[Alex_Vas 0]

Приветствую всех!

Попытался поэкспериментировать с ЛЧМ сигналом. Информации на эту тему более, чем достаточно, но, как обычно, гладко на бумаге, но...

Конструкция классическая: сигнал с ГУНа подается на усилитель и передающую антенну и через делитель -  на смеситель.
На него же подается усиленный сигнал с приемной антенной. ( уровни сигналов, и пр. все в норме) Частотный диапазон: в районе 1.6 Ггц.
 В режиме доплеровского  измерителя скорости проблем нет. Но вот при модуляции пилообразным или треугольным напряжением, т.е.
 ЛЧМ модуляции на выходе смесителя ( HMC213) сидит непонятный сигнал довольно высокого уровня, который не позволяет усилить
полезный сигнал. "Танец с бубнами" и прочие ухищрения показали, что он присутствует даже при заглушенном входе  RFin (эквивалент нагрузки 50 ом)) См. рис
С такими частотами работаю впервые. В моем понимании, со смесителя ( на понижение) должен идти сигнал разностных частот, а здесь что-то не то. Поиски в документации и и и-нете ничего не дали.
Прошу поделиться опытом, где искать причину, и, как от этого избавиться. Так как спектр этого сигнала перекрывается с полезным.

[Sokrat 4]

       Тут ещё приведите схему включения смесителя и топологию Вашей платы. Обычно те, кто "работают с такими частотами впервые", трассировку делают не совсем правильно. Или вы измеряете его на Hitta-йтовской отладочной плате? Если последнее, то вопрос снимается, но неплохо было бы к сообщению сразу приложить datasheet на смеситель и отладочную плату (считается хорошим тоном, что б другие не лазили, а могли сразу посмотреть). 

[Alex_Vas 0]

Дополнение:  схема( ее ВЧ часть)  собрана на готовых модулях с AliExpress. Осциллограмма приведена для конфигурации прще некуда: VCO ( 8  дБм ) (https://aliexpress.ru/item/32880245963.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.d28633edQysi5G),  смеситель ( https://aliexpress.ru/item/33045083254.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.d28633edQysi5G) , 50 ом- заглушка( ее наличие на результат не влияет)

PDF  на HMC213 : https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/hmc213a.pdf

все это выглядит так.

Попытки спрятать в экран плату смесителя на  результат не влияют...

 

[Lmx2315 2]

Чё-то я не понял , вы смотрите на выходе смесителя сигнал без всякой фильтрации? Я фильтра на выходе не вижу. Просто если это так то у вас там сумма сигналов: пролаз гетеродина+разница сигналов + сумма сигналов.

При заглушённом входе у вас должен пролазить гетеродин, может это он?

p/s/

приложите принципиальную схему стенда, а то мне непонятно что откуда снимается .

[freeport 2]

Поскольку смеситель не идеальный, на его выходе всегда присутствует постоянная составляющая, десятки мВ. Амплитуда и знак этой составляющей зависят от частоты гетеродина. То есть это гетеродин как то детектируется. Ну вот она и наблюдается на экране осциллографа. Видно, что период пилы и паразитного сигнала на выходе одинаковы.

 

[Alex_Vas 0]

Вот я и пытаюсь разобраться  что не так делаю, или недопонимаю работу смесителя.  Вышеприведенный пример, возможно, не очень корректен: при нулевом входе смеситель не в паспортном режиме.

Вот результаты другого эксперимента: сигнал гетеродина подается на оба входа. В моем понимании разностный сигнал должен быть в районе 0 -( разница хода между входами- пара см.), а суммарный ( 2 * 1.6 Ггц) мой осциллограф не позволяет  видеть, да и фильтр выше 20 КГц отсекает ( осциллограммы до и после фильтра почти не отличаются). Этот НЧ сигнал на выходе связан именно с динамикой изменения напряжения на входе  VCO ( Хотя все в паспортном режиме).

Картинка повторяется точь- в точь  при изменении частоты "треугольника" - здесь почти 1 КГц. Вот этот сигнал и мешает, поскольку полезный лежит в этом же диапазоне частот...

