Rohde & Schwarz FSIQ26 Reparatur.

Mein FSIQ26 von Rohde & Schwarz hatte in der letzten Zeit öfter das Problem, dass der Selbsttest mit der Fehlermeldung „2nd IF Converter“ beendet wurde.

Dank des sehr ausgeklügelten System von Messpunkten innerhalb der neueren R&S Geräte war es möglich die Baugruppe und sogar die entsprechende Funktionsgruppe zu ermitteln die für den Fehler verantwortlich ist.

Für Jedes Modul innerhalb des FSIQ gibt es etliche Messpunkte, die über eine Service-Funktion abgerufen werden können. Meist sind dies Spannungen, die entsprechende Arbeitspunkte von Schaltungsteilen darstellen oder Eingangs/Ausgangspegel wiedergeben. In den Serviceunterlagen findet man hierzu die entsprechenden Soll-Werte und kann diese dann mit den selbst ermittelten Werten vergleichen.

Der Fehler zeigte sich im normalen Betrieb immer dann, wenn man ein Signal auf dem Analyzer mit einem SPAN größer 10 MHz betrachtet hat und dann den SPAN auf <= 10 MHz verringert hat. Dann verschwand das Signal plötzlich vom Bildschirm. Hat man den SPAN wieder auf > 10 MHz gestellt, war das Signal wieder da.

Wenn man sich das Konzept des FSIQ mit diesem Fehlerbild im Hinterkopf anschaut, dann fällt einem auf, dass ab einem SPAN von <= 10 MHz eine besondere Aufbereitung des Signals benutzt wird. Diese Aufbereitung übernimmt das Modul „Low Phase Noise“ (Option B4), welches im FSIQ als Standard verbaut ist.

Jetzt klingeln wir mal die über eine Service-Funktion abrufbaren Testpunkte ab. Und siehe da … gleich der erste liefert einen Treffer. Der Testpunkt für den „Referenzfrequenz-Teiler“ ist außer Toleranz. Und ein weiterer Messpunkt ist raus … „PLL Lockstatus“ zeigt „unlocked“ !! Das passt doch super zum Fehlerbild.

Zur Bestätigung der Annahme, dass es an der „Low Phase Noise“ Einheit liegt, entnehme ich das Modul und ersetze es durch ein Reserve-Modul. Ich lasse den FSIQ extra abkühlen und starte ihn dann. Nach dem Bootvorgang starte ich den Selbsttest. Diesmal werde ich mit einem freundlichen „successfull“ begrüßt. Auch eine „Full Calibration“ endet erfolgreich.

Somit ist bestätigt dass der Fehler wirklich in der „Low Phase Noise“ liegt.

Die Abfrage der Testpunkte ergab, dass der Teiler nicht richtig arbeitet. Also habe ich das Modul „Low Phase Noise“ geöffnet und hier als Teiler auf dem Modul zweimal MC10E016 gefunden.

Ich habe jetzt bei der Fa. Mouser zwei der Teiler-ICs bestellt. Jetzt heißt es warten.

„Low Phase Noise“ Option B4 geöffnet.

 

 

 

 

 

 

 

 

Nachdem nun meine Heissluft-Reworkstation eingetroffen ist, kann es nun bald ans Wechseln der beiden Teiler-ICs gehen.

Die Fa. Mouser hat nun auch die ICs geliefert und jetzt beginnen wir mit dem Tausch des ersten Teiler-ICs (mittig in der Baugruppe). Danach wird getestet ob das Modul wieder OK ist und falls nicht, wird ggf. das zweite IC getauscht.

… wird fortgesetzt …

 

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Reparatur RSA3408A … Logbuch

Leider hat meinem RSA 3408A Spektrumanalyzer der Umzug in das neue Labor nicht so recht gefallen.

Ich wurde beim ersten Einschalten gleich erst mal mit ein paar Kalibrierungsfehlern begrüßt.

CAL Fehler des RSA3408A

Nach weiterer Untersuchung habe ich festgestellt, dass der Basisband-Bereich von DC bis 40 MHz einwandfrei funktioniert. Der Fehler tritt nur auf bei Signalen die größer 40 MHz sind.

Dieser Umstand hat mich sehr erleichtert, weil der komplette Digitalteil incl. ADC damit OK ist.

