Archiv der Kategorie: Hochfrequenz

Ein Tiefpaßfilter 5. Ordnung mit 69 MHz aufgebaut für den ADF4351

Der ADF4351 liefert im kleinsten Bereich Frequenzen von 33 MHz bis 69 MHz aus seinem eingebauten Teiler mit ca. 1mW als Rechtecksignal. Ich möchte die Oberwellen weg bekommen und habe dazu einen Tiefpaß aufgebaut mit einer Grenzfrequenz von 69 MHz.

Das Rechtecksignal hat die ungeraden vielfachen enthalten, also die 3-fach, die 5-fache usw. Frequenz mit 1/3 Amplitude, 1/5 Amplitude usw.

Das heißt für meinen Tiefpaß, ich möchte bei der tiefsten einstellbaren Frequenz von 33 MHz schon die 3-fache Frequenz, also 99 MHz unterdrücken und auch die 5-fache Frequenz, also 165 MHz. Der Tiefpaß soll aber meine höchste gewünschte Frequenz von 69MHz noch passieren lassen.

Dafür habe ich einen Chebychev Tiefpaß 5. Ordnung berechnet, es sind also 5 Blindelemente enthalten. Ich habe dafür den Aufbau mit 3 Kondensatoren und 2 Induktivitäten gewählt. Die Schaltung wurde mit dem Ansoft Designer SV durchgerechnet.

Hier der Simulationsaufbau:

Und das Ergebnis mit S21 ist:

Bei der Auswahl der Bauelemente sind glücklicherweise fast Normgrößen aus der E12 Reihe raus gekommen, sodaß ich den Tiefpaß sofort auf einer Streifenraster Platine mit SMD Bauteilen aufbauen konnte. Weiterlesen

Den ADF4351 Frequenzgenerator 35MHz bis 4,4GHz vom Arduino Uno ansteuern

Mit dem AFD4351 von Analog Devices lassen sich Frequenzen von 35 MHz bis 4,4 GHz erzeugen. Er ist digital vom Arduino ansteuerbar. Die Frequenz und Ausgangsleistung kann eingestellt werden. Damit ist er prima als Synthesizer zur Frequenzerzeugung geeignet.

Der interne VCO erzeugt 2,2 – 4,4 GHz und ist PLL gesteuert stabil. Diese Frequenzen können direkt als Sinus ausgegeben werden. Die Frequenzen darunter werden über digitale Frequenzteiler erzeugt, das heißt es werden Rechteck Signale ausgegeben mit den entsprechenden Oberwellen nach der Fourier Reihe.

Vom PC ist das Programm über die serielle Ausgabe steuerbar. Mit der Eingabe von h im Seriellen Monitor des Arduino Programms oder einem anderen Terminal Programm gibt es die Hilfe für die akzeptierten Steuerbefehle. Weiterlesen

Power Splitter DC – 4GHz

Ich habe einen 6dB Power Splitter aufgebaut. Er arbeitet von Gleichspannung bis zu 4 GHz und alle Ports sind besser 14dB angepasst, damit ist das SWR kleiner 1,5.
Jenseits von 4GHz kann ich leider nicht messen.

Zum Aufbau habe ich ein einfaches Alu Halbschalengehäuse mit 2 Stirnplatten verwendet.

In die Stirnplatten habe ich 3 x SMA Buchse-Buchse Gehäuseeinsätze geschraubt und dann zwei  Semirigid Kabel (verzinnter Mantel) mit 2 SMA Steckern abgeschnitten. Diese habe ich auf die Gehäusebuchsen geschraubt und in der Mitte des Gehäuses zusammen laufen lassen.

Die Semirigid Leitungen wurden abisoliert, sodass der Innenleiter etwas raus schaut. Er wird nach oben gebogen da hier später die Widerstände angelötet werden sollen. Unter die 3 Leitungen habe ich ein Stück Weißblech gelötet für einen guten Massekontakt zu allen Seiten und für die mechanische Stabilität.

