстати. Диодная приставка в вольтметру (грамотно выполненая) тоже измеряет не "в попугаях". По крайней мере с точностью, вполне приемлимой для радиолюбительских целей.

И еще кстати. Диодная приставка в вольтметру (грамотно выполненая) тоже измеряет не "в попугаях". По крайней мере с точностью, вполне приемлимой для радиолюбительских целей.

АГА, только для того что бы ее откалибровать нужен ОБРАЗЦОВЫЙ ВЧ вольтметр. А если вы можете воспользоваться образцовым ВЧ вольтветром на кой ляд нужна приставка к тестеру

Цитата:

---

Сообщение от UA3VFS

АГА, только для того что бы ее откалибровать нужен ОБРАЗЦОВЫЙ ВЧ вольтметр. А если вы можете воспользоваться образцовым ВЧ вольтветром на кой ляд нужна приставка к тестеру

---

Имеется очень простое обьяснение...
Образцовый прибор есть, но не у Вас, а, предположим, у знакомого в лаборатории (институтской, заводской и т.п.). А Вам по какой-то причине обязательно нужно (хочется) проводить ВЧ измерения у себя дома. Тестер у Вас имеется, а приставку делаете сами и калибруете с помощью того самого образцового прибора, который в лаборатории. Еще вопросы будут???

Цитата:

---

Сообщение от UA3VFS

Поэтому приборы на коленке не делаются. А делаются ПОПУГАЯМЕТРЫ.

---

Очень категорично, как и всегда у Алексея Ф. Сам он, правда, делает дома на той самой коленке супертрансивер, который, по его же "скромным" оценкам, по параметрам превзойдет все известные импортные...

Очень категорично, как и всегда у Алексея Ф. Сам он, правда, делает дома на той самой коленке супертрансивер, который, по его же "скромным" оценкам, по параметрам превзойдет все известные импортные...
Все мне извесные импортные трансивера на прием имеют очень скромные параметры, не считая разных кнопочек и лампочек на панели, что напоминает дешевые китайские магнитолы с цветомузыкой вокруг динамиков. Завораживает, а толку.
Не делают ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ, особенно когда пытаются присобачить к прибору два три радиоэлемента и получить дорогостоящий прибор. Ну не бывает чудес на свете.

Имеется очень простое обьяснение...
Образцовый прибор есть, но не у Вас, а, предположим, у знакомого в лаборатории (институтской, заводской и т.п.). А Вам по какой-то причине обязательно нужно (хочется) проводить ВЧ измерения у себя дома. Тестер у Вас имеется, а приставку делаете сами и калибруете с помощью того самого образцового прибора, который в лаборатории. Еще вопросы будут???


И ваш тестер на разных частотах будет мерять ПОПУГАЕВ или вы хотите к нему добавить КНИГУ ПОПРАВОК в зависимости от частоты интересно через какой прмежуток? А так-же поправки от выходного сопротивления измеряемого каскада, у тестера низкое входное и. т. д. Чувствуете какая глупость!

Для UA3VFS

Извините, но в Ваших высказываниях, на мой взгляд, звучит "пижонство профессионала". Вы, видимо, имели счастье работать с хорошей аппаратурой. Я тоже имел такое счастье.

Но в радиолюбительстве все немного по другому. Что действительно нельзя сделать, так это достаточно точный прибор, если его негде откалибровать.

Но, во-первых, не всегда и не везде нужна "суперточность". Где-то походят и "показометры" (см. исходную задачу).

Во-вторых, откалибровать (об этом уже писали) можно у знакомых - в постоянное пользование для этого образцовый прибор и не нужен.

Но, во-первых, не всегда и не везде нужна "суперточность". Где-то походят и "показометры" (см. исходную задачу).
Ну когда касается тока, напряжения, сопротивления это понятно а вот с осцилограмами несколько не так весело.
И открою секрет, это в ламповой технике можно лапоть туда лапоть сюда, а вот что бы транзистор вогнать в нужный режим нужна точность.