Weitere Tests ergaben, dass Signale oberhalb 40 MHz nicht richtig dargestellt werden. Sie sind etliche MHz nach unten verschoben und haben einen erheblichen Jitter (FM).

Um jetzt den Fehler einzugrenzen musste ich erst mal die Aufbereitung der Signale im RSA3408A verstehen. Also nix wie her mit dem Service Manual und dort mal die „Theory of Operation“ reingezogen. Hier ist recht gut beschrieben wie die Signalaufbereitung funktioniert.

Als erstes passiert die HF ein Relais, welches entweder die HF-Buchse oder eines der beiden Kalibrierungssignale auf den Eingang des Analyzer gibt. Dann folgt der Abschwächer und ein Band-Relais.

Im oberen Bereich (3,5 – 8 GHz) ist nach dem Band-Relais ein variables Bandfilter (Yig Tuned Filter 3,5 – 8 GHz) im Signalpfad. Von hier geht es auf den ersten Konverter. Dieser mischt das Eingangssignal mittels der ersten LO (4-8 GHz) in den ersten ZF-Bereich (4231 MHz für >40MHz bis 3,5 GHz und 421 MHz für >3,5 GHz).

Signale bis 40 MHz (Basisband) werden per Relais an der kompletten HF-Aufbereitung vorbei, direkt auf die ADC Baugruppe umgeleitet und hier digitalisiert.

Signale von >40 MHz bis 3,5 GHz werden in eine ZF von 4231 MHz umgesetzt und diese wird dem zweiten Konverter zugeführt und auf 421 MHz heruntergemischt.

Signale höher als 3,5 GHz werden schon im ersten Konverter mittels der ersten LO (4-8 GHz) auf die ZF von 421 MHz runtergemischt und durchlaufen den zweiten Konverter nicht (Umschaltung im ersten Konverter).

Die ZF von 421 MHz wird im dritten Konverter nun weiter runter gemischt auf eine ZF von 76 MHz. Diese ZF wird nun weiter für den ADC aufbereitet und diesem dann zugeführt.

So weit mal grob zur Funktion des Signalpfades. Dieser Überblick zeigt einem aber schon, dass der Fehler sich irgendwo im Signalpfad befinden muss welcher nur von Signalen größer 40 MHz durchlaufen wird. Wir erinnern uns … Signale im Bereich DC-40MHz wurden richtig dargestellt.

Wir suchen nun also nur in den Signalpfaden, die von Signalen größer 40 MHz durchlaufen werden.

Dies sind folgende:

Bereich RF1 (40MHz bis 3,5 GHz):

HF-Eingang –> Modul RF3 (erster Konverter und erste LO) 1.ZF 4231 MHz –> Modul RF2 (zweiter Konverter und zweite LO) 2.ZF 421 MHz –> Modul RF5 (dritter Konverter und dritte LO) 3.ZF 76MHz –> Modul RF6 (Filterung und Signalaufbereitung für ADC) –> Modul A10 (ADC)

Bereich RF2 (3,5 GHz bis 6,5 GHz):

HF-Eingang –> Modul RF3 (erster Konverter und erste LO) 2. ZF 421MHz –> Modul RF5 (dritter Konverter und dritte LO) 3.ZF 76 MHz –> Modul RF6 (Filterung und Signalaufbereitung für ADC) –> Modul A10 (ADC)

Bereich RF3 (6,5 GHz bis 8 GHz):

HF-Eingang –> Modul RF3 (erster Konverter und erste LO) 2. ZF 421MHz –> Modul RF5 (dritter Konverter und dritte LO) 3.ZF 76 MHz –> Modul RF6 (Filterung und Signalaufbereitung für ADC) –> Modul A10 (ADC)

Ich habe also den kompletten Bereich von 40 MHz bis 8 GHz jeweils mit mehreren Testpunkten pro Band mittels Messsender abgeklappert und in allen Bereichen das gleiche Fehlerbild gesehen:

Beispiel für das Fehlerbild bei den Tests mittels Messender.

Einen Offset von der zu erwartenden Mittenfrequenz von fast 10 MHz und einen ziemlich breiten FM-Jitter.

Der Fehler ist also in allen Bereichen (RF1, RF2 und RF3) gleich. Somit muss er in einer Baugruppe seinen Ursprung haben, welche bei allen drei Bändern im Signalpfad liegt.