Dann habe ich die 3 Innenleiter im Dreieck mit 3 x 50 Ohm Widerständen frei fliegend verbunden. Dazu wurden 49,9 Ohm SMD 805 Widerstände mit 1% Toleranz genommen. Das ist schon etwas schwierig zu verlöten, da alle Widerstände ca. 1mm über der Massefläche liegen sollten und dicht vor der Schirmung verlötet werden sollen. Nur wenn der Aufbau kompakt ist können gute Eigenschaften bis zu hohen Frequenzen erreicht werden. Weiterlesen

PE4302 Attentuator einstellen vom PC & Rotary Encoder, Ausgabe auf LCD Display

Das Dämpfungsglied PE4302 mit dem Arduino vom vorherigen Beitrag wurde erweitert um einen Rotary Encoder aus diesem Beitrag und ein LCD Display 16×2 wie in diesem Beitrag verwendet.

Der Rotary Encoder kann die Dämpfung in 0,5 dB Schritten verändern. Durch drücken der Taste wird der aktuelle Wert in das EEPROM abgelegt und beim nächsten Einschalten verwendet.

Die PC Steuerung wurde erweitert um die EEPROM Befehle:
e – speichern in EEPROM
r – auslesen aus EEPROM

Die Anschlüsse des 16×2 LCD Displays sind im Programm angegeben. Es wurde die LiquidCrystal.h Library verwendet. Die neue displayupdate Variable wird gesetzt wenn das LCD-Display geschrieben werden soll. Weiterlesen

Der PE4302 Attentuator / Dämpfungsglied ist vom PC steuerbar über einen Arduino

Das Dämpfungsglied mit dem PE4302 Chip soll seriell einstellbar sein und vom PC aus angesprochen werden können.

Dazu nehme ich die Schaltung vom vorherigen Beitrag und erweitere die Arduino Software für die serielle Steuerung.

Diese seriellen Kommandos können im Seriellen Monitor des Arduino Programms eingegeben werden und werden dann zum Arduino geschickt, der entsprechende Aktionen auslöst.

Die Kommandos sind:
s : set attentuator. Examples: s1.5 | s0 | s 22.5 | s 31 | s 0.0
g : get actual attentuator value
d : device class Weiterlesen

Einstellbares Dämpfungsglied bis 4GHz mit dem Arduino

Ich habe die Attentuator (Dämpfungsglied) Platine aus China bekommen mit dem PE4302 Chip drauf.

Diese Platine soll seriell vom Arduino angesteuert werden. Die Dämpfung ist dann einstellbar bis zu einer Frequenz von 4GHz. Das funktioniert wenn man das Datenwort seriell überträgt mit Data und Clock und dann mit LE das Wort scharf schaltet.

Doch zuerst ein Blick auf die gelieferte Platine. Da fallen gleich ein paar Fehler auf:

Am Ausgang in der Nähe des SMA Steckers ist eine Masse Durchkontaktierung direkt neben die Streifenleitung gesetzt worden. Da hat einer nicht aufgepasst.

Die Lötbrücke J5 ist gesetzt. Damit liegt LE direkt auf 3V und ist nicht ansprechbar. Diese Lötbrücke habe ich entfernt.

Die Lötbrücke J6 ist gesetzt. Damit ist P/S auf GND und somit auf den Parallelbetrieb eingestellt. Diese Lötbrücke habe ich entfernt. Für den Seriellen Betrieb habe ich die Lötbrücke J4 gesetzt und damit P/S auf 3V gelegt. Dann können die seriellen Daten akzeptiert werden.

Hier die Änderungen im Bild.

Dann wurde der Arduino Uno angeschlossen.
Die Spannungsversorgung des PE4302 Platine ist auf 5V ausgelegt und damit direkt am Arduino 5V Ausgang anschließbar.
Die Datenpegel des Uno Liegen bei 5V. Der PE4302 akzeptiert aber nur 3V. Hier wurden drei Spannungsteiler in den 3 Datenleitungen zwischengeschaltet jeweils mit 2,2 kOhm und 3,3k Ohm Widerständen um den PE4302 nicht zu beschädigen. Weiterlesen

50 Ohm SMA Abschlußwiderstand bis 4GHz für 2 € selbst gebaut.

Ich habe einen einfachen SMA Stecker zum direkten anlöten für Platinen und 2 x 100 Ohm Widerstände für einen SMS Abschlußwiderstand verbaut und vermessen.