 

Простите, на схеме перепутал обозначения входов  Rfin и  LO.  Ошибка только в рисунке, на установке подключено правильно

[freeport 2]

Повторю. Разностный сигнал не будет равен нулю из-за неидеальности смесителя. Всегда на выходе смесителя есть постоянная составляющая, независимо от того подали мы на вход сигнал или нет. Знак и величина этой составляющей зависит от частоты. Вы можете просто подключить внешний генератор вместо гетеродина и руками покрутить частоту и увидите как меняется эта постоянная составляющая на выходе смесителя.

 

 

[Alex_Vas 0]

Freeport, благодарю за пояснение. Прогнал напряжение ступеньками, напряжение на выходе , действительно, зависит от частоты сигнала гетеродина. В динамике получается такая вот картинка. Теперь вопрос, как это можно, и возможно ли,  учесть.  В качестве прототипов установок я брал простейшие макетные ЛЧМ радары, коих   пару реализаций из готовых блоков нашел в сети. Обработка сигнала там  - просто БПФ.   А вот о таких сопутствующих  эффектах - ни слова. Видимо,  поэтому и не приводятся осциллограммы сигналов ( мне, по крайней мере, найти не удалось )...

Попробую это учесть при обработке, хотя на эти грабли, естественно,  не я первый наступаю... Или менять схему понижения частоты..

[freeport 2]

Получается, что до БПФ надо проводить калибровку. Оцифровать сигнал, запомнить и вычитать.

[Alex_Vas 0]

Да, попробую, но надо выяснить еще, зависит ли этот выход от уровня сигнала гетеродина, и насколько эта зависимость стабильна. Может и смысла в таком способе нет. Не зря же делают двойное преобразование частоты. Посмотрим.  Вот на частотах 24 Ггц таких проблем, видимо, нет. Может от того, что относительное изменение частоты меньше.

[freeport 2]

В некоторых смесителях этот параметр (постоянная составляющая на выходе) DC offset нормируется и его можно уменьшить путём регулировки, посмотрите например на LTC5586.

[Самурай 12]

1 час назад, Alex_Vas сказал:

Вышеприведенный пример, возможно, не очень корректен: при нулевом входе смеситель не в паспортном режиме.

Вот результаты другого эксперимента:...

Подозреваю, что и в этом эксперименте смеситель снова не в режиме... Даже, если как Вы говорите "на схеме перепутал обозначения входов  Rfin и LO", то и 5дБ (5дБм?) на входе LO возможно недостаточно для корректной работы. Если есть возможность, увеличивайте уровень. Или рабочую частоту. И попробуйте уменьшить размах пилы на входе, т.к. нижний предел частоты VCO порядка 1.5ГГц, что для смесителя уже выходит за рабочий диапазон, даже при соблюдении всех остальных условий.

Изменено 22 мая, 2020 пользователем Самурай

[Alex_Vas 0]

Пробовал, эффекта нет. Нижняя у VCO 1.52 ГГц - на грани HMC 213 Пробовал не от 0, а от подставки. Сигнал другой, но все равно не исчезает. Давал на вход 8 дб ( получить 10, как в паспорте, возможности нет) - форма та же, амплитуда только больше. До этого пробовал в диапазоне 5 Ггц - там вообще все лежало в середине паспортных значений, и такой эффект наблюдался. Думал, частота слишком высокая для экспериментов "на коленке" - ушел ниже..Но. - век живи, Век учись

Изменено 22 мая, 2020 пользователем Alex_Vas

[spirit_1 5]

On 5/22/2020 at 6:44 PM, Alex_Vas said:

Пробовал, эффекта нет. Нижняя у VCO 1.52 ГГц - на грани HMC 213 Пробовал не от 0, а от подставки. Сигнал другой, но все равно не исчезает. Давал на вход 8 дб ( получить 10, как в паспорте, возможности нет) - форма та же, амплитуда только больше. До этого пробовал в диапазоне 5 Ггц - там вообще все лежало в середине паспортных значений, и такой эффект наблюдался. Думал, частота слишком высокая для экспериментов "на коленке" - ушел ниже..Но. - век живи, Век учись

 

А что обнаруживать планируете? 

[Alex_Vas 0]

Отраженный сигнал. Макет измерителя дальности.