Dies sind die Module HF-Eingang, RF3, RF5, RF6 und A10. Das Modul A10 können wir gleich wieder ausklammern, da es beim Betrieb im Basisband einwandfrei seinen Dienst tut.

Der weite Offset und der große FM-Jitter brachten mich recht schnell auf die Idee, dass evtl. der YIG, welcher die erste LO erzeugt, nicht mehr per PLL im Zaum gehalten wird, sondern frei schwingt.

Bei YIG Oszillatoren ist es in der Regel so, dass sie eine generelle Abstimmspule haben und eine weitere Spule für eine Feinabstimmung/Modulation/PLL-Regelung.

Die generelle Abstimmspule kann den YIG über den kompletten Bereich abstimmen (in dem Fall von 4-8 GHz) und die Spule für die Feinabstimmung kann den YIG nur wenige Megahertz rauf und runter abstimmen.

Betrachtet man den Offset von 10 MHz in der Frequenz dann ist eine nicht gerastete PLL eine mögliche Erklärung für das Problem. Die Abstimmspannung der PLL klebt an einem Anschlag und der YIG eiert, nur mit der Grobabstimmung getunt, vor sich hin.

Um das nun zu verifizieren, muss ich den Analyzer öffnen und anfangen zu messen.

Haube auf und los …

Nun liegt der RSA3408A ohne Gehäuse auf dem Tisch und wir hangeln uns jetzt Stück für Stück durch den Entscheidungs-Baum zur Fehlersuche aus dem Service-Manual.

  1. Die ersten Tests betreffen die Bedienfunktionen wie Display und Tasten. Hier ist aber alles OK.
  2. Weiter geht es mit den Spannungen des Netzteils. Auch hier ist alles OK.
  3. Dann geht’s weiter zum Base-Band Test. Auch hier alles OK.
  4. Test des RF1 Bandes. Hier tritt der Fehler auf (Einstellung Sender: 100 MHz -10dBm). Auf dem RSA3408A ist ein waberndes Spektrum zu sehen mit einer Spitze in der Nähe von 100 MHz.
  5. Jetzt wird am Modul RF6 das Kabel W32 abgezogen und hier mit einem Spektrumanalyzer (gut wenn man einen zweiten hat …) kontrolliert ob hier 10 MHz -2 dBm (+- 3dB) anliegen. Das Kabel W32 geht Richtung RF4 zu einem Block der Synthesizer heißt. Ist wohl die Referenzfrequenz für den Synthesizer.

… wird fortgesetzt …

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Messung 10 GHz Schlitzantenne für DB0HRF

Für das ATV-Relais DB0HRF auf dem hohen Feldberg wird gerade die komplette Hardware neu aufgebaut. Für die 10 GHz Ausgabe soll eine Schlitzantenne als horizontaler Rundstrahler eingesetzt werden.

Hierfür kommt ein R&S FSIQ26 als Analyser und ein HP8673B als Wobbelsender zum Einsatz. Also VSWR-Brücke wird die Wiltron 87A50 eingesetzt.

Schlitzstrahler aus WR-90 Hohlleiter für 10 GHz mit HL-Übergang.

FSIQ26 Analyzer mit HP8673B Sender und VSWR Messbrücke Wiltron 87A50.

Im folgenden Diagramm sind verschiedene Messungen enthalten.

  1. Die gelbe Linie zeigt den Messport der Brücke offen (open), also sieht man hier am Analyzer die volle reflektierte Leistung.
  2. Die grüne Linie zeigt den Messport der Brücke mit APC7 auf N(w) Adapter, welcher auch offen (open) ist, also sieht man hier am Analyzer die volle reflektierte Leistung abzüglich der Verluste des Adapters.
  3. Die blaue Linie zeigt den Messport der Brücke mit angeschlossener HL-Antenne. Der Delta-Marker (hellblau) zeigt eine Anpassung von 21,46 dB gegenüber des offenen N-Adapters.
  4. Die untere Linie (türkis) zeigt die Brücke mit einem APC7 50 Ohm Abschluß (Wiltron 28A50-1). Hier sieht man gut, dass mit dieser Brücke in diesem Frequenzbereich Messungen bis 35 dB Anpassung möglich sind. Das entspricht einem VSWR von 1.037.