Vom Stecker habe ich die 4 Platinen-Masse-Anschlüsse mit einem Seitenschneider bündig abgeschnitten und den Innenleiter deutlich gekürzt, sodass er nur noch ca. 1mm aus der Isolation vorsteht.
Für den Abschlußwiderstand 50 Ohm wurden zwei 100 Ohm SMD Widerstände parallel geschaltet. Dafür habe ich die SMD Bauform 0805 gewählt weil sie ziemlich genau die Isolierung des SMA Steckers überbrückt. Es sind 2 Widerstände mit 1% Toleranz.

Die Widerstände wurden nacheinander erst am Mittelleiter und dann aussen verlötet. Dabei habe ich die Beschriftung nach unten gelegt um den eigentlichen Widerstand dicht an das Dielektrikum zu bringen und möglichst keine Luft oder das Trägermaterial dazwischen zu haben. Das Dielektrikum ist durch die Wärme beim Löten etwas hervorgequollen, sodass ich innen noch einmal nachgelötet habe um die Widerstände zu entspannen und nicht später einen Bruch der beiden Widerstände zu riskieren. Weiterlesen

Ein simpler Rechteckgenerator mit dem Arduino

Mit der Arduino tone() Anweisung lassen sich Töne / Rechteckfrequenzen auf einem beliebigen digitalen Pin ausgeben. Damit ist es sehr einfach einen Rechteckgenerator zu realisieren.

// Simpler Rechteckgenerator an Pin 10
//
// Matthias Busse Version 1.0

unsigned int frequenz=10000;

void setup() {
  tone(10,frequenz);
}

void loop() {
}

Es lassen sich Frequenzen von 31 Hz bis 65535 Hz erzeugen. Weiterlesen

Den Wellenwiderstand transformieren 50 Ohm > 150 Ohm mit einer Lambda/4 Leitung

Der Wellenwiderstand kann mit einer Lambda/4 langen Leitung transformiert werden.

Ein Beispiel:
Eine UKW Antenne hat einen Wellenwiderstand von Z=50 Ohm und das Autoradio mit langem Antennenstecker einen Eingangs-Wellenwiderstand von Z=150 Ohm. Dann kann man eine Lamda/4 lange Koaxleitung mit einem speziellen Wellenwiderstand Z_{Trafo} dazwischen schalten um den Wellenwiderstand zu transformieren. Weiterlesen

Eine einfache FFT – Fast Fourier Transformation – mit dem Arduino Uno

Ein Rechtecksignal kann aus verschiedenen Sinussignalen erstellt werden indem man die einzelnen Sinusschwingungen addiert. Um ein Rechtecksignal zu erhalten nimmt man die Grundfrequenz f mit der Amplitude 1 und addiert die dreifache Frequenz 3*f mit der Amplitude 1/3 und 5*f mit 1/5 Amplitude usw. Das ergibt dann eine Rechteckschwingung.

 f(t) = sin(\omega t) + 1/3 sin(3 \omega t) + 1/5 sin(5 \omega t) + 1/7 sin(7 \omega t) ...

Diese Fourierreihe beschreibt ganz allgemein die Frequenzbestandteile einer Schwingung. Siehe Wikipedia.

Hat man bereits eine Schwingung vorliegen und möchte sie zerlegen in die einzelnen Frequenzen kann man ein Fourierzerlegung machen, auch Fourier Transformation genannt. Für Mikrokontroller und andere Programme wurde eine schnelle Frequenzzerlegung geschrieben, die FFT oder Fast Fourier Transformation um diese Zerlegung fast im Echtzeit machen zu können. Weiterlesen