Ну вот парочка схем. Одна- известная приставка семплирующего осциллографа на более-менее современных элементах. Только навороченная слишком (второй семплер имеет смысл заменить на обычный ключ на 4066. Вторая- более подробно схема моста из какого-то старого хьюлет-паккарда. Там формирователь семплирующего импульса на диоде с накоплением заряда. Обратите внимание, что диоды включенны не так как в смесителе, и открываются при выборке все вместе. В более новых конструкциях стали экономить и ставить только два диода, а выборку запоминать на двух конденсаторах. Именно такие схемы у приставок Текстроникса. Скасать их сервисмануалы можно с xttp://bama.sbc.edu/tektroni.htm Выбираете все модуля, начинающиеся на цифру, имеющие букву S в названии и в описание слово sampling. Сканы там не ахти и медленно качается, но понять можно.
Если будете сами делать, имейте ввиду что более-менее просто оно получится только если вход 50 омный. Для стандартного мегаомного входа прийдется городить полный входной усилитель с соответствующей полосой пропускания, что не есть легко.
По поводу непонятного коэффициента передчи. Если импульс выборки достаточно длинен (1ns), то коэффициент передачи моста в районе 0.95 - диоды то открываются принудительно, внешним мощным импульсом и их сопротивление мало.

2 khach Спасибо за схемы - вторую я уже видал а вот первую еще нет . Ходил по ссылке - без пароля скачать увы не дает . Насчет второй схемы зачем там два мостовых коммутатора стоит один за другим ? По моему одного было бы достаточно - но поставили два работающие в противофазе . Также непонятно про генератор быстрой пилы - если за период изверяемого сигнала компаратор сработает второй раз то пила перезапуститься получаеться ? Это же не годиться - ну хорошо я затухающую синусоиду буду смотреть с синхронизацией от первого пика - а если потворяющуюся кодовую посылку - тогда от каждого импульса запуск будет - это не дело . А насчет первой схемы теперь - как же все таки там запускающие импульсы формируються от быстрой и медленной пил - и как синхронизация осуществляеться - раньше ведь микросхемных компараторов не было - все мудрили кто во что горазд. И еще по поводу ключа на двух диодах и двух конденсаторах - что то до меня не доходит как это реализуеться - я видел схему стробоскопической приставки начала 60х годов - там был ключ тоже на двух диодах но там не передавалась постоянная составляющая и вообще вместо увх - стоял удлинитель импульсов . Можно хотя бы от руки изобразить как такая схема выглядит ?

Не перезапустятся- компараторы становятся на самоблокировку по входу LE (latch enable). Описание схем местами перепуталось- глюки при аттаче файлов. В первой схеме только ключ выборки-хранения (диодный мост), генератор строб-импульса на SRD диоде D1, усилитель сигнала управления УВХ TR1 и высокоомный повториель с компенсацией емкости утечки IC. Почему схема нарисованна наоборот (спарва-налево)- хз.
Для скачивания с BАМы надо вводить реальный (или подобный реальному) адрес е-мейла в качестве пароля к анонимному доступу. Пользоваться качалкой (типа флешгета) не качать более чем в один поток и иметь терпение- скорость там режут сильно. Если очень надо- залью файлы на рапиду.
В дополнение- парочка семплеров от осциллографов Hitach тех лет, когда АЦП еще были медленные, а полосы хотелось.

Ну насчет первой то схемы я то понял сразу где вход а где управление - не очень понятно как на диде с накоплением заряда генератор строб импульса работает но это фигня ... А вот двухдиодной схеме что это за заземленные резисторы такие ?:) И непонятно в чем экономия достигаеться выкинули два дида - поимели два кондера - хотя с другой стороны если ацп с дифф входом - то вроде все неплохо . А щас я видел мода пошла АЦП делать на конденсаторах и с дифф входом ... А насчет самоблокировки компаратора - слона то я и не приметил . Но щас скачал на него пдф - разобрался ...