Diagramm der Messung. Erklärung im Text.

Die Messung kommt also zu dem Ergebnis, dass die Antenne die Anforderungen der PA von 18 dB Rückflussdämpfung erfüllt, da sie selbst eine Rückflussdämpfung von 21,46 dB hat.

Hier kann mal die Verkabelung der Messung sehen.

 

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Impressionen von der HAM Radio 2017

Leichtes Chaos im Auto …

Unser Zeltplatz …

 

 

Ausblick auf die Startvorbereitungen eines Zeppelin.

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Beef Brisket 2.0

Heute (21.07.2017) um ca. 0 Uhr geht bei uns das Beef Brisket 2.0 an den Start.

Es wird in einem 57 cm Kugelgrill von Weber zubereitet, welcher mit dem bewährten HeaterMeter (siehe Pulled Pork 2.0) in seiner Temperatur geregelt wird.

Hier das Rohmaterial (Rinderbrust) schon mit Rub versehen und zum marinieren in Frischhaltefolie eingewickelt.

Rinderbrust (ca. 4kg) fertig mariniert.

Hier mal mit Hand zum Größenvergleich.

Der aktuelle Status des Beef Brisket wird wieder per Webinterface überwacht und nachts alamiert mich die PitDroid App wenn wichtige Parameter aus dem Ruder laufen sollten.

 

 

 

 

 

 

 

Nach ca. 16 Stunden hatte das Beef dann die Zieltemperatur erreicht und konnte zum Verzehr freigegeben werden.

Fertig … nix wie auf den Tisch damit.

… 6 Personen und einige Scheiben später …

Alle haben ordentlich zugeschlagen und es muss wohl geschmeckt haben. Von 4,3 Kg Rinderbrust waren nur noch wenige Zentimeter über.

 

 

 

 

 

 

 

Am nächsten Tag gab es dann den Rest als Aufschnitt mit Krautsalat aufs Brot. Nicht minder lecker als frisch vom Grill !!

Beef Brisket als Aufschnitt mit Krautsalat auf Brot.

Das Beef aufgeschnitten … die Lücken entstanden durch naschende Kinder …

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„Double Ridged Horn“ Antenne.

Rolf (DK7FU) und ich hatten vor einigen Jahren die Idee mal Breitbandige Antennen für den Mikrowellenbereich zu bauen und waren auf der Suche nach einem passenden Design.

Rolf fand einen alten DUBUS Artikel von sog. „Double Ridged Horn“ Antennen. Diese Antennenform wird normalerweise zu Feldstärkemessungen im EMC/EMI Bereich eingesetzt und wenn man diese Antennen von den üblichen Herstellern kaufen wollte, dann sollte man ein bis zwei Karibik-Urlaube streichen.

Das Double Ridged Horn.

Da die Mechanik dieser ausgefallenen Antennenform nicht gerade trivial ist, besonders was die beiden „Backen“ (Ridges) des Hornes angeht, haben wir uns Hilfe bei einem OM aus unserem OV gesucht.

Dieser Helfer war Tilo (DJ5BX sk) welcher im Hans-Busch Institut in Darmstadt arbeitete. Hier gab es auch noch eine gut ausgestattete Lehrwerkstatt und motivierte Studenten in Ausbildung. Kurz um, die Antenne wurde zum Projekt für die Studenten erklärt und die Planung und Fertigung in Angriff genommen. Anfangs wurde diese Blechkiste belächelt … großer Fehler !!! Gerade die Teile, die man als „mal ganz locker herzustellen …“ einstufte, machten dann Probleme. Die beiden Backen des Hornes sollten auf einer CNC-Fräse gefertigt werden, was am Anfang als „easy“ eingestuft wurde. Es stellte sich dann aber raus, dass die Software in der CNC-Fräse nicht weich interpoliert, sondern heftige „Steps“ produzierte, was die geschwungenen Backen zu regelrechten Treppen machte. Es wurde dann der Verlauf der Wölbung in eine mathematische Funktion umgewandelt. In dieser Form in die Maschine gestopft, machte sie eine schöne glatte Linie.

Auch die Konstruktion des Hornes an sich stellte sich als nicht ganz einfach heraus, da einige Blechteile erst auf Maß geschnitten werden mussten und dann recht präzise abzukanten waren. Weiterhin musste am Horn-Gehäuse gefeilt, genietet, gefräst und geschraubt werden. Also richtig was zum austoben für Mechaniker.

Schließlich wurde das Projekt dann aber erfolgreich abgeschlossen und es waren am Ende 12 „Double Ridged Horns“ gefertigt.

Es folgt die Vermessung der Hörner. Hier ein erster Test mit dem NWT-4000 als Messgerät.

Erste Messung zweier Hörner mittels NWT-4000 von 500 MHz bis 4.4 GHz.

Messdiagramm, 1. nur Messkabel (grün), 2. 2x Horn (rot)

 

 

 

 

 

 

 

 

…. wird fortgesetzt

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Upgrade CMS52 mit Option B9 (Duplex)

Neulich beim Stöbern in eBay Kleinanzeigen bin ich über ein „Konvolut“ von Baugruppen gestolpert. Hier waren auch R&S Baugruppen dabei. Unter anderem ein Modul B49 (Duplex) für den CMS.

CMS Option B49

Nach kurzer Verhandlung war das Geschäft perfekt und ich hatte für unter 100,- ein Duplex Modul für den CMS erstanden.

Nachdem das Paket dann bei mir ankam, ging es direkt an den Einbau, welcher wirklich sehr einfach ist bei diesen Geräten. Nur Modul rein, ein Kabel anstöpseln und schon ists fertig.

Dann der Spannende Moment …..

Siehe da … Option B9 wird angezeigt.

Also gleich mal schauen ob der DX-Test jetzt funktioniert.

 

Ahhh, Duplex Test funktioniert.

Jetzt schauen wir wie sich die Duplex Option im Spektrumanalyzer-Modus als Trackingquelle macht …

… UPPS … keine Tracking Funktion auswählbar ???

Das ist jetzt etwas seltsam. Ich habe aber den Verdacht dass es evtl. an der schon recht alten Firmware-Version meines CMS52 (V1.71) liegen könnte.

Nach Rücksprache mit Rohde und Schwarz bieten nicht alle der älteren Modelle die Tracking Funktion. Die Modelle mit dem grünen LCD können das zum größten Teil nicht.

Aber die Duplex Funktion ist auch ohne Tracking sehr hilfreich.

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HF Abschlüsse NARDA 370 BNM DC-18GHZ

Messung 1:

  • 300 kHz bis 2,5 GHz
  • Messbrücke Chinakracher 1 bis 2500 MHz
  • Adapter am DUT-Port: SMA m-m Röllchen, SMA-f auf N-f

NARDA 370 BNM S/N 001

NARDA 370 BNM S/N 002

NARDA 370 BNM S/N 003

NARDA 370 BNM S/N 004

NARDA 370 BNM S/N 005

ROSENBERGER SMA Abschluss aus VWNA CAL-Kit

 

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Er mag Musik nur wenn sie …

… laut ist !!!!

Lautsprecher:

  • Yamaha Club Serie S112 IV (2″/12″)
  • KME Subwoofer 15″ mit Doppelschwingspule 2x 400W

Technik:

  • Patchfeld für Input und Output.
  • Behringer Ultradrive Pro DCX2496 Aktivweiche/Controller
  • 2 x Yamaha P5000S Endstufe.

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China Breitbandverstärker 1 MHz bis 1 GHz Gain 35 dB.

Ich benötige zum Aufbau eines IP3 Messplatzes mehrere gleiche und breitbandige PAs die eine Ausgangsleistung von über 1 Watt liefern können.

Ich wurde bei eBay auf diese „Chinakracher“ aufmerksam.

Daten laut Anbieter:

  • Betriebsspannung 15 Volt
  • Verstärkung 35 dB
  • Ausgangsleistung 35 dBm max.
  • Frequenzbereich 1-1000 MHz

Zwei China PAs (geliefert komplett mit Kühler).

 

 

 

 

 

Also auf den Messplatz damit ….

Hmm wo sind denn die 35 dB Verstärkung ??

… tja, die erste gemessene PA ist offensichtlich gleich DOA.

Also gleich die nächste messen …

Ahh, das schaut doch besser aus.

Hier nochmal alle vier Verstärker im Vergleich unter gleichen Bedingungen:

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